太阳能光伏照明系统的设计与实现

1太阳能光伏照明系统的设计与实现摘要：本文在探讨光伏发电原理和LED发光特性的基础上，设计制作了一套太阳能光伏发电跟踪系统，并进行了测试分析，提高了光电转换效率，并以此为电源，设计出可实用的太阳能光伏照明系统，该系统不仅能作为太阳能路灯和台灯使用，而且使用方便，具有光控等功能，该系统能用于家庭和实验室等需要照明的地方，节能减排效果明显，具有很好的应用前景。关键词：光伏发电跟踪系统LED照明系统节能减排DesignandproductionofsolarphotovoltaiclightingsystemAbstract:Inthispaper,onthebasisofacomprehensivestudyofphotovoltaicpowergenerationprincipleandLEDlight-emittingproperties.Wedesignedasetofsolarphotovoltaictrackingsystem,whichweretestedandanalyzedtoimprovethephotoelectricconversionefficiency,andasapowersource,wedesignedausefulsolarphotovoltaiclightingsystem.Thesystemcannotonlyusethesolarlightsandlamps,andeasytouse,withlightcontrolandotherfunctions.Itcanbeusedforhomeandlaboratorywheretheneedforlighting,energysavingeffectisobvious,withgoodprospects.KeyWords:Photovoltaicpowergeneration,TrackingSystem,LEDlightingsystem,Energysaving2目录一、引言..............................................................................................................................................................31.1国内外研究现状及发展趋势................................................................................................................31.2课题研究的目的与意义........................................................................................................................51.3该课题的研究内容................................................................................................................................6二、太阳能跟踪系统...........................................................................................................................................62.1跟踪运行流程........................................................................................................................................72.2跟踪系统电路原理................................................................................................................................82.3实验数据及处理....................................................................................................................................9三、LED发光的特性.........................................................................................................................................103.1LED的发光原理..................................................................................................................................103.2LED的光源特点..................................................................................................................................123.3LED的电特性......................................................................................................................................123.4LED的驱动方式..................................................................................................................................13四、太阳能LED照明系统................................................................................................................................134.1系统示意图..........................................................................................................................................134.2系统硬件电路图..................................................................................................................................144.3电路元件的参数.................................................................................................................................144.4光控电路.............................................................................................................................................184.5恒流驱动电路.....................................................................................................................................19五、致谢............................................................................................................................................................19参考文献............................................................................................................................................................20附录....................................................................................................................................................................213一、引言1.1国内外研究现状及发展趋势1.1.1太阳能产业国外发展状况国际上，光伏发电发展迅猛。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4％；1997年美国和欧洲相继宣布“百万屋顶光伏计划”，美国计划到2010年安装100O～3000姗太阳电池。日本不甘落后，1997年补贴“屋顶光伏计划”的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995～2005年间，全球太阳能电池产量增长了l7倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入有望增长3.5倍。而在太阳能产业遥遥领先的德国，于2003年修汀的《再生能源法》中强调：电力公司以保证价格收购再生能源，使德国2005年太阳能等可再生能源产业获得34亿欧元的补助。德国的“百万屋顶计划”使许多家庭不仅利用太阳能解决了自家的能源使用，而且这些家庭还成为小型“私人电站”，源源不断地向电网公司输送电力，获得一笔可观的收人。1.1.2太阳能产业国内发展状况我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。在1995～2003年间，我国合计在太阳能发电方面的资金投入22亿元人民币，对太阳能新能源起着积极的推动作用。2005年后，我国太阳能发电产业又有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、浙江中意、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。随着太阳能光电效应的发展，在照明系统方面，太阳能草坪灯、庭院灯、台灯、城市光彩工程灯等众多品种大量出现在了日常生活中，是太阳能光源的主要应用方向，在提高人们生活水平的同时，又节约了大量能源。41.1.3太阳能跟踪系统的发展状况太阳能跟踪系统