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作者:九一照明    来源:九一照明    发布时间:2020-10-16 04:26    浏览量:

  太阳能杀虫灯的设计与应用_李正鹏_城乡/园林规划_工程科技_专业资料。第 39 卷第 11 期 · 学术 Vol.39 Nov.11 第 39 卷第 11 期 湖 南 农 机 HUNAN AGRICULTURAL MACHINERY 2012 年 11 月 Nov.

  第 39 卷第 11 期 · 学术 Vol.39 Nov.11 第 39 卷第 11 期 湖 南 农 机 HUNAN AGRICULTURAL MACHINERY 2012 年 11 月 Nov.2012 太阳能杀虫灯的设计与应用 李正鹏, 罗倩倩 (湖北文理学院 物理与电子工程学院 ,湖北 襄阳 441053) 摘 要: 文章首先介绍了太阳能杀虫灯的杀虫原理, 接着介绍了太阳能杀虫灯的组成, 分析了部分的工作原理、 工 作特点; 简要介绍了设计方法和设计中的一些体会, 后展望了太阳能杀虫灯的发展前景。 关键词: 太阳能光伏组件; 杀虫灯; 控制器; 蓄电池组 中图分类号: TM923.5 文献标识码 :A 文章编号 :1007-8320 (2012 )11-0065-01 Design and Application of Solar Insecticidal Lamp LI Zheng-peng, LUO Qian-qian (College of Physics and Electronic Engineering, Hubei university of of arts and sciences, Xiangyang,Hubei 441053, China) Abstract: The first solar killing lamp insecticidal principle, then solar killing lamp composition analysis of a part of the works, work characteristics; brief introduction to some of the design methods and design experience, and concludes with an outlook the prospects for the development of the solar insecticidal lamps. Keywords: solar photovoltaic modules; insecticidal lamps; controller; batteries 太阳能杀虫灯是一种利用太阳能光伏发电系统作为电源 的杀虫灯, 是一种绿色环保型产品。 原来的杀虫灯采用市电供 电, 由于杀虫灯一般在果园和农田中使用, 这样增加了接电线 而采用太阳能充电、 蓄电池储能的太阳能杀虫灯就不 的难度。 用接市电, 系统独立方便移动。在春夏季虫多的季节, 可以安 装放在适当的位置, 秋冬季可以放在仓库中进行保管。目前, 太阳能杀虫灯在农业生产中已经大规模应用。 在众多太阳光 辐射能转换为电能, 或送至蓄电池中存储起来。 电池中较普遍且较 实用的有单晶硅太阳能电池、 多晶硅太阳 能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足 H 照好的 东西部地区, 采用多晶硅太阳能电池为好, 因为多晶硅太阳能 电池生产工艺相对简单, 价格比单晶硅太阳能电池低。 在阴雨 阳光相对不是很充足的南方地区, 采用单晶硅太阳 天比较多、 能电池为好, 因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。 非晶 硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好,太阳能路灯价格因为非晶硅 太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。另外第二代太阳电 池的研制, 即将取得突 破性进展, 其核心部件是一种可粘接 的薄膜, 即薄膜太阳能电池材料。 (2 ) 太阳能杀虫灯控制器。太阳能杀虫灯中,太阳能路灯价格 一个性能良 好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用 寿命, 必须对它的充电放电条件加以限制, 防止蓄电池过充电 在温差较大的地方, 合格的控制器还应具备温度 及深度充电。 补偿功能。 同时控制器应兼有系统控制功能, 具有光控、 时控、 雨控等功能, 并应具有夜间自动切控负载功能, 便于阴雨天延 长路灯工作时间。 (3 ) 蓄电池。 由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳 定, 所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。 一般采用铅酸蓄 电池、磷酸铁锂电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原 则: 首先在能满足夜晚照明的前提下, 把白天太阳能电池组件 的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜 晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的 需要, 蓄电池过大, 一方面蓄电池始终处在亏电状态, 影响蓄 电池寿命, 同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、 负载功率 相匹配。 可用一种简单方法确定它们之间的关系。 太阳能电池 功率必须比负载功率高出 4 倍以上, 系统才能正常工作。 太阳 能电池的电压要超过蓄电池的工作电压 20 ̄30%,才能保证 给蓄电池正常负电 。