电动车太阳能充电系统的设计毕业设计说明书

电动车太阳能充电系统的设计

摘要

在这个快速发展的时代，我们对能源的需求越来越多，对地球家园的污染也越来越大。就交通而言，各类汽车不断增加，对空气的污染也逐渐严重。为了更好的保护我们的家园，也为了便利人们的出行，电动车成为广大人民群众的首选，它方便，快捷，价格便宜，符合普通大众的出行。但是电动车的普及，虽然为人民大众的生活提供了很大的方便，但是电的供应需要大量的煤炭等一些不可再生能源，煤炭的大量燃烧不仅使这些不可再生资源的枯竭，还造成了很大的污染。人们赖以生存的空气，水资源都被严重的污染，因此我们需要清洁无污染的太阳能来发电。

这次的设计是以太阳能光伏发电为前提，把太阳光转化为电能提供给电动车来利用。首先研究的是小型独立光伏发电系统，它发展的程度以及如今发展的趋势，而太阳能转化的效率和光伏器件的成本也是一个很大的问题。光伏器件的价格是有多方面的因素来决定的，而太阳能的转化效率是可以深入研究的。为了使太阳能的转化效率达到最高，本文采用了最大功率点跟踪分析法来研究确定它的转化效率，以及太阳能电池板的确定。本文总体分为对太阳能电池板的研究，充电系统的设计，最大功率跟踪法（MPPT）的介绍，其中充电系统的设计包括DC升压电路和充电控制电路。

关键词：电动车，太阳能，光伏充电，MPPT

The Design of the Electric Car Solar Charging System

Author: Liu na

Tutor: Si Xiaoping

Abstract

In this era of rapid development, we are more and more demand fore nergy, pollution of the earth is becoming more and morebig. Growing in terms of traffic, all kinds of cars, air pollution is increasingly serious. In order to better protect our home, and to facilitate the travel of people, electric cars become the first choice for the people, it is convenient, fast, cheap, conforms to the general public. But the popularity of electric cars, although the lives of the people provides a great convenience, but the supply of electricity needs a lot of coal and other non-renewable energy, the burning of coal not only make the depletion of non-renewable resources, also caused a lot of pollution. People live in the air and water are serious pollution, so we need to clean pollution-free solar energy to generate electricity.

This design is to use solar energy to electric power, mainly on the basis of independent photovoltaic design a electric bicycle charging system, first of all, is the study of the small independent photovoltaic powergeneration system, its development degree and the development trend of nowadays, and the cost of solar energy conversion efficiency and photovoltaic devices is also a big problem. The price of photovoltaic devices have many factors to determine, and the conversion efficiency of solar energy can be in-depth study. In order to make the conversion efficiency of solar energy to achieve the highest, in this paper, using the method of maximum power point tracking to determine its efficiency. Also the size of the solar panels is calculated through the experiment. This paper is divided into the study of solar panels, the overall design of the charging system, the method of maximum power tracking (MPPT) is introduced, including the design of the charging system including a DC charging booster circuit and control circuit.

Key words: Electric Cars, Solar Power, Solar Charge, MPPT

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2论文设计目的 (1)

2 系统模块的设计 (3)

2.1光伏发电发展以及研究现状 (3)

2.2系统框图 (3)

2.3 电池板的选取模块 (4)

2.4 DC升压变换电路模块 (4)

2.5充电电路 (5)

2.6蓄电池模块 (6)

3效率分析 (8)

3.1定电压跟踪法 (8)

3.2电导增量法 (9)

3.3 扰动观察法 (9)

4总体电路的设计 (11)

总结 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

1 绪论

1.1 课题背景

在这个快速发展的时代，电动自行车已经成为我国城乡居民普遍使用的一种交通工具。这些电动自行车主要是使用室内充电，用电动机驱动，蓄电池给供电。然而蓄电池普遍使用的是工业发电对其进行供电。正如我们所知道的，能源的日益稀缺已经成为一个全球性的问题，并且对我们的家园污染非常严重，因此取之不尽，用之不竭的太阳能的使用给我们带来了希望，太阳光清洁无污染，把它作为能源对蓄电池进行充电是非常可取的。

本文最大的问题就是对光伏充电的研究。光伏发电是太阳能充电装置的一项比较重要的技术，近年来，随着PV技术的提高以及价格的降低，光伏发电技术在很多领域也得到了广泛的应用，并且规模也在日益的扩大。光伏发电不消耗原料，没有噪声和污染，还不会受地域的限制，建设时间短，维护方便，安全可靠，而且也不需要架输电路线这些也是太阳能能被大规模使用的原因。要想更好的实现光伏发电的功能，良好的性能，合适温度系数的太阳能电池板的使用才能满足要求。然而太阳光在时刻变化着，太阳能光伏电池两端的输出电压也是在时刻变化着，这样电池的输出功率也会随着产生变化，因此，为了使太阳能电池的利用效率得到进一步的提高，使太阳能电池的工作点得到有效的调整也是一个重要途径，不断的调整并实验电池的工作点，并使电池始终工作在它的最大功率点的附近[1]。所以要想设计好太阳能电动车的充电系统，怎样实现最大功率点的跟踪是需要解决的一个重要的问题。还有就是太阳能电池板的选取，太阳能电池板的选取十分重要，它直接决定了对光照的吸收的程度，还要考虑光伏电池的价格问题。

1.2论文设计目的

电动自行车在中国的使用已经非常的普遍，而利用太阳能电池板使用光伏发电技术给电动自行车充电是非常有意义的，取之不尽，用之不竭的太阳光清洁无污染，是最理想的能源。本课题是从能源的利用入手，结合光伏发电技术，来设计一个电动车的充电

设备。首先是太阳能电池板面积的选取，通过电动自行车每天消耗的电量来确定太阳能电池板的功率和面积的大小。其次研究的是独立光伏发电系统，了解独立光伏发电系统的概念，组成以及在国内外研究的发展状况。认真研究光伏发电技术当前的一些问题，还有其中的一些关键的技术[2]。最后，由于目前太阳能电池的转换效率还并不是很高，当电动自行车作为一种交通工具完全利用太阳能电池光伏发电时，它能够持续的路程还很短，所以，要想更好的利用太阳光，需要研究和确定太阳能电池的效率，采用最大功率追踪分析系统的效率以及性能。

