可控太阳能灭虫灯系统设计(课程汇报)

类型：课程设计

名称：可控太阳能灭虫灯系统设计关键词：光伏；太阳能电池；LED照明灯；杀虫灯

引言

上世纪 60 年代以前，我国的广大农村，主要的害虫防治方式是使用传统农药对农业害虫进行防治，这种防治方法在短期内虽然能够起到很好的除虫效果，但农业害虫经过一定时间的适应，逐渐对这些药物产生了抗药性，使得原来的农药用量不足以杀灭害虫，接着农民就会加大农药的使用剂量，并且随着害虫的抗药性的增强，农药的用量也随着线性增长。除此之外，由于使用大量农药所产生的农药残留物及残留物形成的食物链的农药积累不仅会造成环境污染，物种资源的破坏，而且严重危害了人类的身体健康，不利于农业和环境的可持续发展，生态物种及环境的保护及人类的健康发展。上世纪 70 年代后，党和国家高度重视农业生产的全局和农业生态系统的保护，提出并颁布了“预防为主，综合防治”的方针，于是出现了传统的黑光诱虫灯。传统的黑光诱虫灯受限于安装地点、高度以及每天都必须进行人为开关，不仅耗电且管理维护不便，放有毒剂的集虫箱容易漏散，对人畜造成中毒等事故。能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

社会的进步是显著的，而伴随产生的是对能源的巨大消耗，能源问题已经成为 21 世纪全人类迫切需要解决的问题。随着能源科技的发展，采用水能、核能、风能、太阳能、潮汐能等消耗小或可再生的能源获得方式被研究应用，逐步为日照生活提供能源，但是此比例较小。而太阳能作为一种清洁无污染的能源越来越收到重视，更多的太阳能产品也逐步的进入人们的日常生活中。杀虫灯作为一种农业产品，主要是在农村地区使用，安装、能源提供等一些问题存在，而太阳能相比风能等一些其他能源有着易使用安装，成本低的优点，所以在杀虫灯当中广泛使用.

随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，对身体健康的重视，扩大了市场对无公害农产品的需求，促使农户们开始寻找一条绿色环保又节能的除虫之路，这样杀虫灯就在时代的召唤下产生了。我国从 1958 年开始使用黑光荧光灯诱集棉铃虫及其他棉虫，1964 年开始大面积使用黑光灯诱集农田害虫[1]，接下来产生的频振式杀虫灯，双光灯，及发展到目前的太阳能 LED 杀虫灯。太阳能是一种清洁、无污染、可再生的能源。太阳能杀虫灯作为一种节能、环保、低投资的绿色产品，带来了可观的生态效益、经济效益和社会效益，对人类未来的发展有着深远的意义。现今在国家对可再生能源的大力支持及太阳能事业迅速发展的大背景下，新型的太阳能杀虫灯得到大范围的推广应用。太阳能杀虫灯白天利用太阳能光伏组件将太阳能转换成电能，储存于免维护的蓄电池内，晚间则控制系统根据光照亮度自动开启高压电网及 LED 光源进行工作。LED 灯管所发出的紫外光辐射对害虫产生趋光兴奋效应，引诱害虫扑向 LED 光源。 LED 光源外配置高压击杀网，当害虫扑向光源时可将害虫杀死，达到杀灭害虫的目的。同时，由于是使用太阳光作为能量来源，减少农药的使用次数和使用量，降低农药的成本，从而减少农药在农作物、蔬菜等中的残留量，保证农作物、蔬菜等的安全卫生，保障了人类的身体健康，减少对环境的污染，更好地保护农田生态平衡。而且诱杀的害虫还可以作为家畜及水产养殖业的天然饲料来源，并有助于昆虫的

标本收集。此外，太阳能杀虫灯建设不需要铺设电缆，可移动性强，灯管使用 LED，发光效果及使用寿命都得到广大农户的肯定与赞赏。

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。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。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。原理：光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍。光—电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。1、诱杀范围大，使用寿命长。一台可辐射30亩面积，使用寿命长达10年.2、灭虫效果好，剿杀效率高。害虫生长周期：卵-幼虫-蛹-成虫（蛾）-卵利用蛾的趋光性，诱而杀之，诱杀率在85%以上。而雌蛾又是下生代母体（一雌体可产卵100-500粒），剿杀害虫雌体，可达到杀一灭百，杜绝繁殖的功效，切断害虫的繁殖链，使来年害虫数量大幅减少。3、使用范围广，作用种类多，可诱杀一千余种害虫。可适用各种农林作物，茶园，水稻粮田基地，棉田，蔬菜基地，林木，花卉，果园，养殖等均可使用，且杀虫的过程，对环境无任何污染，节能环保对人畜无毒无害。4、实现无公害，为民减负担。太阳能杀虫灯减少甚至杜绝农药使用，没有污染，天坤有利于保持生态平衡，消除农产品的二次污染。农户可逐步摆脱使用农药的沉重负担。利国，利民又利已。5、提高产量和质量，增产增收。长期使用后产量提高10%—25%以上，个别地区高达100%以上，并且达到无公害农产品、绿色有机食品的种植生产标准，提高了农产品品质。6.恢复生态平衡，增加益虫数量保护害虫的天敌。因为太阳能杀虫灯在杀虫的过程不会产生任何有毒物质，不会有任何残留物质，保护了各种害虫的天敌和益虫，不会像农药等剧毒化学物质污染空气水源土壤和杀死益虫、青蛙、鸟类，因此逐步恢复当地的生态平衡，回归自然，也最终保护了人类的健康。7、节能环保，安全方便。利用太阳光能，开发使用新能源，响应符合国家提倡推广使用清洁能源，太阳能杀虫灯而且安装方便，不用架设常规电。

