太陽能LED智能照明系統(tǒng)研究.pdf

1、太陽能是一種綠色可再生能源，這種能源取之不盡用之不竭，所以開發(fā)太陽能資源勢在必行，在太陽能的所有應(yīng)用中，太陽能照明受到能源行業(yè)和照明行業(yè)的不斷關(guān)注，發(fā)展前景勢不可擋。雖然世界各國都在積極發(fā)展太陽能照明產(chǎn)業(yè)，但照明產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，系統(tǒng)壽命普遍偏低，而且系統(tǒng)大多采用簡單的控制，達(dá)不到智能化的要求。針對這些不足之處，本文從多個方面對太陽能照明系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化和設(shè)計研究。與同類太陽能照明系統(tǒng)相比，本設(shè)計主要體現(xiàn)在系統(tǒng)智能化的提高，同時選取了合適

2、的照明器件，使得太陽能照明系統(tǒng)達(dá)到智能合理人性化需求。本文的主要工作可總結(jié)如下:
　　(1)太陽能電池的工作原理和技術(shù)參數(shù)的研究分析。分析了太陽能電池的工作原理，然后從伏安特性曲線、最大功率點、開路電壓、短路電流、溫度和光照強度對太陽能電池的影響等參數(shù)進(jìn)行了研究。
　　(2)照明燈具和儲能器件的研究及選型，分析了白光LED的工作原理，并說明它作為太陽能照明燈具的優(yōu)勢。系統(tǒng)對比分析了幾種儲能元器件，最終選擇磷酸鐵鋰電池作為太陽

3、能照明系統(tǒng)的儲能器件，同時分析了鋰電池的工作原理以及控制方式，最后研究了磷酸鐵鋰電池的充放電特性并給出了相應(yīng)的曲線圖。
　　(3)太陽能照明系統(tǒng)的電路設(shè)計。選取ARM7芯片LPC2103作為控制器的核心，實現(xiàn)對光源照明的調(diào)節(jié)、磷酸鐵鋰電池的充放電控制以及其他邏輯功能的控制。系統(tǒng)采用MAX16834作為LED的恒流驅(qū)動電源，設(shè)計了大功率的LED驅(qū)動電路。最后還設(shè)計了MPPT控制電路。
　　(4)系統(tǒng)軟件和最大功率跟蹤算法的設(shè)計

4、。系統(tǒng)軟件的設(shè)計實現(xiàn)了通過分時段和光照強度來調(diào)節(jié)LED的照明。對常用的最大功率跟蹤算法進(jìn)行了對比分析，采用擾動觀察法作為最大功率跟蹤算法，并在Matlab建立了太陽能電池的光伏模型，同時對此算法進(jìn)行了仿真，結(jié)果驗證了此方法的有效可行性。
　　(5)在系統(tǒng)調(diào)試階段，搭建了太陽能照明系統(tǒng)，驗證了此照明系統(tǒng)的高效可行性，同時也驗證了擾動觀察法在此系統(tǒng)中的可行性。文章最后對本課題的研究工作做了總結(jié)，同時展望了本課題以后的研究內(nèi)容和發(fā)展方向