2 系统模块的设计

2.1光伏发电发展以及研究现状

能源和环境的问题已经成为近年来人们关注的重点问题之一，为了使能源和环境得到可持续发展，光伏发电技术已经成为了各个国家发展的重点，早在20世纪末的时候，光伏发电技术就已经发展的比较成熟，随着时间的增长和各个国家发展的迅速进步，很多国家都利用太阳能发电来使用在各个用电的行业。对于中国在2006年太阳电池的产量就已经达到了369.5 MWp，仅仅在日本和德国之后，这说明我国在这项技术中具有很强的国际竞争能力。但是作为光伏发电大国，我国的光伏使用市场还没有被完全的打开。由于光伏发电使用价格比常规发电的使用价格高很多，使我国的光伏发电市场受到限制。从光伏发电应用以来，我国的光伏应用市场较多的使用于离网农村电气化工程，在交通工具方面的应用相对来说是比较少的[3]。近年来汽油价格在不断上涨，要使我国的交通问题得到解决不能依靠汽车的发展，对环境污染太严重，环保的压力，能源的紧张，石油、煤炭资源的有限，这些都促进了电动自行车的发展。电动车相对与其它交通工具而言有非常大的优势，比自行车快捷，比汽车以及公交车等方便，使用起来还比较舒服，再加上可以用太阳能为电动车提供电能，那就更加促进电动车的受欢迎的程度。

2.2系统框图

本节讲述是光伏充电系统主要的各部分设计的工作原理，首先通过太阳能电池板收集太阳光，然后经过DC-DC转换器将收集的太阳能转化为电能给蓄电池充电，应为铅蓄电池直接输出电压比较低，直接使用时没有办法满足负载的需要，所以要加上一个升压变换器，将直流电压升高，然后再通过充电控制电路来给蓄电池充电，供电动车使用。其系统框架结构如图2.1所示。

2.1 系统框图

2.3 电池板的选取模块

对电动车太阳能充电系统而言，太阳能电池板的选取也是非常重要的。而我们选取的电池板功率的大小需要根据电动自行车的参数系统设计的目标来选取[4]。为了做到这一点，我选取了一辆电动自行车，以电动自行车的参数做了实验，其参数如表2.1所示。

表2.1电动车参数

根据表2.1中电动车的参数，计算出太阳能电池的总功率为30W，而每块太阳能电池板的参数如下表2.2所示。

表2.2 太阳能电池板参数

从两个表中参数的对比分析可以看出，太阳能电池板的额定功率参数为5W，而电动车的额定功率参数为30W，因此，光伏充电系统需要6块这样的电池板。

2.4 DC升压变换电路模块

DC升压电路主要是利用了一个芯片MAX669以及外围电路来实现的，MAX669是一个专门用于升压转换的芯片。光伏电池吸收太阳光以后，把所吸收的光能转换成电能。由于电压达不到所需要的，电池板的输出电压通过DC升压电路的输入端经过电感储存电压后，电压通过9引脚输入到MAX669芯片中，经过一系列的变化后，通过调节R2和R3的电阻值来达到所需要的12V的输出电压。其中此电路中C2,C3,C4均为旁路电容，C7为补偿电容。其原理图如图2.2所示。

图2.2 DC升压电路原理图

2.5充电电路

本模块的设计主要是UC3901来实现的。由于太阳能充电器始终是和蓄电池连接在一起的，为了防止蓄电池的输出电流会流向充电器，所以在串联调整管和输出端中连接了一个二极管，同时为了不会让输入电源中断以后蓄电池通过分压电阻R3放电，在连接电路图的时候将R3通过芯片的7引脚连接到地上[5]。连接RS是为了检测电流的大小，从R2到R6用来检测蓄电池的工作电压。太阳能电池板接受太阳能经过转换升压得到的电压输出后通过充电控制电路的一端输入通过输入端输入进去，通过三极管Q1导通后，开始进行恒流充电，然后电池电压会逐渐的升高。当电池电压充电达到过充电压VOC的95％的时候，电池就会进入过充电状态，充电电压就会一直维持在过充电电压状态，此时充电电流开始下降。当充电电流下降到过充电终止电流（IOCT）时，UC3906芯片的脚10输出高电平，而此时比较器LM339通过引脚1输出低电平，蓄电池就会自

动进入浮充状态。同时充足电指示发光管会发光，表明蓄电池已经充满电。其充电控制电路如图2.3所示。

+12V

2

D

图2.3充电控制电路原理图

2.6蓄电池模块

考虑到铅蓄电池的性能，光伏充电电流以及系统的成本等都受到光照强度和环境温度的影响，所以充电模块一共有四个阶段，而为了使蓄电池的存储容量达到其额定值，并延长它的寿命，使用了涓流和浮充充电的模式。首先介绍的是涓流充电，为了防止在充电过程中大的电流进入蓄电池，超过电池的初始充电电流值，损坏蓄电池而使用涓流充电[6]。其工作原理为：在充电时，当蓄电池的端电压比初始设定的电压低时，光伏控制器就会为其提供一个非常小的电流对蓄电池进行充电，铅蓄电池的端电压则会随着涓流充电状态的进行而逐渐升高，当蓄电池两端的电压值达到始能电压时，充电器将会进入到第二个充电阶段：恒流充电状态，但是在初始充电时，当铅蓄电池两端的电压高于设定的始能电压，则充电器将跳过涓流充电而直接进入恒流充电的状态。接下来是恒流充电，恒流充电也是一个快速充电的阶段，充电器在恒流时的充电状态会将一个不变的电流提供给蓄电池，给蓄电池充电，蓄电池的容储量会上升的比较快，蓄电池两端的电压也会在蓄电池容量发生改变的时候同步不断的上升，但是蓄电池两端的电压当达到初

始设置的过压充电的电压时，蓄电池的充电状态会进入过压充电状态。第三个状态是过压充电状态，在过压充电时期，充电电压是恒定不变的，并且比蓄电池的额定电压还高一点，因为这样能让铅蓄电池的储存容量最后达到饱和，而这时充电电流会逐渐的减小，如果充电电流减小到过充终止电流时，表明蓄电池已经被充满，此时充电模式就会进入浮充状态。最后一个充电状态就是浮充充电，浮充电压的电压值比过压充电时的电压低，浮充充电就是给充电系统提供一个带有温度补偿的恒定的浮充电压给蓄电池充电，此时铅蓄电池的储存容量保持不变，为了弥补蓄电池自身放电造成的损失，在浮充充电阶段会一直提供一个很小的浮充电流[7]。在这以后，一旦蓄电池的端电压降低到充电电压的90%，充电器就会自动进入涓流状态或者恒流状态。其中四个充电状态的图形如图2.4所示。

图2.4 四个阶段充电方式

3效率分析

太阳能光伏发电面临的主要问题就是怎样才能使太阳能电池的工作效率提高上去，以及怎样提高光伏发电系统的稳定性[8]。光伏发电技术在不断的进步，成熟，最大功率点跟踪技术能够使光伏发电系统转换的电能的利用率达到最高。这项技术各个国家也在重点的研究发展中。

