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文献调研及综述 课题：太阳能LED路灯的绿色储能系统 学 院_ 专 业 年级班别 学 号_ _ _学生姓名 指导教师_ 2011 年 12 月 04 日 一、文献调研部分 1. 中（英）文切题期刊论文8篇（利用中国期刊网检索）（1）中国太阳能发展动态作者 张晓红作者单位 山西省社会科学院能源所文献出处 山西财经大学学报(高等教育版), Journal of Shanxi University of Finance and Economics(Higher Education Edition), 编辑部邮箱 2010年 S2期 关键词 太阳能扶持政策; 太阳能热水利用产业; 太阳能市场摘要 中国太阳能的发展紧紧围绕太阳能热利用产业发展政策与保证措施展开,中国积极通过太阳能扶持政策驱动中国太阳能市场的快速成长。（2）全球LED产业发展动态作者 柏德葳作者单位 拓墣产业研究所文献出处 灯与照明, Light & Lighting, 编辑部邮箱 2008年 03期 关键词 LED光源; 照明; 光效; 节能 LED lighting; luminescence efficiency; energy conservation;摘要 由于现在的白光LED市场需求日益增加,且已不是这些大厂所能全面满足的,欲促进LED市场大幅度成长,则需要这些老厂增加获得授权的厂商和技转授权,或者LED厂商之间携手合作,终端产品厂商更需要与LED厂商建立更密切的合作关系。（3）LED光源的应用及前景（The application of LED and its prospects）作者 吴淑梅; 霍彦明作者单位 河北科技大学电气信息学院文献出处 广东科技, Guangdong Science & Technology, 编辑部邮箱 2010年 13期 关键词 产业发展动态; 白光LED封装技术; 专利授权;未来LED市场摘要 LED是21世纪令人瞩目的光源,具有广阔的照明前景。该文首先对LED光源的原理、发展概况、特点等做了介绍,然后重点阐述其具体的应用及发展趋势,最后说明了LED在道路照明中的应用并做了总结展望。（4） 储能系统在电力系统中的应用综述（Review of Energy Storage System in Electric Power System）作者 严干贵; 谢国强; 李军徽; 王健; 朱昱; 丁玲;作者单位 东北电力大学电气工程学院;文献出处 东北电力大学学报, Journal of Northeast Dianli University, 编辑部邮箱 2011年 03期 关键词 储能系统; 经济评价; 电池储能; 可再生能源; Energy storage; Economic evaluation; Battery energy storage; Renewable energy;摘要 介绍了抽水蓄能、压缩空气储能、超导储能、超级电容器储能、电池储能等储能技术的发展现状、成熟度、适用范围及示范工程,分析了储能系统的经济性评价及电池储能系统在可再生能源开发中的应用。（5）基于太阳能LED照明系统的研究（Researches on LED Lighting System Based on the Solar Energy）作者 胡克用; 李静作者单位 杭州师范大学钱江学院;文献出处 杭州师范大学学报(自然科学版), Journal of Hangzhou Normal University(Natural Science Edition), 编辑部邮箱 2011年 01期 关键词 光伏发电; LED; DC-DC转化器; MCU控制器; photovoltaic power; LED; DC-DC converter; MCU controller; 摘要 由于能源紧张问题日趋严重,近年来太阳能光伏发电和LED开始引起了人们的关注.文章介绍了将两者结合应用于太阳能LED照明系统,着重分析该系统中的DC-DC转换器、蓄电池、MCU控制器等各个组成部分的配置原则,使得系统能简单可靠地实现智能控制,进而提出一种新颖的充电控制方法。（6）基于太阳能驱动的LED照明系统（The LED Lighting System Driven by Solar Energy）作者 王健; 刘廷章; 杨晓;作者单位 上海大学机电工程与自动化学院;文献出处 自动化仪表, Process Automation Instrumentation, 编辑部邮箱 2008年 12期 关键词 光伏电池; 发光二极管; 照明系统; MPPT算法; 蓄电池; Photovoltaic cell LED Lighting system MPPT algorithm Storage battery;摘要 针对能源短缺问题,从实际应用角度出发,以节能为目的,提出了将太阳能和LED结合起来的设计思想。给出了基本的原理图和结构图,当白天有太阳光时可以一边给蓄电池充电一边给LED照明系统供电,而晚间照明系统可由蓄电池直接供电。此设计提高了太阳能电池的利用率,并且具有自动调光、保持室内光亮度恒定等功能。系统结构简单?运行可靠,从实际运行情况来看,该方法具有可行性,能够起到很好的节能效果。