节约了能源，又节约了耗材费用。有利于耕作又利于排除了常规电不安全的因素。8、经济实惠，物美价廉。一次投入，多年受益，节约费用，据对部分地区菜农，果农调查，每亩地需要喷洒农药每年平均80元，最高达200元以上，而使用该机每年平均费用不足10元。9、该机性能稳定，质量可靠，结构合理，抗风力强，高低角度可随时调节，使用方便。其外型美观大方，连片安装还可形成农业观光旅游的亮点。10、绿色环保、保护环境、自然和谐、健康人类。

至今为止，市场上所出现的太阳能杀虫灯，在对有效资源的充分利用上做的还不够，具有根据农户所栽种植物特点，以及各个地区、各个季节作物生长过程中所产生的各种害虫特性进行相关设计和调整的功能，目前还没有在市场上出现。如在南方，稻谷大多地方是熟的，农户就会在收完第二季的稻子之后在同一块农田里种植黄瓜、萝卜等季节性蔬菜来改良土壤，充分利用土地资源以及增加收入等。如果农户在稻田里放置的杀虫灯所发出的光波长是稻象虫等水稻害虫所喜爱的光波长，在秋末到春初的这段时间里，这些杀虫灯对此时在农田里肆虐的莲纹夜蛾等蔬菜害虫就不具有相应的威胁性，除虫效果明显下降。在这一阶段，白天太阳能光伏组件还是一样将光能转化为电能储存在蓄电池中。夜晚，随着光线的变弱，控制系统还是一样会自动开启光源，而光源与蓄电池、光伏组件的使用寿命是有限的，这就造成杀虫灯成为所谓的“花瓶”——中看不中用，没有充分利用杀虫灯这个资源，造成农户投资成本的增加及造成固有资产不必要的损耗。

市场上缺乏一种能够针对各种趋光性作物害虫的生活习性进行开关灯控制的杀虫灯，各种趋光性作物害虫虽然都趋光，但他们的活动周期是不同的，就如每个人的生物钟是不一样的，它们有各自的活动盛期，如苹果树上的春尺蛾的雄蛾的活动盛期是 19:00～23:00，而对棉花构成威胁的棉红铃虫的活动盛期为 22:30～4:30。然而目前市场上的太阳能杀虫灯是根据光线来设计的，当光线暗到设定值时就自动开灯，当光线亮度达到一定的设定值时自动关灯，并没有针对害虫的这些特性进行开关控制设计。在害虫密集活动之前和活动之后的这段时间内，杀虫灯的开启在某种程度上只是充当了路灯的角色，而没有起到很好的杀虫效果，这在一定程度上造成了资源的浪费，延长了蓄电池和光源灯管的使用时间。同时也缩短了他们的使用寿命，并在一定程度上提高了农户的投资成本，增加了农户的负担,降低了农户的经济收益。除此之外，在张纯冑针对害虫的趋性进行的实验我们可以知道趋光性害虫对动态的色彩的趋性远大于相对静止的条件。而目前的太阳能杀虫灯夜间使用时一直是处于点亮状态，对昆虫来讲光源就是一个相对静止的色彩光源，对他们的刺激引诱性与动态的光源进行比较就不是很强烈，这在一定程度上降低了诱虫效果。

第一章太阳能光伏发展的近况

“十一五”时期，我国经济社会发展取得新的巨大成就，产业结构升级加快，人民生活不断改善，中国已成为仅次于美国的世界第二大经济体。从总体上说，“十三五”时期中国经济保持平稳较快发展的基本条件和长期向好的基本趋势不会发生根本改变。

在国务院《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》及一系列配套政策支持下，光伏发电快速发展。

截至2014年底，我国光伏发电累计装机容量2805万千瓦，同比增长60%，其中，光伏电站2338万千瓦，分布式467万千瓦，年发电量约250亿千瓦时，同比增长超过200%。太阳能光伏发电已呈现东中西部共同发展格局。2014年中东部地区新增装机容量达到560万千瓦，占全国的53%。

中国产业调研网发布的2016年版中国太阳能光伏发电行业深度调研及市场前景分析报告认为，受益于良好的外部环境，我国光伏发电产业将迎来历史性发展机遇，有望带动产业链上、下游等相关产业的蓬勃发展。在资源、技术、企业、配套设施等方面具备优势的地区应抢抓机遇，积极培育市场，出台优惠政策招商引资，成为光伏发电市场的主力军，使光伏发电产业成为拉动地方经济发展、促进产业结构调整的又一重要力量。

《2016年版中国太阳能光伏发电行业深度调研及市场前景分析报告》主要研究分析了太阳能光伏发电行业市场运行态势并对太阳能光伏发电行业发展趋势作出预测。报告首先介绍了太阳能光伏发电行业的相关知识及国内外发展环境，并对太阳能光伏发电行业运行数据进行了剖析，同时对太阳能光伏发电产业链进行了梳理，进而详细分析了太阳能光伏发电市场竞争格局及太阳能光伏发电行业标杆企业，最后对太阳能光伏发电行业发展前景作出预测，给出针对太阳能光伏发电行业发展的独家建议和策略。中国产业调研网发布的《2016年版中国太阳能光伏发电行业深度调研及市场前景分析报告》给客户提供了可供参考的具有借鉴意义的发展建议，使其能以更强的能力去参与市场竞争。

