光伏-led系统的设计与优化分析

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1、毕业论文光伏－LED系统的设计与优化分析PV-LEDsystemdesignandoptimizationanalysis目录摘要Abstract第一章绪论1.1研究的目的与意义1.2国内外研究状况1.3市场预测和发展趋势1.4课题研究内容第二章光伏照明系统基础知识2.1太阳能光伏电池2.1.1硅光电池的结构原理2.1.2光电池的转换效率及最佳负载匹配2.2蓄电池2.2.1常见蓄电池2.2.2铅酸蓄电池组的工作原理2.3充放电控制器2.3.1充放电控制器的分类2.3.2充放电控制器的工作原理2.4LED光源2.4.1LED的优点2.4.2LED光源的工作原

2、理2.4.3LED光源的基本特性第三章LED光伏照明系统设计3.1太阳能光伏发电系统设计程序3.1.1.当地太阳能辐照数据及气象数据收集3.1.2.太阳能电池组件选择3.1.3太阳辐射能的计算3.1.4太阳能电池方阵的最佳倾角3.2充电控制电路3.3铅酸蓄电池容量选择计算3.4亮度检测电路3.5LED灯具驱动电路及过放电保护电路3.6LED灯具第四章实验数据分析第一章绪论1.1研究的目的与意义为落实科学发展观，实现国民经济的可持续健康发展，在世界能源紧缺的大环境下开发新的再生能源系统是当务之急。太阳能作为取之不尽，用之不竭的绿色再生能源，太阳能光伏发电也是

3、UPS供电系统的选择方案之一。太阳能光伏发电已广泛用于人造地球卫星和宇宙航天设备上。随着太阳能电池材料价格的下降，技术的成熟，晶体硅太阳能电池成本的已接近1美元每瓦，而薄膜电池更是低于1美元，太阳能光伏发电系统进入千家万户成为可能。LED是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯

4、的光效为12lm/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W，寿命可大于小时。LED已经是取代荧光灯必须发展趋势。我国“十二五”规划中提出了“LED照亮农村计划”，第一阶段投资将达到1800亿人民币。2009年初，中国推出“十城万盏”半导体照明（LED）应用示范方案，同意在天津、石家庄、大连、哈尔滨、上海等21个城市开展试点工作。2011年5月，北京、常州、合肥、青岛、广州、海口、宝鸡等16个城市被确认为第二

5、批“十城万盏”示范城市。住房城乡建设部也印发了“十二五”城市绿色照明的规划纲要，明确了提高城市照明的品质和节能水准，降低照明的单位能耗，提出在“十二五”期间，城市绿色照明和LED推广应有大幅度提升，各地要加快开展半导体照明、可再生能源等新产品、新技术的示范推广工作，实现城市照明发展方式的转变。截止2010年，中国已有81个城市安装LED路灯超过50万盏。而“LED照亮农村”工程涵盖范围包括226万个农村，将从大西北部分先行建置，这部分即有80万个农村确定设置。而其中光伏照明一体化占据了很大一部分。LED照明与太阳能光电是完全可以做到一体化的，因为光伏发电产

6、生的是直流电，而LED所需的正电直流电，二者结合不仅节约了转换的成本，而且避免了效率的损失。一体化应用后照明系统的可靠性和效率会提高。因此，研究设计一小型太阳能光伏发电系统对推动我国“绿色照明工程”的快速发展具有非常重要的意义。本实验技术立项对太阳能光伏发电的基本原理进行了详细的阐述，并设计制作出一套实用的小型太阳能光伏发电系统。1.2国内外研究状况上个世纪的70年代，由于两次石油危机的影响，光伏发电在发达国家受到高度重视，发展较快。随着全球性的自然资源过度开发与消耗，环境的污染和破坏，1992年联合国召开了环境与发展“世界首脑会议”，通过了《里约宣言》和

7、《21世纪议程》，走可持续发展道路成为各国长期共同的发展战略，发展新能源和可再生能源己成为非常紧迫的任务，特别是光伏发电更受到各国政府的重视，美国政府最早制定光伏发电的发展规划，1997年又提出“百万屋顶’’计划，能源部和有关州政府制定了光伏发电的财政补贴政策，总光伏安装量己达到3000MW以上；瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。德国投巨资进行光伏发电事业，截止到1999年德国光伏上网电价为每千瓦时0．99马克，极大地刺激了德国乃至世界的光伏市场[1]。由于环保和能源持续供应的需要，太阳能光

8、伏发电(即光伏电池)近年来始终保持30％～40％的年增长量，因而被