（7）储能技术在电气工程领域中的应用与展望（Application and Prospect of Energy Storage in Electrical Engineering）作者 程时杰; 李刚; 孙海顺; 文劲宇;作者单位 华中科技大学电气与电子工程学院; 西北电网有限公司;文献出处 电网与清洁能源, Power System and Clean Energy, 编辑部邮箱 2009年 02期 关键词 储能技术; 可再生能源; 电力安全; 微型电网; 节能; 超导; energy storage; renewable energy resource; electric power safety; micro grids; energy saving; super-conductivity;摘要 针对能源短缺问题,从实际应用角度出发,以节能为目的,提出了将太阳能和LED结合起来的设计思想。给出了基本的原理图和结构图,当白天有太阳光时可以一边给蓄电池充电一边给LED照明系统供电,而晚间照明系统可由蓄电池直接供电。此设计提高了太阳能电池的利用率,并且具有自动调光、保持室内光亮度恒定等功能。系统结构简单?运行可靠,从实际运行情况来看,该方法具有可行性,能够起到很好的节能效果。（8）超级电容储能在独立供电系统中的应用设计（Application of super-capacitor energy storage in independent power supply system）作者 王兆秀; 陈爱国;作者单位 内蒙古工业大学电力学院;文献出处 电源技术, Chinese Journal of Power Sources, 编辑部邮箱 2011年 09期 关键词 超级电容; 最大功率跟踪; C8051F320; super capacitance; maximum power point tracking; C8051F320;摘要 近年来为克服常规能源的有限性和分布不均匀性,太阳能作为一种清洁的可再生能源,日益被独立供电系统所看重。而超级电容作为新生电能存储器件以其优势走进人们视野。采用C8051F320做控制芯片,以太阳能最大功率跟踪技术为依托,探求超级电容在独立供电系统中的储能应用。2. 学位论文2篇（利用中国期刊网检索）（1）可再生能源发电与微网中储能系统的构建与控制研究【英文题名】Construction and Control of Energy Storage Systems Used in Renewable Energy and Micro Grid【作者中文名】曾杰;【导师】毛承雄; 张步涵;【学位授予单位】华中科技大学;【学科专业名称】电力系统及其自动化【学位年度】2009【论文级别】博士【网络出版投稿人】华中科技大学【网络出版投稿时间】2010-03-26【基金】国家重点基础研究发展计划;国家自然科学;教育部科学技术研究;【关键词】风力发电; 太阳能光伏发电; 微网; 储能技术; 铅酸蓄电池; 超级电容器; 控制策略;【英文关键词】Wind power; Photovoltaic; Microgrid; Energy Storage; Lead-acid battery; Supercapacitor; Control Strategy;【中文摘要】近几年来,我国加快了可再生能源开发利用。但是,以风力发电、太阳能光伏发电为代表的间歇性可再生能源发电系统的功率输出存在不连续,不稳定,低密度,随时间、季节以及气候变化而变化等特点,随着这些能源的发电设备容量在电网中比重的增加,会对同步系统产生许多负面影响。 储能技术为间歇性可再生能源系统提供了能量缓冲、平衡和后备的手段,是改善间歇性可再生能源利用的有效途径,也是近年来国内外研究开发非常活跃的领域。在各种储能技术中,铅酸蓄电池虽然不是性能最优异的储能设备,但其技术成熟、可靠性高、成本较低;而作为新兴储能技术,超级电容器具有功率密度大、充电能量密度高的优点,适合大电流和短时间充放电的场合,且使用寿命长,不易老化;因此,本文将主要围绕铅酸蓄电池储能技术和超级电容器储能技术在间歇性可再生能源发电系统的相关应用展开研究。 本文详细分析了基于电压源型电力电子变换器的铅酸蓄电池储能系统(BatteryEnergy Storage System,BESS)的基本原理,在此基础上,建立了BESS的数学模型。为了实现对风电机组平滑有功功率输出以及提高异步风力发电机稳定性的控制,本文提出一种考虑电压阀值的解耦控制策略,.【英文摘要】In recent years, China has accelerated the development and utilization of renewable energy. However, the power output of intermittent renewable energy, represented by wind power, photovoltaic power stations, is unstable, low-density, changes with time and climate. With the proportion of these energy capacities increases, there will have negative effects in the power grid. Energy storage technology can be used in intermittent renewable energy systems to provide the energy buffer, the reserve balance and t.