自適應(yīng)單純太陽能路燈控制器的設(shè)計(jì)
3)智控開關(guān),實(shí)時(shí)監(jiān)測,預(yù)警功能
進(jìn)行太陽能路燈電池板電流檢測,蓄電池電壓檢測,蓄電池電量監(jiān)測,以及環(huán)境溫度的檢測,采用光開時(shí)關(guān),并實(shí)時(shí)上傳工作環(huán)境及狀態(tài)數(shù)據(jù),預(yù)警故障,保證系統(tǒng)的可靠性。圖2為太陽能路燈的開、關(guān)控制流程網(wǎng)。
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圖2 路燈的開、關(guān)控制流程圖
4)亮度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)
通常太陽能路燈廠家為了保證連續(xù)陰雨天的正常工作,只一味地加大蓄電池容量,一般蓄電池的容量可達(dá)電池板容量的5倍,其實(shí)這樣做并不能解決問題。因?yàn)殛幱晏旃ぷ鞯目煽啃圆⒉蝗Q于電池的容量,而是由很多因素平衡而定的。根據(jù)當(dāng)前地理位置,季節(jié),時(shí)間,氣象條件,光的輻射量,浮塵濃度,工作環(huán)境以及剩余電量,自適應(yīng)調(diào)節(jié)燈的亮度,合理分配能量。由于設(shè)計(jì)為純太陽能供電,不考慮雙電源情況,所以要想提高系統(tǒng)可靠性,唯一的方案就是犧牲燈的亮度。
根據(jù)當(dāng)天用電前的剩余電量和當(dāng)天的充電量來進(jìn)行白適應(yīng)調(diào)節(jié),在保證正常照明的同時(shí),使電池的工作點(diǎn)長期保持在高電位,并且使充放電深度在30%以下,根據(jù)電池循環(huán)壽命曲線,可以延長電池壽命4-5倍,有效降低太陽能路燈的成本,提高可靠性。以下將分別闡述剩余電量和充電量的計(jì)算過程。
2.2.1 電池電量檢測
1)電量檢測的算法
大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,電池老化時(shí)蓄電池的內(nèi)阻與電荷之間有較高的相關(guān)性(0.88左右),蓄電池完全充電和完全放電時(shí)的內(nèi)阻相差2-4倍,所以通過測量電池內(nèi)阻可較準(zhǔn)確地檢測電池電量。
2)建立內(nèi)阻一電量一循環(huán)周期的關(guān)系曲線
為了得到實(shí)時(shí)剩余電量值,要建立一個(gè)電量和內(nèi)阻之間關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。
以時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn),就可以建立起內(nèi)阻一電量一循環(huán)周期的關(guān)系曲線,然后通過Matlab的曲線擬合功能得出內(nèi)阻,電量以及循環(huán)周期的關(guān)系式。蓄電池內(nèi)阻與剩余電量關(guān)系曲線如
圖3所示,剩余電量隨著內(nèi)阻的增大而成指數(shù)趨勢減小。
圖3 蓄電池內(nèi)阻與剩余電量關(guān)系曲線
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