《2016年版中国太阳能光伏发电行业深度调研及市场前景分析报告》的整个研究工作是在系统总结前人研究成果的基础上，是相关太阳能光伏发电企业、研究单位、政府等准确、全面、迅速了解太阳能光伏发电行业发展动向、制定发展战略不可或缺的专业性报告。

截至2014年底，光伏发电累计装机容量2805万千瓦，同比增长60%，其中，光伏电站2 338万千瓦，分布式467万千瓦，年发电量约250亿千瓦时，同比增长超过200%。2014年新增装机容量1060万千瓦，约占全球新增装机的五分之一，占我国光伏电池组件产量的三分之一，实现了《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》中提出的平均年增1000万千瓦目标；其中，光伏电站855万千瓦，分布式205万千瓦。

光伏发电已呈现东中西部共同发展格局。中东部地区新增装机容量达到560万千瓦，占全国的53%，其中，江苏省新增152万千瓦，仅次于内蒙古自治区；河北省新增97万千瓦，居全国前列。西部省份中，内蒙古、青海、甘肃和宁夏均较大。同时，经核实，对2013年统计数据进行相应调整，截至2013年底光伏发电累计装机容量为1745万千瓦，当年新增装机容量1095万千瓦。

1.1 能源与环境的问题

人类在征服自然的进程中，以空前的速度建立了现代的物质文明，同时也造成了对自然环境的破坏。过去人类为了生存所获得的适应性，正日益受到环境污染的挑战。环境质量不仅关系当代人的健康，还影响到子孙后代，必须予以关注。据政府部门预测，“十二五”期间是我国全面建设小康社会的关键时期，工业化、城镇化将继续推进，到2015 年GDP 将增长37.52%，煤炭消费量将增长30%以上，汽车保有量将是10年的2 倍。按目前污染控制力度，将新增二氧化硫、氮氧化物、工业烟粉尘、挥发性有机物的排放量分别达759万吨、400万吨、103万吨，占2010年排放量的40%、22%、23%。一方面，随着除尘、脱硫事业的不断深入，脱硝事业的逐渐发展，减排空间日益缩减；同时对细颗粒物贡献较大的挥发性有机物的控制仍处于起步阶段，现有污染控制力度难以满足人民群众对改善环境空气质量的迫切需求。因此，我国大气污染防治面临着严峻的挑战，改善严重的大气污染现状是系统性工程。国家对此提出“节能减排”和“可持续发展”的政策，就能源而言，我们对节能问题进行进一步的讨论与分析。

随着经济全球化，能源全球化的进程正在不断加速。根据国际能源机构的预测，国际能源需求到2035年增长将超过30%，其中中国、印度和中东国家的能源需求增长将会超过60%。比较而言，经合组织国家的能源需求将会相对维持稳定，同时这些国家还将出现明显的能源需求转型过程，将会进一步摆脱对传统化石燃料甚至是核能的需求，转向天然气和其他可再生能源。该机构发布的最新国际能源展望报告分析称，虽然全球可再生能源的使用范围在不断扩大，但就目前而言，传统化石能源在能源市场的主导地位仍没有改变，其需求增长仍呈现出加速趋势。全球范围内对石油的补贴也在不断提高。数据显示，2011年世界各国用于传统化石能源的补贴高达5230亿美元，较2010年上涨30%，是对可再生能源补贴的6倍之多。当前，可再生能源的市场发展随着原油市场的价格波动呈现波动发展的态势。全球能源市场的互动趋于更加紧密，某一地区或市场的波动将会更迅速地传导至世界的其他地方，全球能源新格局正初露端倪。中国经济建设快速发展，能源消耗总量持续攀升；作为经济发展的重要因素，传统能源存量有限，由于使用效率不高，浪费大，传统能源日渐紧缺；同时，传统能源使用过程中排放的温室气体对环境产生了破坏作用，人类需要改善能源使用效率、开发新兴替代能源等方式解决。

1.2 光伏发电的原理介绍

太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池板将太阳能转换成电能的一种可再生清洁发电机制。当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被太阳电池板反射掉，另一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅原子，使电子发生越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成电位差。当外部接通电路时，在该电压的作用下，则会有直流电流流过外部电路产生一定的输出功率。通常每块太阳能电池组件输出的直流电压较低，一般为35V。为了提高电压，达到逆变器最佳工作状态的额定输入直流电压，将一定数量的太阳能电池串联到一起形成回路，然后接入逆变器中，逆变器将输入的直流电转换成交流电。逆变后得到的交电通过站内的升压变压器升至指定电压后并入电网

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图1—1 PN原理图

在太阳能光伏发电系统中，太阳能电池板占据着举足轻重的地位，它是将太阳能转换成电能核心部件。太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。用于制造太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结。太阳能电池的核心技术就在这个“结”上，P－N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光子的能量，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。这样，在P－N结两端便产生了电动势，也就是通常所说的电压。如果分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。

1.3 其他光伏产品发展

1.3.1太阳能帐篷

对于户外爱好者来说，帐篷是必备装备之一。这款帐篷除了可以为您提供休息空间外，还可以利用自带的太阳能设备为随身携带的手机、相机、手提电脑等电子产品进行充电。除此之外，当你远离帐篷时，还可以通过手机短信或射频信号来搜索并确定帐篷的位置，当帐篷被搜索时会发出亮光引导使用者。

