太陽能白天充電,晚上燈亮用什麼方法,可以做?

愛麗絲白兔


工作原理:光敏電阻R3型號為5537,暗電阻約為2M,亮電阻為20-45K,當環境暗時,Q1基極到VCC的電阻比較大,Q1截止,Q1集電極為高點位,Q2導通,負載接通。當環境光線比較亮時,Q1導通,Q1集電極為低電位,Q2截止,負載不通電。


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現在太陽能光伏系統使用越來越廣泛,以太陽能路燈控制系統為例,很多城市的路燈系統都採用了太陽能光伏系統,白天太陽能電池板將太陽光能轉化為電能,晚上儲存在電池中的電能給路燈供電。不僅能節約能源,還能實現自動的自動控制,一舉多得。

1 光敏電阻在太陽能光伏系統之中的應用

太陽能白天充電,晚上亮燈,可以通過光敏電阻檢測電池板電壓的方式來實現。光敏電阻對光照比較敏感,隨著光照強度的不通,所輸出的電阻值也不通,光照越強,阻值越低。有些系統通過光敏電阻來實現自動控制。但是光敏系統存在較大的不確定性。因為在陰天、雨天,光照強度比較低,可能就觸發了系統,而且在何種暗度下開啟照明也比較難以設定。

所以,光敏電阻的技術方案在現今的控制系統中並不是主流的技術方案,目前用的最多的還是通過檢測太陽能電池板的電壓來實現的。

2 通過檢測太陽能電池板電壓實現

下面以一個比較簡單的電路來闡述如何通過檢測太陽能電池板的電壓來實現照明系統的開啟。所設計的電路圖如下圖所示。

電路的核心器件為比較器,用LED來表示照明燈。將太陽能電池板接在比較器的反相輸入端,比較器的同相輸入端接入電位器,通過調節電位器可以實現觸發電壓的設置。如果,太陽能電池板的電壓高於一定程度,表明是白天,比較器輸出低電平,將LED關閉;如果電壓低於一定程度,表明是晚上光線比較暗的時候,則比較器輸出高電平,LED開啟照明。為了防止電池電壓在臨界狀態抖動使得LED閃爍,可以加入施密特觸發電路來防止抖動。

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有兩種方式,規模小的可以選用蓄電池作為蓄能載體,發電自用。規模大的可以選擇參加分佈式光伏發電項目,發電後直接併入電網,實現餘電上網。

分佈式光伏發電特指在用戶場地附近建設,運行方式以用戶側自發自用、多餘電量上網,且在配電系統平衡調節為特徵的光伏發電設施。分佈式光伏發電遵循因地制宜、清潔高效、分散佈局、就近利用的原則,充分利用當地太陽能資源,替代和減少化石能源消費。

併網光伏發電系統由以下幾個主要部分構成:

1)光伏組件陣列:其作用是利用光生伏特效應將太陽輻射的能量轉換為直流電,系統向電網輸送的所有電能均由其提供。

2)併網光伏逆變器:其作用是將光伏組件陣列輸出的直流電通過電力電子轉換裝置轉換成符合上網要求的交流電。

3)公共電網:其作用是吸收併網光伏逆變器產生的電能,通常可以將其看作一個無限大的交流儲能裝置。

4)併網光伏發電系統中一般還都配有直流匯流箱及直流配電櫃、交流配電櫃、監控系統等設備。對於大功率的併網光伏系統,通常還配有大容量變壓器以將其產生的電能直接送入高壓電網。


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太陽能白天充電晚上點燈,是對太陽能照明系統的基本要求。

要單純做到這一點並不複雜,用一個繼電器和一支穩壓ⅠC既可實現。由於題主沒有給出參數,下面就以空載21v的30W電池板為例搞一個簡單的電路圖:

電路中不另配光傳感器,以光伏板輸出電壓為準,這也是太陽能系統通行的做法。當白天太陽能板輸出高於14ⅴ,繼電器吸合,開始給蓄電池充電。天色暗下後輸出低於14v繼電器釋放,觸點切換燈泡被點亮。在這個電路中C1、C2是7812正常工所必須的,C3起延時釋放作用,防止臨界點閃爍。

