毕业设计（论文）-太阳能路灯的设计（含全套CAD图纸） .doc

全日制普通本科生毕业设计 学生姓名：学 号： 年级专业及班级：指导老师及职称：学 部： 理工学部提交日期： 年 月目 录摘要1关键字11 前言21.1 课题的提出及研究的意义21.1.1 课题的提出21.1.2 研究的意义21.2 国内外研究现状22 太阳能路灯系统结构32.1 太阳能路灯的组成32.2 太阳能路灯的工作原理32.3 太阳能路灯的优点32.4 与传统路灯的比较33 太阳能路灯方案论证43.1 太阳能路灯设计要求43.2 太阳能路灯方案选择43.3 系统总体框图54 系统主体设计54.1 太阳能电池5 4.1.1 太阳能电池的工作原理6 4.1.2 太阳能电池的基本特性6 4.1.3 太阳能电池的类型74.2 蓄电池7 4.2.1 蓄电池工作原理84.2.2 蓄电池的使用及对其寿命的影响84.2.3 蓄电池类型选择84.2.4 铅酸蓄电池充电特性8 4.2.5 铅酸蓄电池放电特性94.3 照明负载9 4.3.1 太阳能灯具的选择94.3.2 LED的特性104.4 蓄电池、太阳能板和LED灯的选用11 4.4.1 太阳能板的选用114.4.2 蓄电池选用124.4.3 LED灯型号的选择124.5 太阳能电池跟踪系统设计134.5.1 单片机的选择154.5.2 光敏检测电路16 4.5.3 驱动电机的选择164.6 灯杆和灯具外壳184.7 太阳能路灯控制电路的设计184.7.1 蓄电池充放电控制基本原理18 4.7.2 蓄电池充放电保护电路194.7.3 控制电路204.7.4 时钟电路224.7.5 键盘控制电路234.7.6 显示电路244.7.7 稳压电源电路255 系统软件设计256 结束语27参考文献27致谢28附录130太阳能路灯的设计摘 要：太阳能路灯作为新型高科技节能产品替代传统路灯，可以实现路灯白天自身发电，晚上照明，路灯不耗能。具有环保节能，解决城市公共照明耗能大的问题，节省电费开支，经济效益和社会效益明显。本文综述了太阳能电池，铅酸蓄电池和LED灯具的工作原理、特性、类型及其相关知识。并介绍了铅酸蓄电池的充放电控制电路。然后设计了一种时钟型控制器，利用单片机AT89S52和时钟芯片DS1302控制路灯照明时间，利用单片机AT89S52存储路灯开关时间。文中详细分析了控制器的电路组成和工作原理。 关键词：太阳能电池；LED；铅酸蓄电池；充放电控制器；时控电路 The design of the solar lampAbstract：Solar lamp products as a new alternative to traditional high-tech energy-efficient lighting, lighting can achieve their own electricity during the day, night lighting, street not energy. With environmental conservation and solve major problems of urban public lighting energy saving electricity costs, economic benefits and social benefits obvious.This article provides an overview of solar cells, and lead-acid batteries and LED lamp works, features, and types and their related knowledge. And the introduction of lead-acid battery charge and discharge control circuit. Then has designed one kind of time-controller, using monolithic integrated circuit AT89S52 and the clock chip DS1302 control street light illumination time, uses the monolithic integrated circuit AT89S52 memory street light switching time.In this paper, a detailed analysis of the controller circuit component and work principle.Key words: solar cell; LED;lead-acid batteries;Charging and discharging controller;Time control Circuit.1 前言1.1 课题的提出及研究的意义1.1.1 课题的提出随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为一种安全、环保新能源越来越受重视。同时，随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。每年照明消耗电能约占全部电能消耗的12%15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源。据我国国家绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示，我国照明用电每年在3000亿度以上，道路照明用电量占1/3如用太阳能取代，这相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量1。1.1.2 研究的意义太阳能作为一种巨量的可再生能源，已被广泛应用在各个领域，是当前能源利用的补充能源，并被认为是未来人类生活的可替代能源。每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量，开发和利用丰富、广阔的太阳能，可以对环境不产生或产生很少污染，太阳能既是近期急需的能源补充，又是未来能源结构的基础。不论是从经济社会走可持续发展之路，还是保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是从特殊用途解决现实能源供应问题出发，开发利用太阳能都具有重大的战略意义。1.2 国内外研究现状太阳能是用之不尽的清洁能源，当今世界各国特别是发达国家对光伏发电特别重视。2011年世界太阳能光伏发电装机总容量达到24Gw。目前，太阳能光伏发电主要集中在日本、欧盟和美国，其太阳能光伏发电量约占世界光伏发电量的80。今后太阳能光伏发电系统主要围绕高效率、低成本、长寿命、美观实用等方向发展。专家们预测到2050年，太阳能光伏发电在发电总量中将占1315，到2100年将约占64。我国光伏组件生产能力逐年增强，装机容量逐年增加，2007年累计容量达100MW。2005-2010年，我国的太阳能电池主要用于独立光伏发电系统，发电成本到2010年将约为120元(kw·h)；20102020年，太阳能光伏发电将会由独立光伏发电系统转向并网发电系统，发电成本到2020年将约为060元(kw·h)。到2020年，我国太阳能光伏产业的技术水平有望达到世界先进行列2。2 太阳能路灯系统结构2.1 太阳能路灯的组成太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池组、光源、控制器、蓄电池、灯杆及支架。 2.2 太阳能路灯的工作原理系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，但到达设定的开灯时间时，蓄电池对灯头放电，开始照明。蓄电池放电到设定时间后，充放电控制器动作，切断路灯供电电路，使路灯熄灭