太阳能光伏照明系统充放电性能检测装置设计

【摘要】： 当前能源危机日趋严重,世界各国均从寻找可再生能源和提高能源利用效率两方面化解这一危机,而太阳能半导体照明系统是其中具体措施的典型代表。由于其独有的节能、环保等特点,近年来世界光伏产业和半导体照明产业飞速发展,我国的太阳能半导体照明产业也发展迅速,各种型号的太阳能半导体照明系统也相继研发,并己投入市场。相对于蓬勃发展的太阳能光伏照明市场,其相应的检测技术却发展缓慢。到目前为止,国内还没有推出成型的太阳能光伏照明系统能效测试设备。 本文基于虚拟仪器技术,利用USB数据采集卡、霍尔电流传感器、太阳能电池、铅酸蓄电池等设备搭建了太阳能照明系统充放电性能检测装置,对太阳能电池端电压、太阳能电池输出电流、蓄电池端电压、蓄电池充电电流、蓄电池放电电流等参数进行了测试。通过Lab VIEW程序控制数据采集卡实现对电压、电流数据的采集、显示及存储等功能,对测得的电压和电流进行编辑分别得到太阳能电池发电安时数、蓄电池充电安时数、蓄电池放电安时数、太阳能电池发电能量累计值、蓄电池充电能量累计值以及蓄电池放电能量累计值等参数。 设计了太阳能LED路灯自动控制电路作为实验平台。电路包括蓄电池充放电保护电路、光控电路、延时电路、功率调节电路、LED驱动电路等。LED路灯能够在光控、延时照明、延时+功率调节三个工作模式下工作。测试了充电时太阳能电池端电压、太阳能电池输出电流、蓄电池充电电流、蓄电池端电压等参数的实时数据,绘制了变化曲线图；测试了放电时蓄电池端电压、蓄电池放电电流的实时数据,绘制了变化曲线图。 【关键词】：太阳能电池 光伏照明系统 充放电性能 霍尔电流传感器 LabVIEW
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM923.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.1.1 太阳能能源利用的背景9
• 1.1.2 课题背景9-10
• 1.2 太阳能光伏发电技术的应用现状10-11
• 1.2.1 国外光伏产业现状10
• 1.2.2 国内光伏产业现状10-11
• 1.3 半导体照明技术的发展11-12
• 1.4 虚拟仪器技术的发展12
• 1.5 课题研究内容及意义12-14
• 1.5.1 课题研究内容12-13
• 1.5.2 课题研究意义13-14
• 第2章 太阳能光伏照明系统原理分析14-21
• 2.1 太阳能电池的工作原理和特性14-17
• 2.1.1 太阳能电池的工作原理14
• 2.1.2 太阳能电池的等效电路14-15
• 2.1.3 太阳能电池的输出特性15-17
• 2.2 铅酸蓄电池的基本特性17-19
• 2.2.1 铅酸蓄电池的基本化学特性17
• 2.2.2 铅酸蓄电池的充放电特性17-19
• 2.3 白光LED的特性19-21
• 2.3.1 白光LED与传统太阳能照明灯的比较19-20
• 2.3.2 白光LED作为太阳能照明系统的照明灯具的优势20-21
• 第3章 光伏照明系统充放电性能检测装置硬件设计21-29
• 3.1 充放电性能检测装置总体设计原理21
• 3.2 霍尔电流传感器21-26
• 3.2.1 霍尔效应21-22
• 3.2.2 霍尔电流传感器的特点22-23
• 3.2.3 霍尔电流传感器的分类23-24
• 3.2.4 本设计所用霍尔电流传感器24-26
• 3.3 数据采集卡26-29
• 3.3.1 数据采集卡的功能和分类26-27
• 3.3.2 本设计所用数据采集卡27-29
• 第4章 光伏照明系统充放电性能检测装置软件设计29-37
• 4.1 LabVIEW软件29
• 4.2 测试原理框图29-31
• 4.3 前面板设计31-32
• 4.4 程序框图设计32-37
• 4.4.1 数据采集模块32-33
• 4.4.2 数据分析、显示、存储模块33-35
• 4.4.3 数据采集结束模块35-37
• 第5章 测试数据及分析37-50
• 5.1 太阳能LED路灯自动控制电路37-42
• 5.1.1 总体设计37
• 5.1.2 蓄电池充放电保护电路37-39
• 5.1.3 光控电路39
• 5.1.4 延时电路39-40
• 5.1.5 功率调节电路40-41
• 5.1.6 LED灯驱动电路41-42
• 5.2 测试结果及分析42-50
• 第6章 结论与展望50-51
• 6.1 结论50
• 6.2 展望50-51
• 参考文献51-53
• 致谢53-54
• 攻读学位期间取得的科研成果54

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