最大功率点跟踪主要是通过一系列方法让太阳电池方阵工作在最大功率点。主要可以利用的方法有电压跟踪法、导纳增量法、扰动观察法等等都是最大功率点跟踪的方法，下面介绍的是几种常见的可以实现最大功率点跟踪的方法。

3.1定电压跟踪法

根据太阳能电池的光伏性质，沿着另外一个角度来看，它的最大功率点就是在恒定电流和恒定电压这两个区域相交的那一点，在这点上，光伏充电系统的转换效率是最高的。光伏电池在接受太阳光时收到光照强度和温度的影响。所以在我们所生活的实际中，在每一刻，太阳能电池都会存在一个最大功率点，但是它存在的最大功率点的值是不相同的。不考虑温度变化对太阳能电池的影响下，温度恒定，光照强度变换的情况之下，太阳能光伏电池的功率输出最大点一直在一个恒定不变的电压值附近不断的变化着。其中它的负载特性曲线中，有五个点代表太阳能光伏充电电池的工作点，这五个工作点也是与相应的光照强度来匹配的。所以，若采用这个方式，太阳能电池的输出功率相对来说比较的小。利用恒定电压法来弥补由于阻抗的失配而造成的功率损耗。让系统可以有稳压器的功能，通过在负载与太阳能光伏充电电池之间匹配相应的阻抗[9]。这样就能使太阳能电池的工作点总是在Um附近保持稳定，使太阳能电池的输出功率点与最大功率点相差较少，简化了独立光伏发电系统。恒定电压最大功率跟踪点方法在特地的情况下比实际测量这个方法的效果好，本身比较简单。适合小型的、所处外界环境变化不大的太阳光照强度一定的条件下，温度成为影响最大功率点的主要因素。结温度通常都会影响太阳能光伏电池的开路电压[10]。当光照强度一定时，太阳能光伏电池的输出功率点就会随温度的变化而变化，如果这个时候还用恒定电压法来检测太阳能光伏系统，它的输

出功率和最大功率输出点就会相差很大，转换效率会降低，会造成不小的功能损耗。尤其在环境比较恶劣的地方，太阳能电池的结温会有明显的升高，原来预先设定的工作电压值与太阳能电池的伏安性曲线就不会有交点，系统就变得不稳定，纹波就会很大，则最大功率点会很难确定。恒定电压最大功率点跟踪控制的优点是稳定性高可靠性强，目前依旧在光伏充放电系统这个行业中得到比较广泛的使用[11]。

3.2电导增量法

最大功率点跟踪控制还有一种经常使用的方法就是电导增量法[13]。这种方法主要是利用功率和电压变化比的方向来跟踪整个充电系统的输出最大功率点。这个方法可以运用一些公式来计算。这种运算的方法能够非常快的计算出更光伏充电系统在充电时候的跟踪最大功率点。因为它的输出电压的纹波系数相对其他方式来说是比较少的，所以电导增量法比较适用在大气条件变化比较快的场合。但是它有一个缺点就是对硬件的要求特别高，特别是对其中的传感器的精度要求，还有就是对光伏系统各个部分的响应速度也是有高的要求。电导增量法缺点：计算的时候比较繁杂，大量的计算是比较容易出现对最大功率点错误的判断。

3.3 扰动观察法

本文采用的是扰动观察法来对充电系统的效率进行分析。这个方法是利用光伏器件特性进行最大功率点的跟踪控制[12]。用扰动观察法来实际调节电池的利用率点，主要是通过将调整电路之前太阳能电池的电压输出和功率的改变情况和调整之后其电压与功率是如何改变的，跟据光伏器件的特点，主要是调节系统的主要电路中晶体管的占空比，来使系统输出的最大功率得到保持。独立光伏系统的控制器能够使太阳能电池的输出功率发生改变，它主要是在控制的循环时间里面通过用比较小的步长来进行控制。它控制的对象就是太阳能电池输出电流或电压，增大和减小这两种是它的控制方向。我们把这个控制的过程称为“干扰”控制，在运用算的时候把干扰周期前电池的输出功率和干扰周期后的电池的输出功率进行比较，如果检测到的太阳能光伏电池输出功率变大，则会按照前面循环时间的控制方向继续重复上面的步骤；如果检测到的太阳能光伏电池的输出功率变低，就按前面循环时间的控制相反的方向继续上面步骤[14]。通过以上反复持续的过程，太阳能电池事实上的工作点和电池最大功率点大概会相同，不过中间会发生一小

部分的震荡。当然也可以改变步长，当采用增大步长去控制太阳能电池的最大功率点，光伏充电系统可以很快追踪到光伏电池最大功率点的周围，但是系统达到所要求的范围时，太阳能电池的纹波系数大，也就是说达到稳定之后的精度会比较低。如果来减小系统的步长来控制太阳能电池的最大功率点，则光伏充电系统追踪到最大功率点附近的速度就会下降，但是此时充电系统达到最大功率点工作时的纹波系数小，即达到稳定状态以后的精度相对比较高。

4总体电路的设计

太阳光经过电池板作用转化后得到输出电压，因为得到的电压值比较小，输出电压经过DC升压电路的输入端将小电压输入到DC升压电路中，经过升压电路的一系列的升压变换后输出12V的电压，此电压作为充电电路的电压源，经过充电控制电路的变换，以及检测后输入到蓄电池中供电动自行车使用。原理图如图4.1所示。

+12V

图4.1总电路原理图

总结

近年来电动自行车已经成为大众出行的最佳伴侣，电动自行车方便快捷，而且价格便宜，而且随着电动车行业的发展，它的外形也变得多式多样，性能也变的越来越好，出行比较方便，最重要的是它不像各类汽车一样使用使排出的气体对环境有很大的污染，电动车对环境没有危害。但是为了让电动车不使用家用电，减少各类不可再生能源发电对环境造成的污染，太阳能是最好的选择，所以本文主要是把太阳能光伏发电用在电动车上，对电动车的充电系统有一个研究来探索如何能够更好的实现这样的功能，如何更好的利用太阳能。

