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本科生毕业论文（设计）题目：太阳能路灯设计专业代码：080301作者姓名：学号：单位：指导教师：原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，２也不包含为获得聊城大学东昌学院或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。学位论文作者签名：日期指导教师签名：日期聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）1目录前言....................................................１1.绪论.................................................１1.1课题的概述..................................................１1.1.1课题的题目............................................１1.1.2课题研究的目的及意义..................................１1.2课题研究的背景..............................................２1.3系统总体框图................................................２1.4本文研究的主要内容..........................................２2.系统硬件设计.........................................３2.1太阳能电池板................................................３2.2蓄电池......................................................４2.3照明负载....................................................５2.4充放电控制器................................................６2.5太阳能路灯控制器............................................８3.方案设计计算.........................................９3.1相关组件选用................................................９3.2方案计算....................................................９4.系统软件流程图........................................105.太阳能路灯系统安装及优势..............................125.1太阳能路灯的优点............................................125.2太阳能路灯安装..............................................13结论....................................................15参考文献................................................16致谢....................................................17附录....................................................18附录1总体电路图...............................................18附录2程序.....................................................19聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）1摘要随着经济的发展，社会的进步，人们对能源的需求与日俱增，大家开始关注能源问题。太阳能作为地球上最普遍最清洁的能源，取之不尽，用之不竭，受到人们的高度关注。在我们的日常生活中，太阳能光伏的应用也非常广泛，目前太阳能光伏技术如同雨后春笋般快速发展。太阳能光电利用时今年来发展迅速，是最具活力的研究领域。本课题积极响应国家节能减排、发展低碳经济的号召，对太阳能电池、蓄电池和白光LED的工作原理及特性进行了分析研究。使用全自动充放电控制器，实现光控、定时控制和人动控制。本人分析研究了太阳能电池功率的选取问题和电池容量的匹配方法，并做了详细计算。此次设计，采用了单片机实现了太阳能LED照明的控制，设计出了响应的硬件电路和软件程序流程，并在最后以附录形式给出了整机电路图和相应程序。关键词：太阳能;蓄电池;单片机;路灯控制;LED路灯聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）2AbstractWitheconomicdevelopment,socialprogress,peoplegrowwitheachpassingdaydemandforenergy,webegintopayattentiontotheenergyproblem.Solarenergyisconsideredasthemostcommonandcleanenergy,inexhaustible,beinexhaustible,subjecttopeople'sattention.Inourdailylife,theuseofsolarphotovoltaicisveryextensive,thecurrentsolarphotovoltaictechnologylikebambooshootsafteraspringrainasrapiddevelopment.TheuseofsolarPVinrecentyearsofrapiddevelopment,isthemostdynamicfieldsofstudy.Inordertorespondpositivelytothenationalenergy-savingemissionreduction,thedevelopmentoflowcarboneconomycall,workingprincipleandcharacteristicsofthesolarcell,batteryandwhiteLEDarestudied.Theuseofautomaticchargeanddischargecontroller,torealizethecontrol,timingcontrolandactuatedcontrol.Ianalyzedthemethodofmatchingselectionproblemandthecapacityofthebatterypowerofsolarcell,andcalculatedindetail.Thisdesign,usingtheHetaicompanyHT46R47MCUcontrolsolarLEDlightingdesign,theresponseofthehardwarecircuitandsoftwareprogramflow,andintheendisgiveninAppendixcircuitdiagramandthecorrespondingprogram.Keywords:Solar；batteries；Microcontroller；Lampcontrolsystem；LEDStreetLighting聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）１太阳能路灯设计前言走可持续发展道路，是各国共同的目的，20世纪以来能源问题日益突出，寻求可再生的新能源已是当务之急。新能源的依托是高新技术，只有开发可再生能源的道路，才能满足人类对能源的能源需求，才能真正保护地球的环境。太阳能光伏发电，既不燃烧燃料，也不污染环境，是人们真正需求的清洁能源。太阳能电池组件，寿命可达15年，性能稳定，同时维护费用较低。道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，绿色、高效、长寿命的LED路灯逐渐走入人们的视野。1.绪论1.1课题的概述1.1.1课题的题目课题的题目：太阳能路灯设计1.1.2课题研究的目的及意义近年来，人类面临全球可持续发展的重大挑战。根据有关统计资料，全球已探明的石油储量仅能满足未来10多年的需求量，煤炭储量也只能维持300年。而且，这些能源在使用的同时也在严重污染着我们的生活环境，每年会有数万吨的有害气体（二氧化碳、全氟化物、氮的各种氧化物）排放到环境中去，并且直接影响到人们的身体健康，并导致严重的温室效应，造成一系列的严重后果。因此，越来越多的人们把目光投向了可再生能源。风能、生物能、地热能、潮汐能等新能源并不能适用于广大地区，不能得到推广发展。太阳能是这种“取之不尽用之不竭”且对环境无污染的能源是人类未来能源的科学发展方向之一。太阳能的重要性日益突出，太阳能路灯技术的发展日趋成熟，在我国发展迅速，聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）２产业规模也迅速增长。[1]伴随着全球能源危机的家中，人们对环境保护意识的增强，太阳能路灯势必代替常规路灯的照明方式。1.2课题研究的背景新能源技术已经成为21世纪的热点问题，开发可再生而且不污染环境的清洁能源的任务已经迫在眉睫。在这种形式下，太阳能这种“取之不尽，用之不竭”的环保能源受到人们的高度重视。近年来，随着我国城市建设规模的不断扩大和建设水平的不断提高，我国城市的城市路灯总数每年以20%的平均速度递增，太阳能路灯在国内的一些城市开始使用，国内很多企业也纷纷投入了大量的技术、资金开发这一新兴产业。从长远看来，太阳能照明系统的前景很好。太阳能照明成为未来照明行业发展趋势。在能源紧张、拉闸限电的城市及用电困难的边远地区，有着很强的可推广型。1.3系统总体框图太阳能电池板：把太阳能转换成电能的装置充放电控制器：保护蓄电池太阳能路灯控制器：完成太阳能电池输出功率控制和其他功能的装置蓄电池：电能储藏装置、为负载供电照明负载：LED灯头1.4本文研究的主要内容本课题对太阳能LED照明系统的各组成部分：太阳能电池板电池板、蓄电池、太阳能路灯控制器、负载LED进行了分析研究。太阳能电池板充放电控制器蓄电池太阳能路灯控制器照明负载图1总体电路方框图聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）３对蓄电池的工作特性和不同的充电方法进行了分析，设计了三阶段充电策略。主控制器选用单片机，对控制器的相关电路进行设计，给出了系统控制的软件流程图。2.系统硬件设计2.1太阳能电池板太阳能电池发电的原理是利用了半导体光伏特效应将太阳辐射直接转变为电能。太阳能电池单体实际上是一个PN结，PN结在光照下会产生电动势，这种效应被称为光生伏特效应。太阳能电池板是太阳能路灯的核心部分，也是整个路灯系统中价值最高的部分。太阳能电池板的作用是将太阳的辐射能转换为电能，送至电池中存储起来。[2]常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池三种。单晶硅电池的光电转换效率为15%左右，最高达到24%，是所有太阳能电池中转换效率最高的，使用寿命达20年左右，但是制作成本较高。多晶硅电池和非晶硅电池的转换效率要低一些，总的生产成本要低很多，因此也得到大量发展。[3]图2太阳能电池伏安特性曲线从太阳能电池的伏安特性曲线可以看出，太阳能电池是一个非线性直流电源，输出电流在一定的范围内稳定，输出电流在一定电压范围内相当恒定，最终在达聊城大学东昌学院本科毕业论文（设计）４到某个电压值后迅速降到0.2.2蓄电池蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池组发出的电能储存起来，到需要照明时再将电能释