發(fā)布時間：2017-10-24 01:14

  本文關(guān)鍵詞：太陽能LED智能照明系統(tǒng)研究

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【摘要】：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,同時選取了合適的照明器件,使得太陽能照明系統(tǒng)達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。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。通過選取LED為照明燈具,磷酸鐵鋰電池為儲能器件,設(shè)計太陽能LED智能照明系統(tǒng)。系統(tǒng)通過對磷酸鐵鋰電池的充放電控制以及相應(yīng)軟件的設(shè)計,最終實現(xiàn)在不同光照強度和時間段時LED的智能照明功能。
【關(guān)鍵詞】：太陽能照明 LPC2103 磷酸鐵鋰電池 PWM MPPT
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34;TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究及發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國外研究及發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要研究工作以及內(nèi)容安排13-15
• 1.3.1 論文主要研究工作13-14
• 1.3.2 內(nèi)容章節(jié)安排14-15
• 2 太陽能照明系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)及選型研究15-24
• 2.1 太陽能電池的工作原理分析15-16
• 2.2 太陽能電池的主要技術(shù)參數(shù)分析研究16-17
• 2.3 照明燈具及其控制方式的設(shè)計17-19
• 2.3.1 照明燈具的選型研究17-18
• 2.3.2 照明用白光LED性能分析18-19
• 2.3.3 照明控制方法的選擇19
• 2.4 太陽能照明儲能器件的分析與研究19-22
• 2.4.1 儲能器件的分析選型19-20
• 2.4.2 磷酸鐵鋰電池的工作原理分析20
• 2.4.3 磷酸鐵鋰電池的基本特性研究20-22
• 2.5 太陽能照明控制器的設(shè)計22-23
• 2.5.1 微控制器選型分析22
• 2.5.2 微控制器特性介紹22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 3 太陽能照明系統(tǒng)整體設(shè)計24-28
• 3.1 太陽能照明系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計24-25
• 3.2 太陽能照明系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計25-26
• 3.3 太陽能照明系統(tǒng)的構(gòu)建26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 4 太陽能照明系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)28-42
• 4.1 微處理器LPC2103模塊電路分析28-31
• 4.2 磷酸鐵鋰電池的充放電控制分析31-32
• 4.3 光照檢測電路設(shè)計32-33
• 4.4 LED驅(qū)動電路分析與研究33-37
• 4.4.1 LED驅(qū)動電源分析33-34
• 4.4.2 LED驅(qū)動器選型研究34-36
• 4.4.3 基于MAX16834的LED驅(qū)動電路以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)計36-37
• 4.5 MPPT控制電路的設(shè)計37-41
• 4.5.1 MPPT技術(shù)分析37-38
• 4.5.2 MPPT控制電路設(shè)計分析38-39
• 4.5.3 BUCK變換電路研究39-40
• 4.5.4 信號采集電路的設(shè)計40-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 5 太陽能照明系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)42-55
• 5.1 MPPT算法設(shè)計42-47
• 5.1.1 MPPT常用算法分析42-44
• 5.1.2 系統(tǒng)所用MPPT算法優(yōu)化44-45
• 5.1.3 光伏陣列的建立以及算法仿真45-47
• 5.2 控制系統(tǒng)主要程序設(shè)計47-54
• 5.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計47-49
• 5.2.2 系統(tǒng)初始化軟件設(shè)計49-50
• 5.2.3 實時時鐘軟件設(shè)計50-51
• 5.2.4 A/D轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計51-53
• 5.2.5 PWM軟件設(shè)計53-54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 6 總結(jié)與展望55-58
• 6.1 系統(tǒng)性能分析總結(jié)55-56
• 6.2 全文工作總結(jié)56-57
• 6.3 未來工作發(fā)展57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-62
• 附錄62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果63-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王志兵;;基于恒壓法結(jié)合變步長電導(dǎo)增量法的最大功率點跟蹤[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年19期

2 張開生;程盼;;基于MPPT的太陽能照明控制器研究[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳春飛;一種鋰離子電池組充放電管理方式的研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 汪令祥;光伏發(fā)電用DC/DC變換器的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

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本文編號：1086319