在这次的毕业设计中，我通过各种途径查阅与本课题相关的资料还有相关的书籍，通过对这些资料的研究，我在此基础上对我的论文有了基本的思路，老师也一直在耐心的帮助我分析那些我不能确定的问题，老师给了我很多的帮助让我受益匪浅。根据我对本论文的整体构思和老师的指导，我首先对整个系统做出了一个框架，然后根据整体框图对论文进行分模块的介绍，介绍每个模块的基本工作原理以及不同方法的比较，分析哪一个方法更加适合，通过对每一个电路模块的分析，我对论文的整体构思更加的清晰，这样在制作论文的过程中能够少很多的问题，即使出现问题也能有效的解决，通过查阅各种资料对其进行研究，不仅对做论文有很大的帮助，而且还让我对以前学习的相关知识有了近一步的了解和巩固，使我获益很多。知识在不实际使用的时候总是很容易就忘记了，在这一次的毕业设计中，让我回想起很多以前学过的但是都淡忘的电子技术方面的知识。电子知识总是和我们的生活密不可分，在这个电子信息发展迅速的年代，人们的生活已经离不开电子信息的使用，所以掌握好这方面的知识非常的重要。毕业设计制作的过程我的收获非常的多，对这些知识有更加深入的了解，对以后的学习和工作也是有很大帮助的，只有先把理论知识掌握好，才能更好的把它转化利用在实际的生活中。

致谢

在做毕业设计这几个月的时间里，我经历了很多的东西，这是一项非常重要的经历。在做毕业设计的初期，有很多东西都不知道从何做起，可以说是遇到了非常多的问题，但在司老师的细心指导和帮助下，还有对各种有关资料的查阅，最后我也通过自己的努力把在毕业设计中遇到的各种问题都圆满的解决了。在做毕业设计的这一段时间，我学到了很多的东西，把以前学过的很多模糊的知识都变的清晰。这次毕业设计的经历可以说是我人生中的一次非常重要经历。从这个学期开始到现在已经有两个多月过去了，到目前为止，我的毕业设计已经将要结束了。作为一个本科生来说，这次的毕业设计并没有太多的经验，有很多的问题都发现不了，也有很多的知识不会，论文中每一句话该怎么做合适的调试，每一段文字的输入都是经过反复的考虑和琢磨的。毕业设计的时间虽然短暂，我却从中学到了很多东西。我非常的感谢帮助、支持和鼓励我完成学业的老师、朋友和同学们。特别是我的导师司小平老师，在做毕业设计的这两个多月以来，她一直对我细心的指导，严格要求、热情鼓励，为我解决了很多问题。司老师在我每一次去找她指导的时候都耐心的指出我论文中出现的问题，司老师对工作非常的认真，她的工作态度、对事业的执着追求、耐心仔细的教师风范和对问题的敏锐观察力，都使我受益匪浅。在此我谨向我的导师以及在毕业设计过程中给予我很大帮助的老师、同学们致以最诚挚的谢意。没有老师的指导，没有同学们的帮助，我的毕业设计就不会完成的那么顺利。

参考文献

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太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目：北京市发电系统设计 课程：太阳能光伏发电系统设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0703 姓名：严小波 指导教师：夏扬 完成日期： 2011年3月11日

目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计（电压：24V，48V）----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18

太阳能光伏设计方案

前言 太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。 太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求 因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”，东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上，最冷为1月份，平均温度2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。

基于单片机的太阳能充电器

本科生毕业设计便携式太阳能充电器 2013 年04 月

独创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 年月日 授权声明 本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。 本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 学生签名： 年月日 指导教师签名： 年月日

便携式太阳能充电器 摘要 16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。 关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式

Portable Solar Charger based on Microcontroller Abstract From 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type. Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable

太阳能LED照明系统的设计(最终方案)

I 目录 中文摘要 ABSTRACT 第一章引言 1.1选题的背景和意义 (1) 1.2国内外光伏发电发展现状...................... 1.2.1世界光伏产业的新进展及应用特点.............. 1.2.2我国光伏产业发展现状........................ 1.3光伏电源具有以下优势...................... 1.4新一代照明光源-白光LED...................... 1.5论文的研究目的和意义...................... 第二章太阳能LED照明系统的总体设计................... 2.1太阳能LED照明系统的基本结构................... 2.2控制器的整体结构 第三章太阳能电池板 3.1太阳能的工作原理和特性 3.1.1太阳能电池的基本原理 3.1.2太阳能电池的特性曲线 3.2太阳能电池的最大功率跟踪 3.2.1最大功率点跟踪原理 3.3本系统采用的MPPT控制方式 3.3.1功率比较法 3.3.1.1功率比较法原理 3.3.1.2功率比较法的算法设计 3.4本章小结 第四章主体电路的设计 4.1整体电路设计 4.1.1电源电路设计 4.1.2 LED驱动电路 4.2单片机的算法实现 4.3 DC/DC变换器式 (25) 4.3本系统采用的MPPT控制方式 (29) 4.3.1功率比较法 (29) 4.3.2最大功率的模糊控制 (32) 4.4本章小结 (33) 第五章太阳能LED照明系统光源优化的研究 (34) 5.1超高亮白光LED的原理和特性 (34) 5.1.1发光原理 (34) 5.1.2工作特性 (34)

太阳能充电宝构成与选用方法

太阳能充电宝构成与选用方法： 太阳能充电宝主要由LM2575ADJ和LM3420等构成的充电电路，LM3420监视充电电器的电压，其输入加至开关集成稳压器LM2575ADJ的反馈端（FB）。当检测到用电器满充电电压时，电路停止对电池充电，另外，（LM358）放大器用于增强LM3420的检测能力。 随着通信技术的迅猛发展，化石能源被日益消耗甚至即将面临枯竭，全球能源问题日益严重。另外人们的环境保护意识越来越强烈，寻找各种清洁能的源来代替化石能源变得尤为重要。太阳能作为一种可再生资源有取之不尽用之不竭的有点，并且清洁安全。因此太阳能有着广泛的应用前景。 所以移动电源顺应时代的发展，本文主要介绍自制的简易移动电源，主要利用tp4056充电控制芯片来控制整个电路的运作，电路中还有多种贴片电阻，贴片电容，贴片二极管MDDSS14，和电感，接上5V电源后，会发现LED灯会亮，接不同的电压，灯亮的个数会不一样。通过这次实训，有了很大的收获。 电源稳压器选用的是TP4056芯片，TP4056充电控制芯片是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的 SOP8 封装与较少的外部元件数目使得 TP4056充电控制芯片成为便携式应用的理想选择。TP4056充电控制芯片可以适合 USB 电源和适配器电源工作。 由于采用了内部 PMOSFET 架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于 4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056充电控制芯片将自动终止充电循环。比如尚信光伏就是这样的产品，主要供应苹果等一线品牌手机的充电器，太阳能与普通款式均有供消费者选择，普通款式的国产产品可按照尺寸通用，提高了产品与手机的匹配度。 当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4056充电控制芯片自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至 2uA 以下。TP4056充电控制芯片在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至 55uA。TP4056充电控制芯片的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的 LED 状态引脚。

