1、指導老師指導老師 組員分工組員分工 目錄目錄一、設計內容一、設計內容二、設計標準二、設計標準三、設計過程三、設計過程設計內容太陽能是取之不盡，用之不竭，清潔無污染并可再生的綠色環保能源。利用太陽能發電，無可比擬的清潔性、高度的安全性、能源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護性等其他常規能源所不具備的優點，光伏能源被認為是二十一世紀最重要的新能源。 本次選擇的太陽能路燈系統的設計課題是為應用電子技術實訓基地門前的路段設計一個由太陽能電池板與待選用燈具等組成的一個太陽能路燈系統在晚上提供照明，解決實訓基地道路夜晚照明不足的問題，提供可行可行性分析與參數。2022-4-30 設計標準設計標準 太陽

2、能路燈系統構成圖太陽能路燈系統構成圖設計標準太陽能系統設計所需參數：1、系統發電量的估算：總發電量（kWh）=光伏電池的有效面積（平方米）*年平均太陽光總輻射強度（w/平方米）*峰值日照時數（小時）*組件效率（硅電池一般可取15%）*系統效率（一般可取75%）；2、泉州的經緯度約為(118.5E, 25N)與實訓基地朝向；3、泉州本地峰值日照時間；4、單個蓄電池容量； 5、負載（燈具）功率與額定電壓； 6、太陽能電池板的額定電壓、功率； 7、組件功率=負載每日耗電量/（峰值日照時間*0.58） 8、太陽能電池方陣通常面向赤道放置，傾角不同造成各個月份方陣面接受的太陽輻射量差 別很大。所以需要對

3、當地的太陽能電池板的傾角進行計算，以便獲得最大效益。設計標準 福建地區的太陽能相關參數表福建地區的太陽能相關參數表區域城市安裝角度（度）峰值日照時數h/day年有效利用小時數（h）福建省福州173.541020.76莆田163.591035.18南平184.171202.42廈門173.891121.68泉州173.921130.33漳州183.871115.91三明183.921130.33龍巖203.921130.33寧德183.621043.83設計過程 一 、實訓基地的3D模型建立DIAlux軟件模擬3D實訓基地效果圖設計過程 二 、燈光模擬采用三雄極光公司的LED燈，數據如下： 設計

4、過程 二、燈光模擬DIAlux軟件燈光模擬效果圖如下：設計過程 二、燈光模擬照度分析結果：設計過程 三、太陽能路燈系統的設計1、蓄電池：陰雨天3天：蓄電池容量=2A（兩盞LED燈所需電流）x10H(夜間燈亮時長)x3（陰雨天條件下系統自持能力至少3天）=60AH。陰雨天1天：蓄電池容量=2A（兩盞LED燈所需電流）x10H(夜間燈亮時長)x3（陰雨天條件下系統自持能力至少1天）=20AH。一般情況下，陰雨天至少3天，因此，我們設計使用12V70AH膠體蓄電池，但實驗室只有12V17AH的蓄電池，勉強達到1天陰雨天要求。2、太陽能電池板：經過計算，設計總功率為120W，電流輸出大于等于0.75A

5、，小于10A，電壓輸出大于等于12V，小于41V，目的是匹配控制器。實驗室有10w和100w兩種規格的電池板。 3、控制器功能：控制器現行功能多樣化，最基本的要求是能實現過充保護和的欠壓保護，并保證協調直流負載、光伏組件與蓄電池間的充放電。設計過程 三、太陽能路燈系統的設計我們采用太陽能電池分析儀PROVA-200與照度計對10w與100w太陽能電池板進行分析，結果如下：設計過程 三、太陽能路燈系統的設計我們采用太陽能電池分析儀PROVA-200與照度計對太陽能電池板進行分析，結果如下：規格100w10w光伏組件面積0.680m20.075m2光伏組件效率16.18%14.86%光伏組件開路電

6、壓21.68V21.71V光伏組件短接電流6.129A0.5348A光伏組件最大功率110w8.484W最大輸出電流18.70V17.74V最大輸出電壓5.884A0.4777A實驗室僅能提供12V17AH的蓄電池，故選用10w太陽能電池板。 設計過程 三、太陽能路燈系統的設計控制器設計過程 四、太陽能路燈系統的安裝與測試選用低電量的膠體蓄電池是為了：（1）檢測在低電量下，太陽能路燈控制器是否有報警提示；（2）在太陽能電池板的一段時間充電后，膠體蓄電池是否有充電到設定電壓，實現該系統的充電功能。效果圖如下：設計過程 四、太陽能路燈系統的安裝與測試選用低電量的膠體蓄電池是為了：（1）檢測在低電量

7、下，太陽能路燈控制器是否有報警提示；（2）在太陽能電池板的一段時間充電后，膠體蓄電池是否有充電到設定電壓，實現該系統的充電功能。效果圖如下：設計過程 四、太陽能路燈系統的安裝與測試：安裝完成后，我們對系統進行了相對應的測試。此時地面照度57900lux（圖4.14）太陽能電池板面向南面擺放；蓄電池先不接入光伏控制器，用萬用表測得此時蓄電池電壓為11.45V，處于欠壓狀態，將蓄電池接入光伏控制器當中，光伏控制器中的低電量警報燈閃爍，證明控制器欠壓保護模塊工作正常；接入光伏組件，控制器的光伏組件模塊燈亮起，光伏組件開始對蓄電池進行充電，每十分鐘對蓄電池進行電壓測量，結果如下：設計過程 四、太陽能路

8、燈系統的安裝與測試：此時，控制器上欠壓保護電路燈停止閃爍，轉為常亮，顯示電池電量正常。由于是在白天進行測試，出于對設備的考慮，我們經過討論，決定轉換控制器工作模式，讓燈具亮起，測試控制器放電過程。利用控制器上的模式選擇按鈕，我們將模式轉換為手動模式，即按動按鈕，LED燈亮起，再次按動按鈕，LED燈熄滅。經過測試，整個系統在實現充電、放電、電路保護等方面功能正常。設計過程 五、實用性分析在多日的實驗與數據探究之后，黎明大學應用電子實訓基地地理位置優越，日照時間充足，日照平均時長達到3.92h；擁有大面積頂棚，安裝條件便利；擁有較為先進的安裝測試儀器，對系統的日常維護檢修起到巨大幫助。在對10W太陽能路燈系統的探究中，利用現有實驗室設備與器材組建了滿足一天陰雨天要求的路燈系統，系統工作正常，實現了對蓄電池的充放電和對整個電路的保護，安全可靠。所以通過以上模擬、計算和測試，在實訓基地建立一套100W太陽能路燈系統是可以實現的。通過計算，完全符合應用電子實訓基地要求的太陽能路燈系統清單如下：1、燈具：根據上述DIAlux模擬結果，使用10w單頭LED燈，電壓匹配12V，并配有燈桿、方便實用；2、電池板：利用學校現有的100w太陽能電池板；3、蓄電池：