蓄电池容量必须比负载 (下转第 67 页 ) 1 太阳能杀虫灯的杀虫原理 太阳能杀虫灯借鉴黑光灯的基本原理及应用经验,利用 害虫的趋光波特性,将频振波作为一项诱杀害虫成虫新技术 应用于灭虫器械, 并将光的波长范围拓宽为 320 ̄400nm, 增加 了诱杀害虫的种类; 利用光近距离、 波远距离引诱害虫成虫扑 灯, 灯外配以频振高压电网采用非接触式方式, 达到杀灭害虫 控制虫害的目的。太阳能杀虫灯无需市电, 不用挖沟拉线, 天 黑灯亮, 天亮灯熄, 并且对人畜安全, 可用于大田防治, 同时也 可作为害虫测报工具。 2 太阳能杀虫灯的组成 太阳能杀虫灯由以下几部分组成:太阳能电池板、控制 器、 蓄电池组、 黑光灯、 灯壳和灯杆。系统的工作原理是: 在控 制器的控制下, 白天太阳能电池板向蓄电池组充电, 晚上蓄电 池组提供电力给杀光灯负载。控制器在任何情况下 (阳光充足 或长期阴雨天 ) 都能确保蓄电池组不因过充或过放而损坏, 同 时具备光控、 时控、 声控、 温度补偿及防雷、 反极性保护等功能。 (1 ) 太阳能电池板。 太阳能电池板是太阳能路灯中的核心 部分, 也是太阳能路灯中价值的部分。 其作用是将太阳的 收稿日期: 2012-09-28 作者简介: 李正鹏(1983- ), 男, 湖北宜城人, 讲师, 硕士, 主要研 究方向: 嵌入式系统。 第 39 卷第 11 期 金 花 : 开关电源稳定性和控制环路补偿研究 67 应该减小, 从而获得整个工作区间的规范条件。 对一些单元进 行检查给出工作特性的变动范围, 后, 要检查环路, 采用增 益和相位测量方法 (伯德图 ) 来获得增益裕度和相位裕度从而 确保整个系统不是条件稳定的。 完整的伯德图是一种很好地体现出整个电源系统动态响 应性能的方法,伯德图可以将部分或全部开环哄闭环系统的 增益和相位角以图表的方式表示出来,是建立在十被频程上 大部分的稳定电源都有很大的直流增益, 从而有一个明确 的。 的输出电压, 这种高增益使我们很难对开环系统进行测量。 开 环系统中,直流或交流输入电压上的一个很小的变动都会使 输出突增至满输出, 工作方式变成非线性, 所要求的直流工作 点也不能保持, 因此, 一般都采用测量闭环系统的伯德图。 测量闭环伯德图的增益和相位时采用的一个常用方法图 1 所示: 部分包括变换器和脉宽调制器,第二部分是电源内 的补偿控制放大器, 测量设备包括变压器 T1, 电压表 V1, V2, 振荡器 V3,.他被接在外部输出端 (+OUT ) 和传感器 (+S ) 之间, 变压器 T1 有较低的输出阻抗和较宽的带宽 。也提供了一条 直流环路使控制环不因直流条件改变而断开。 振荡器通过变压器引入一个很小的串联型电压至环路 。 流入控制放大器的有效交流电压由电压表 V1 测量,输出端 的交流电压则由电压表 V2 测量 (电容器 C1 和 C2 起隔直流 电流的作用)。V2/V1(以分贝形式)为系统的电压增益。相位差 就是整个环路的相移(在考虑到固定的 180°负反馈反相位之 以使全部控制环路都在其正 后)。输入信号电平必须足够小, 常的线性范围内工作。 测量好脉宽调制器和功率变换器部分的传递特性,就可 以确定补偿控制放大器的参数了。首先找出开环曲线中极点 过多处对应的频率, 在对应的频率引入零点, 然后再找出零点 对应的频率, 在对应的频率周围引入极点。 对于电压型控制系统正确的做法是减少脉宽调制器和功 率变换部分的增益, 让他远小于单位增益, 或也可以使用大于 单位增益的反相放大器连接到普通的放大器的反相输入端 。 对于电流型控制系统中存在分谐波不稳定的问题,常用的 就是斜率补偿, 在这个补偿的方法中, 讲恒定幅值的时变电压 和电流的模拟电压相加,使加到脉宽调制器的波形的斜率至 少加倍, 这样可以消除分谐波不稳定。 图 1 测量闭环伯德图 (上接第 65 页 ) 耗量高 6 倍以上为宜。 用时间/当地日照系数 *2.3 (逆变器为 2.5) 。当地日照系数 即为当地日照均辐射量。 (2 ) 蓄电池的容量计算。蓄电池容量 = 光源用电功率 × 每天所用时间/用电电压 ×连续阴雨天 1.5(损耗系数)。另 外根据经验数据, 太阳能电池组件额定输出功率和灯具, 输入 功率之间关系在华东地区大约是 2 ̄4: 1。 (4 ) 杀虫灯。 太阳能杀虫灯采用何种光源是太阳能杀虫灯 是否能正常使用的重要指标,一般太阳能杀虫灯采用 12V 6 ̄15W 的直流黑光灯, 黑光灯是一种特制的灯, 该灯所发射 照度低, 所以把这种 的紫外线光对人和鱼无害, 只是亮度小 、 光的灯叫 “黑光灯” 。试验证明, 许多昆虫(大部分为农业害虫) 对 300 ̄400nm 的紫外线敏感, 有的趋光性, 而黑光灯 的发光波长在 365nm 左右, 因而是一种诱引昆虫比较理想的 灯源。 (5 ) 灯杆及灯具外壳 。 灯杆的高度一般设计在 2 ̄3m 之 间, 灯杆太高不利于昆虫飞行, 灯杆太低不利于防盗。灯具外 观要求不高, 相对实用就行。 4 结语 目前, 太阳能杀虫灯有水杀式和电击式两种类型, 产品被 广泛应用在农业 、 果园 、 蔬菜基地 、 公园等各种需要灭虫的场 所。为广大农作物种植基地生产无公害优质的农产品提供了 可靠的科技保障, 因此, 太阳能杀虫灯是一种高科技无污染的 物理灭虫设备, 值得推广。 参 考 文 献 [1]中国太阳能利用协会.新编太阳能产品设计与太阳能利用新技术新 工艺实务全书[M].北京: 中国科技文化出版社, 2007. [2]马文会, 戴永年, 杨斌等.加快太阳能级硅制备新技术研发, 促进硅 资源可持续发展[J].中国工程科学, 2005, 增 刊: 91-94. [3]姜祥元.太阳能路灯的设计与应用[J].福建建筑, 2008, (7 ) : 95-97. 3 太阳能杀虫灯的设计 太阳能杀虫灯的设计需要的基本数据主要有:现场的地 理位置, 包括地点、 纬度、 经度和海拔高度等; 安装地点的气象 资料, 包括逐月的太阳能总辐射量 、太阳能路灯价格 直接辐射量及散辐射量, 年平均气温和 气温, 长连续阴雨天数, 风速 及冰雹、 降雪等特殊气象情况。以下做简要计算的介绍。 (1 ) 电池板的功率计算。 电池板功率 = 负载功率×灯具所
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