毕业设计-太阳能手机充电器

目录 摘要 (1) 一、设计题目与要求 (2) 1、设计题目 (2) 2、设计要求 (2) 二、设计思路及框架图 (2) 三、设计原理图 (3) 四、各部分电路介绍 (3) 1、光电转换电路 (3) 2、稳压电路 (4) 3、充电和指示部分 (5) 4、过充保护电路 (9) 五、元器件的选择 (9) 1、太阳能电池的介绍与选择 (9) 2、三端集成稳压器的原理与选用 (13) 六、谢辞 (17) 七、参考文献 (22) 八、附录 (18)

摘要 手机作为信息社会的一种通用商品，如今在世界范围内得到广泛的普及，而作为手机能源的提供者—电池的储能总是十分有限，几乎所有的用户都曾遇到过外出或通话过程中电池耗尽的尴尬，尤其是对于经常在野外作业的用户来说，在远离市电的环境下，电池的耗尽为我们的通信带来极大的不便，而太阳能作为一种可再生能源逐步在各个领域得到广泛应用。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。若能以太阳能电池组件为基础，设计出成本低廉的太阳能手机充电器，直接完成太阳能辐射到电能转换，必然会为个人移动通信带来极大的方便。 本设计主要完成了具有不同于目前市场销售的同类产品的太阳能手机充电器的设计工作。该设计电路包括光电转换电路、稳压电路、充电和显示电路、过充保护电路。该充电器工作稳定、可靠，使用灵活。太阳能作为一种没有任何污染的、易取的绿色能源若能应用到消费类产品中，对于改善地球的整体的能源状况和环境有着非常重要的意义. 关键词：光电传感器、稳压电路、充电显示电路、过充保护电路

一、设计题目与要求 1、设计题目 太阳能手机充电器的设计与制作 2、设计要求 本设计的主要设计内容： 太阳能极板的设计、充电控制电路的设计、电压电流控制与显示电路 二、设计思路及框架图 此太阳能手机充电器设计中是利用光生伏特效应将光能转换成电能，其电能通过稳压器可直接给手几电池充电，也可将电能储存于蓄电池，在无太阳光时对手机充电。其基本框图如下： 图2-1 设计框图

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项目设计方案

太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项 目设计方案 1.1概述 传统的化石能源资源日益枯竭，严重的环境污染制约了世界经济的可持续发展。能 源的需求有增无减，能源资源已成为重要的战略物资，化石能源储量的有限性是发展可 再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能 源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有 41年，其年占世界能源总消 耗量的40.5%,国内剩余可开采年限为15年；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世 界能源总消耗量的24.1%，国内剩余可开采年限30年；煤炭剩余可采年限230年，其 年占世界能源总消耗量的25.2%，国内剩余可开采年限81年；铀剩余可采年限71年, 其年占世界能源总消耗量的 7.6%，国内剩余可开采年限为50年。 太阳能利用和光伏发电是最有发展前景的可再生能源，因此，世界各国都把太阳能 光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向，制定了相应的导向政策。在光伏发 电的历史上，最早规模化推广的是日本，而后是德国，再发展到现在大力推广的包括美 国、西班牙、意大利、挪威、澳大利亚、韩国、印度等超过 40个国家与地区，如日本 “新阳光计划”、欧盟“可再生能源白皮书”，以及美国国家光伏发展计划、百万太阳能 屋顶计划、光伏先锋计划等的相继推出，成为近年来推动太阳能光伏发电产业的主要动 力。根据欧盟的预测：到2030年太阳能发电将占总能耗10%以上，到2050年太阳能发 电将占总能耗20% 1.2光伏照明系统的结构 光伏照明系统主要由五大部分组成，即太阳能电池、蓄电池、控制器、照明电路、 负载，如下图1-1所示。 在系统中，控制器是整个系统的核心。它控制蓄电池的充电及蓄电池对负载的供电, 对蓄电池性能、使用寿命有非常大的影响。目前，光伏系统主要由于控制器控制蓄电池 充电方式不合理，降低了蓄电池寿命而导致整个系统可靠性不高，因此，在控制器的设 计中采用什么样的充电 图1- 1光伏系统组成框图

新型车载便携式风力发电移动电源的设计

新型车载便携式风力发电移动电源的设计 李天然 (东北林业大学机电工程学院, 哈尔滨150040) 摘要: 以清洁能源的利用为设计出发点，针对自驾游途中可能发生的用电短缺现象，提出了一款便携式的风力发电移动电源设计方案。本设计方案利用交通工具在行驶过程中产生的风能进行发电，将机械能转化为电能储存在蓄电池中，并可通过USB接口为随身携带的电子产品进行充电。本设计方案集节能、经济、个性于一身，既方便人们生活，又低碳环保，是一款可行性及可普及性强的绿色产品，为绿色能源的具体应用提供了一定的参照，为新能源产品的设计研究提供了借鉴经验。 关键词: 绿色能源；风力发电；风能；环保 中图分类号: TK89 文献标识码: A 风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源，利用风力发电是减少空气污染,缓解能源短缺的有效措施之一[1]。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，促使发电机发电[2]。目前，国内外的风力发电技术已基本成熟，风能市场迅速发展，商业化前景广阔。在大型风力发电机组技术成熟的基础上，小型风力发电装备的设计开发也越来越受人们的重视[3]，在很多城市，风力发电路灯已经成为街路两边的风景。同时，随着数字科技的普及，现代人对电子产品愈发依赖，电子产品的电源补充是很多企业和科研单位的产品研发方向。本文正是基于这一发展趋势，利用风力发电技术，对便携式移动电源的设计进行了尝试。 1 设计思路 1.1 设计理念 现代人对手机、数码相机等电子设备愈发依赖，在旅游、户外运动中，经常会遇到电子设备供电不足的无奈状况，便携式充电器“移动电源”能够为这些电子设备提供应急充电[4]。移动电源是一个集储电、升压、充电管理于一体的便携式设备。在使用移动电源之前，要先为移动电源的储电单元完成充电，然后再通过电源转接头为各种电子设备供电。目前市场上主流的移动电源有充电式移动电源和太阳能移动电源两种。 1.2设计定位与分析 近年来，人们对户外运动的热情与日俱增，尤其是驾驶自行车、摩托车这种灵活、个性的出行方式，因其自由化、可选择性和自主性强的特点而备受人们青睐[5]。如电影《转山》中，选择这种旅行方式的人们往往会在野外露营，缺乏为电子设备充电的条件；在雨雪天气下，太阳能移动电源也会失去作用。本文设计定位于此类人群，利用旅行中驾驶自行车、摩托车等交通工具行驶过程中与空气摩擦产生的风能来进行移动电源的设计。 因此，本文设计的产品是一款便携式的，在车辆行驶过程中由风能发电装置进行发电，并将电能储存在蓄电池中，再通过接口为手机、数码相机、摄像机、便携式DVD、PDA、MP3、MP4、GPS、保暖设备、医疗保健设备等充电的新型移动电源。 2 设计方案 2.1设计原理