（2）分光谱太阳能光电转换系统研究【作者中文名】赵源;【导师】陈良尧;【学位授予单位】复旦大学;【学科专业名称】光学【学位年度】2011【论文级别】博士【网络出版投稿人】复旦大学【网络出版投稿时间】2011-10-21【关键词】太阳能; 分光谱; 光子薄膜; 滤波片; IV方程; 光电转换效率;【英文关键词】solar cell; spectrum splitting; optical film; filter; IV equation; photoelectric conversion efficiency;【中文摘要】自1954年美国BELL实验室研制出世界上第一块效率约为6%的太阳能电池以来1,太阳能电池研究和应用已经取得长足进展,从第一代硅太阳能电池到第二代薄膜太阳能电池2到再到第三代多结(叠层)太阳能电池,光电转换效率也从当初的6%增长至现在的43%左右。随着多结太阳能电池光电转换效率的提高,其研究和发展也遇器件制备工艺和技术的限制。为了能与较宽分布的太阳光谱相匹配,吸收更多太阳能量,需要增加多结太阳能电池的层(结)数,而随着层(结)数增多,电池厚度也增加,将导致更多太阳光的穿透损失。经计算分析,按多结电池工作原理制备的光电池将很难突破50%光电转换效率。 为克服多结太阳能电池的工艺瓶颈困难,近年来国际上对分光谱太阳能光电转换系统的研究产生了浓厚的兴趣。根据2010年报道澳大利亚南威尔士大学的最新研究成果,新组合的分光谱太阳能光电转换系统在聚光条件下已可达到431.5%的效率3。可乐观地预期在不远的未来,科学家们将会研制出基于分光谱原理的新型太阳能电池,其光电转换效率将达到甚至超过60%。 本论文的研究工作主要集中在分光谱太阳能光电转换系统研究的两个关键方面：1、太阳光谱的分离器件研究；2、.【英文摘要】Considerable progresses have been made in the solar cell researches and applications since BELL Laboratories invented the world s first solar cell of about 6% efficiency in 1954 in United States. The photoelectric conversion efficiency of the present third-generation solar cells, the multi-junction (laminated)ones has been raised into nearly 43% on the basis of the first generation of silicon solar cells and the second generation of thin-film solar cells. However, with the improvement of the conversion effi.3. 相关的中文专著2篇（利用广东工业大学等图书馆馆藏检索系统）（1）太阳能LED路灯设计与应用作者周志敏 纪爱华出版时间2009-11-01出版社电子工业出版社页数273页价格￥38ISBN9787121096945内容简介本书结合我国绿色照明工程计划及国内外太阳能光伏技术，以及LED照明技术发展动态，全面系统地阐述了太阳能LED路灯的最新设计与应用技术。全书共7章，深入浅出地阐述了太阳能LED路灯的光伏系统、太阳能电池、VRLA蓄电池、VRLA蓄电池充电与LED路灯控制技术、LED固态光源与驱动技术、太阳能LED路灯设计、太阳能LED路灯安装与维护等内容。本书题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，通俗易懂，具有很高的实（更多）目录第1章 太阳能LED路灯的光伏系统1.1 太阳能光伏系统1.1.1 太阳能光伏技术及优势1.1.2 独立太阳能光伏系统构成1.2 太阳能路灯1.2.1 太阳能路灯构成及光源1.2.2 太阳能路灯的优势1.2.3 太阳能LED路灯第2章 太阳能电池2.1 太阳能电池原理及构造2.1.1 太阳能电池原理2.1.2 晶体硅太阳能电池发展及方阵2.2 太阳能电池的分类及规格2.2.1 太阳能电池的分类2.2.2 太阳能路灯电池板组件及构造（更多）（2） 太阳能LED照明系统作者陈育明出版时间2011-07-01出版社化学工业出版社页数238页价格￥48ISBN9787122106773内容简介由陈育明编著的太阳能LED照明系统系统介绍了太阳能LED照明技术的基本原理、系统构成和设计应用。全书共8章，第1章简要叙述了太阳能LED照明技术的背景、意义和基本原理；第25章主要介绍了构成太阳能LED照明系统的各部件的基本原理和使用特性，包括了太阳电池、LED光源、蓄电池和控制系统；第6章介绍了太阳能LED照明系统的设计；第7章介绍了太阳能LED照明系统的应用情况；第8章介绍了太阳能（更多）目录第1章绪论1.1太阳能资源应用概述1.2光伏发电技术1.3太阳能LED照明系统第2章太阳电池2.1太阳电池概述2.2太阳电池的基本特性2.3太阳电池的外部特性2.4太阳电池的发展第3章LED光源及其驱动技术3.1LED的工作原理3.2LED的光学特性3.3LED的电学特性3.4LED的热学特性3.5LED的封装技术（更多）4. 