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1、LED太阳能广告灯箱的设计和制作,所在学院:自动化学院 立项负责人：张东辉 电子信箱：,项目背景与内容,项目背景,目前我市交通道旁投放有大量广告灯箱，采用电网供电，日光灯照明。但长时间没有维护，已经大部分不能工作。现国内有部分城市使用太阳能路灯，太阳能技术已相对成熟并已进入商用阶段。相比于传统灯箱，此项目从长远看可以节约能源，有效利用闲置太阳能源，符合当前节能降耗的社会趋势。同时每个灯箱工作独立，即使市内或局域电网出现问题也不影响广告灯箱的正常运行，并且灯箱即使遭到破坏，不会影响周边线路情况。,市面现有广告灯箱,已商用太阳能路灯,项目内容,我们项目的重点放在使用低功耗的LED照明并采用低成本成
2、型器件的基础上，简化设计并提高可控性。另外在单片机基础上实现多用和多接口可调节化研究。采用模拟线路和部分成品芯片实现恒流充电和恒流放电，以解决不同光强下太阳能电池电压不同的情况，对蓄电池进行恒流充电。并在调研的基础上，了解阴雨天情况，不同季度光照强度，蓄电池供放电情况以及太阳能电池转换效率和LED功耗，综合考虑各种器件配比，尽力达到低成本、稳定、多功能。,系统组成,LED灯管太阳能电池组件部分（包括支架）控制电路 储能设备灯箱及光学优化部分,白光LED,发光效率高，耗电量小，使用寿命长，工作温度低。安全可靠性强。反应速度快，单元体积小，绿色环保。同亮度下，耗电是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之
3、一，而寿命却是白炽灯的50倍，荧光灯的20倍，是继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第四代照明产品。,太阳能电池,太阳能电池通常由半导体硅材料制成。其作用是把太阳能直接转换为直流形式的电能，是光伏阵列中光电转换的最小单元。由于单个太阳电池的功率极小，因此一般不单独作为电源使用。实际应用中是将许多单个太阳电池经过串、并联组合并进行封装后构成太阳电池组件使用。光伏阵列就是由许多太阳电池组件经过相应的串、并联后构成。,控制电路,当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态在选用器件上，目前有采用单片机的，也有采用比较器的，方案较多，各有特点和优点，为了满足模块化和将来升级的需要，我们团队决定选用可编程单片
4、机实现。太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。,储能设备,太阳能供电系统中，储能设备的性能好坏直接影响系统的综合成本及运行好坏和使用寿命目前有两种方案，超级电容，和铅酸蓄电池。超级电容具有免维护，容量大，寿命超长等优点，但投入大，且未商业化生产。为成本和使用维护计，本设计采用具有相对容量大，价格低，设计紧凑，自放电率低，无记忆效应，寿命长，基本免维护特点的阀控铅酸蓄电池。,灯箱及光学部分,拟采用镜面反射的方法提高太阳能电池板的采光强度和延长采光时间。因为led灯珠具有方向性好的特点故拟采用漫反射板或其他光学方法提高发光的均匀性灯箱外
5、设在本次试验中因为人力物力及侧重点原因，暂不研究。,实施环节,社会调查,从理论计算、本地气象资料和实地观测三方面分析和研究青岛市的太阳光照资源，为太阳能广告灯箱的优化设计提供数据支持。从满足广告灯箱照明条件的气体下，确定LED灯具的功率；无光照下保证有一定自给天数的条件下确定蓄电池容量；根据路灯安装场地和本地太阳能辐射情况以及蓄电池需要功率确定太阳能电池输出容量。,方案设计,通过实地实验确定太阳能板角度和输出容量；利用模拟电路实现对蓄电池的恒流供电和放电；利用单片机实现太阳能对蓄电池充电的时间控制和实现对LED光源的发光亮度和时间的控制；选择多只小功率白光LED作为灯具的工作单元，实现发光效率
6、和价格的统一；探究最佳LED、蓄电池和太阳能电池配比；优化产品结构和性价比。,研制开发,研究并制作出成品，并拟在学校内进行试运行，进一步进行调试，研究。,撰写研究报告,将研究成果，光照资源情况、电源负载材料最佳配比、控制器、实际光电转化情况等进行汇总和分析，并对太阳能资源实地利用得出先行报告,思路与创新,市场前景,特色与创新点,本项目的关键在于一天中在不同光照强度下对蓄电池进行充电，并在有效控制下进行适时放电。研究认为应采用目前比较流行的恒流充电和恒流供电模式对太阳能电源进行有效利用，通过蓄电池进行电力存续，并通过低成本的单片机进行时间控制和设定。模块化 通过结构的模块化和接口规范化的方法实现设备的可更新升级和维护的低成本。,课题后续研究,电网智能化 将太阳能电池供电系统与市电电网相结合，充分利用太阳能资源进一步研究太阳能光电转换效率问题，进一步提高转换效率,谢谢观赏！,不当之处请老师提问！不足之处还请老师给予指正！,