太阳能发电系统的设计分析

太阳能发电系统的设计分析 发表时间：2018-06-04T16:55:59.477Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：林刚张少利[导读] 摘要：在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。 江苏四季沐歌有限公司江苏省连云港市 222000 摘要：在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。太阳能发电系统采用太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池（组）、DC/AC 逆变器（并网/不并网）、低压输配电网及交、直流负载等部分组成。下面就谈谈自己对太阳能发电系统的设计的看法。 关键词：太阳能；发电系统；设计太阳能电池发电是基于“光生伏打效应”的原理，利用充电效应把太阳辐射直接转化为电能。太阳能具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，是其他能源无法比拟的。总之，太阳能发电的过程没有机械转动部件也燃料消耗，不排放包括温室气体在内的任何有害物质，无噪音、无环境污染，太阳能资源分布广泛没有地域限制。维修保养简单，维护费用低，运行可靠性、稳定性好。无需架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短。 1太阳能的特点 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能是一种普遍存在的能源，并且无需采集、运输就可以直接开发利用；其次，太阳能作为一种清洁能源，对环境不会造成任何损害，在环保意识逐步提高的今天，值得推广应用；有数据显示，4年地球接受到的太阳能相当于130万亿吨煤产生的能量，应用潜力巨大；此外，太阳能量可持续时间如果用地球的寿命来换算，儿乎是取之不尽用之不竭的。然而，与此同时，太阳能的利用目前还存在一些问题，比如太阳能虽然普遍存在，但是也存在严重的不稳定性，同时总量虽大但是能流密度却相对较低，并且人类对于太阳能的利用率还处于较低的水平，同时应用成本也较高。 2太阳能发电系统 太阳能发电系统分为独立发电系统与并网发电系统：独立发电系统也叫离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，目前还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是目前并网发电的主流。 太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组是太阳能发电系统的主要组成部分，此外逆变器也是常见的辅助设备，用于输出合适交流电太阳能电池板的主要功能是转换太阳的辐射能为电能，送往电池组中进行存储，并推动负载作用，是太阳能发电系统中最核心、最有价值的组成部分，它的质量也直接决定了整个太阳能发电系统的质量。太阳能控制器负责对整个太阳能发电系统进行监控，并对蓄电池组起到一个保护的作用，此外，部分控制器可能还兼具有光控和时控功能。值得注意的是，一个合格的控制器在温差较大的地方，还应该配备温差补偿功能。太阳能蓄电池组的功能，就是将太阳能发电系统产生的电能储存起来以备用，铅酸电池、镍氢电池、镍锅电池或铿电池是最常见的蓄电池种类，除铅酸电池外，主要用于小微型的太阳能发电系统中。我们知道，太阳能直接输出的电能为12VDC，24VDC，48VDC，而我们日常使用的电能则为220VAC，110VAC，囚此逆变器的主要作用就是为我们提供合适的电能。 3太阳能发电系统的效率在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。 4太阳能发电系统的运行 4.1并网全自动运行方式 设计的太阳能发电系统产生的电能将直接分配到需要太阳能供电的用电负载上，包括楼道间照明以及地下停车场照明，不足的电力将由连接的电网进行补充调节。具体工作起来，就是太阳能发电系统在旱晚分别对太阳能电池板阵列的电压进行监测：旱上达到设定值即执行并网发电，并将产生的直流电经由逆变器转换为可供使用的交流电；晚上低于设定值时，并网发电系统将自动停止运行。 4.2并联运行方式 太阳能发电系统并联运行方式与并网全自动运行方式在电能利用和调节方式上基本一致，是一个相对独立的发电系统。该方式的配电方式与柴油发电机的配电方式基本相同，即增加一路交流市电供电，将经逆变器转换的交流电和市电组成A'1'SE双电源自动切换，这是一种简单、灵活、独立的发电系统，A'1'SE双电源自动切换系统会在太阳能供电中断，或者供电不足的时候自动切换到市电供电，供电的可靠性也随之提高然而，并联运行方式也有一定缺点，那就是A'1'SE双电源自动切换的过程中，将会中断一段时间的供电，这将不利于一些用电设备的正常运行，甚至可能会造成一定的损坏。同时，考虑到太阳能发电的不稳定性，并联运行方式的用电量也很难达到平衡。不过，由于并联运行方式可以尽量更多的发挥太阳能的发电量，从而部分节约备用的蓄电池，进而节约投资。 5太阳能光伏发电需要考虑的因素 5.1地理位置及气象条件 利用太阳能光伏发电必须要综合考虑各种因素，包括地点、纬度、经度、海拔等，太阳能每月的总辐射量。直接辐射量，年平均气温，最长连续阴雨天数，最大风速降雪及冰雹等特殊气象情况。 5.2最大负载及用电特性

基于单片机太阳能充电器设计

山东交通学院 课程设计报告 课题名称基于单片机的太阳能充电器的设计学生姓名傅传银唐飞翔 学号140818108 140818110 专业电子信息工程（信职141） 指导教师张波 2016年06月26日

1 绪论 1.1 本课题研究背景及现状 当代社会随着一些不可再生资源如煤炭，石油等日益减少，使得各国社会经济越来越受能源问题的约制，因此许多国家开始逐渐的实行“阳光计划”，开发洁净的能源如太阳能，用以成为本国经济发展的新动力。 首先让我们想到的是太阳能电池，因为它不会消耗水，燃料等物质，并且不会释放任何对环境有污染的气体，是直接通过太阳光与材料的相互作用释放出电能，这种无污染资源对环境的保护有着相当重要的意义[1]。由于无公害的作用，目前世界太阳能电池产业已经出具规模，1995年到2004年的十年内平均年增长率达到30%以上。随着新型太阳能电池的涌现，以及传统硅电池的不断革新，新的概念已经开始在太阳能电池技术中显现，从某种意义上讲，预示着太阳能电池技术的发展趋势[2]。世界各国对光伏发电也越来越重视，目前全世界已超过一百个国家使用光伏发电系统，其中以欧洲为代表的发达国家为主，占总市场的80.1%,早在09年的时候，世界各国总的光伏新加装机容量接近800万千瓦，截至当年低，世界光伏装机容量总共接近2700万千瓦[3]。随着并网光伏发电市场的迅速发展，让它受到了世界各地的关注。 目前，太阳能电池的应用已经逐渐广泛得到推广，众所周知，沙漠地区由于气温特别高，因此最具有大规模开发太阳能的潜力，这使得沙漠等偏远地区对其的使用更加方便，并且能减低甚至节省昂贵的输电线路，从长远发展状况来看，随着改善太阳能电池制造技术和新的光 - 电转换装置发明，国家环保和清洁能源，光伏发电系统和太阳能发电的巨大需求恢复将继续利用太阳辐射能比较实用方法，这可以为人类以后能使用太阳能提供了广阔的开辟前景[4]。 当代社会太阳能手机充电器得到了一定的使用，它具有运用方便，环保，节能，格外使用于应急场合，高效率充电，性价比较高，让大家无论身处何处，都不会受到手机没电的困扰[5]。借此太阳能手机充电器的众多优点，因此提出本课题。 1.2 课题设计思想 基于单片机的太阳能充电器的设计是本次探导的课题。首先，由于太阳能电池板的电压会随太阳光的强度波动，强烈的太阳光的太阳能电池板的电压是高的数，当太阳光弱的强度，所述太阳能电池板的输出电压低时，从太阳能电池板的输出到稳定的