英文切题文摘3篇（利用万方数据库检索）（1）A high-performance stand-alone solar PV power system for LED lighting 中文篇名：高性能的独立太阳能光伏LED照明电源系统作者：Huang, B. J. Hsu, P. C. Wu, M. S. Chen, K.Y.母体文献：2010 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. v.1会议名称：IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC 2010) 35th会议时间：2010年1月1日会议地点：Honolulu, Hawaii, USA语 种：eng文摘：The present study developed a high-performance solar PV power technology for the LED lighting of a solar home system. The nMPPO (near-Maximum-Power-Point-Operation) design is employed in system design to eliminate MPPT. A feedback control system using pulse width modulation (PWM) technique was developed for battery charging control which can increase the charging capacity by 78%. For high-efficiency lighting, the LED is directly driven by battery using a PWM discharge control to eliminate a DC/DC converter. Two solar-powered LED lighting systems (50W and 100W LED) were built. The long-term outdoor tests have shown that the loss of load probability for full-night lighting requirement is zero for 50W LED and 3.6% for 100W LED. 文摘第一句翻译：本研究开发一个高性能的家用太阳能系统的LED照明太阳能光伏发电技术 。（2）Economic feasibility of solar-powered led roadway lighting中文篇名：太阳能供电的LED道路照明的经济可行性作者：M.S. Wu ；H.H. Huang ；B.J. Huang ；C.W. Tang ；C.W. Cheng期刊：Renewable energy EI SCI年，卷(期)：2009, 34(8)关键词：solar LEO lighting roadway lighting energy saving正文语种：eng文摘：The optical efficacy of light emitting diode (LED) has exceeded 72 lm/W in 2006. This implies that energy can be saved about 75%, as compared to mercury lamps widely used in roadway lighting. In some remote areas where the grid power cannot reach, independent solar-powered lighting using high-power LED provides a promising solution. However, the cost of solar photovoltaic device may cause the application of solar-powered LED roadway lighting to be not economically feasible. The present study investigates the design of the solar-powered LED roadway lighting using high-power LED luminaire (100 W) and estimates the installation cost for a 10 km highway with 2 lanes. LED luminaries are installed on both side of the road with staggered arrangement. The pole distance is 30 m. The cost comparison of LED lighting using grid and solar power with the conventional mercury lamps was carried out. It shows