太阳能捕虫灯系统设计与优化

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1、太阳能捕虫灯系统设计与优化姓名：学号：指导老师：摘要随着世界能源形势的日益紧张以及社会的进步和经济的发展，以及人们的生活水平的提高，对新能源和绿色农业和有机农产品的以及需求日益迫切，以生态防控为特色的病虫害综合治理体系日渐深入人心。太阳能捕虫灯，作为一个太阳能为原料的物理虫害防控手段，受到了人们的广泛关注。太阳能捕虫灯系统，在白天由太阳能电池板，吸收太阳的能量，转化为太阳能，储存在蓄电池中；夜晚时蓄电池对捕虫灯供电，通过光来捕杀有害昆虫。通过对太阳能捕虫灯系统的设计实现和优化，来实现最终的物理防止害虫的绿色农业。关键词：太阳能；蓄电池；多源LED；捕虫灯；目录摘要1一、

2、绪论31.背景与意义3二、太阳能捕虫灯系统组成32.1设计原则32.2系统组成42.2.1系统结构图42.2.2太阳能捕虫灯控制器42.2.3太阳能电池52.2.4铅酸蓄电池62.2.5LED捕虫灯8三、太阳能捕虫灯系统的实现83.1系统的核心处理93.2各模块设计113.2.1充放电控制电路设计113.2.2硬件电路的保护功能设计113.2.3系统主程序113.2.4白天处理程序123.2.5夜间处理程序13四、总结14参考文献15一、绪论1.背景与意义目前全球能源危机日益加剧，同时又面临气候变化的挑战。在现今世界上存在不多的不可再生能源，例如天然气、煤和石油等即将枯

3、竭，为了能应对这一现状和能源危机，世界上各个国家都在寻求可再生能源和新的能源，以取代所剩无几的不可再生能源。可再生能源主要有地热能、水能、地热能、太阳能等，其中太阳能是最重要的一种。太阳能发电具有核电、水电、火电所无法比拟的安全性、清洁性等优点，此外，太阳能资源的充足性和广泛性也备受人们的关注和重视[1]。新兴的绿色能源太阳能可并展开了迅速的推广应用。目前太阳、永不枯竭等优点，现今己得到大家的认能光伏技术及产品开始在很多领域应用，并进入我们的生活。太阳能热水器、太阳庭院灯、景观灯和工艺灯等，都是太阳能能交通指示牌及太阳能路灯、草坪灯、光伏技术的应用成果[2]。随着生活质

4、量的提高，人们对绿色有机农产品的需求更加迫切，利用昆虫的趋光、色、味、性等特性选择性引诱害虫，再借助高压电、水淹、熏杀等方式将其杀死，已成为技术最为成熟、发展最快的一种方法[3]。太阳能LED杀虫灯已大量用于农、林业害虫的捕杀，在无公害农产品生产中发挥了重要的作用[4-5]。但目前的捕虫灯太阳能捕虫灯系统不够完善，且在太阳能利用率上还有很大的提升空间，所以在实现对害虫的高效、选择性诱杀的同时提高太阳能利用效率实现绿色环保也是至关重要的。二、太阳能捕虫灯系统组成2.1设计原则(1)从功能上来说，太阳能捕虫灯系统主要是通过太阳能板，把光能转换为电能，通过蓄电池储存，然后对共

5、LED捕虫灯供电，夜晚利用害虫的趋光性，从而实现对害虫的捕杀。(2)在满足有效的捕虫的基础上，整个太阳能捕虫灯系统的能效能够得到提高，降低对其他能源的功耗，减少污染，从而达到环保和节能的目的。(3)根据当地的阴雨天情况，光源情况，蓄电池效率情况，电池板受温度影响及受灰尘覆盖等实际情况进行实时的综合考虑。2.2系统组成2.2.1系统结构图太阳能捕虫灯系统主要由太阳能电池板、控制器、蓄电池、LED捕虫灯等几部分组成。如图2.1所示。控制器太阳能电池板蓄电池LED捕虫灯图2.1太阳能捕虫灯系统结构示意图(1)太阳能电池板：其作用是进行能量转换，把光的能量转变成电能。(2)控制

6、器：是太阳能路灯系统最关键的部件，完成太阳能电池功率的输出，蓄电池的充放电，整个系统的能量管理。(3)蓄电池：储存电能，为LED捕虫灯供电。(4)负载：LED捕虫灯。下面对各个组件进行详细分析和介绍。2.2.2太阳能捕虫灯控制器一般情况下，从太阳能极板输出的电压是不稳定的，不能将其直接应用于LED负载。常规的做法是将太阳能转变的电能存储到蓄电池中，在需要时，通过适当的变换供给LED负载。在这个过程中，控制器起着枢纽作用，其性能的好坏会直接影响整个照明系统的使用效果[6]。控制器是太阳能光伏照明系统的核心部件之一，对保护蓄电池以及整个光伏系统的正常工作，整个系统的能量平衡

7、管理，系统工作状态的显示等起着非常重要的作用。如图2.2太阳能捕虫灯系统工作示意图，太阳能捕虫灯利用太阳能电池板发电，蓄电池存储电能，控制器控制蓄电池的充放电来工作的。控制器的工作是通过光控和时控相互配合来进行的。在白天的时候，太阳能电池板接受阳光的照射，利用光伏效应把光能转变为电能，通过控制器对蓄电池进行充电；在夜晚的时候，光线的强度逐渐减弱，太阳能电池的工作电流和工作电压迅速下降，当太阳能电池的工作电压小于控制器设定电压时，控制器控制蓄电池进行放电，启动负载LED捕虫灯点亮[7]。当环境光线过强或者设定的时间已经到达时，控制器控制蓄电