太阳能台灯设计

设计：***** 二○***年**月***日

一、设计背景 跨入21世纪后，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏，更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。主要表现为以下几个方面： (1)能源短缺。常规能源的有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需求。从长远来看，全球已探明石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。 (2)环境污染。燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天空，是大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；甚至在局部地区形成酸雨，严重污染水土资源。 (3)温室效应。化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体，产生温室效应，引起全球气候变化。 随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻找新能源和再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种大量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿桶石油，可以

说是取之不尽，用之不竭。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，一般人都认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源更伟大的改革。 二、太阳能灯简介 太阳能台灯是通过太阳能电池板利用光照,吸收太阳能将其转换为电能,并贮存在蓄电池内.当需要照明时,打开开关,即可用于照明.采用超亮LED作光源,具有节能省电的特点,利用太阳能充电,无需频繁更换电池,适应了清洁、环保的发展趋势。该产品携带方便,操作简单,是现代生活中理想的照明工具 三、太阳能台灯优点 （1）点灯不花钱――太阳能供电 清洁环保超节能，采用高亮度低功耗的高科技散光LED灯作为光源。太阳能发电板或市电作为电源供应。不但移动方便，而且几乎不耗市电。经气象部门不完全统计（这个根据地方不同，也有很大的差异），一般一年晴天占总天数的65％，用户在白天出门时将电池盒取出并放置在阳台上，当傍晚回来再将电池盒插入台灯，供晚上使用。在充裕的太阳下光照一天，台灯可以连续使用3.5个小时以上，完全满足用户使用一个晚上。这样就可以靠太阳能来维持学习台灯的供电电源，且不使用国家电网的电来供电，这样就不存在用户额外支付电费。当没有阳光时，可以使用交流电供电，60颗高效散光LED灯才3.6W，却等同于传统

太阳能充电宝构成与选用方法

太阳能充电宝构成与选用方法 太阳能充电宝构成与选用方法： 太阳能充电宝主要由LM2575ADJ 和LM3420等构成的充电电路，LM3420监视充电电器的电压，其输入加至开关集成稳压器LM2575ADJ 的反馈端（FB ）。当检测到用电器满充电电压时，电路停止对电池充电，另外，（LM358）放大器用于增强LM3420的检测能力。 随着通信技术的迅猛发展，化石能源被日益消耗甚至即将面临枯竭，全球能源问题日益严重。另外人们的环境保护意识越来越强烈，寻找各种清洁能的源来代替化石能源变得尤为重要。太阳能作为一种可再生资源有取之不尽用之不竭的有点，并且清洁安全。因此太阳能有着广泛的应用前景。 所以移动电源顺应时代的发展，本文主要介绍自制的简易移动电源，主要利用tp4056充电控制芯片来控制整个电路的运作，电路中还有多种贴片电阻，贴片电容，贴片二极管MDDSS14，和电感，接上5V 电源后，会发现LED 灯会亮，接不同的电压，灯亮的个数会不一样。通过这次实训，有了很大的收获。 电源稳压器选用的是TP4056芯片，TP4056充电控制芯片是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的 SOP8 封装与较少的外部元件数目使得 TP4056充电控制芯片成为便携式应用的理想选择。TP4056充电控制芯片 可以适合 USB 电源和适配器电源工作。 由于采用了内部 PMOSFET 架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于 4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056充电控制芯片将自动终止充电循环。比如尚信光伏就是这样的产品，主要供应苹果等一线品牌手机的充电器，太阳能与普通款式均有供消费者选择，普通款式的国产产品可按照尺寸通用，提高了产品与手机的匹配度。 当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4056充电控制芯片自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至 2uA 以下。TP4056充电控制芯片在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至 55uA。TP4056充电控制芯片的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的 LED 状态引脚。

无线传感器网络节点太阳能供电系统设计

无线传感器网络节点太阳能供电系统设计 关键词：太阳能；锂电池；充电管理芯片 时间：2012-05-18 13:59:14 来源：单片机与嵌入式系统 作者：王小强，欧阳骏，纪爱国 引言 电源是嵌入式系统的重要组成部分，特别是对于野外布置的无线传感器网络节点来说，供电线路的铺设难度较大，采用电池供电时需要定期更换电池，在一定程度上增加了系统维护的成本。太阳能供电系统不仅解决了野外长时间无人监护的网络节点的供电问题，而且还具有供电持久、环保节能和便于维护等优点，具有良好的应用前景。 太阳能供电系统设计的关键问题是通过太阳能电池板对锂电池进行充电，同时需要实时检测充电电压和充电电流，避免因过充而导致锂电池永久性损坏；此外还需要设计锂电池放电保护电路，对放电电压进行实时监测，防止过放电导致锂电池损坏。 1 太阳能供电系统简介 太阳能供电系统主要由太阳能电池板、可充电锂电池、充电控制器和放电保护电路组成。由于太阳能电池板的输出电压不稳定，传统的太阳能供电系统往往因为锂电池充放电管理不合理，导致锂电池使用寿命大大缩短。本文提出了一种基于太阳能的ZigBee无线传感器网络节点供电系统设计。该系统能够自动管理锂电池的充电过程并进行有效的能量储存，通过对电池电压的监测避免锂电池过度放电，以达到延长锂电池寿命的目的。此外由于ZigBee 无线传感器网络节点所需电压为3．3 V，而锂电池的工作电压一般在3．6～4．2 V(正常放电电压为3．7 V，充满电时的电压为4．2 V)，所以需要DC-DC转换芯片产生所需要的工作电压。 对于ZigBee无线传感器网络节点而言，首先要考虑的是低功耗。这里选用TI公司推出的完全兼容ZigBee2007协议的SoC芯片CC2530，其工作电压是3．3 V。综合考虑上述因素，提出如图1所示的太阳能供电系统总体示意图。

