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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 實(shí)用性太陽(yáng)能LED路燈
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品由太陽(yáng)能電池板、CVT法追蹤最大太陽(yáng)能功率電路、BUCK-BOOST充電電路、蓄電池、照明驅(qū)動(dòng)電路、LED陣列等組成?？蓪?shí)現(xiàn)白天太陽(yáng)能電池板最大功率的收集太陽(yáng)能并通過(guò)升降壓輔助電路給蓄電池充電蓄能，夜晚再通過(guò)蓄電池放電經(jīng)LED驅(qū)動(dòng)電路從而實(shí)現(xiàn)照明。
- 詳細(xì)介紹：
- 白天通過(guò)檢測(cè)太陽(yáng)能電池板上的輸出電壓，有CVT法分析可知最大功率點(diǎn)電壓為開(kāi)路電壓的80%左右，所以再通過(guò)UC3843采樣從而用使太陽(yáng)能電池板的輸出電壓保持在最大功率點(diǎn)處17.8V（實(shí)驗(yàn)調(diào)試得出），即實(shí)現(xiàn)了最強(qiáng)光照追蹤；其次，實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄電池充電電壓與電流，通過(guò)控制電路實(shí)現(xiàn)蓄電池的恒壓恒流充電，防止充電電流過(guò)大或者充電電壓過(guò)大損壞蓄電池，從而延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。 晚上，當(dāng)主人想實(shí)現(xiàn)照明時(shí)只要開(kāi)啟相應(yīng)的開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)蓄電放電，通過(guò)蓄電池釋放的能量通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)電路（反激）實(shí)現(xiàn)LED的恒流恒壓照明，之所以選擇LED照明是因?yàn)長(zhǎng)ED的節(jié)能高效，從而進(jìn)一步體現(xiàn)綠色環(huán)保之一主題，使太整個(gè)系統(tǒng)的效率更高。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品的創(chuàng)作源泉來(lái)源于目前的能源緊張形式，所以創(chuàng)作出節(jié)能高效的太陽(yáng)能LED路燈，本設(shè)計(jì)的能量全部來(lái)自太陽(yáng)能，通過(guò)Buck-Boost升降壓電路控制太陽(yáng)能最大功率追蹤，取出來(lái)的最大功率太陽(yáng)能在通過(guò)開(kāi)關(guān)電源電路控制以恒壓法給蓄電充電，當(dāng)需要照明的時(shí)候可以通過(guò)蓄電池放電再通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)電路反激控制LED的恒流照明。 技術(shù)的關(guān)鍵是怎么從太陽(yáng)能電池板中取出能量；怎么實(shí)現(xiàn)蓄電池的恒壓充電保護(hù)蓄電使蓄電池的使用壽命更長(zhǎng)；還有就是怎么產(chǎn)生恒流源讓LED能高效節(jié)能長(zhǎng)使用壽命的更長(zhǎng)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)代的最大太陽(yáng)能最大功率追蹤是采用DSP或者其它芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的最大功率追蹤，再通過(guò)二極管防止反沖就直接給蓄電池充電，而且照明使用的是220V的節(jié)能燈。 本作品的突出之處是系統(tǒng)整體電壓都在36V以下屬于人體安全范圍之內(nèi)；并且采用CVT法來(lái)實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤（成本低），與現(xiàn)有的技術(shù)相比效率差不多而成本卻極低；傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)對(duì)蓄電池的充電沒(méi)有很好的管理使蓄電池使用壽命斷，本設(shè)計(jì)通過(guò)控制蓄電池的充電電壓電流來(lái)提高蓄電池的使用壽命；使用高壽命低功耗的LED燈更節(jié)能高效。 參考文獻(xiàn)： 太陽(yáng)能光伏發(fā)電及其應(yīng)用 科學(xué)出版社 趙爭(zhēng)鳴 劉建政 現(xiàn)代高頻開(kāi)關(guān)電源實(shí)用技術(shù) 電子工業(yè)出版社 劉勝利 開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)（第三版） 電子工業(yè)出版社 王志強(qiáng)
