2 新型太阳能路灯控制器 传统的控制器控制蓄电池的充电/放电。当达到过充点时， 太阳能电池板 与电池断开；当达到过放电点时，切断电池与负载之间的连接。实现对电池的保护。

路灯系统使用常规控制器有可能造成这样的情况：阴天时由于日照不足，晚上仍以最大负荷使用。这样，几天后，蓄电池就会过度放电，导致路灯晚上无法正常亮灯。给人的感觉是，太阳能路灯虽然有环保的优点，但是不可靠，用久了也不会用得长久。

局、水量/面积比计算、性能预测等都发挥了很大的实用价值。此外，在工程招标中，该系统对提升招标信息量和数据的准确性也发挥了一定的作用。

+2- 在实践中发现，由于气象数据数据库通常比较大（甚至以Mb为单位），给数据加载、查询、处理等基本功能的实现带来一定的困难，这 让用户等待更长时间。尤其在电脑性能较低时，等待时间会比较长。除了改进算法、优化代码、使用快照表等方法外，我们还采取了开辟内存块的方法，在电脑内存中动态分配一定的存储空间，用于临时存放更新的数据。由于内存的读取速度比硬盘空间快，所以执行速度也反应灵敏。但这种方法也有牺牲内存空间的缺点，会影响其他应用程序的运行。因此建议在设计其他太阳能应用软件系统时，要认真权衡以上因素，提高软件整体性能。

作为一款研发专业化的太阳能系统辅助设计软件，该系统目前的工作还只是初步，未来还有很多方面有待进一步完善。例如，考虑到南方低纬度地区和北方寒纬地区气象的特殊性，在气象参数的选择上还应考虑降雨参数、相对湿度、大气压力等的选择。另外，从长远发展来看，未来中高温太阳能的利用将需要更加丰富的气象参数。

在信息化的今天，太阳气象数据数据库查询系统最终的发展方向将由单机作战，逐步走向网络化强阵。其中一种比较典型的服务模式是网络协议TCP/IP、S、ASP组成的三层6eb结构，如图所示。

截至目前，我国太阳能专业软件的设计开发仍然进展缓慢，尤其是自主研发的太阳能专业软件更是少之又少，且与一些国外知名软件（如Fchart等）相比，国产软件还相当多，与我国太阳能行业高速发展的现状相比，显得十分不协调。但我们相信，只要我们不断努力探索，终有一天会在太阳能系统辅助设计软件领域占据一席之地。

新的 太阳能路灯 我们开发的控制器是采用电池剩余容量控制方法来控制电池的放电过程，它所依据的理论是基于电化学原理建立的电池放电过程中剩余容量（SOC）与端电压关系的数学模型：a为电压变化常数，0.1~0.2；b为电化学极化项常数，0.1~0.15；c为内阻极化项常数，0.08~0.15；Vr为电池充电初期或放电结束时的静态电压（V）；SOC为电池的荷电状态或任一时刻的容量，（I）I为充电电流或放电电流，（A）；t为实际温度；DOD为电池的放电深度，（K）；K为温度系数，温度变化1，容量的百分比变化，（K）。

新型控制器组成的太阳能路灯系统为闭环自适应控制系统，可根据测量的蓄电池剩余容量（SOC）自动调整输出负载功率或工作时间，有效防止蓄电池过度放电，从而大大延长蓄电池的使用寿命，提高系统的可靠性。

电池的循环寿命与电池的放电深度息息相关，阀控铅酸电池在放电深度（DOD）为20K时，循环寿命可达1500次以上，当放电深度为50K时，循环寿命会降低到500次左右，当放电深度为80K时，循环寿命就只有200次左右了。

是电池放电深度与循环寿命的关系。

可以看出放电深度在20K以下时的循环寿命是放电深度是50K的三倍多，放电深度是80K的五倍多。控制电池尽可能工作在浅放电状态（SOC>50K）将有助于延长电池的寿命。单灯系统和双灯系统的控制流程图如下。

3 硬件设计方案根据系统的功能要求，我们采用单片机设计太阳能路灯控制器，电路原理如图所示。

（1）从图中可以看出本控制器的核心是一块AT89S52单片机，该单片机成本低，功耗低，性能高，易扩展，具有8K程序内存，SOC的计算、控制均由该芯片完成。

芯片带有温度传感器和A/D转换功能，转换后的串行数据通过onewire（“wire”）与CPU通信。测量温度范围为-55=到+125=。太阳能电池有两个作用，一个是给电池充电，另一个是作为感光元件，可以判断天黑或太亮，从而实现太阳能路灯在天黑时自动点亮，以及天亮时自动关灯的功能。

