毕业设计（论文）-太阳能蓄电池充放电控制器的设计（含全套CAD图纸）太阳能蓄电池充放电控制器的设计由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706摘要:本文首先对太阳能光伏发电系统的组成和工作原理进行分析说明，其次分析说明蓄电池充放电原理，然后对太阳能蓄电池充放电控制器原理进行分析说明，最后设计充放电控制器，基于AT89C52单片机的智能电路，采集蓄电池两端电压，通过单片机内编写的程序判断，由驱动电路对蓄电池的过充、过放采取保护措施，实现了对太阳能蓄电池充放电的合理控制。
关键词:光伏发电;蓄电池;充放电控制;AT89C52The design of the charge and discharge controller for storage battery(Oriental Science ,Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract:This paper first on solar photovoltaic power generation system and the working principles are analyzed and explained, followed by analysis of battery charging discharging principle, and then on the solar battery charging and discharging controller is analyzed, the final design of the charge and discharge controller based on AT89C52 single-chip microcomputer, intelligent circuit, two ends of the1battery voltage acquisition, through the microcontroller program written judgment, driven by the circuit ofthe battery overcharge, overdischarge protective measures are taken, the realization of solar batterycharging and discharging control.Key words:Photovoltaic power generation; battery; charge and discharge control; AT89C521 前言21世纪随着化石能源消耗的不断增长和地球生态环境的日益恶化,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且对生态环境无污染的新能源。
作为绿色再生能源，太阳能因其独特的优势而得到青睐。
但因为光伏电池的输出特性受外界环境因素影响大，而且，光伏电池的光电转换效率低且价格昂贵，光伏发电系统的初期投入较大，为有效利用太阳能，需要对光伏发电系统加以有效的控制。
随着微电子技术的发展，人们逐渐采用单片机(MCU)智能控制的方法对太阳能光伏发电系统中的蓄电池充放电进行控制，该方法能实时侦测太阳能电池板的电压，并调整电路中的充放电开关，智能切换充放电过程，使蓄电池实现智能充放电管理。
1.1 国外太阳能光伏发电的现状和趋势首先，这些年来在太阳电池及其组件的制造枝术方面有了长足的进步。
目前占主流的太阳电池是硅太阳电池，它又分单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池(总称晶体硅太阳电池)和非晶硅太阳电池。
此外，还有CaAs 太阳电池、 CdTe太阳电池和CuInSe2 (CIS)太阳电池等。
单晶硅太阳电池组件的平均效率已达到3%,15%, 实验室最高效率已达到2个4%(澳大利亚新南威尔士大学)。
多晶硅太阳电池组件的平均效率也有12%,14%儿实验室最高效率已达到19.8%。
由于生产规模扩大，生产工艺的改进，晶体硅太阳电池组件的制造成本已降到3.0,3.5美元/Wp，组件的售价也相应降到3.5,4.5美元/Wp左右，光电系统成本约为7,9美元/Wp 对于非晶硅太阳电池由于其稳定性问题长期得不到解决，一度曾放慢了开发速度。
然而近来由于引入了引C之类的功能材料和研制成了叠层非晶硅电池，其稳定性得到了显著的改善，重新获得了人们的重视。
目前单结非晶硅太阳电池的光电转换效率稳定值已达到5%,7% ，实验室最高效率为13.2人多结电池为7%,9%，实验室最高效率为15.3% 单结非晶硅电池组件原材料成本0.3美元/Wp，售价3.0,3.5美元/Wp;多结电池组件的成本差别较大，售价为3.5,4.5美元/Wp。
太阳能光电技术应用系统方面，在历经了交通信号、通信、管网保护和边远无电、缺电地区的居民家庭供电等方面的特殊场合应用以后，现在正在迈向较向较大规模的2商业应用。
一方面，兆瓦级阳光电站不断出现，在已建成兆瓦级电站中，最大的已达到6.5MWp(美国加州)。
目前正在建造阳光电站规模达到50MWp(希腊克里特岛)，而准备建造的更大的阳光电站规模将达到100MWp(美国);另一方面，近年来许多国家的政府都非常重视屋顶阳光发电系统的发展。