不過在使用中還是要注意一些問題。這主要是對電池的保護,首先把太陽能板直接和電池連接造成充電時電流電壓不受控制,容易導致過充電。而放電時間過長( 特別是冬季可達12小時以上 ),容易導致過放電而損壞電池。

所以太陽能照明系統決非一充一放那樣簡單,這裡涉及到充放電保護、點亮時間設定、不同時段的功率調整等。

現在的成品太陽能控制器已經有很完備的功能,價錢也不貴。所以儘可能還是購買成品為佳,自已搞費時費力還難以達到予期效果。不過做為愛好和增長知識、鍛鍊動手能力的手段,也還是值得一試的。以上是我的回答。


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看到這個問題我想起了在我們單位廣場上和路邊就安裝了太陽能路燈,天氣晴朗的時候通過太陽能板把太陽能轉換成電能儲存起來、當夜幕降臨的時候在太陽能的控制電路板上通過安裝的光亮度傳感器實施採集光亮度信號,然後把這個信號送給控制單元。控制單元接到這個信號後就會控制打開負載驅動電路,從而使路燈點亮。當天亮的時候,光感器採集的亮度信號再次送給太陽能控制電路,控制單元接到這個亮度信號後就會關閉負載驅動電路,從而使路燈熄滅。我們單位太陽能路燈的控制原理就是這樣實現白天充電晚上燈亮的。

太陽能白天充電晚上燈亮的實現方法

其實太陽能這種白天充電晚上燈亮的控制其實現的方法還是比較多的,下面和朋友們聊聊這方面的問題。我們可以使用分離元件實現這種功能;也可以用集成電路來實現這種功能;甚至用單片機嵌入式技術也能實現。

方法一:

我先說一下用分離元件實現的方法,為了好說明問題我們以下面的原理示意圖,在這個圖中三極管VT4加上外圍電阻電路組成了一個恆壓源,它與太陽能電池板是並聯的關係。當白天有太陽光照的時候,光敏管就會導通,其內阻會變小,那麼其三極管VT0的基極電壓就會升高,會導致三極管VT0飽和導通。那麼VT1就會截止,因為VT1的基極與發射極電壓幾乎相等。VTI的截止會導致PNP三極管VT2截止。那麼最終造成了三極管VT3截止,因此高亮度發光二極管熄滅;當天黑的時候,由於沒有光,光敏二極管的內阻會變大,那麼三極管VT0就會截止VT1三極管就會導通。三極管VT1的導通導致PNP三極管VT2、VT3也飽和導通,因此高亮度LED發光二極管被點亮。我們從這個電路模型中能夠實現太陽能白天充電晚上燈亮的實現方法,這個電路供電的電壓一般不會太高,大約在6V~12V之間。

方法二:

另一種方法我想說說用帶有單片機的控制模塊來實現,其實現思路是:單片機控制電路實時自動檢測太陽能電池板輸出的電壓值,我們知道太陽光亮度越大,其電池板輸出的電壓就會越高,太陽光線越暗則輸出的電壓就會越低。因此我們用電壓檢測元件對太陽能電池板輸出的電壓進行自動檢測。我們在單片機程序中設置閾值,當檢測到太陽能電池板輸出的電壓高於這一閾值時,我們就用程序去控制燈使其處於熄滅狀態;當檢測到太陽能電池板輸出的電壓低於這一閾值時,我們就用程序去控制燈點亮。其控制原理框圖如下面所示的那樣。

方法三:

利用一些集成智能照明系統與太陽能板互聯可以實現白天充電晚上亮燈的智能控制方法,其實現方法如下:我們用亮度感應器來測量周圍環境亮度,然後把這個亮度值傳送給智能控制系統,比如用360度的亮度傳感器,能夠探測到0到2000勒克斯的亮度。通過對系統光感度參數的設置,當光亮度傳感器傳來的數值低於所設置的光感度參數時就會控制其輸出電燈的開關模塊點亮電燈;反之就會觸發太陽能板的充電模式。這樣也能達到白天充電晚上亮燈的功能。只不過這種功能實現的成本比較高不適合家庭使用,一般在智能樓宇中運用比較多。

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電子及工控技術


想讓太陽能燈白天充電,晚上自動點亮,可以採用電壓檢測電路來檢測太陽能電池板的電壓,當傍晚電池板的電壓低於設定值時,電壓檢測電路輸出一個控制信號驅動電子開關使燈點亮。