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月18日在黑龍江科技學(xué)院評(píng)鑒。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 主動(dòng)許可方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能LED照明燈能量全部來(lái)自太陽(yáng)、無(wú)需鋪設(shè)電攬，整個(gè)系統(tǒng)屬于低壓產(chǎn)品，電壓范圍在36V安全范圍之內(nèi)對(duì)人不構(gòu)成威脅，同時(shí)節(jié)省有色金屬的使用，從而保護(hù)環(huán)境。應(yīng)用前景如下： （1）太陽(yáng)能LED照明燈安裝簡(jiǎn)便,安裝時(shí)，不用鋪設(shè)復(fù)雜的線(xiàn)路，只要做一個(gè)水泥基座，然后用不銹鋼螺絲固定就可； （2）太陽(yáng)能LED照明燈無(wú)需電費(fèi)、一次性投入，維護(hù)成本低，長(zhǎng)期受益； （3）太陽(yáng)能LED照明燈沒(méi)有安全隱患,低壓產(chǎn)品，運(yùn)行安全可靠； （4）太陽(yáng)能LED照明燈可用與鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等邊遠(yuǎn)地區(qū)公路街道照明；城市廣場(chǎng)、公園、停車(chē)場(chǎng)、學(xué)校操場(chǎng)、工廠(chǎng)綠地照明；高爾夫球場(chǎng)、海濱浴場(chǎng)、高檔的別墅區(qū)等照明；高速公路警示牌等等； （5）節(jié)能環(huán)保,符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保要求,響應(yīng)對(duì)新能源的使用要求。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 國(guó)外研究水平概述 太陽(yáng)能的使用是20世紀(jì)80年代以后世界上增長(zhǎng)最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。到2010年，光伏產(chǎn)業(yè)需求的年均增長(zhǎng)率約為23．8％，全球太陽(yáng)能電池的年產(chǎn)量達(dá)到10400兆瓦，較2005年的年產(chǎn)量增長(zhǎng)6．3倍。總之，全世界的光伏市場(chǎng)發(fā)展很快，有效地推動(dòng)了光伏行業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。從能源利用的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光伏發(fā)電最終將以替代常規(guī)能源的角色進(jìn)入電力市場(chǎng)，而并網(wǎng)發(fā)電將是光伏發(fā)電進(jìn)入電力市場(chǎng)的必由之路。 國(guó)內(nèi)研究水平概述 國(guó)內(nèi)光伏系統(tǒng)主要采用單位功率因數(shù)并網(wǎng)，不具備電能質(zhì)量控制功能。《中國(guó)可再生能源開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃(2006—2020年)》(草案)中指出，中國(guó)未來(lái)發(fā)電能力的規(guī)劃目標(biāo)：到2010年可再生能源總裝機(jī)容量達(dá)到60×106KW，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到45×104KW，是2003年太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?．18倍；到2020年可再生能源總裝機(jī)容量達(dá)到1．2l×108KW，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到10×105KW，是2010年太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?．22倍。 與國(guó)際上蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比，中國(guó)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家10~15年，甚至明顯落后于印度。但是，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)正以每年30％的速度增長(zhǎng)。在未來(lái)20年，我國(guó)光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)將會(huì)得到不斷的完善和發(fā)展，成本將不斷下降。目前我國(guó)尚有3萬(wàn)多個(gè)村莊、700多力．個(gè)農(nóng)戶(hù)(約3000多萬(wàn)人口)沒(méi)用上電；即使在有電縣，也有60％的縣嚴(yán)重缺電。在今后的幾十年，我國(guó)光伏市場(chǎng)將要發(fā)生巨大的變化：2010年以前，我國(guó)的太陽(yáng)能電池多用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，2011-2020年，中國(guó)光伏市場(chǎng)將會(huì)由獨(dú)立系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng))。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平有望達(dá)到世界先進(jìn)水平。 綜上所述，我國(guó)在太陽(yáng)能使用方面還是較歐美落后許多的，特別是在太陽(yáng)能的照明領(lǐng)域更是落后，所以本設(shè)計(jì)的研究和使用將對(duì)我國(guó)使用太陽(yáng)能照明具有一定的影響意義和推進(jìn)作用。