1.3.2太阳能咖啡壶

身处荒凉的野外，如果能有一杯热腾腾的咖啡，肯定令人感到十分温暖，这款太阳能咖啡壶能让您在野外轻松拥有热咖啡。

太阳能草坪灯的设计方案.(优选)

太阳能草坪灯的设计方案 随着经济的发展和社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，寻找新能源已成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性，太阳能被认为是二十一世纪最重要的能源。太阳能的存储是太阳能产品发展的关键，目前主要采用各种电池，但是电池的充电时间长、寿命短以及不环保一直是太阳能产品发展的瓶颈，而超级电容器作为一种充电快、寿命长、绿色环保型储能元件，它给太阳能产品的发展带来了新的活力。本文详细介绍了一种超级电容器太阳能草坪灯的设计及实现方法。该草坪灯很好的结合了太阳能和超级电容器的优势，它无需安装其他电源，就可以主动发光，还能够根据环境光线的强弱自动控制灯的开关，而且安装方便、不用布线、工作稳定可靠、免维护、环保无污染、使用寿命长，可广泛应用于广场绿地、小区草坪等场所。 1 设计选择 1.1光源的选择 由于LED技术目前已经实现了关键性突破，同时性能价格比也有较大地提高。现在的LED 寿命已可达到100 000h以上，而且工作电压低，非常适合应用于太阳能草坪灯上。另外，LED 由低压直流供电，其光源控制成本低，可以调节明暗，并可频繁开关，而且不会对LED的性能产生不良影响。因此，从可靠性、性价比、色温和发光效率等几个方面综合考虑，设计时可选择额定电压为3.3 V、工作电流为6 mA的超亮LED作为光源。由于草坪灯不但要有装饰作用，还要有一定的照明功能，故可选择8个LED使用。 1.2太阳能电池的选择 太阳能电池是依据半导体PN结的光伏效应原理把太阳光能转化为电能的半导体器件，是超级电容器太阳能草坪灯的核心器件。太阳能电池性能的好坏直接决定着能量的转换效率及输出电压的稳定性，同时也直接决定了超级电容器太阳能草坪灯的性能。因此，设计时应采用性价比比较好的单晶硅太阳能电池。 由于地球上各个地区的太阳年总辐射量与平均峰值日照时数不同，太阳能草坪灯的设计和灯的使用地理位置是有关系的，太阳能电池组件额定输出功率和灯具的输入功率之间的关系大约是2～4：1，具体比例要根据灯的每天工作时间以及对连续阴雨天的照明要求决定。本系统的太阳能电池的功率为3.3V×0.006×8=0.1584 W，假设每天工作12个小时，太阳能电池功的效率为4 0％，每天有效工作时间为5小时，则可选用3 W／6 V的太阳能电池。 1.3超级电容的选择

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℃。

太阳能热水系统设计

1．项目设计原则 太阳能集热器设计项目应遵循以下几方面的设计原则，科学设计太阳热水系统，使其达到合理、可靠、先进。 （1）遵守国家相关法律、法规及太阳能、给排水、采暖和土建等专业的相关标准、规范。 （2）综合考虑产品、系统的技术先进性、运行可靠性、经济性、使用便利性和使用寿命等各方面因素，选择实用、经济的方案。 （3）系统设计应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。（4）安装在建筑上或直接构成建筑围护结构的太阳能集热器，应有防止热水渗漏的安全保障措施；应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护设施；集热器不应跨越建筑变形缝设置。 （5）太阳能热水系统的给水应对超过有关标准的原水做水质软化处理。 （6）安装在建筑上的太阳能热水系统不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观；应避免集热器的反射光对附近建筑物引起的光污染。 （7）太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修；为减少热损及循环阻力，循环管路尤其热水循环管路应尽量短而少弯；为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管；管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。 （8）太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件；轻质填充墙不应作为太阳能热水系统的支承结构。储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请建筑结构专业人员复核建筑载荷。 2．项目设计要求 鉴于该项目为连云港地区太阳能工程项目，并采用电辅助能源热水系统用于日常生活使用的特点，我认为，该项目设计要求有以下几点： （1）根据图纸的要求，在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能热水系统，太阳能集热系统布置方式、色彩等应尽可能做到与建筑相协调。 （2）系统采用楼面太阳能集中集热方式，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以电辅助加热为辅。要求24小时热水供应，打开龙头既有热水。 （3）系统应备有超压保护、低温保护、过热保护等功能。 （4）系统应保证全天供应热水，并考虑在高峰用水情况下，确保热水供应问题，循环供水方式打开淋浴头进出热水。

