较高，故而应用太阳能电池供电的系统成本不低。课题研究的意义进入了二十世纪，能源短缺和环境污染问题愈来愈严重，也越来越制约着人类的发展，大力发展可再生能源己成为二十世纪全世界面临最严重的问题之。据中国资源节约与环境保护单位统计数据显示，中国照明用电量目前约占全社会用电量的。而据近来中国电力企业联合会披露的最新统计数据年我国全年全社会用电量为万亿度，所以照明用电的年耗电约为千亿度，相当于个三峡水力发电工程投产后的发电能力亿度。另方面，是我国沿海地区，夏季用电高峰，不得不面临拉闸限电的状况，可以说，电力已成为限制当地经济发展的因素。因此道路照明节电，推广太阳能路灯，对我国经济发展乃至国计民生都具有重要意义，具有极大的社会价值，经济效益。国内太阳能光伏发展现状随着地球资源的日益贫乏，人们对利用太阳能发电的愿望越来越迫切。我国太阳能资源丰富，年日照数在小时以上的地区占国土面积的以上。据统计，全国目前还有万人口需要解决电视通讯照明及生产用电问题。加上目前能源紧张已经逐步影响到人们日常生活的方方面面，太阳能将以其它能源无可比拟的优势在实际应用领域取得举足轻重的地位，其市场前景十分广阔。但相比于蓬勃发展的世界光伏工业，中国光伏工业还处于起步阶段。光伏产量和安装容量仅占世界的左右。在国家实施西部大开发战略和国内绿色环保工业开始升温的背景下，近几年中国光伏应用工业保持了较快的增长速度。随着太阳能电池各种新型材料的不断开发及成功问世，且太阳能电池成本逐年下降，所以太阳能光电的应用也将日趋广泛，它的发展已经逐渐成为种必然趋势。加之，党和政府都十分关心新能源的发展，要求全社会从节能环保的角度上加大对新能源的认识，鼓励和支持大力开发利用新能源。国家相关部委各地政府还制订了扶持新能源生产开发企业的相关措施，以加快新能源应用的发展，这就给我们行业带来了空前的发展契机。第章太阳能电池及其组件周志敏，纪爱华等太阳能照明技术与工程技术中国电力出版社，吴淑梅，霍彦明，徐梅光源在照明中的应用光源与照明，华坤，李彦太阳能路灯控制器的设计单片机开发与应用，学号成绩游戏软件开发的在线测试院部太阳能光电工程学院专业光电信息工程姓名刘观扬指导教师二〇二年四月摘要随着世界能源的危机，特别是我国经济的飞速发展造成了能源消耗急骤增加。在这种形式下，非常节能的太阳能路灯逐渐走进了人们的视野。本文太阳能路灯的各部分组成及各部分的工作原理特点。并对太阳能路灯进行了简要设计，及太阳能路灯的应用场所，展望前景。关键词太阳能电池蓄电池控制器灯目录第章绪论课题的背景课题研究的意义国内太阳能光伏发展现状第章太阳能电池及其组件太阳能电池太阳电池的发电原理及构造太阳电池的种类太阳电池的特性的应用。但水能资源终究是有限的相比之下，太阳能和风能则是取之不尽用之不竭。研究和实践表明，太阳直接辐射到地球的能源丰富，分布广泛，可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。随着人类的使用，化石能源趋于减少，其价格将会越用越高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。相比石油煤炭等化石能源，太阳能不会导致温室效应，也不会造成环境污染。太阳能亦因此受到众多国家的重视，各国均竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以提升太阳能效率扩大太阳能应用领域。在众多太阳能应用方式中，除太阳能热效应利用外，太阳能光伏发电也是最为常见的方式之。太阳能光伏发电是利用半导体器件的光生伏特效应，将太阳能转换成电能。当光线照射太阳能电池板表面时，部分光子被半导体材料吸收，进而将光子的能量传递给施主原子，使其电子发生自由电子，在结两侧分别聚集空穴和电子从而形成了势垒。当有外部电路接通时，在该势垒电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生相应的输出功率，此即为太阳能电池板的基本工作原理。太阳能光伏发电的优缺点太阳能光伏发电主要具有以下优缺点优点在于太阳能取之不尽，用之不竭。太阳能不用燃料，运行成本小。太阳能发电系统建设周期短，次投资长期受益。太阳能光伏发电不会对环境造成污染，是理想的清洁能源。太阳能光伏发电没有运动部件，可靠性高，维护简单。太阳能分布广泛，可就近供电，不须长距离输送，减少了线路上的损耗。太阳能电池工作时输出直流电。缺点在于太阳能光伏发电的成本还较高。太阳辐射能量密度较低，转换效率不高，大规模使用时要占用很大面积。太阳能光伏发电量受气候影响较大。同时太阳能光伏发电量受太阳辐射强度和温度影响很大，输出功率不稳定，不宜直接使用。太阳能光伏发电应用通常有两种形式种是并网发电，另种是离网式发电。并网发电是将太阳能电池输出的直流电能通过逆变器及控制器变换成与电网同值同频同相的同步交流电能，从而实现与电网的联接。这种方法适合于大规模光伏发电。离网式发电是将太阳能电池产生的直流电能通过蓄电池储存起来，在需太阳电池组件第章蓄电池常用蓄电池蓄电池的使用寿命影响蓄电池使用寿命的因素第章控制器蓄电池充放电控制器路灯控制器第章灯源光源的特点发光原理及特性发光原理特性第章太阳能路灯的设计和应用系统的基本组成及其工作原理系统组成工作原理太阳能路灯设计实例致谢参考文献第章绪论课题的背景能源概况人类当前使用的能源主要来自煤炭石油等化石能源。