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随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求开源节流的方法。开源就是开发和利用可再生能源,节流就是寻求新的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率。太阳能LED照明系统是利用太阳能作为能源并使用环保节能的LED光源的照明系统。但是,与传统照明相比,其昂贵的价格成为推广应用的瓶颈。为了降低太阳能LED照明系统的成本,需要对太阳能LED照明系统进行深入研究,寻找有效途径提高太阳能电池的利用率,延长蓄电池的使用寿命,以提高整体系统的性价比。
本论文系统而深入地研究了太阳能LED照明系统及其实现技术,主要工作包括:
首先,在全面介绍太阳能LED照明系统的基础上,系统地分析了系统基本组件的特性和系统实现的关键技术。
其次,以提高系统利用率和节能为目标,对太阳能最大功率跟踪控制、蓄电池的充放电控制、LED灯驱动调光控制等方面进行了深入的探讨和研究,在此基础上,提出了太阳能LED照明系统的实现方案。
最后,基于所提出的实现方案,研制了一套太阳能LED照明系统。论文在以下几个方面取得了实质性进展:
1.在对太阳能电池进行全面分析的基础上,搭建其仿真建模,据此对扰动观察最大功率跟踪算法进行了分析,针对太阳能LED照明系统提出了改进的扰动观察法,通过仿真以及实验验证了改进后的算法是有效地,可以在适应天气变化时对最大功率点进行跟踪。
2.将最大功率跟踪与多阶段恒流限压技术相结合,设计了一种高效快速的光伏系统充电方式,以解决光伏系统中存在蓄电池荷电状态低的问题。
3.使用改进开路电压法解决了开路电压法容量预测存在蓄电池静置时间过长的问题,并基于改进开路电压法和安时法的结合,提出了一种有效的系统蓄电池容量预测方法。
4.基于白光LED驱动电路特性,设计了系统的LED驱动电路,并以节能为目的,设计了不同时段不同蓄电池容量的LED照明调光处理算法,以提高系统的性价比。