太阳能草坪灯的组成和原理

中山明间照明路灯厂 中山明间照明路灯厂 1 太阳能草坪灯的组成和原理 随着国家城市道路亮化工程建设，每当我们晚上走在路上，不再是只有黑暗相伴，陪伴我们的变成了色彩的世界，这归功于城市景观道路照明灯具，特别是城市景观灯、草坪灯等多种城市亮化景观照明灯具！以前是白天才敢到公园等地散步，现在，更喜欢晚上的公园，因为晚上的公园更美，这就是因为很多草坪灯在默默为我们照亮黑暗！ 草坪灯、太阳能草坪灯已经渐渐的改变了我们的夜间生活和活动场所，它的独特而巧妙的设计，更加受到人们的喜爱！下面我们一起看看太阳能草坪灯是由什么组成的，控制原理又是什么？ 一、太阳能草坪灯的系统组成 首先，我们了解下光伏系统的概念：一个独立的光伏系统一般由以下三部分组成：充、放电控制器、逆变器、测试仪表计算机监控等电力电子设备；太阳电池组件和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。光伏系统具有很多的优点：运行可靠性、稳定性好；没有空气污染、不排放废水；没有燃烧过程，不需要燃料；没有转动部件，不产生噪音；维修保养简单，维护费用低等。 太阳能草坪灯是由一个独立的发电系统组成，太阳能草坪灯能够独立把太阳能转换为电能，并能把电能转换成热能供照明和装饰使用，而不像路灯那样需要电线的传输，使用起来更方便更简单。 二、太阳能草坪灯的原理 太阳能草坪灯有一个控制器，其控制器主要是用于蓄电池充放电的而控制。太阳能草坪灯最基本的一种控制器就是充放电控制器，一般由蓄电池、光伏电池板、太阳能控制器和负载等组件组成了一个基本的光伏应用系统，这种控制器中，开关的开合由控制电路根据系统的充放电状态来决定。 太阳能草坪灯的控制电路一般可以采用电阻、三极管、电容、电感构成的电压比较升压充放电电路，也可以采用集成运放构成的电压滞回比较器或光控电路，还可以采用单片机等，但是不同的控制器价格相差还是比较大，采用单机片一般价格还是比较高！ 太阳能草坪灯已经极大的影响了人们的夜间活动，特别是城市中，很多人白天忙于工作，生活在大都市的压迫感和紧张感，需要晚间除外活动和锻炼，那么太阳能草坪灯在这里不但起到照明的作用，还可以一定程度给人以美感，减轻人们的身心疲惫，更多草坪灯、太阳能草坪灯的设计生产，可以参考中山市明间照明有限公司，其生产路灯、景观灯、太阳能灯等小有名气！

太阳能热利用系统 课程设计..

淮海工学院 课程设计报告书 题目：《太阳能热利用系统》课程设计 项目12 学院：理学院 专业：光信息科学与技术 班级：光能101 姓名： X X 学号： 2013年12 月16 日

目录 一、设计资料提供与使用要求 (3) 二、依据标准 (3) 三、我市太阳能资源情况 (3) 四、太阳能系统设计方案 (4) 4.1、系统日耗热量、热水量计算 (4) 4.2、设计小时耗热量、热水量计算 (4) 4.3、太阳能热水系统集热面积的确定 (5) 4.4、太阳能集热器的安装方位和倾角 (5) 4.5、管材和附件 (6) 4.5.1、管材 (6) 4.5.2、附件 (6) 4.5.3 水泵选型 (7) 4.6、保温层厚度计算 (7) 4.7、集热器的连接 (8) 4.8、水箱的设计 (8) 4.9、辅助热源设计 (8) 五、系统运行控制及运行原理 (10) 5.1、运行控制 (10) 5.2、运行原理说明 (10) 5.3、工程保温水箱 (10) 5.4、太阳能热水工程智能控制系统 (11) 六、固件清单 (12)

设计说明 一、设计资料提供与使用要求： 根据图纸的要求，尽量在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能安装数量，要与整体工程验收标准相匹配，采用楼面太阳能集中集热，分户储能，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以分户电辅助加热为辅，太阳能外观颜色要与建筑外观颜色保持一致。 二、依据标准 系统严格安照以下国家标准进行设计 1、GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》 2、GB47272-92《设备及管道保温技术通则》 3、GB/T20095-2006《太阳能热水系统性能评价规范》 4、GB/T4271-2007 《太阳能集热器性能实验方法》 5、GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 6、0017-2003《钢结构设计规范》 7、B5009-2001《建筑结构载荷规范》 8、B50207-2002《屋面工程质量验收规范》 9、50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》 10、50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 11、50303-2002《建筑电气安装工程施工质量验收规范》 12、50300《建筑工程施工质量验收统一标准》 三、我市太阳能资源情况 太阳能资源情况:江苏省连云港市处于暖温带南部，属于太阳能资源较丰富区，年日照时数在2500小时左右；水平面上太阳能辐照量为4200—5400MJ/㎡.a，年平均温度14.3℃。1月平均温度-0.4℃，极端低温-19.5℃：7月平均温度26.5℃，极端高温39.9℃。历年平均降水量920多毫米，常年无霜期为220天，主导风向为东南风。气象资料显示：连云港四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，每年大约紧有20-30天处于阳光不足状况状态。

太阳能草坪灯的基本知识

太阳能草坪灯主要利用太阳能电池的能源来进行工作，当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED （发光二极管）提供电源。其优点主要为安全、节能、方便、环保等。 太阳能草坪灯控制器它包含一块我公司专项开发的集成电路（XD6601）以及部分外围元件。主要功能包含充电电路，驱动电路，光敏控制电路和脉宽调制电路等。 该控制器具有高转换效率：80~85％（典型值），可以减少太阳能电池版的 功率要求；低启动电压：0.9V （最大值）；可调输出电流等特点。 XD6601D为DIP8封装，安装极为方便。 太阳能草坪灯光源及电源系统设计方法由于太阳能草坪灯独特的优点，近年来得到迅速发展。草坪灯功率小，主要以装饰为目的，对可移动性要求高。另外，电路铺设困难，防水要求高，这些使得由太阳电池供电的草坪灯显示出许多前所未有的优势。尤其国外市场对太阳能草坪灯需求十分巨大，2002年， 仅广东和深圳用于制造出口太阳能草坪灯消耗的太阳能电池就达到2MW，相当 于当年国内太阳能电池产量的，今年仍然保持强劲的发展势头，这是人们没有预料到的。同时，由于发展太快，有些产品技术上不够成熟，在光源的选择以及电路设计中存在许多缺陷，降低了产品的经济性和可靠性，浪费了许多资源。本文针对上述存在的问题，提出我们的看法，供生产太阳能草坪灯的工厂 太阳能xx光源的选择 目前多数草坪灯选用LED乍为光源，LED寿命长，可以达到1000h以上，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是LED技术已经经历了其 关键的突破，并且其特性在过去 5 年中有很大提高，其性能价格比也有较大的提高。另外，LED由低压直流供电，其光源控制成本低，使调节明暗，频繁开关都成为可能，并且不会对LED的性能产生不良影响。还可以方便地控制颜色，改变光的分布，产生动态幻景，所以它特别适用在太阳能草坪灯上。但是LED 有它许多固有的特性，使用时如果不注意就会造成不良后果。LED目前市场上销 售的发光效率仅能达到15 Im W,只能达到三色基色高效节能灯 1 3,三色基

