基本信息
- 项目名称：
- 实用性太阳能LED路灯
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品由太阳能电池板、CVT法追踪最大太阳能功率电路、BUCK-BOOST充电电路、蓄电池、照明驱动电路、LED阵列等组成。可实现白天太阳能电池板最大功率的收集太阳能并通过升降压辅助电路给蓄电池充电蓄能，夜晚再通过蓄电池放电经LED驱动电路从而实现照明。
- 详细介绍：
- 白天通过检测太阳能电池板上的输出电压，有CVT法分析可知最大功率点电压为开路电压的80%左右，所以再通过UC3843采样从而用使太阳能电池板的输出电压保持在最大功率点处17.8V（实验调试得出），即实现了最强光照追踪；其次，实时检测蓄电池充电电压与电流，通过控制电路实现蓄电池的恒压恒流充电，防止充电电流过大或者充电电压过大损坏蓄电池，从而延长蓄电池的使用寿命。 晚上，当主人想实现照明时只要开启相应的开关就可以实现蓄电放电，通过蓄电池释放的能量通过LED驱动电路（反激）实现LED的恒流恒压照明，之所以选择LED照明是因为LED的节能高效，从而进一步体现绿色环保之一主题，使太整个系统的效率更高。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品的创作源泉来源于目前的能源紧张形式，所以创作出节能高效的太阳能LED路灯，本设计的能量全部来自太阳能，通过Buck-Boost升降压电路控制太阳能最大功率追踪，取出来的最大功率太阳能在通过开关电源电路控制以恒压法给蓄电充电，当需要照明的时候可以通过蓄电池放电再通过LED驱动电路反激控制LED的恒流照明。 技术的关键是怎么从太阳能电池板中取出能量；怎么实现蓄电池的恒压充电保护蓄电使蓄电池的使用寿命更长；还有就是怎么产生恒流源让LED能高效节能长使用寿命的更长。
科学性、先进性
- 现代的最大太阳能最大功率追踪是采用DSP或者其它芯片来实现的最大功率追踪，再通过二极管防止反冲就直接给蓄电池充电，而且照明使用的是220V的节能灯。 本作品的突出之处是系统整体电压都在36V以下属于人体安全范围之内；并且采用CVT法来实现最大功率跟踪（成本低），与现有的技术相比效率差不多而成本却极低；传统的光伏系统对蓄电池的充电没有很好的管理使蓄电池使用寿命断，本设计通过控制蓄电池的充电电压电流来提高蓄电池的使用寿命；使用高寿命低功耗的LED灯更节能高效。 参考文献： 太阳能光伏发电及其应用 科学出版社 赵争鸣 刘建政 现代高频开关电源实用技术 电子工业出版社 刘胜利 开关电源设计（第三版） 电子工业出版社 王志强
获奖情况及鉴定结果
- 2011年5月18日在黑龙江科技学院评鉴。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 主动许可方式
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本系统设计的太阳能LED照明灯能量全部来自太阳、无需铺设电揽，整个系统属于低压产品，电压范围在36V安全范围之内对人不构成威胁，同时节省有色金属的使用，从而保护环境。应用前景如下： （1）太阳能LED照明灯安装简便,安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可； （2）太阳能LED照明灯无需电费、一次性投入，维护成本低，长期受益； （3）太阳能LED照明灯没有安全隐患,低压产品，运行安全可靠； （4）太阳能LED照明灯可用与乡村、乡镇等边远地区公路街道照明；城市广场、公园、停车场、学校操场、工厂绿地照明；高尔夫球场、海滨浴场、高档的别墅区等照明；高速公路警示牌等等； （5）节能环保,符合国家节能环保要求,响应对新能源的使用要求。
同类课题研究水平概述
- 国外研究水平概述 太阳能的使用是20世纪80年代以后世界上增长最快的高新技术产业之一，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。到2010年，光伏产业需求的年均增长率约为23．8％，全球太阳能电池的年产量达到10400兆瓦，较2005年的年产量增长6．3倍。总之，全世界的光伏市场发展很快，有效地推动了光伏行业及产业链的发展。从能源利用的国际发展趋势来看，光伏发电最终将以替代常规能源的角色进入电力市场，而并网发电将是光伏发电进入电力市场的必由之路。 国内研究水平概述 国内光伏系统主要采用单位功率因数并网，不具备电能质量控制功能。《中国可再生能源开发战略规划(2006—2020年)》(草案)中指出，中国未来发电能力的规划目标：到2010年可再生能源总装机容量达到60×106KW，其中太阳能光伏发电装机总容量达到45×104KW，是2003年太阳能光伏发电装机总容量的8．18倍；到2020年可再生能源总装机容量达到1．2l×108KW，其中太阳能光伏发电装机总容量达到10×105KW，是2010年太阳能光伏发电装机总容量的2．22倍。 与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，中国落后于发达国家10~15年，甚至明显落后于印度。但是，中国光伏产业正以每年30％的速度增长。在未来20年，我国光伏技术产业将会得到不断的完善和发展，成本将不断下降。目前我国尚有3万多个村庄、700多力．个农户(约3000多万人口)没用上电；即使在有电县，也有60％的县严重缺电。在今后的几十年，我国光伏市场将要发生巨大的变化：2010年以前，我国的太阳能电池多用于独立光伏发电系统，2011-2020年，中国光伏市场将会由独立系统转向并网发电系统(包括沙漠电站和城市屋顶发电系统)。我国光伏产业的技术水平有望达到世界先进水平。 综上所述，我国在太阳能使用方面还是较欧美落后许多的，特别是在太阳能的照明领域更是落后，所以本设计的研究和使用将对我国使用太阳能照明具有一定的影响意义和推进作用。
