新型太阳能LED路灯智能化控制系统研制.PDFVIP

第23卷 第 4期 宁波工程学 院学报 Vol_23No．4 2011拄 12f] JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY OFTECHNOLOGY Dec．20l1 新型太阳能LED路灯智能化控制系统研制 沈飞，安鹏 ，杨超一，葛瑞瑞，程建通 (宁波工程学院，浙江 宁波 315211) 摘 要：现有的太阳能LED光伏控制器成型产品有很多，且各有特点，但续航能力均有不足，在江南等连续阴雨天 多的情况下可能会出现能源不济的情况，针对这种情况，本文提出了一种设计方案，使用PWM驱动MOSFET控制输出 电流的大小，并采用独立 电源的定时器件满足全时段定时定功率的输出需求，从而可以做到在光照要求较低的情况下降 低路灯 的光照度 ，以延长照明时间。 关键词l光伏充 电；半功率输出；充 电保护 中图分类号：TP368．1 文献标识码 ：A 文章编号：1008—7109(2011)04—0066—06 引言 太阳能作为可再生能源 ，很早就被人们开发和利用了。随着科学和技术的迅速发展，随着世界能源 危机的 日益严重，石油价格不断上涨，利用常规能源 已不能适应世界经济快速增长的需要，开发和利用 新能源，尤其是太阳能越来越引起各 国政府 的重视…。我国是一个太阳能资源非常丰富的国家，太阳 能热利用是新能源和可再生能源中商业化程度最高、应用最普遍 的技术之一。我们可以充分利用这些 资源 ，利用太阳能光伏技术开发各种太阳能产品。 目前太阳能企业面临新机遇 ，由于光伏技术的逐渐成熟，成本不断下降，太阳能的无处不在 ，取之不 尽。各种各样 的利用太阳能开发的太阳能电子产品发展非常迅速 ，例如：太阳能热水器、太阳能路灯、太 阳能热泵、太阳能交通信号灯、太阳能除湿空调系统等，这些产品显示出了巨大的市场潜力和生命力。 太阳能节能路灯是利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池，白天太阳能电池板接收太阳能幅射 并转化电能输 出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，当夜晚来临时，蓄电池对灯头发电．它比较常规能 源供电的路灯具有很多优点，不需要常规能源 ，适应了能源开发和环境保护的需求，太阳能路灯可 以随 处安装，不论是在偏僻的山村，还是城市，不用连接公共电网，因此在安装时不必挖掘路面或草地，无须 开沟埋设电缆，需要时可以移动位置 ，重新安装到另外的地点，灵活方便 。 太阳能路灯系统实质上是一个小的独立光伏系统，主要 由五大部分组成，即太阳能电池、蓄电池、控 制器、路灯系统 ，如图 1所示。 图1太阳能路灯系统框图 收稿 日期 ：2011—07—12 作者简介：沈飞，男，宁波工程学院电信学院电科O7级学生；指导老师：安鹏 ，男，宁波工程学院电信学院讲师。 沈飞，等：新型太阳能LED路灯智能化控制系统研制 67 1控制器实现的功能 1．1负载多模式驱动 该系统中LED负载的工作模式有纯光控、单时段、双时段三种 。这三种模式都能达到省 电的 目的， 但是它们各 自的适用场合不同。 纯光控模式下，路灯的开与关都是光控的。分三个节段驱动 LED路灯，傍晚交通高峰期光控开路 灯，路灯全功率输 出；深夜交通低谷期 (o0：00—4：00)切换到半功率输出，LED路灯为60％的亮度；凌晨 交通又达到高峰期，4：o0以后到光控开灯 。从省电效果上看，整个照明过程半功率状态可 以为整个系 统省下30％的电量 ；从功能上看，它只是一般的太阳能节能灯，它可以运用在山区、生活小区等地方。 单时段主要是光控开灯，通过设定开灯时间来延时关灯，天黑人流量高峰期光控开路灯，路灯全功 率输 出；跟据设定的时间(设定范围：1小时 ～10小时)，控制器对开灯时间进行计时，当延时时间到时， 关闭路灯 。这种模式的路灯主要是应用在高人流量时段很集 中的地方，比如工业园区、科技园区、公园、 学校、工厂等，晚上人流量很集中，在这个时段全功率开灯，到了深夜时分，人流量小的时候就关灯。 双时段相比单时段增加了一个半功率状态，在设定延时的过程 中多加一个半功率状态。而这