太阳能光伏电池设计研发毕业论文.doc

太阳能光伏电池设计研发毕业论文 摘要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1 选题背景及意义 1 1.1.1 背景 1 1.1.2 意义 3 1.2 主要设计（研究）内容 4 1.3 系统实现的主要功能 4 1.4 解决的关键问题 5 第二章 系统总体结构方案设计 6 2.1系统总体结构及其功能 6 第三章 太阳能光伏电池和铅酸蓄电池的特性及原理 7 3.1 太阳能电池 7 3.1.1太阳能电池的结构及工作原理 7 3.1.2 太阳能电池的分类 8 3.1.3 太阳能电池的发展种类 9 3.1.4 太阳能电池的电气特性 9 3.2蓄电池的设计 11 第四章 系统的硬件设计 13 4.1 单片机 13 4.1.1 方案选择 13 4.1.2 外围电路 14 4.2 GPRS模块 15 4.2.1 GPRS模块的选型 15 4.3 显示模块 17 4.3.1 方案选择 17 4.3.2 显示模块的接口电路 17 4.3.3 小结 18 4.4 时钟电路 18 4.4.1 方案选择 18 4.4.2 接口电路 19 4.5 电压采样模块 20 4.5.1 方案选择 20 4.5.2 电压检测电路 20 4.6 电流采样模块 21 4.6.1 方案选择 21 4.6.2 采样电路： 21 4.7 LED灯的设计 22 4.7.1 LED 芯片选取及组合方式 22 4.7.2 LED驱动的选取： 24 4.7.3 驱动芯片PAM2842 外围元器件参数计算 25 4.8 输入设定模块 28 4.8.1 方案选择 28 4.8.2 键盘电路 28 4.9 报警电路设计 29 4.10 充电控制电路 29 4.11 照明控制电路 32 4.11.1 方案设计 32 4.11.2 光线检测电路 33 4.11.3 继电器电路设计 33 4.12 电源设计 34 第五章 软件设计 35 5.1系统软件的设计思想 35 5.2系统主程序的设计 35 5.3系统子程序的设计 36 5.3.1 A/D转换子程序 36 5.3.2 LCD显示子程序 38 5.3.3 键盘控制子程序 40 5.3.4 充电控制子程序 41 5.3.5 照明控制子程序 42 5.3.6 串口通信子程序 43 5.3.7 GPRS通信子程序 44 第六章 设计总结 46 6.1本次毕业设计的主要工作 46 6.2 需要改进的地方 46 参考文献 47 英文原文及翻译 49 英文原文 49 翻译 60 致谢 71 附录 72 程序清单 72 第一章 绪论 21 世纪以来，随着世界能源危机的加剧，太阳能作为地球上最普遍最清洁的能源，以其取之不尽、用之不竭、无污染等优点，受到人类的重视。在人类生活中，太阳能光伏的应用非常的广泛，尤其在城市建设中对城市照明也大力的推广了太阳能光伏的应用。目前，国内太阳能光伏技术在城市亮化照明中的应用业已呈现出快速发展的势头。城市道路、学校、公园、住宅小区等场所的路灯、指示牌、草坪灯等都逐渐采用太阳能光伏照明技术，使城市公共照明更加环保、节能、方便、安全。 本课题太阳能LED路灯以太阳光为能源，白天充电，晚上使用，无需复杂昂贵的管线铺设，采用GPRS通信技术对每个路灯状态进行实时监控，合理设置照明时段，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。系统由太阳能电池、蓄电池、充电控制电路、照明控制、GPRS通讯模块、LED灯源及其恒流驱动电路等部分组成，通过太阳能硅光电池板将太阳能转换为电能存储到蓄电池中,由蓄电池为整个系统提供电能。本设计主要通过单片机控制太阳能电池板对蓄电池的充电管理，控制LED路灯定时、低照度照明。通过GPRS通讯实时采样电池电压，充电电流，远程控制路灯开关。 1.1 选题背景及意义 1.1.1 背景 进入21世纪的人类面临的三大主要问题是能源、环境和经济。能源和经济问题日益成为制约社会经济发展的瓶颈，人类当前所使用的矿物能源日趋耗尽，环境污染日益严重，在严峻的能源替代形势和人类生态环境逐渐恶化的双重压力下，开发新能源成为世界各国关注的焦点。开发可再生而且不污染环境的清洁能源的任务已经迫在眉睫。众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭的可再生能源。从而太阳能光伏发电越来越受到人类青睐。如图1-1所示。 图 1-1 能源对比图 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，太阳能资源从根本上讲就是太阳的辐射能。在人类对未知世界的不断求索的过程中，我们开始发现太阳辐射能不仅具有含量巨大的特点，其总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能到达地面的能量高达80 万KW/s，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达(5.6×1 012)KW·h，相当于目