控制通道的设计，单片机对于充电、放电功率MOFFET管的控制电路采用光耦隔离。同时，两路交流灯的开关采用双向可控硅作为开关元件，可控硅与单片机之间也采用光耦隔离。输出通道采用光电隔离技术，提高了系统的可靠性和抗干扰能力。

4、新型太阳能路灯控制器可靠性高：由于控制器采用蓄电池剩余容量控制方式来控制负载，所以能保证蓄电池不过放电，从而保证路灯每晚都是明亮的，弥补了以前的太阳能路灯系统由于阴蓄电池造成蓄电池充电不足，而导致蓄电池过放电，不能正常照亮路灯的缺陷。寿命长：最大限度保证蓄电池处于浅放电状态，即放电深度一般不超过50D，这样可以大大延长蓄电池的使用寿命。

自动开关控制：本控制器利用太阳能电池板对光的敏感特性，始终保证天黑时亮，同时按程序速率和工作时间，使路灯一盏盏可靠地工作！工作和电池可放电的双重灵活性：控制器可设置几种组合：单/双、两交流、一交流、一直流、两直流、一交流、一直流充电控制：脉冲宽度调制控制。

表1 记录时间 单灯系统 蓄电池电压V 双灯系统 蓄电池电压V 天气情况 2月2日 晴朗 2月3日 晴朗 2月4日 晴朗 2月6日 晴朗 2月9日 晴朗 2月10日 晴朗 2月11日 多云 2月12日，科技部秘书长、中国太阳能学会理事长、太阳能期刊主编石定琪与世界风能协会主席D+.p+ebenmaegaad在京亲切会谈(常绵增 摄影)。 1路太阳能电池，1路蓄电池；输出控制：2路直流(任意一路可接逆变器)，2路交流；太阳能电池最大输入电流：20A；适用于12V或24V蓄电池；直流输出：单路10A；交流输出：220V/80。 5 测试结果为了验证新型太阳能控制器对蓄电池的保护作用，我们用此款新型太阳能路灯控制器配置了两套太阳能路灯系统，具体是单灯系统在将蓄电池放空后再投入运行；双灯系统，应该配备120p太阳能电池，却只配备了50p太阳能电池。

电池：12V/65AH（1月29日电池电压9.63V，为放气状态）；新型太阳能控制器：1台；直流节能灯：11盏（设计每天平均工作10小时）。

蓄电池：12V/76AH（1月29日电池电压12.90V，为充满状态）；全新太阳能控制器：1套；交流节能灯：18+9（双灯每天平均使用10小时设计）。

2月2日至2月12日，每天傍晚测试记录前路灯自动亮起。

试验数据如表1和表2所示。

检测结果分析单灯系统电池1月29日电压为9.63V，低于过放电压10.8V，剩余容量为0H，系统安装完毕，经过3天的运行，至2月2日上午9点30分，电池电压为11.86V。在随后的几天内，控制器保持系统处于最低负荷运行状态，电池电压逐渐升高，剩余容量逐渐增加，剩余容量恢复到90%以上，此时控制器控制路灯系统满负荷工作（每晚工作10小时），夜间使用的能量较多，白天日照时间能量较少，电池剩余容量逐渐减少，最后达到平衡，每晚保持在6-8小时之间。

双灯系统表现刚好相反，1月29日电池12.90V，剩余容量大于90%，系统安装完毕，经过3天满负荷工作（双灯每晚工作10小时），2月2日17：30之后电池电压降为12.59V，之后几天系统自动降低负载及工作时间，2月9日9：30降为11.99V，剩余容量已降到50%以下，此时控制器让系统保持在最低负载。为了让系统工作在大于输出状态，由于10、11日白天大部分时间都是阴天，恢复不是很明显，但基本保证等量输出。

6 结论 6.1 从两个系统的结果来看，控制器根据蓄电池的剩余容量来控制负载的使用，在保证夜间照明的情况下，蓄电池的剩余容量不低于50%。 6.2 控制器具有理想的自适应功能，即使太阳能路灯系统配置不合理（小马拉大车），使用控制器后，经过几天的时间，路灯的功率和工作时间已经自动调整到系统在这个季节的最佳状态。并且保证每晚灯都亮着，蓄电池不放电。

6.3本款新型太阳能路灯控制器既可用于独立光伏系统，也可用于光伏户用发电系统，本公司可根据用户要求对放电过程的控制进行编程。