而占人类能源消费大部分的煤炭石油等化石能源都是不可再生资源。据有关资料报导，依目前石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限大约为至亿吨。以上世纪九十年代世界石油的年开采量亿吨计算，石油储量估计可维持到年左右天然气储备估计在至兆立方米，年开采量维持在兆立方米左右，将在六十年左右内枯竭铀的年开采量为每年万吨，根据年世界能源委员会的估计，铀也将于本世纪年代中期宣告枯竭。煤的储量约为亿吨，上世纪九十年代煤炭年开采量约为亿吨，可以供应年随着社会日益发展，能源的需求量不断增长，使得全球范围内的能源危机也日益突出。人类在开发利用能源的漫长历史中，以石油煤炭和天然气等化石能源为主的时期，仅是个不太长的阶段。化石能源终将枯竭而被新的能源所取代。因此，节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。在可再生能源中，水能已经得到了较为广可以把它看作点光源，这样能给灯具设计带来许多方便。可以做成薄型灯具。管芯很小，加之发光的方向性很强，很多情况下只需用透镜将其发出的光线进行准直偏折，而不需要使用反射器，这样设计的灯具厚度较小，可以做成薄型灯具。亮度调节方便。由于的工作电流范围较大，其光输出和工作电流成正比，因此，可以用改变电流的方法来调光。发光原理及特性发光原理光源其实是个结的二极管。它由管芯即发光半导体材料和导线支架组成，管芯周围由环氧树脂封装，以保护管芯。在热平衡下，半导体结区的电子扩散到区，区的空穴扩散到区，这种互扩散运动的少数载流子聚集在结的两侧，形成势垒，势垒产生的电场将阻止互扩散运动的继续进行。当结上施加正向电压时，其势垒降低，注入少数载流子，区电子注入区，而区空穴注入区。注入的少数载流子将和该区原有的多数载流子复合发光。复合发光根据能带结构，带间的复合可分为直接跃迁和间接跃迁两种。发光过程包括三部分正向偏压下的载流子注入复合辐射和光能传输。的工作情况与标准的硅二极管相似，在正向电压达到阈值电压以前，正向电流很小随着电压继续上升，电流增长速度很快，大量电子流入结，使管芯半导体晶体发光。特性光源的特性可分为极限参数和般参数。极限参数允许功耗允许加于两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，发热损坏。最大正向直流电流允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。最大反向电压所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。工作环境发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。般参数光谱分布和峰值波长个发光二极管所发之光并非单波长，其波长大体按图所示。由图可见，该发光管所发之光中波长的光强最大，该波长为峰值波长。发光强度发光二极管的发光强度通常是指法线对圆柱形发光管是指其轴线方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为时，约为。光源额定工作电压，功率，每天工作，保证连续阴雨天数为天。光源日耗电量所需太阳能组件的总充电电流式中为太阳能电池组件系统综合损失系数为蓄电池充电效率。太阳能电池组件的最少总功率式中为太阳能电池组件工作电压。选用峰值输出功率单块的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在年大多数情况下的正常运行。蓄电池选型。根据上面的计算知道，负载日耗电量。在蓄电池充满情况下，可以连续工作个阴雨天，再加上第个晚上的工作，蓄电池容量选用只的蓄电池就可以满足要求了。控制器选型。依据以上数据计算控制器最大的工作电流为选用的控制器。结束语整体设计基本上考虑到了各个环节光伏组件的峰瓦数选型设计与蓄电池容量选型设计采用了目前最通用的设计方法，设计思想比较科学经过实际运行证明各环节之间匹配性较好。目前，太阳能照明的初投资问题仍然是困扰我们的个主要问题。但是，太阳能电池光效在逐渐提高，而价格会逐渐降低，同样地市场上光效在快速地提高，而价格却在降低。与太阳能的可再生清洁无污染以及的环保节能相比，常规化石能源日趋紧张，并且使用后对环境会造成了日益严重的污染。所以，太阳能照明作为种方兴未艾的户外照明，展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。致谢参考文献宋金莲太阳能发电原理与应用北京人民邮电出版社，金步平，陈哲良太阳能与照明新能源及工艺期桑野幸德太阳电池及其应用，钟伯强译北京科学出版社，杨金焕，陈中华等世纪太阳能发电的展望上海电力学院学报期沈辉，曾祖勤太阳能光伏发电技术化学工业出版社，车孝轩太阳能光伏系统概论武汉大学出版社，发光坎德拉符号为。由于般的发光二强度