在設計電壓檢測電路時,最好不用三極管設計,這是因為太陽能電池板的電壓在傍晚是緩慢下降的,若用三極管檢測電池板的電壓,此時三極管會較長時間停留在線性放大區,若三極管控制的燈的功率較大,三極管的管壓降也較大,導致三極管發熱嚴重。這裡我們介紹一款採用LM393電壓比較器設計的、簡單可靠的太陽能燈控制電路。

電路如上圖所示。LM393是一款常用的低功耗雙電壓比較器,這裡採用其內部的一個比較器接成電壓檢測電路。二極管VD的型號為1N4148,其作用是給LM393的③腳提供一個0.6V左右的參考電壓。



白天由於太陽能電池板的電壓很高,LM393的②腳電壓高於其③腳電壓,其①腳輸出為低電平,三極管VT處於截止狀態,其集電極控制的LED燈不會點亮。晚上環境光線變弱,太陽能電池板的電壓降低,使LM393的②腳電壓亦隨之降低,當該腳電壓低於③腳電壓時,LM393的①腳輸出變為高電平,使VT導通,LED燈點亮。這樣便可以實現太陽能燈白天充電,晚上自動點亮。
製作時,LM393(其引腳功能如上圖所示)最好選用DIP-8封裝的,這種焊接比較方便。三極管VT選用高β、大電流的D965三極管,其可以驅動工作電流為1A左右的LED燈。本電路可以在3.5~12V電壓下工作。調節R的阻值,可以使燈在合適的光線下點亮。


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根據提問者的描述,想使用晶體管設計一個電路是太陽能電板白天充電,晚上亮燈。這個功能使用晶體管是可以實現的,首先需要光敏傳感器檢測光強度用於判別白天還是晚上,光敏傳感器可使用光敏電阻或光敏三極管。

下圖為本人設計的原理圖,僅供參考,採用光敏三極管作為傳感器檢測白天還是夜晚,採用NPN三極管9014作為LED指示燈控制電路。

太陽能電板控制原理圖

原理分析:

當白天時,光強度較強,光敏三極管導通,內阻很小,NPN三極管9014的基極拉低,三極管截止,內阻很大,相當於開路,LED指示燈不亮,太陽能電板只充電,不放電。

當夜晚時,光強度很弱,光敏三極管截止,內阻很大,NPN三極管9014的基極由VCC上拉而導通,此時LED指示燈點亮。

光敏三極管

總結:可以實現的方法很多,以上只是其中一種原理,供大家參考。大家有興趣的話可以自己動手搭建電路,元器件較少而且很便宜,可以直接在某寶上購買。也可以自己開闊思路自己思考用別的方式實現一樣的功能。電路設計不僅需要紮實的基礎,還需要經驗積累。

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技術閒聊


太陽能白天充電,晚上燈亮。可以用遙控器在10米之內控制。見下圖所示。

♛對於一個沒有電子元器件製作的人來說,畫的集成電路控制圖,實際上沒有一點意思。

♛這裡本人給提問者推薦一款吳蒲LED太陽能燈,它有多種不同功率的太陽能板和配套的燈。並且價格也不貴。如下圖所示。僅為78元錢。

♛如果需要一拖二,則太陽板與燈,包括延長線,其價格在178元錢。見下圖所示。

♛另外,這個生產廠家配置有優質環保鋁電池。可以滿足不同面積和功率的太陽能燈。無需自己另外購買蓄電瓶。並且使用壽命長。

♛實話實說,在頭條上通過別人說的來迅速提高自己電子元器件製作,本身就是一個笑話而已。任何東西都要循序漸進慢慢來。學就學一點高大上的東西,千萬不要瞎折騰。騰出一點時間去賺錢,購買一套太陽能電池燈,通過實物圖來依葫蘆畫瓢,會對自己有好處。最起碼的檔次高很多。現在的幾十塊錢還真不是錢。關鍵是在頭條上看別人弄簡單,當能到自己時,還是要購買許多電子元器件。如果沒有這方面的愛好,則是熱包子打狗,一去不回。錢花了,時間浪費了,不一定得到好的結果。

自己購買後,生產廠家有詳細的安裝指導與使用說明書。


知足常樂0724


用蓄電池和光敏開關,


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