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

太阳能离网系统设计公式

一：蓄电池容量BC: BC=A*QL*NL*TO/CC(AH) A:安全系数在1.1-1.4 之间 QL负载日平均耗电量，日工作小时乘工作电流 NL:最长连续阴雨天数 TO温度修正系数，0度上为1 , -10上为1.1 , -10下为1.2 CC放电深度。铅酸电池0.75，碱性镣镉电池0.85 二：标准光下的平均日辐射数H H=Ht*2.778/10000h 三：太阳能电池组日发电量Qp Qp=Ioc*H*Kop*Cz(AH) Ioc :太阳能电池最佳工作电流 KOP斜面修正系数 CZ为修正系数，主要为组合，衰减，充电等衰减，一般取0.8 四：太阳能电池串联数Ns： NS=UR/UOC = UF+UD+UC/UOC UR太阳能电池方阵输出最小电压 UOC太阳能电池组件最佳电压 UF:蓄电池浮冲电压 UD二极管压降一般0.7 UC其他压降 五：阴雨大补充蓄电池容量Bcb Bcb=A*QL*NL(AH) 六：太阳能电池并联数NP NP= (Bcb+Nw+QL /( Qp* Nw) Nw 2个连续阴雨天之间的最短天数。 七：太阳能电池方阵功率P: P=Po*NS*NP(W) Po为太阳能电池组件的额定功率 路灯计算简易公式： 太阳能电池组功率=负载功率*用电时间/当地日平均峰值日照时数*损耗系数1.8 蓄电池容量=负载功率*用电时间/系统电压*连续阴雨天数*系统安全系数

地球围绕太阳运行，相对而言，太阳也好像围绕着地球运行。假想有个很大很大的天球包住地球，地球的赤道投影在天球上成为天赤道，经纬线投影成为赤经、赤纬，而太阳在天球上运行的圆形轨迹便是黄道。你所问的「太阳与天球赤道的角度」，便是太阳的赤纬值。 黄道是个圆形，若将它分成360度来表示太阳的位置，这个数值便称为黄经。只要把黄道座标转换成赤道 座标，就能找到太阳的赤纬值了。 由于地球运行速度并非固定，加上岁差及章动等的影响，黄经的计算方法十分复杂，这里只介绍一个简化 了的方法(误差不大于2。)，要更精确的方法便要参考天文计算的专门书籍了。 假设太阳在黄道上作均速运动。在春分那一天，太阳的黄经为0°,因此，太阳某一天的黄经L=(D-80) + 365 X 360°若L< 0 则加上360° D是当年过了的日数，例如在2月1日，D=32;在3月21日，D= 80 太阳赤纬=sin-1(sin e x sin L) =23.4393°为黄道面与赤道面的交角(这个角度会作长周期变化，这里给出的是近似值) ￡ 例子：求6月2日的太阳赤纬。 D=153 L=(153-80) + 365 X 360° =72° 太阳赤纬=sin-1(sin 23.4393 ° x sin 72 ° ) = 22.23 ° 翻查天文年历，当天的太阳赤纬为22.14 ° 太阳中天高度角度=90° -当地地理纬度+当时太阳赤纬

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

太阳能草坪灯

太阳能草坪灯 由太阳能电池组件(光电板)、超高亮LED灯(光源)、免维护可充电蓄电池、自动控制电路、灯具等组成。 LED太阳能草坪灯主要利用太阳能电池的能源来进行工作，当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。其优点主要为安全、节能、方便、环保等。适用于住宅社区绿草地美化照明点缀，公园草坪美化点缀。 LED太阳能草坪灯的简介, LED太阳能草坪灯是一种集节能环保、照明与美化环境为一体的新型的 绿色能源景观照明灯具。太阳能草坪灯节能、环保、安全、美观。该太 阳能草坪灯采用高效率单晶硅太阳能电池组件，白天可将太阳光光能转 换成电能储存于蓄电池，夜晚天黑后则自动点亮灯管照明，广泛适用于 公园草坪、花园别墅、广场绿地、旅游景点、度假村、高尔夫球场、企 业工厂绿地亮化美化、住宅小区绿地照明、各种绿化带等的景观点缀、 景观照明。太阳能系列草坪灯主要用来亮化点缀照明，采用高亮度LED 发光二极管设计，具有亮度高、安装简便、工作可靠、不敷设电缆、不 消耗常规能源、使用寿命长等优点。太阳能草坪灯光源及电源系统设计 方法由于太阳能草坪灯独特的优点，近年来得到迅速发展。草坪灯功率 小，主要以装饰为目的，对可移动性要求高，电路铺设困难，防水要求 高的场地适用。这些使得由太阳电池供电的草坪灯显示出许多前所未有 的优势。 LED太阳能草坪灯的优势 , 目前多数草坪灯选用LED作为光源，LED寿命长，可以达到100000 小时以上，工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是LED