这些系统以家庭为单位进行安装供电，同时为了降低造价省去储能部件(蓄电池)，与大电网相联，互相补充电能。
1990年德国政府率先推出“一千屋顶计划”，至1997年已完成近万套屋顶系统，每套容量1,5KWp，累计安装量已达33MWp。
1998年德国政府进一步提出了10万套屋顶计划，今年将完成0.6万套。
日本政府1994年开始实施“朝阳七年计划”，到2000年将安装16.2万户屋顶系统，总容量达185MWp，1997年又再次宣布实施“七万屋顶计划”，每套容量扩大4KWp，总容量为280MWp。
意大利1998年也开始实行“全国太阳能屋顶计划”，将于2002年完成，总投入5500亿里拉，总容量50MWp。
甚至印度也于1997年12月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。
1.2 国内太阳能光伏发电的现状和趋势我国的太阳能光电技术自70年代以来也有相应的发展。
现有主要生产厂有六家:宁波太阳能电源厂、云南半导体器件厂，秦皇岛华美光电设备总公司、哈尔滨一克罗拉太阳能电力公司，深圳字康电子有限公司。
目前国内生产的太阳电池组件年销售量为2.5,3.0MW。
，单晶硅太阳电池的效率已达到12%一14%，实验室效率最高为20人草结非晶硅电池的稳定效率为5.0%,5(5%，实验室最高效率为8.35%(南开大学)，单晶硅太阳电池组件制造成本为30,35元/WP，市场售价42元/WP;单结非晶硅太阳电池组件的原材料成本约为3元/WP，售价为24元/WP。
历年来太阳能光电系统的总安装容量在10MW。
以上，多数用于交通信号、通信和阴极保护等方面，约占60%以上，其余用于我国西部和西北部阳光资源比较丰富的边远地区，如新疆、青海、甘肃、西藏和内蒙古等省区供人民家庭用电。
这些家用小系统的功率多在50W。
以下，估计全国己有10万套以上。
现有最大的阳光电站容量为100kWp(西藏安多)。
并网屋顶光电系统也已起步，在深圳和北京分别安装了17kWp和7kWp。
根据电力部制定的1996,2020年国家太阳能光电(PV)发展计划，我国在2000年和2020年太阳能光电总容量将分别达到66MWp和300MWp，其中家用阳光电源分别为15MWp和50Mwp。
在联网阳光电站建设方面，计划2000年完成二座500KWp的阳光电站， 2020年前建成5座兆瓦级阳光电站。
以上可见，我国的太阳能光电发展也相当快，但与国外一些国家相比，其发展速3度实在不尽如人意，1998年，我国太阳电池组件的销售量为3.0,3.5MWp，仅占当年世界总销售量的2%左右，多晶硅太阳电池及组件的规模生产尚属空白。
应用系统的商品化程度很慢，实验室的研究工作与国际先进的水平差距正在扩大。
总之，无论是太阳电池组件，还是阳光发电应用系统，与国外先进国家相比，在研究和开发水平、产业化规模，商品化程度上匀有根大的差距。
2我国有960万km的土地，其中有2/3地区年日照时数在2200h以上，具有丰富的太阳能资源，我国有12.5亿人口，其中还有近0.6亿人生活在无电地区。
目前我国的年消费量约为15亿吨标煤，其中煤炭占75%以上,由于燃煤造成的烟尘排放量和CO2排放量均在2000万吨左右。
至2020年，预测我国能源的年需求量将达到30,40亿吨标准煤，环保问题比较突出。
因此，无论从当前来看，还是从长远来看在我国都存在着巨大的太阳能光电市场。
2 太阳能光伏发电系统研究分析2.1 太阳能光伏发电系统的构成太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、蓄电池、光伏控制器、交流逆变器、光伏发电系统附属设施组成。
太阳能光伏发电系统中，太阳能电池板将太阳光的光能直接转换成电能，并通过控制器把太阳能电池产生的电能储存于蓄电池中。
当负载用电时，蓄电池中的电能通过控制器合理的分配到各个负载上。
太阳能电池板产生的直流电，可以直接供给直流负载使用，也可以用交流逆变器转变为交流电，供交流负载使用。
(1)太阳电池组件:太阳电池是太阳能光伏发电系统的核心部分，其作用是将太阳能直接转换成电能，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
但单体太阳电池的工作电2压和工作电流一般很小，工作电压约为0.45,0.5V，工作电压约为20,25mA/cm,一般不能单独作为电源使用。
将太阳电池单体进行串并联并封装后，就成为太阳电池组件，其功率可以达到几瓦、几十瓦、几百瓦，就可以单独作为电池使用了。
太阳电池的转换效率和成本是太阳光伏发电研究过程中重要的两个指标。
(2)蓄电池:当白天阳光充足时光伏电池发出的电相对负载可能有多余而在晚上或阴雨天时光伏电池的输出功率为零或很小不能满足负载的要求时，需要一个储能装置，此时蓄电池可以作为太阳能不足时的补充，由可以作为多余太阳能的存储，大大,1,提高了太阳光能的利用率。
(3)光伏控制器:光伏控制器又叫充放电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命;同时保护蓄电池，避免过充电和过放电的现象发生。
4(4)交流逆变器:交流逆变器是将直流电变换成交流电的设备。
由于太阳能电池和蓄电池发出的是直流电，当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。
(5)光伏发电系统附属设施:光伏发电系统附属设施包括直流配线系统、交流配电系统、运行监控和检测系统、防雷和接地系统。