太阳能路灯系统控制器研究及设计

刘鑫

中国海洋大学

摘要：

在光伏发电应用领域,太阳能路灯作为一种独立的光伏发电系统具有重要的地位,它具有安全、环保、节能的特点。白天日照充足时,光伏电池发电,给蓄电池充电,晚上蓄电池放电,向路灯提供电能。典型的太阳能路灯系统是由光伏电池、蓄电池、负载和控制器组成,其中蓄电池是最容易受损和消耗的环节。从一定程度上来讲,太阳能路灯照明系统的优劣是由蓄电池的好坏决定的。为了更好的保护蓄电池,最大限度的延长蓄电池的使用寿命,本文研究设计了一种基于单片机AT89S52的太阳能路灯充放电控制器。白天在控制器的作用下,光伏电池给蓄电池充电,根据蓄电池电压采样数值,自动调整充放电方式,控制充电电路的通断,防止过充。夜间在控制器的作用下蓄电池给路灯提供电能,控制放电通路的通断,防止过放。本文的主要工作如下:
1、简单介绍了太阳能路灯控制器的作用和国内外的研究现状,分析了目前市场存在的控制器的优缺点。
2、介绍了太阳能路灯系统储能环节的作用和系统对储能的基本要求。研究了铅酸蓄电池的工作原理及充放电特性,介绍了影响太阳能路灯系统铅酸蓄电池使用寿命的因素,并对铅酸蓄电池的充放电控制方法进行了详细的分析和研究。
3、根据蓄电池的充放电特性设计了太阳能路灯充放电控制器。给出了系统的硬件设计方案,详细的论述了各模块硬件电路设计,包括电源电路、电压采样电路和显示电路等。利用C语言编写了相应的软件程序,给出了程序流程图,对控制器的关键模块给出了具体的C语言程序代码。
4、制作了印制电路板,进行了元器件焊接并对系统整体进行测试。经过试验测试,系统运行良好,基本达到了预期的效果。
5、对系统整体设计进行总结,提出了今后的改进方案。

关键词：太阳能路灯;单片机;光伏电池发电;铅酸蓄电池;充放电控制器

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：信号与信息处理

导师姓名：谈世哲

学位年度：2011

语种：中文

分类号：TM923.58;TM914.4

页数：65

在线出版日期：2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）