本文關(guān)鍵詞：PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)隧道進(jìn)出口區(qū)段加強(qiáng)照明系統(tǒng)具體技術(shù)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),特別是其亮度隨著隧道外面太陽(yáng)光強(qiáng)度而自動(dòng)適應(yīng)變化的特點(diǎn),結(jié)合前期陽(yáng)光輸送機(jī)因機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜影響其系統(tǒng)可靠性,而傳統(tǒng)光伏LED照明系統(tǒng)由于蓄電池部件導(dǎo)致成本上升等實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,提出了PV-LED式公路隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)的新方法。該方法既保持了陽(yáng)光輸送機(jī)光強(qiáng)自適應(yīng)性的優(yōu)勢(shì),又有效解決了系統(tǒng)可靠性差與成本高的難題,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)；還通過(guò)散射太陽(yáng)光發(fā)電等相關(guān)研究與應(yīng)用使系統(tǒng)太陽(yáng)能利用率得到有效提高。本文的主要研究工作可總結(jié)如下：(1)公路隧道照明系統(tǒng)的相關(guān)特性的研究公路隧道照明系統(tǒng)由基本照明系統(tǒng)和加強(qiáng)照明系統(tǒng)組成,基本照明系統(tǒng)一直處于連續(xù)工作狀態(tài)以保證隧道內(nèi)的行車安全；而加強(qiáng)照明系統(tǒng)則是為了消除在隧道進(jìn)出口區(qū)段,因太陽(yáng)光引起亮度梯度過(guò)大導(dǎo)致的“黑洞”和“白洞”現(xiàn)象同時(shí),又實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電的目標(biāo)而專門設(shè)置；所以其工作狀態(tài)與太陽(yáng)光的有無(wú)及強(qiáng)弱有關(guān)而始終處于受控狀態(tài)。(2)提出PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)方案對(duì)比三種不同類型的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)在隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中存在的優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)市場(chǎng)需求,提出了一種高可靠性的PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,即由PV光伏組件作為電源直接驅(qū)動(dòng)LED光源發(fā)光照明的簡(jiǎn)單加強(qiáng)照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是繼續(xù)保留了其亮度同步于太陽(yáng)光強(qiáng)度優(yōu)勢(shì),并有效回避了陽(yáng)光輸送機(jī)本身存在的因天氣陰、晴變化而導(dǎo)致太陽(yáng)光時(shí)有時(shí)無(wú)工作穩(wěn)定性差的先天性缺陷；由于本系統(tǒng)無(wú)需配備蓄電池而使得成本大幅度下降；且系統(tǒng)中未使用自動(dòng)跟蹤部件使得可靠性得到很大提高。(3)陰雨天氣情況下PV-LED式隧道照明系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)該系統(tǒng)在陰雨天散射太陽(yáng)光的光生伏特效應(yīng)以及如何有效應(yīng)用其所發(fā)電能進(jìn)行了研究、探討和試驗(yàn),定量分析了在太陽(yáng)光非正常照射狀態(tài)下光伏電池板發(fā)電參數(shù)與光強(qiáng)之間的相互影響規(guī)律及電能可利用性,并設(shè)計(jì)了應(yīng)用于系統(tǒng)的相應(yīng)控制電路,主要通過(guò)檢測(cè)隧道外光強(qiáng)信號(hào)并與閾值參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,再通過(guò)STC12C5A60S2單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,利用輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)控制繼電器的切換,實(shí)現(xiàn)不同天氣狀態(tài)下對(duì)電能的最優(yōu)控制,從而實(shí)現(xiàn)了有效利用散射太陽(yáng)光發(fā)電及提高太陽(yáng)能利用效率的目標(biāo)。(4)補(bǔ)充型系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于光伏電池板安裝空間受限制導(dǎo)致輸出功率達(dá)不到要求的特殊情況,該系統(tǒng)不得不在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過(guò)增加光伏電池板自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的功能,以進(jìn)一步提高太陽(yáng)能利用率來(lái)滿足其照明功率要求。為此設(shè)計(jì)了用混合跟蹤法實(shí)現(xiàn)光伏電池板自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的新功能,包括專門設(shè)計(jì)的U型機(jī)械結(jié)構(gòu)和聚光型粗細(xì)調(diào)互補(bǔ)光信號(hào)傳感器等,使得太陽(yáng)能利用率提高了28.3%,且為系統(tǒng)進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支持。本文所研究設(shè)計(jì)的PV-LED系統(tǒng)已成功應(yīng)用于績(jī)黃高速黃山玉臺(tái)隧道進(jìn)出口區(qū)段加強(qiáng)照明系統(tǒng)中,并達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),相比于普通的光伏LED隧道照明系統(tǒng),在可靠性提高、使用成本下降的同時(shí),太陽(yáng)能利用率得到有效提高,為太陽(yáng)能在公路隧道加強(qiáng)照明領(lǐng)域進(jìn)一步的推廣應(yīng)用從技術(shù)上鋪平了道路。
【關(guān)鍵詞】：隧道照明 加強(qiáng)照明系統(tǒng) PV-LED 太陽(yáng)跟蹤 自適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U453.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 研究的目的及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究工作及章節(jié)安排14-16
• 2 隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)方案研究16-36
• 2.1 隧道加強(qiáng)照明的要求16-17
• 2.2 太陽(yáng)能隧道加強(qiáng)照明方法17-29
• 2.2.1 陽(yáng)光輸送機(jī)17-18
• 2.2.2 太陽(yáng)光直接隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)18-23
• 2.2.3 傳統(tǒng)光伏LED隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)23-28
• 2.2.4 方案論述比較28-29
• 2.3 PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)29-30
• 2.4 陰雨天散射太陽(yáng)光的實(shí)驗(yàn)研究30-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-50
• 3.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)36-37
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)37-43
• 3.2.1 主控芯片選型37-38
• 3.2.2 光信號(hào)檢測(cè)模塊38-40
• 3.2.3 閾值電路40
• 3.2.4 液晶顯示模塊40-41
• 3.2.5 繼電器驅(qū)動(dòng)電路41-42
• 3.2.6 通信接口電路42
• 3.2.7 穩(wěn)壓電源42-43
• 3.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)43-46
• 3.3.1 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)43-44
• 3.3.2 液晶顯示程序設(shè)計(jì)44-45
• 3.3.3 主程序設(shè)計(jì)45-46
• 3.4 上位機(jī)顯示界面設(shè)計(jì)46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 補(bǔ)充型隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)50-64
• 4.1 跟蹤系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)50-51
• 4.2 跟蹤系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51-53
• 4.3 跟蹤系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53-58
• 4.4 跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-61
• 4.5 跟蹤系統(tǒng)調(diào)試與分析61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-64
• 5 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 全文工作總結(jié)64
• 5.2 未來(lái)工作展望64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄A：控制系統(tǒng)硬件原理圖72-73
• 附錄B：實(shí)際工程部分設(shè)計(jì)圖紙73-76
• 附錄C：部分程序76-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及申報(bào)專利87
• 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目87-88

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