毕业论文：多功能家庭太阳能装置

当遇到阴天夜间等光线条件很差的情况时，可利用系统内部的蓄电池并通过升压电路为后续设备充电。

另外，该充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急之需。

太阳能电池板的选用太阳能电池板是太阳能供电系统工作的基础，是该充电器的核心部分，其功能是将太阳光的辐射能量转化为电能，它的光电转化效率决定了供电系统的工作效率，故光电转化率是个重要的参数。

目前太阳能电池主要分为单晶硅多晶硅和非晶硅太阳能电池。

其中单晶硅太阳能电池板的光电转换率为，甚至可达到，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，使用寿命般可达年，最高可达年。

多晶硅电池板的转化率约为左右，非晶硅约为左右，在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅多晶硅电池优于非晶硅电池，故本系统的太阳能电池板采用单晶硅电池。

如今的便携式数码设备种类较多，所需电压电流不等，对于输入功率较大的设备，必须采用面积较大的电池板，而这又给携带带来不便。

因此该设计采用模块式组合，根据不同充电负载的需要，将太阳能板进行组合以达到具有定要求的输出功率和输出电压的组光伏电池。

本文以手机等常用小功率用电设备为例，说明其太阳能充电器的设计过程。

所选用的太阳能电池板技术参数指标如下尺寸，峰值电压，峰值电流，标称功率。

考虑被充电池的电流不同所需充电时间不等，采用四块相同参数电池板进行串并联，实测电池板的输出电压最大值为，电流最大可达，总标称功率为左右，实际输出可根据不同的被充电对象进行平滑调整。

另外，由于在不同的时间地点太阳光照强度不定，使太阳能电池输出的电压电流不稳定，故本设计加入相应的升压稳压等控制环节。

太阳能电池太阳能电池的种类太阳能光伏发电系统是利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳能直接转换成电能的。

太阳能电池单体是用于光电转换的最小单元。

它的尺寸约平方厘米到平方厘米。

太阳能电池单体工作电压为伏，般不能单独作为电源使用。

将姗能电池单体进行串联，并联和封装后，就成为太阳能电池组件。

它的功率从几瓦到几百瓦，可以单独作为电源使用。

太阳能电池再经过串联，并联并装在支架上，就构成了大阳能电池方阵。

方面的保护。

机械化学方面的保护是指在封装及安装太阳能板的时候要考虑其防腐，防风，防雹，防雨的能力电方面的太阳能光伏发电系统的基本组成与基本原理保护是指连接旁路二极管，连接防反充二极管等。

在定的条件下，个串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件，将被当作负载消耗其它有光照的太阳能电池组件所产生的能量。

被屏蔽的太阳能电池组件将发热，这叫热斑效应。

为了防止太阳能电池组件由于热斑效应而受到破坏，需要在太阳能电池组件的正负极间并联个旁路二极管。

在太阳能板的保护中还用到种防反充二极管，又称阻塞二极管，其作用是避免由于太阳能板在阴雨天和夜间不发电时，或太阳能板出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能板放电。

防反充二极管串联在太阳能板中起单向导电作用。

大型系统中还要防雷。

单片机电路介绍单片机控制电路图本次设计本人采用了单片机该单片机是宏晶科技生产的单时钟机器周期的单片机，是高速低功耗超强抗干扰是新代单片机，指令代码完全兼容传统，但速度快倍，内部集成专用复位电路，四路，位高速位转换，针对电机控制，超强抗干扰。

管脚图管脚说明图铅蓄电池的充电特性锂蓄电池选用锂离子电池。

锂电池具有重量轻容量大无记忆效应等优点，因而得到普遍应用。

锂电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的倍，而且具有很低的自放电率。

此外，锂电池似乎没有记忆效应以及不含有毒物质等优点。

但是对于锂电池的充电过程，要求是比较严格的。

影响蓄电池寿命的因素有放电深度，过充电程度等。

在光伏系统中蓄电池的放电深度不是恒定的，它随天气状况和季节而变。

在天气晴朗的夏日，蓄电池放电深度小在天气阴沉的冬日，蓄电池放电深度大。

过充电程度也随季节天气变化，在冬季，蓄电池可能从没充满过，在夏天，蓄电池可能经常是满的。

为了延长蓄电池的寿命，必须合理的控制蓄电池的放电与充电。

当蓄电池放电到定程度时，应停止放电，防止过放电减少蓄电池寿命当蓄电池充电到定程度时要停止充电和减小充电电流，防止不合理的过充电对蓄电池造成损害。

锂蓄电池的充电曲线如图最大充电电流快充到减充过渡点浮充电压充电终止电流预充电流预充到快充过渡电压电压电流图锂蓄电池充电曲线锂蓄电池的充电过程如果开始充电时，电池电量很低，那么必须用小电流大概开始充电，即涓流充电。