that the installation cost is 22 million USD for LED powered by grid power and 26 million USD for solar-powered. The total installation cost of conventional mercury lighting is 18 million USD. The excess cost of LED mainly comes from the cost of LED lamp and solar PV. But, the cost of power generation and electrical transmission line can be greatly reduced since about 75% energy was saved for LED. This permits the use of smaller copper wire and shorter line length for solar-powered system which in turn saves installation cost. The payback time for the excess investment of LED is 2.2 years for LED using grid power and 3.3 years for LED using solar power. 文摘第一句翻译：发光二极管（LED）的光效在2006年已超过72流明/瓦。 (3) Environmental and economical impact of LED lighting systems and effect of thermal management中文篇名：LED照明系统的环境和经济的影响和效果的热管理作者：Mehmet Arik ；Anant Setlur期刊：International journal of energy research EI SCI年，卷(期)：2010, 34(13)关键词：light emitting diodes LEDs solid state lighting SSL thermal management synthetic jets luminaire lamp energy environment正文语种：eng文摘：Solid-state lighting (SSL) technologies such as light emitting diodes (LEDs) have been of interest for the last 15 years. This article focuses on inorganic LED technology and their evolving applications, energy efficiency, and economic impact as well as the effect of thermal management on LED lighting systems. The efficacy of the best commercial 1W LED packages currently surpasses 120 lm/W, which is more efficient than typical metal-halide and fluorescent lamps. This high efficacy will eventually allow LED lighting systems to be used in specialty and general illumination applications. However, higher lumen requirements for LED systems will inevitably lead to significant thermal challenges at both the chip and the system level that need to be addressed to enable practical applications at low costs. In this article, the basics of LED lighting will be discussed first. It will be followed by the potential economic benefits for high efficiency LED lighting systems in the general illumination market. We will then discuss the thermal challenges and possible candidate cooling technologies in LED lighting systems. 文摘第一句翻译：发光二极管（LED）的固态照明（SSL）技术已经过去15年了。 二、综述部分 太阳能LED路灯的绿色储能系统 邹 勇 桥 微电子学08级（1）班3108008035摘要：为了推进太阳能路灯的绿色储能系统发展,在比较了传统蓄电池储能主要特点的基础上,推出了一种新型超级电容器型电池的绿色储能系统,并给出了由其组成的蓄电路灯系统结构及超级电容器应用电路。