1。2课题研究意义

历史进入了二十一世纪，环境污染和能源短缺愈来愈制约着人类的发展，大力发展可再生能源已成为二十一世纪世界经济发展中最具决定性的五项技术之一。充分开发太阳能是世界各国政府可持续发展战略决策。太阳能光伏系统包括光伏照明系统、光伏水泵系统、光伏扬水和照明综合系统和光伏并网系统等。其

中光伏照明系统被认为是人类最理想的照明供电解决方案|7]-[10]。

早在20世纪60年代，人类就已经掌握了一种新型半导体光源--LED的发光原理，并开始大量用于各种仪器仪表的指示光源。随着20世纪90年代固体物理学的高速发展和新半导体材料的突破性发现，近10年来LED技术取得了突飞猛进的发展。LED以其同有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源和低功耗可直流驱动等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏和景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，如家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯和交通信号灯等。正是基于上述优点，使得LED逐渐取代传统光源应用于光伏照明系统，彻底地解决了传统的光伏照明系统存在的交流逆变不可靠、低温启动难和灯管寿命短等缺点。

LED光源在照明领域的应用，是半导体发光材料技术高速发展及“绿色照明”概念逐步深入人心的产物。实现这一计划的重要步骤就是要发展和推广高效、节能照明器具，节约照明用电，减少环境及光污染，建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统[9]。

1。3本课题主要内容

本文的主要内容是阐述了光伏照明系统的研究背景及意义，介绍了太阳能电池、蓄电池、LED的基础知识,介绍了太阳能光伏照明系统的基本结构，分析了各部分的工作原理，并对各部分进行软硬件设计。

本文采用ATmega8单片机设计整个控制系统，选用buck电路作为蓄电池充电器的主电路拓扑，实现太阳能电池板的最大功率点跟踪和蓄电池的充电控制；选用反激变换电路设计LED白光驱动器，实现LED的恒流驱动控制。

2 系统介绍

2。1太阳能发电的基本知识

一、太阳能源C于H优J尔W论R文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ752-018766

太阳能的热能利用和光能利用是其两个最重要的应用领域，之所以特别引人注目，是由于太阳能的特殊性所决定的，太阳能具有以下优点：

储量巨大；不会枯竭；清洁能源；不受地域限制；没有费用。

到达地球的太阳能，在大气圈外的太阳光强度为1。38KW/㎡，期中有30%向宇宙反射，残余的70%可到达地球。太阳的寿命据推算有几十亿年，所以太阳能可称为无穷大能源。由于太阳距地球约1。5x108km，故有害的放射能不会对地球产生影响。此外，太阳能不会产生CO2等有害物质，不会引起地球温暖化，是一种清洁能源[3]。

太阳能的缺点是能量密度低、容易受气象条件的影响，不具备蓄电功能等。因此，对于大容量的太阳能发电装置，需要附加储能设备，例如蓄电池组，或把太阳能发电系统和交流电联网进行能量互补。此外，太阳能发电本身虽然没有对环境造成污染，但太阳能电池、电力电子变换装置的制造过程仍会产生环境污染，这在综合考虑发电效益时也应计算。

二、太阳能变为电能

太阳能不像煤和石油一样交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。直接传输适用于较短距离，基本上有三种方法：通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点；通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；采用表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。