如果电压高于就不必进行这个步骤。

当电池电压大于可以开始大电流充电，恒流充电。

随着充电的进行，电池电压逐渐升高。

当电池电压达到或接近充满电压如左右时，则要开始转入恒压充电当电流减少到大概左右，则停止充电。

致谢本课题在选题及研究过程中得到老师的悉心指导。

老师们多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拔热忱鼓励。

老师丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅受我以文，而且教我做人，对老师的感激之情是无法用语言来表达的。

通过这次实训设计，是我得到了次用专业知识专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。

使我在单片机的基本原理单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入可提到论文的顺利完成，有多少可敬的师长同学朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意，最后我再次感谢指导老师的关心和帮助以及在本次实训中帮助我的所有以前帮助过我的老师和同学，是你们的帮助和支持，让我完成了本次实训，祝你们身体健康万事如意，参考文献叶俊明单片机实验指导书邓长生太阳能原来应用王连英，张永生，模拟电子技术杨金焕，等种光伏系统设计的新方法太阳能学报，冯垛生太阳能发电原理与应用人民邮电出版社，张秀国单片机程序设计基础北京航空航天大学出版社，周立功，夏宇文单片机与综合应用技术北京航空航天大学出版社，郭天祥单片机原来与应用多功能家庭太阳能充电装置摘要由于全球变暖，冰川消融，海平面直在上升，这直接危害到人类的生存，为了寻求替代能源，而太阳能无疑是最好的选择。

太阳能充电器使用太阳能电池板，将太阳辐射光能转变为电能后，经升压稳压充电电路对电池进行充电，当电池充满后系统自动停止充电。

该充电器输出电压稳定，采用模块式结构，应用范围广，适用于多种型号电池的充电。

关键词太阳能充电器控制电路模块式结构太阳能资源利用硅太阳电池的发展，始于年在，美国贝尔研究所试制成功，次年便被用做电信装置的电源，年又被美国首次应用和于先锋号人造卫星。

宇宙开发极大地促进了太阳电池的开发。

与此同时，地面用太阳电池的研究也在不断开展，特别是年的能源危机，又大大加速了地面太阳电池的发展。

许多国家为开发利用太阳能电池，为阳光发电的研究投入了相当数量的资金。

迄今为止翱翔于太空的成千个飞行器中，大多数都配备了太阳能电池系统。

第颗人造卫星上天，是光伏技术开发利用的起点，经过近五十年的发展，它已形成门新的光伏科学与光伏工程。

无论是在宇宙飞行中的应用，还是作为地面发电系统的应用，从开发速度技术成熟性和应用领域来看，光伏技术都是新能源中的佼佼者。

太阳电池作为有潜力的可再生能源，在地面上逐渐得到推广。

太阳电池的成本及售价也在逐年下降，多年来太阳电池的产量直以的增长率在增加。

年世界太阳能电池组件的产量兆瓦，我国为，主要是用在太阳光照好的边远地区。

到年全世界太阳电池的产量达到，我国太阳能电池的实际产量已达到，累计安装量已超过。

我国是个发展中国家，地域辽阔，有许多边远省份和经济欠发达地区。

据统计目前我国尚有万户万人口，还没有用上电，的有电县严重缺电。

这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题，光伏发电则是解决分散农牧民用电的理想途径，市场潜力非常巨大。

光伏发电具有许多优点如安全可靠无噪声无污染能量随处可得，不受地域限制，无须消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建站周期短，规模大小随意，无须架输电线路，可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是其它发电方式所不及的。

目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳电池多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池三种，这三种电池约各占的市场，我国目前有个太阳电池生产线，主要是生产单晶硅及非晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池也有少量生产。

我国生产单晶硅太阳电池的效率在，多晶硅太阳电池在，非晶硅太阳电池在。

晶体硅太阳电池在研究上是朝着高效率化薄片化大面积化的方向发展。

年我国晶体硅太阳电池组件的参考价格为元瓦，非晶硅太阳电池组件为元瓦，仍为常规能源的几倍，但在无电地区及拉线不方便的地方，已产生了良好的经济效益。

系统设计方案太阳能电池在使用时由于太阳光的变化较大，其内阻又比较高，因此输出电压不稳定，输出电流较小，这就需要用充电控制电路将电池板输出的直流电压变换后供给电池充电。

当光线条件适宜时，通过太阳能电池板吸收太阳光，将光能转换为电能。

由于太阳能电池板输出电压不稳定，故增加了稳压电路，通过稳压电路充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部的蓄电池充电以备应急之需。

当光线条件不好时，太阳能电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，因此增加了升压稳压电路，为充电电路提供个较稳定的工作电压。

当遇到阴天夜间等光线条件很差的情况时，可利用系统内部的蓄电池并通过升压电路为后续设备充电。

另外，该充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急之需。

太阳能电池板的选用太阳能电池板是太阳能供电系统工作的基础，是该充电器的核心部分，其功能是将太阳光的辐射能量转化为电能，它的光电转化效率决定了供电系统的工作效率，故光电转化率是个重要的参数。

目前太阳能电池主要分为单晶硅多晶硅和非晶硅太阳能电池。

其中单晶硅太阳能电池板的光电转换率为，甚至可达到，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，使用寿