控制电 路经济可靠，并 且对超级电 容器具有过充过放保 护。驱动电路采用价格 低廉的电压 电流变 换电路，解决了使用昂贵 的 专用驱 动器这一问题。关键词：太阳能LED路灯 超级电容器型电池 储能系统 驱动电路 节能环保引言 太阳能是一种绿色可再生能源，而光伏电池正是将这种太阳能转换成电能，节省了大量的能源 。太阳能光伏发电主要是利用半导体太阳电池的光伏效应发电。太阳能电池由于具有效率高、重量轻、体积小、寿命长、无噪声、无污染、维护少、使用安全、便于携带和利用方便 等优点，在空间利用和地面利用中备受青睐。发光二极管具有不易燃烧、寿命长、发光强度高和发光面积大等优点 。将二者组合起来的太阳能灯具是目前广泛使用的绿色环保灯具。正文1. 超级电容器型电池 超级电容器作为一种新型储能元件，这是一种以双电层为 原理，采用多孔 碳材料为电极的EDLC超级电容，拥有大数千法的电容量，其性能介于传统充电电池和普通电容器之间 的电子元件，可以在很短的时间 内充满电，同时又如其他充电电池一 般可储存大量能量；放电时利用移动导体间的电子（而不依靠化学反应)释放电流，从而为灯具提供电源 。由于其优异的性能，EDLC超级电容在很多方面可以替代对环境有污 染的蓄电池。目前应用在太阳能灯具上的超级电容的显著特点如下：（）几乎没有充放电次数限制。（）无记忆效应。（）免维护。（）温度范围宽。（）极高的充电效率（ 适合所有天气状况，包括雨天）。（）快速充电（晴天为，雨天为）。目前，超级电容器的电容量可以达到5000，体积仅仅为7060165，可以在短时间放电（如1的时间内释放5000的峰值电流），国内的水平与国际先进水平接近，如锦州百纳电气有限公司的超级电容器35002.7、600、2.7超级电容器的性能与国外最先进的产品相同。2. 绿色储能系统 2.1 系统构成 应用超级电容蓄电的太阳能路灯，在电路上与使用其他蓄电池的灯具基本一致，主要由太阳能电池、控制电路板 、超级电容和发光等几部分组成。其组成结构框图如图所示。 图1 超级电容蓄电结构组成框图 太阳能路灯使用超级电容蓄电，可以大大提高充电转换效率，延长灯具使用寿命，性能有明显的提高，是真正意义上的绿色环保，现阶段虽然单体价格比蓄电池高，但寿命长（有的可使用10年以上），平均下来价格时间比大于蓄电池。由于超级电容端电压的最大值为 2.75，所以 ，太阳能电池一般可采用串联个的接法（输出电压最大值为51.552.75）。超级电容在放电过程中的电压变化较大，要充分利用存储在电容中的能量，还需要采用DC/DC转换器。在更高要求的设计时，可选择最低输入工作电压为的，在要求工作以上，电流设为5，考虑转换效率及超级电容公差范围，本设计的相关参数计算结果如下：负载选用100个，单个额定电压为 1.2，这样负载的功 率为10051.20.6；太阳能电池板采用单块输出电压为0.6共28个串联，这样输出电压为280.616.8；储能单元的超级电容则采用单体耐压2.7容量为100的电容器7只串联，再4只并联 ，共49只，这样超级电容器组的电压为72.718.9，容量约为100。 2.2 控制电路 图2 主电路图 主电路原理图如图所示，图中VD1为齐纳二极管，VD5为发光二极管。SC1、SC2相当于太阳能电池，当外界有阳光照射时,经SC1、SC2将光能转变成电能。同时，向电容器C1、C2充电。当端的 电压达到时，电容器C1、C2将停止充电。这时，由于稳压二极管 VD1 的作用，电能就经R1、R2向 KA431流去。VT2处于饱和状态，没有电流 流入 的驱动电路，因此发光二极管不会发光。当外界阳光继续照 射时，SC1、SC2相当于太阳能电池，经SC1、SC2将光能转变 成电能。同时，继续向电容器C1、C2充电。当端的电压再次达到5V时，电容器C1、C2又将停止充电。这时，电能又将经过R1、R2向KA431流去，使得 VT2处于饱和状态，进而发光二极管仍然不会发光。当夜晚来临时，外界没有了阳光照射，电容器C1、C2将会向外电路放电，由于稳压二极管 VD1的作用，电流只能向电压电流转换电路流入。当开关闭合时,端处于低电位状态，VD3导通，使得CC4093无法工作，LC振荡电路停振，发光二极管不会发光。在开关断开时，点处于高电平状态，这时LC振荡电 路起振，产生了方波。再 通过VD4与LED的电压电流变换器的驱动器相连，这使白光LED得到矩形波电压，形 成了外界的灯闪烁，这也就成了浮标灯。若要使灯光不闪烁，可以不采用振荡电路，这样就避免了灯的闪烁 。 2.3 驱动的电压电流变换器电路针对一般的驱动电路必须使用昂贵的LED升压型变换器芯片这一问题，在这里设计了一种用超级电容器作为蓄电池的驱动电路，改进了以往的不足。使用此电路最大的优点在于可以不需要变换器的芯片来驱动发光。这样，就可以节省下花在变换器芯片上的昂贵费用，从而降低了制造成本。有时候人们需要一节1.5电池来驱动一只白色发光二极管（）。令人遗憾的是，白色的正向电压为。所以必须使用一个变换器才能使用一节电池驱动白色。利用图所示 的简单电路，仅用几只元件就可以驱动一只白色或两只串接的绿色。该电路是一种电压 电流变换器，能把电池电 压变换成流过的电流 。对于的亮度，可以通过调节电阻的阻值，从而改变流过的电流来控制。如图所示，当电阻给晶体管馈送基极电流后，导通,的集电极通过使导通，若此时刚好截止，则流过电感器的电流不断增大。流经的电流增大斜率是电