獨立光伏發(fā)電智能LED道路照明系統(tǒng)的研究

【摘要】：在能源危機和環(huán)境污染日益嚴重的今天,世界各國均將新型可再生能源的開發(fā)利用和節(jié)能減排視為國家可持續(xù)發(fā)展的基本戰(zhàn)略。而我國由于地大物博人口眾多,用于照明的能量消耗十分巨大。在這樣的時代背景下,本課題嘗試將新型能源的利用和新型照明技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)一套獨立光伏發(fā)電智能LED道路照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用綠色環(huán)保且儲量無限的太陽能作為動力來源,通過光伏發(fā)電驅(qū)動高效節(jié)能的LED照明組件進行道路照明。 課題以每盞路燈作為獨立系統(tǒng),通過單片機編程和基本驅(qū)動電路的設(shè)計控制系統(tǒng)在充電、照明、等待三種工作狀態(tài)間智能切換。當光照充足時,系統(tǒng)自動進入充電狀態(tài),但為了保護儲能元件,控制系統(tǒng)需要實時檢測儲能單元的剩余電量從而選擇對其進行快速充電、補充充電或涓流充電；當光照不足時,控制系統(tǒng)需要檢測儲能元件上的剩余電量,如果剩余電量充足則向LED驅(qū)動電路供電,系統(tǒng)進入照明狀態(tài)；如果剩余電量不足則系統(tǒng)既不充電也不放電,進入等待狀態(tài)。此外,該系統(tǒng)還通過兩級照明的設(shè)置進一步延長了持續(xù)照明時間。 通過對該系統(tǒng)的研究,我們將光伏發(fā)電和LED照明這兩大新興產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合,并對許多限制其普及的技術(shù)瓶頸進行了探索性的革新。相信本課題的研究,不但可以設(shè)計出一套節(jié)能、環(huán)保、高效、穩(wěn)定的道路照明系統(tǒng),還將對新型能源的利用和新型照明材料的普及起到推進作用,進而探索出一條新能源利用和節(jié)能減排的技術(shù)革新之路。 【關(guān)鍵詞】：LED 光伏電池 蓄電池 單片機 路燈
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM923.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.1.1 時代背景下的新能源產(chǎn)業(yè)9-10
• 1.1.2 我國照明技術(shù)的現(xiàn)狀及前景10
• 1.2 課題研究的主要內(nèi)容10-13
• 1.2.1 課題的研究目標10-11
• 1.2.2 課題的研究內(nèi)容及重點11-12
• 1.2.3 課題研究的技術(shù)路線12
• 1.2.3.1 照明單元的設(shè)計思路12
• 1.2.3.2 供能單元的設(shè)計思路12
• 1.2.3.3 智能控制單元的設(shè)計思路12
• 1.2.4 課題研究的可行性分析12-13
• 1.3 本章小結(jié)13-14
• 第2章 LED照明單元的設(shè)計14-29
• 2.1 照明技術(shù)的發(fā)展14-17
• 2.1.1 熱輻射光源14-15
• 2.1.2 低壓氣體放電光源15
• 2.1.3 高壓氣體放電光源15-16
• 2.1.4 固態(tài)光源16-17
• 2.2 LED照明技術(shù)17-19
• 2.2.1 LED的研發(fā)歷程17-18
• 2.2.2 LED照明的優(yōu)越性18-19
• 2.2.3 LED照明的發(fā)展趨勢19
• 2.3 系統(tǒng)照明單元的設(shè)計19-28
• 2.3.1 我國的道路照明標準19-20
• 2.3.2 LED路燈的光學(xué)設(shè)計20-21
• 2.3.3 組合LED的配光設(shè)計21-23
• 2.3.3.1 照明單元的一級配光22
• 2.3.3.2 照明單元的二級配光22-23
• 2.3.3.3 照明單元的三級配光23
• 2.3.4 組合LED的驅(qū)動電路設(shè)計23-26
• 2.3.4.1 多LED的組合形式23-25
• 2.3.4.2 LED的驅(qū)動電路25-26
• 2.3.5 照明單元的散熱設(shè)計26-27
• 2.3.6 其它問題27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 供能單元的設(shè)計29-38
• 3.1 太陽能電池的工作原理29
• 3.2 太陽能電池應(yīng)用的發(fā)展趨勢29-31
• 3.3 太陽能電池的種類31-32
• 3.4 光伏電池功率的計算32-33
• 3.5 光伏電池安裝方式的設(shè)計33
• 3.6 儲能元件的種類和選擇33-35
• 3.6.1 鉛酸蓄電池33
• 3.6.2 鎳鎘電池33-34
• 3.6.3 鎳氫蓄電池34
• 3.6.4 鋰離子電池34-35
• 3.7 儲能元件功率的計算35
• 3.8 蓄電池充電電路35-36
• 3.9 本章小結(jié)36-38
• 第4章 控制模塊的設(shè)計38-46
• 4.1 單片機技術(shù)簡介38-39
• 4.2 單片機芯片的選擇39
• 4.3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計39-41
• 4.4 控制系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)41-44
• 4.4.1 宏觀控制思路41-42
• 4.4.2 充電控制的實現(xiàn)42-43
• 4.4.3 照明控制的實現(xiàn)43-44
• 4.5 其它問題44-45
• 4.6 本章小結(jié)45-46
• 第5章 結(jié)論與展望46-49
• 5.1 課題研究過程回顧46
• 5.2 課題的優(yōu)越性及意義46-47
• 5.3 進一步完善的思路47-48
• 5.4 課題的前景展望48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-53
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果53

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半導(dǎo)體光源在道路照明上的應(yīng)用    劉乃濤;梁秉文;

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