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目录
中文摘要 I
英文摘要 II
1 绪论 1
课题背景 1
课题研究的意义 3
国内外太阳能光伏发展现状 4
2 太阳能电池及蓄电池 6
太阳能电池 6
太阳能电池的结构及工作原理 7
太阳能电池的分类 7
太阳能电池的特性 8
影响太阳能电池输出的因素 9
蓄电池 9
常见的蓄电池 9
蓄电池的使用寿命 11
影响蓄电池使用寿命的因素 12
太阳能 LED 路灯系统中蓄电池的选择 12
3 LED固态光源 14
LED光源的特点 14
LED 发光原理及其特性 15
LED 光源的发展优势及工作受影响因素 18
LED 光源的发展优势 18
影响 LED 光源工作的因素 19
4 总体方案设计及充电方式 21
总体方案设计 21
常用充电方法 22
5 基于ATmega8单片机主控制器的硬件部分 26
ATmega8 单片机特性和功能 26
太阳能LED路灯控制器硬件部分 27
电源模块 27
充电电路 28
放电电路 29
光照采样电路 30
外部时钟电路 30
充电保护电路 31
6 太阳能 LED 路灯控制系统的软件设计 32
总体软件流程 32
软件总体设计思路 32
软件总体设计流程图 33
白天处理子程序 33
白天处理子程序设计思路 33
白天处理子程序框图 34
夜晚处理子程序 35
夜晚处理子程序设计思路 35
夜晚处理子程序框图 35
7 结束语 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
1 绪论
课题背景
人类当前使用的能源主要来自煤炭、石油等化石能源。而占人类能源消费大部分的煤炭、石油等化石能源都是不可再生资源。据有关资料报导,依目前石油储量的综合估算,可支配的化石能源的极限大约为1180至1510亿吨。,石油储量估计可维持到2050年左右;天然气储备估计在1318000至1529000兆立方米,年开采量维持在2300兆立方米左右,将在六十年左右内枯竭;铀的年开采量为每年6万吨,根据1993年世界能源委员会的估计,铀也将于本世纪30年代中期宣告枯竭。煤的储量约为5600亿吨,上世纪九十年代煤炭年开采量约为33亿吨,可以供应169年;随着社会日益发展,能源的需求量不断增长,使得全球范围内的能源危机也日益突出。人类在开发利用能源的漫长历史中,以石油、煤炭和天然气等化石能源为主的时期,仅是一个不太长的阶段。化石能源终将枯竭而被新的能源所取代。因此,节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。在可再生能源中,水能已经得到了较为广泛的应用。但水能资源终究是有限的;相比之下,太阳能和风能则是取之不尽、用之不竭。研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能源丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是国际社会公认的理想替代能源。
另一方面,化石能源造成的环境污染问题也成为人们关注的焦点。所谓环境污染,是指生态系统中有害物质进入后对生态系统所造成干扰和损害和对人类以及其他生物的生存和发展会产生不利影响的现象。化石能源的大规格使用已经引起“温室效应”,致使全球变暖。化石能源的燃烧,会产生氮的氧化物及硫的氧化物等污染气体,并且会通过煤渣和烟尘等形式放出大量放射性物质和有化学毒性的重金属等。这些污染不但危害人类和其他生物的健康,同时还腐蚀建筑、植物等,造成人民物质财富损失;工业废水和生活污水的排放,使人体生活质量恶化,同时危及水生生物的生存,使水体失去原有的生态功能和使用价值,给生态系统造成直接的破坏和影响。除此之外,二氧化碳的排放问题也成为了当前等待应对的问题。2005年2月16日,《京都议定书》正式生效,这意味着签约国家2008至2012年期间的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、%。随着这一强制性减排目标付诸实施,二氧化碳减排也是中国政府关注的焦点之一。中国二氧化碳排放中,大部分是由化石能源燃烧而产生。更进一步,随着人类的使用,化石能源趋于减少,其价格将会越用越高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。相比石油、煤炭等化石能源,太阳能不会导致
“温室效应”,也不会造成环境污染[1]。太阳能亦因此受到众多国家的重