基于单片机控制的太阳能供电地下场照明系统设计-毕设论文.doc资源-CSDN文库

18 浏览量 2023-07-01 20:09:48 上传评论收藏 574KB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

基于单片机控制的太阳能供电地下听策划出

照明系统设计

摘要

在这个科技飞速发展的时代，能源是人类经济及文化活动的动力来源。随着经济

的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，未来世界能源消费量将持续增长，世界

上的化石能源消费总量总有一天将达到极限。开发利用可再生能源和各种绿色能源以

实现可持续发展是人类必须采取的措施。从能源供应的诸多因素考虑，太阳能无疑是

符合可持续发展战略的理想的绿色能源。

随着城市的不断发展，人口的急剧增加，人均拥有车辆数的增大，停车问题越发

严峻。停车场也逐渐的朝地下空间发展。然而地下停车场的照明又给社会增添了新的

烦恼。为此，提供一个合理的地下照明系统是时代发展的迫切要求。

本设计采用 LED 灯具作为系统的照明光源，采用太阳能光伏发电与市电交

互为 LED 灯具供电的方式提供供电电源。使用节能灯具减少了能源的浪费，利

用太阳能发电供电，减少了火力发电等造成的大气污染的问题。

本设计采用单片机 AT89S51 作为系统的主控制单元，重点设计了太阳能发

电系统最大功率点跟踪控制电路的设计。并且通过采集太阳能发电系统蓄电池

及太阳能电池板两端的电压，实现火电与太阳能发电两种供电方式的自动切换。

并对太阳能发电系统中，太阳能电池在工作时，随着日照强度、环境温度的不同，输

出功率不同的问题，为了提高发电系统效率，单片机通过采样电压和电流，通过对功

率的计算，实现对太阳能电池的最大功率点的跟踪，确保充分的利用太阳能。本系统

智能化的完成了以太阳能发电、LED 为灯具的照明系统的设计，经济、实用。

关键字：能源太阳能光伏发电 LED 照明单片机 AT89S51

目　录

第一章绪论...............................................................1

1.1 光伏发电的背景及意义...............................................1

1.2 光伏发电的国内外现状及发展.........................................1

1.2.1 国外光伏发电技术的现状与前景 .................................2

1.2.2 我国太阳能光伏发电的现状与前景 ...............................2

第二章 MPPT 控制部分与 DC/DC 变换 ..........................................4

2.1 最大功率点跟踪原理.................................................4

2.2 最大功率点跟踪的算法...............................................5

2.2.1 恒压跟踪法 ...................................................5

2.2.2 扰动观察法 ...................................................6

2.2.3 电导增量法 ...................................................6

2.3 DC/DC 变换器.......................................................7

2.3.1 降压式变换器 .................................................7

2.3.2 升压式变换器 .................................................8

2.3.3 升降压式变换器 ...............................................9

2.3.4 库克式变换器 ................................................10

第三章主要设备的选择....................................................12

3.1 太阳能电池的设计..................................................12

3.1.1 太阳能电池原理 ..............................................12

3.1.2 太阳能电池分类 ..............................................12

3.1.3 太阳能电池的容量的计算 .......................................1

3.2 蓄电池的选择.......................................................3

3.2.1 蓄电池的选用 .................................................3

3.2.2 蓄电池组容量的计算 ...........................................1

3.3 灯具的选择.........................................................1

第四章系统硬件设计.......................................................1

4.1 系统设计总体框图...................................................1

4.2 控制模块的电路设计.................................................1

4.2.1 电源电路的设计 ...............................................1

4.2.2 单片机最小系统及外围电路设计 .................................1

4.2.3 DC-DC 控制电路设计(充电电路) .................................1

4.2.4 驱动电路的设计 ...............................................2

4.2.5 切换电路设计 .................................................3

4.2.6 采样电路设计 .................................................3