技术已经经?了其关键的突破，并且其特性在过去5年中有很大提高，其 性能价格比也有较大的提高。另外，LED由低压直流供电，其光源控制 成本低，使调节明暗，频繁开关都成为可能，并且不会对LED的性能产 生不良影响。还可以方便地控制?色，改变光的分?，产生动态幻景，所 以它特别适用在太阳能草坪灯上。 太阳能草坪灯光源及电源系统设计方法由于太阳能草坪灯独特的优点， 近年来得到迅速发展。草坪灯功率小，主要以装饰为目的，对可移动性 要求高，电路铺设困难，防水要求高的场地适用。这些使得由太阳电池供电的草坪灯显示出许多前所未有的优势。 LED太阳能草坪灯的组成 , 太阳能草坪灯主要利用太阳能电池的能源来进行工作，当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。其优点主要为安全、节能、方便、环保等。适用于住宅社区绿草地美化照明点缀，公园草坪美化点缀。LED太阳能草坪灯的结构组成:由太阳能电池组件(光电板)、超高亮LED灯(光源)、免维护可充电蓄电池、自动控制电路、灯具等组成。 LED太阳能草坪灯的系统组成及工作原理 , (1)太阳能草坪灯的系统组成:LED太阳能草坪灯是一个独立的发电系统。它能够独立的完成把太阳能转换为电能，并能把电能转换成热能供照明和装饰使用，而不需要电线的传输。一个独立的光伏系统一般由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。光伏系统具有以下的特点:没有转动部件，不产生噪音; 没有空气污染、不排放废水;没有燃烧过程，不需要燃料; 维修保养简单，维护费用低;运行可靠性、稳定性好;作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池

太阳能灯具和普通灯具效益分析表

太阳能灯具与普通灯具对比分析报告 山东皇明太阳能光电事业部是集科研、生产、销售于一体的大型太阳能高新技术企业。皇明太阳能光电事业部以高端战略为指导，以“倡导绿色生活、营造绿色家园”为使命，致力于改善人类的生存环境。主要产品有太阳电池组件系列、太阳能照明系统（太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能次干道路灯等）、太阳能光伏发电系统、太阳能交通灯系列、太阳能玩具系列等产品。 中科院——皇明太阳能联合实验室的成立以及皇明“ODIC”技术战略的提出，充分展现了皇明集团以技术为根本的战略思想。在与中科院、澳大利亚悉尼大学、德国Fraunhofer研究院的合作中，皇明光电事业部大量引进国内外先进的太阳能光伏发电技术，经过长期的锤炼，皇明太阳能光电产品无论是质量、技术、造型、还是品味、档次都达到了世界领先水平。 站在科技前沿，皇明光电事业部在拥有年产10MW太阳电池组件生产设备的情况下，投资6000多万元，持续引进世界上最先进的全自动太阳电池组件生产设备。确保到2005年皇明太阳能电池组件全部实现自动化生产，年产量达到75MW。 先进的科技指导，一流的工艺保证，是皇明太阳能光电事业部营销定位为“我们提供的不是产品，而是解决方案”的基础。

处处高一步：技术高尖端；产品高品位；质量高标准；服务高效率；品牌高美誉；营销高精工 皇明光电永续世界光明 大服务理念：从售前、售中到售后，为顾客提供全套服务，让100%用户100%满意 快车服务：绿色服务快车，按用户需求，快速反应，快速行动，快速解决问题。 热线服务：24小时服务热线，及时、快捷保证信息畅通。 网络服务：遍布全国的服务网络，随时为您服务。 精工服务：精工专业队伍，365天随时待命；精工制造体系，专为您提供最适宜的产品。 专家服务：专业的顾问式营销系统，根据您的需求提供最适宜的方案建议。 1．高亮度：大功率太阳电池组件作为灯具的发电系统、太阳电池板角度最佳化设计等，为大功率光源提供了充足的能源，真正实现黑夜亮如白昼。 2．高质量：先进生产和检测设备，优质原材料，保证质量高可靠性和性能高稳定性。环境适应性强，抗结霜、抗

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

太阳能发电系统参考设计

目录 n第一部分：光伏系统设计基础知识介绍 1、几个较重要的光伏能源术语 2、几个重要的性能曲线n第二部分：光伏系统 分类及其原理介绍n第三部分：光伏系统设计 总体说明（设计考虑 及设计影响因素分析） 1、设计依据 2、设计原则 3、设计说明

n第四部分：PV辅助设计软件介绍 n第五部分：光伏系统设计（电气和结构） n第六部分：光伏系统设计时的一些经验考虑因素

光伏能源术语 n光伏Photovoltaic(s) (PV) n交流电Alternating Current (AC) 主要国家 国名电压（V）频率（H z） 中国2050 美国12060 德国2050 日本1050 喀麦隆2050 n一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。（方波、修正弦波）

n直流电Direct Current (DC) 是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定。n并网系统Grid-Connected S y ste m n离网系统Off -Grid photovoltaic po w er system S y ste m 独立光伏系统Stand-alone ph oto v ol taic power sy ste m

n千瓦Kilowatt (kW) n千瓦时Kilowatt-Hour (kWh) n峰瓦w att-p eak（Wp） n峰值日照时间Peak Sun Hours (kWh/m2/da y)

n光伏组件Photovoltaic (PV) Module /Photovoltaic (PV) Panel n标准测试条件STC - (Standard Test Conditions) 1 kW/m2, AM 1.5, and 25 °C，0 m/s wind speed cell or module junction temperature n电池的额定工作温度（平均结温）（NOTC）normal operating cell temperature is the cell temperature when irradiance is 800 W/m2 , ambient temperature is 20°C and wind speed is 1 m/s at a module tilt‐angle 45o.。