太阳能发电系统毕业设计

太阳能发电系统设计 1引言 从“蒸汽机”到“电动机”的一系列动力技术发明，人们逐渐认识到，能 源技术的革新带动人类社会日益进步，对社会发展起着巨大的推动作用。但至今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时，却因能源需求消耗的大幅提高以及随之而来的环境污染，形成了巨大的能源缺口，同时给环境造成巨大灾难。目前，油气资源的供不应求已成为我国经济发展的瓶颈，电力供应不容乐观，天然气用量迅速增长…… 最新的资料表明太阳光的充分利用，是最清洁，环保，取之不尽的可再生能源。 太阳能的利用 我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.431012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光伏。光伏是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电在太阳能利用上是主流，前景好。 太阳能原理 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P(N)型硅对外部来 说是电中性的。若将P(N)型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出 变化。但内部通过光的能量，电子从化学键中被释放，由此产生电子－空 穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴 “复合”。 1 / 20

当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里 会形 成一个特殊的薄 层，界面的 P 型一侧 带负电，N 型一侧带正电 。这是由于 P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电 子会扩 散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，一旦扩散就形成了一 个由 N 指向 P 的 “内 电场”， 从而阻止扩散 进行。达到 平衡后，就形 成了这样一 个特殊的 薄层形成电势差，这就是 P －N 结。 至 今为 止，大多 数太阳能 电池厂家都是 通过扩散工艺， 在 P 型硅片 上形成 N 型区 ，在两个 区交界就 形成了一个 P －N 结（即 N+ ／P ）。太 阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P －N 结） 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的 光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发，以 致产生 电子－空 穴对。界面层附近的电子和空穴在复合 晶片受光过程中，空穴(电子)往 P(N)区移 之 前，将 通过空 间电荷 的电 场作用 被 相互分离。电子 向带正 电的 N 区 和空 穴向带负电的 P 区运动。通过界 面层 晶片受光后，空穴(电子)从 P(N)区正(负)电极流出 产生 一个向外 的可测试的电 压。通过光 照在界面层 产生的电 子－ 空穴对越 多， 电流越大 。界面层吸收 的光能越多 ，界面层即 电池面积 越大，在太 阳 能电池中形成的 电流也 越大。 此即为光生伏特效应。 光伏系统 光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设 备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系 统、并网系统和混合系统。 白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一 定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输 入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电 能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入 电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电， 2 / 20 的电荷分离，将在 P 区和 N 区之间

太阳能光伏发电系统设计思路

太阳能光伏发电设计思路

摘要：简要介绍太阳能光伏发电系统设计思路和组成光伏系统器件选型方法，分析和研究太阳能光伏发电的热点和核心技术。 前言：当今世界，能源是促进经济发达与社会进步的原动力。目前所使用之主要能源为化石能源，然而其蕴藏量有限，且在开发过程造成空气污染、环境破坏，积极开发低污染及低危险性的新能源乃为迫切需要。 太阳能发电是指太阳能光伏发电，光伏发电是利用半导光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。太能是一种非常理想的干净、安全且随处可得的清洁能源，因此各国均不断地研发各种相关技术，藉以提高系统发电效率并降低发电成本，推广普及使用太阳能。

第一部分 太阳能电池发电系统原理 太阳能电池发电系统（又称光伏发电系统），从大类上分为 独立（离网）和并网光伏发电系统两大类。 目前应用比较广泛的光伏发电系统，主要是在偏远地区可以 作为独立的电源使用，也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统，在城市太阳能光伏建筑集成并网发电得到了快速发展，光伏发电与建筑一体化是太阳能光伏与建筑的完美结合，属于分布式发电的一种。它能够减少电网用电，大大减轻公共电网的压力，就近向电网输送电力。 1.1独立的电源使用（光伏离网发电系统） 太阳能光伏组件组成太阳电池方阵，在充足情况下，一方面给负载供电（直流负载，若交流负载需要逆变器），另一方面给蓄电池组充电，晚上依靠蓄电池组放电供负载使用（如下图示意）。 图1-1直流负载光伏发电示意图 在方阵工作时，阻塞二极管防止向电池方阵反充电，止逆二极管两端有一定的电压降，对硅二极管通常为0.60.8V ；肖特基或锗 太阳电池方阵 控制器 负载 阻塞二极管 蓄电池

太阳能光伏照明系统设计毕业论文

毕业论文 论文题目：太阳能光伏照明系统设计 系部：环境与能源工程学院 专业：新能源及其应用技术 班级：13级（4）班 学生：XX 学号：20132XXXXX 指导老师： 2015年9 月24 日

太阳能光伏照明系统设计 摘要 照明作为日常生活中不可缺少的一部分，成为了世界上各国的一项重要的能源消耗，据统计，照明用电占我国总发电量的10%以上。太阳能光伏照明作为一种 新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。太阳能光伏照明即通过太阳电池为媒介将太能转换为电能，然后将电能转变成化学能储存在蓄电池中,在太线不足时由蓄 电池给灯具供电提供照明。本文阐述了太阳能照明的优势以及发展前景，从中了解到太阳能是一种潜力无限的清洁、高效而且可持续的可再生能源，是全人类节能环保的首选。本文还对太阳能光伏照明的工作原理，运行方式，分类以及对太阳能光伏照明系统的各个组成部件（太阳电池，蓄电池，控制器，逆变器）做了详细的介绍。在太阳能光伏照明应用中举例了太阳能路灯，还是涉及到太阳能路灯的安装设计因注意的事项。

关键词：太阳能，光伏，照明，发电，系统 目录一．绪论

1.1太阳能光伏照明系统的优点 1.2太阳能光伏照明系统的发展前景二．太阳能光伏照明系统的原理及分类 2.1 太阳能光伏照明系统的工作原理 2.2 太阳能光伏照明系统的运行方式 2.3 太阳能光伏照明系统的分类 2.3.1 独立光伏照明系统 2.3.2 并网光伏照明系统 三．太阳能光伏照明系统的基本构成 3.1 太阳能光伏照明系统的特点 3.2 太阳电池组件 3.2.1 太阳电池的分类 3.2.2太阳电池组件的组成 3.2.3 太阳电池的工作原理 3.3蓄电池 3.3.1 铅酸蓄电池的组成 3.3.2 铅酸蓄电池的工作原理 3.4控制器 3.4.1控制器的组成 3.4.2控制器的功能 3.5逆变器

基于单片机的太阳能充电器的设计毕业设计(论文)

毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月

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