第一章绪论

1.1 光伏发电的背景及意义

全球煤炭、石油、天然气等能源的消耗不断增加，引发了一系列的环境污染和资源

短缺等问题。在这个世纪以前，我们能够使用能源都局限在一次能源上，如煤、CH4 和

石油。这些一次能源都是经过很长时间，太阳能通过各种转换，被地球上各个角落的生

物储存起来。但是人类已经在这个星球上生活在了数千年，在这数千年里，这些能源无

时无刻不在被人类消耗着，而且留给我们及后代所要使用能源已经不多了。随着全球经

济的不断发展、不断增加的人口数以及人们生活质量的不断改善，将来全球能源消耗数

目将继续增长，地球上可用的化石能源必将会被消耗殆尽。

当前，森林被大面积砍伐，矿物能源被大量使用，全球日均产生近 1×109TCO2，造

成大气二氧化碳的含量上升，大气已经被严重的污染。若不采取措施，温室效应也将加

剧，全球逐渐变暖，南极和北极的冰山必将被融化，后果就是可能造成海平面上涨，1/4

的人类社会环境便会由此承受巨大危险。

面对以上情况，如何让可持续发展成为现实，探索开发能够再利用的能源以及其他

绿色新能源便成为了人类亟待解决的问题。从能源提供的多方面因素着眼，太阳能毫无

疑义的成为理想的绿色新能源。太阳能即将成为新世纪极为重要的能源之一，已经得到

世界能源专家们肯定。

通过和常规发电技术比较，太阳能发电具有①可无限使用；②不会造成危害、稳定

性好，没有噪声，没有向环境排放污染，无公害；③可以安装在各个角落，而且可以安

装在不影响人类生活的地方优势；④不用使用燃料以及谱架线路便可以立刻发电供电；

⑤能源质量高；⑥消费者从情感上易采纳；⑦很短的建设时间，能源利用获取时间短等

优势。而且，硅作为光伏电池的主要原料存储量极为丰富，并且伴着太阳电池研究技术

的不断发展以及转换效率的持续改善和与它关联系统科技技术的不断成熟，产业成本费

用己经呈现急剧走低的势头。据此预见，太阳能发电在全球的未来发展中势必会占据主

导地位。

所以，利用光伏发电是兼开发利用可再生新能源、生态环境不断改善、人民生活条

件不断提高综合性的面向新世纪人类进步的重要课题；也是兼电学技术支持多方面学科

以及自动控制理论等先进技术于一体的综合性研究课题。

1.2 光伏发电的国内外现状及发展

太阳能向其他形式的能转换的方式多种多样：

太阳能转换方式

光-电转换

光-热转换

光-化学转换

1.2.1 国外光伏发电技术的现状与前景

目前，全球各国尤其是发达国家把光伏发电技术放在尤为重要的地位，着重制定了

规划，扩大投入、全力贯彻发展。1980 年后，即便处于全球经济衰退和低潮的时候，光

伏发电技术产业也始终保持着以百分之十到百分之十五的逐步增加发展速度。90 年代末

期，光伏发电技术产业的发展更加迅速，并成为世界增长速度最快的新型该科技产业之

一。1997 年全球光伏电池组件的生产总量达到了 2×108W，比 1996 年提高了百分之三

十五。各国始终在采取改进工艺、不断扩大生产规模、开拓新市场等方式来减少制造成

本。

近几年，全球光伏电池的生产量以平均每年近百分之四十的速度增长，2004 年全世

界总产量便达到了 1×109W。

鉴于太阳能光伏发电有很多优势，其研发、产业化生产技术和市场开拓已经成为目

前全球各国，尤其是世界发达国家竞争的主要热点。

21 世纪以来，一部分发达国家相继制定了发展涉及太阳能电池的能够反复使用的能

源方案。光伏电池的研制首先在欧洲、美洲和亚洲以大规模的形式展开。美国和日

本为夺取世界光伏发电市场的首要地位，纷纷制定实施了太阳能技术的研发计划，比如，

到 2010 年，美国计划将会总安装 4.6×109 W (其中包括了百万屋顶计划)；日本计划将

会总安装 5×109 瓦(日本新阳光计划)、德国计划累计安装 2.7GW，欧盟计划累计安装

3GW，澳大利亚计划累计安装 0.75GW，中国、印度等发展中国家计划安装 1.5~2GW[1]。

据预测，到 2020 年光伏发电在全球电力产业中的所占比例将达到 0.01，2050 年约

占 1/4。由此可以断言，光伏发电具有广阔的市场和很好的发展前景。

1.2.2 我国太阳能光伏发电的现状与前景

我国从 1958 年才开始研究太阳能电池，1972 年第一次成功地在地面应用了光伏电

池，1979 年开始制造以单晶硅为材料的太阳能电池。我国的太阳能发电产业的发展实现

了两次跳跃，首次是在 20 世纪 80 年代后期，我国正处于改革开放蓬勃发展时期，国内

相继引入了多条光伏电池生产线，我国的光伏电池生产能力由起初的 3 个小工厂生产的

几百 KW 提高到 6 个工厂生产的 4.5×106W，中央政府、地方政府、国家工业部委和国家

大型企业在引进的太阳电池生产设备以及生产线的投资中占了主导地位。第二次跳跃是

在 2000 年以后，主要是受到世界大环境的影响、涉外项目/市政项目的启动和市场的带

动；如：2002 年由我国法改委承担实施的“光明工程”的输电到乡和随后的送电到农村

工程都采用了太阳能光伏发电技术。

2006 年以前，我国还存在约三万个村庄，七百万多户，三千万村民还不能用上电，

剩余29页未读，继续阅读

评论收藏

内容反馈

xinkai1688

粉丝: 335
资源: 8万+

基于单片机控制的太阳能供电地下场照明系统设计-毕设论文.doc

毕业论文-于基单片机控制的太阳能供电地下场照明系统设计.doc

于基单片机控制的太阳能供电地下场照明系统设计--毕业设计.doc

基于单片机控制的太阳能供电地下场照明系统设计说明.doc

精品专题资料（2021-2022年收藏）基于单片机控制的太阳能供电地下停车场照明控制系统的设计.doc

单片机电梯控制系统设计-毕设论文.doc

基于单片机的自行车里程计系统设计-毕设论文.doc

基于单片机的温度远程显示系统设计-毕设论文.doc

基于单片机的太阳能供电地下停车场照明控制系统设计.doc

基于ARM的太阳能供电照明系统设计.pdf

基于单片机控制的供电监测与保护系统设计.pdf

基于单片机的智能稳压型开关电源模块并联供电硬件系统的设计-论文

基于单片机的煤气泄漏报警系统设计-毕设论文.doc

基于单片机的步进电机小车控制系统设计--毕设论文.doc

基于51单片机的智能家居系统设计-毕设论文.doc

基于单片机水温控制系统的设计-毕设论文.doc

基于单片机的温度控制系统的设计-毕设论文.doc

毕业论文ssm379基于java的供电公司安全生产考试系统的设计与实现+vue论文.doc

基于单片机80C51设计地下车库车位显示与控制.doc

基于plc控制的滚柱直径分拣系统设计--毕设论文.doc

基于单片机的篮球记分计时器的系统设计--毕设论文.doc

基于plc的模拟喷泉控制系统设计-毕设论文.doc

基于plc的煤矿水泵控制系统设计-毕设论文.doc

基于plc的立体车库控制系统设计-毕设论文.doc

基于单片机控制的节能型太阳能led路灯的设计-毕设论文.doc

基于单片机控制的篮球计时计分器的设计--毕设论文.doc

最新资源