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藏区太阳能照明壁柜砖系统的设计实现

发布时间:2020-07-21 18:42:20 阅读: 来源:玻璃棉卷毡厂家

1 引言 太阳能作为一种可持续利用的清洁能源,日益受到世界各国的重视。西藏地区,地广人稀,太阳能光伏发电成为首选。西藏地区最为迫切的问题不是广泛建立光伏发电站,具体原因有:首先,光伏发电站的建站成本高,目前,其成本是采用燃煤发电的10倍左右;另一方面,要考虑到维护成本,如果设备在交付使用后,终身由供货公司维护,势必付出高昂的维护经费,尤其设备安装在偏远山区,维护不方便。而高昂的成本使太阳能光伏发电设备在西藏地区推广步履维艰。该系统是为西藏地区藏式建筑设计的一个太阳能光伏发电照明系统,可嵌入到建筑材料中,使用方便。

本文引用地址: 设计思路 通过调查发现,藏民们最希望解决照耀和手机充电问题。不难看出,采用小型化的光伏发电系统解决藏民的切身问题才是关键。西藏地区的阳光充分,藏式建筑多是南北朝向,并且在朝向南方的地方设置阳台或窗户。如果在靠南的墙上设计一个壁柜形状的“砖”,在这块“砖”靠墙外处安装上太阳能光伏电池板,而“砖”靠墙内处则安装上照明负载、手机充电接头及控制面板,那么,这块壁柜照明“砖”可同时解决照明和手机充电问题。光伏充电系统、蓄电池、系统控制板、太阳能光伏充电控制器等电子设备全部安装在壁柜“砖”内,同时,为了方便更换电池,把太阳能壁柜砖设计成能够像壁柜一样,可以通过合页打开(安装高度宜为1.5 m处,方便用户操作)。 为了使该系统能够为广大藏民所接受,必须考虑以下几点:(1)由于终端用户是广大藏区,因此系统控制界面必须考虑藏文界面、汉字界面以及藏语提示3种功能,使人机交互更加人性化,方便藏民使用;(2)在偏远山区,夜晚藏式建筑室内光线很弱,必须增加遥控功能;(3)在系统充电时,必须考虑两级保护措施,即:硬件电路保护和软件电路保护,以免在误操作情况下系统无法正常工作;(4)为了保护铅酸蓄电池,必须使用功率稍大的太阳能电池板,提高充电效率,避免铅酸电池处于亏损状态,从而可以延长蓄电池的使用寿命。

3 系统硬件组成 系统硬件主要由SPCE061A主控板、太阳能电池板、太阳能充放电控制器、蓄电池组成,如图1所示。

图1中,LCD采用SPLC501模组,通过SPCE061A直接控制,配合键盘输入来设置和显示系统的相关信息;状态指示灯直接显示系统当前的状态(如充电状态);键盘设计比较简洁,主要仿造鼠标的操作来设计,使用户对系统的设置和操作简单化,共设置3个键:上翻、下翻和确认键;语音提示则使用SPCE061A的DA通道,经过由SPY0030构成的音频放大电路直接输出到扬声器;太阳能电池板的开路电压为20 V,考虑到对蓄电池的保护,选用8 W型号;蓄电池选用20AH,DC12V型;最后,在控制器引出多路强制开关和负载输出接口。

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