超级电容器在太阳能灯中的应用

       

 

随着全球能源的不断紧缺如何节能、环保成为世界的主题，太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的理想的清洁能源。超级电容是近些年兴起的绿色储能元件，因此超级电容器太阳能灯必将成为绿色照明中的主力军。由于无需安装其它电源。主动发光而且能够根据光的强弱控制灯的开关。可以安装在小区,广场,步行街等场所。

超级电容器太阳能灯器件选择

1、光源的选择

    LED有寿命长,节能,安全,绿色,环保等显著优点.LED的寿命可以长达10万小时以上,工作电压也很低,很适合与太阳能配合使用.颜色也有多种.数量可根据需要照明的亮暗程度调整.由于LED的离散性很大,同一型号也有很大差别,并联时需均流.我们选择额定电压为3V,额定电流为20ma的中亮的LED作为光源,颜色为白色.也可选择其他颜色有绿,蓝,紫.也可选择超高亮度的LED.

2、超级电容的选择

由于太阳能电池输入电压不稳定,同时太阳能灯当周围光线弱时才发光,必须配备蓄电装置.但是由于现在的蓄电池的寿命短,,有污染而且太阳能电池和LED灯的寿命都在10年以上,这样由于蓄电池的寿命与太阳能电池和LED灯的差距给整个草坪灯系统的维护带来了麻烦.并且蓄电池还需要过充过放保护,并且其化学结构使其不能大电流充电,所以我们选择超级电容器做为储能装置.超级电容器是最近几年才兴起的一种储能装置,.他的功率性能要比蓄电池好的多,充电速度快,不存在过放的问题,寿命长充放电可以达到数十万次,它是一种绿色能源;并且超级电容器可焊接,因而不存在蓄电池那样的不牢固现象.

超级电容器太阳能灯电路设计

太阳能灯可由控制电路、升压稳压电路、光控电路构成电路结构入图1所示。

一、控制电路

1、充电稳压电路

    由于太阳能电池的电压会随着光照的强度变化不稳定，会对电容造成损害，所以需要在充电系统中设计稳压电路。

    2、防止反充电控制电路

防止反充电路保证在太阳能电池输出电压低于超级电容的电压时，超级电容不会反向充点给太阳能电池，以免造成不必要的能量损耗。

二、LED驱动升压稳压电路

   由于选用的LED额定电压为3V，而我们超级电容的单只电压为2.5V，低于3V因此需要有升压电路来驱动LED。市场上这种DC/DC种类很多。还有专门为太阳能产品生产的DC/DC。

三、光控电路

由于太阳能草坪灯需要光控开关来控制LED，当周围的光线变暗时，点亮LED，光线变亮时关闭LED。可以采用太阳能电池作为光敏开关，因其光特性比光敏电阻要好。

该设计主要适用于各种装饰灯，草坪灯等小功率的太阳能照明装置。在光控电路中加上脉冲触发器后可以使LED闪烁，可以用做太阳能道钉灯等。

图1 超级电容器太阳能灯结构图