LED環(huán)保低碳論文
太陽能是一種清潔的綠色能源， 半導體發(fā)光二極管(LED) 也是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的固態(tài)電光源。將LED技術(shù)和太陽能技術(shù)相結(jié)合在一起， 開發(fā)太陽能半導體照明， 是最佳的節(jié)能、環(huán)保組合，是新一代能源和新一代光源的完美結(jié)合。研究開發(fā)利用太陽能LED 照明技術(shù)將是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策， 意義重大。 本文的研究對象是太陽能LED照明控制系統(tǒng)控制器中的處理器。系統(tǒng)通過控制器實現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)的管理、蓄電池剩余容量的管理、蓄電池充電、放電控制、太陽能電池電源及市電電源的切換控制以及LED負載半功率控制等主要功能。而控制器是主要依靠處理器的運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)上述功能的。
1 系統(tǒng)構(gòu)成 太陽能LED 照明控制系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、系統(tǒng)控制器、LED 照明負載和市電電源5 部分組成， 系統(tǒng)組成原理圖如圖1所示。系統(tǒng)正常工作時， 由蓄電池向LED 負載供電， 在蓄電池電壓不足時， 由市電( 備用電源) 直接向LED 負載供電，避免了蓄電池電壓不足時LED 負載不亮的情況。有了市電作為備用電源， 在設(shè)計時可以適當降低蓄電池的容量，降低成本。同時避免了由于利用太陽能而導致的市電資源的浪費，達到可靠性和經(jīng)濟性要求。圖1 太陽能LED 照明系統(tǒng)組成原理圖 系統(tǒng)工作時通過太陽能電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能， 但是由于太陽能電池的輸出受溫度和太陽輻射強度影響很大， 輸出功率不穩(wěn)定，因而在太陽輻射強度足夠大的時( 白天) 需要利用蓄電池將轉(zhuǎn)化的.電能儲存起來， 以便在需要照明時( 晚上)向半導體照明負載供電。在太陽能半導體照明系統(tǒng)中， 控制器是其核心部分，系統(tǒng)工作時通過控制器實現(xiàn)對系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制和對蓄電池充放電過程的管理， 以使系統(tǒng)在不同的工作狀態(tài)下均能穩(wěn)定可靠地工作。
系統(tǒng)各個組成部分的主要功能如下:
(1) 太陽能電池。由許多太陽能電池組件串、并聯(lián)而成， 其合成的容量可以是數(shù)百峰瓦(Wp) ， 也可達數(shù)個兆峰瓦(Wp)甚至更大， 組件可由單晶硅、多晶硅、非晶硅或其他類型的太陽能電池組成。一般來說， 光伏陣列由于多為半導體器件構(gòu)成，其伏安特性具有強烈的非線性。
(2) 蓄電池組。蓄電池也稱電瓶， 是太陽能LED照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。一般是由一定數(shù)量的鉛酸蓄電池經(jīng)由串、并聯(lián)組合而成，其容量的選擇應(yīng)與太陽能電池陣列的容量相匹配。它的主要作用是在白天儲存太陽能陣列所產(chǎn)生的電能，晚上把儲存的能量釋放出來，供負載照明使用。它的最佳充電電流和放電電流， 一般按10 h 充、放電率計算。 由于蓄電池對電壓的波動具有/ 緩沖0作用， 還可使得負載系統(tǒng)的運行更加平穩(wěn)可靠。雖然鉛酸蓄電池具有容量大、價格低等優(yōu)點，但若使用不當， 很容易加速蓄電池的老化， 使蓄電池的壽命急劇縮短， 造成系統(tǒng)運行成本的增加，充、放電電流過大都會對電瓶的壽命有一定的影響。因此對蓄電池的充放電進行合理規(guī)劃和控制是光伏充電系統(tǒng)中必不可少的環(huán)節(jié)。
(3) 控制器。控制器的作用是對太陽能電池、蓄電池電壓、市電電源和LED 負載進行總體監(jiān)控。為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，同時保護蓄電池， 避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。需要時完成太陽能電池和市電2 個電源之間的轉(zhuǎn)換， 保證LED
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