太阳能草坪灯技术原理

太阳能草坪灯技术原理 一、LED太阳能照明的发展趋势 太阳能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。作为第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。尤其是在偏远无电地区，太阳能照明灯具更具有广泛的应用前景。一般人认为，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，这是固体光源伟大的革新。除此之外，LED还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于典型的绿色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。在我国西部，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模。随着太阳能灯具的大力发展，“绿色照明”必将会成为一种趋势。而LED太阳能草坪灯作为其中的一个代表，也将得到大力的推广和应用，本文主要介绍它的一些知识，希望能给大家一些启发。 二、LED太阳能草坪灯简介 LED太阳能草坪灯是一种集节能环保、照明与美化环境为一体的新型的绿色能源景观照明灯具。太阳能草坪灯节能、环保、安全、美观。该太阳能草坪灯采用高效率单晶硅太阳能电池组件，白天可将太阳光光能转换成电能储存于蓄电池，夜晚天黑后则自动点亮灯管照明，广泛适用于公园草坪、花园别墅、广场绿地、旅游景点、度假村、高尔夫球场、企业工厂绿地亮化美化、住宅小区绿地照明、各种绿化带等的景观点缀、景观照明。太阳能系列草坪灯主要用来亮化点缀照明，采用高亮度LED发光二极管设计，具有亮度高、安装简便、工作可靠、不敷设电缆、不消耗常规能源、使用寿命长等优点。太阳能草坪灯光源及电源系统设计方法由于太阳能草坪灯独特的优点，近年来得到迅速发展。草坪灯功率小，主要以装饰为目的，对可移动性要求高，电路铺设困难，防水要求高的场地适用。

太阳能LED超级电容路灯设计(含电路图)

太阳能LED超级电容路灯设计（含电路图） 随着经济的发展和社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，寻找新能源已成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性，太阳能被认为是二十一世纪最重要的能源。太阳能的存储是太阳能产品发展的关键，目前主要采用各种电池，但是电池的充电时间长、寿命短以及不环保一直是太阳能产品发展的瓶颈，而超级电容器作为一种充电快、寿命长、绿色环保型储能元件，它给太阳能产品的发展带来了新的活力。本文详细介绍了一种超级电容器太阳能草坪灯的设计及实现方法。该草坪灯很好的结合了太阳能和超级电容器的优势，它无需安装其他电源，就可以主动发光，还能够根据环境光线的强弱自动控制灯的开关，而且安装方便、不用布线、工作稳定可靠、免维护、环保无污染、使用寿命长，可广泛应用于广场绿地、小区草坪等场所。 1 设计选择 1.1光源的选择 由于LED技术目前已经实现了关键性突破，同时性能价格比也有较大地提高。现在的LED寿命已可达到100 000h以上，而且工作电压低，非常适合应用于太阳能草坪灯上。另外，LED由低压直流供电，其光源控制成本低，可以调节明暗，并可频繁开关，而且不会对LED的性能产生不良影响。因此，从可靠性、性价比、色温和发光效率等几个方面综合考虑，设计时可选择额定电压为3.3 V、工作电流为6 mA的超亮LED作为光源。由于草坪灯不但要有装饰作用，还要有一定的照明功能，故可选择8个LED 使用。 1.2太阳能电池的选择 太阳能电池是依据半导体PN结的光伏效应原理把太阳光能转化为电能的半导体器件，是超级电容器太阳能草坪灯的核心器件。太阳能电池性能的好坏直接决定着能量的转换效率及输出电压的稳定性，同时也直接决定了超级电容器太阳能草坪灯的性能。因此，设计时应采用性价比比较好的单晶硅太阳能电池。 由于地球上各个地区的太阳年总辐射量与平均峰值日照时数不同，太阳能草坪灯的设计和灯的使用地理位置是有关系的，太阳能电池组件额定输出功率和灯具的输入功率之间的关系大约是2～4：1，具体比例要根据灯的每天工作时间以及对连续阴雨天的照明要求决定。本系统的太阳能电池的功率为3.3V×0.006×8=0.1584 W，假设每天工作12个小时，太阳能电池功的效率为40％，每天有效工作时间为5小时，则可选用3 W／6 V的太阳能电池。 1.3超级电容的选择 由于太阳能电池的输入能量极不稳定，同时草坪灯只是在周围光线较弱时才发光，因而必需配置蓄电系统才能有效工作。现阶段普遍采用铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池或Ni-H蓄电池，但采用蓄电池作为蓄电系统有许多缺陷：首先可充电型蓄电池的充电次数有限(小于1000次)，使用寿命较短；其次，由于其化学结构的影响，它不能进行大电流充电；第三，蓄电池需要有防过充、防过放以及温度补偿等控制电路，而且控制电路比较复杂；第四，可充电型蓄电池主要利用化学反应来进行充放电，电池中的废物会对环境产生污染，不属于环保产品。