Struktur eines Solarbeleuchtungssystems

Das Solarbeleuchtungssystem besteht aus einer Mikrocomputer-Hauptsteuerung, einem Solarmodul, einem Ladegerät und Entlader, einem Akku, einer LED-Lichtquellentreiberschaltung und LED-Leuchten. (1) Mikrocomputer-Hauptsteuerung: Die Mikrocomputer-Hauptsteuerung bildet das Steuerzentrum des gesamten Solarbeleuchtungssystems. (2) Ladetreiberschaltung: Die Ladetreiberschaltung besteht aus einem MOSFET-Treibermodul und einem MOSFET. Das MOSFET-Treibermodul verfügt über eine Hochgeschwindigkeits-Optokoppler-Isolation, einen Emitterausgang, Kurzschlussschutz und eine Schnellabschaltfunktion. Der verwendete MOSFET ist ein isolierter, energiesparender, speziell für Mikrocomputer entwickelter Schaltnetzteil-IC. Der Eingangsspannungsbereich für den LED-Betrieb liegt zwischen 150 und 200 V, der Ausgangsstrom zwischen 8 und 9 A. Das System zeichnet sich durch einen weiten Eingangsspannungsbereich, eine gute Spannungs- und Lastregelung, eine hohe Störfestigkeit und einen geringen Stromverbrauch aus. Die Ladetreiberschaltung lädt den Solarakku und beinhaltet entsprechende Schutzmechanismen. (3) LED-Ansteuerschaltung: Sie besteht aus einem IGBT-Treibermodul und einem MOSFET und dient der Helligkeitsregelung und dem Ein-/Ausschalten der Straßenlaterne. (4) Solarzellengruppe: Die Solarzellengruppe besteht aus Solarzellen (Betriebsspannung ca. 0,5 V, Betriebsstrom ca. 20–25 mA/cm², Fläche 10 cm × 10 cm), die in Reihe und parallel zu Modulen geschaltet sind. Ein Standardmodul umfasst 36 Einzelzellen und erzeugt somit eine Spannung von ca. 17 V. Dadurch entsteht ein Akku mit einer Nennspannung von 12 V. Benötigt das System höhere Spannungen und Ströme, können mehrere Module zu einem Solarzellenfeld zusammengefasst werden, um die erforderlichen Werte zu erreichen. (5) Akku: Da die von der Photovoltaikanlage erzeugte Energie nicht immer den Bedarf der elektronischen Verbraucher deckt, kann der Akku die Verbraucher auch dann versorgen, wenn die Photovoltaikanlage selbst nicht genügend Leistung liefert. Ein Energiespeicher ist erforderlich, wenn die elektronischen Verbraucher nachts oder an bewölkten Tagen betrieben werden sollen. Die Speicherkapazität der Batterie ist so ausgelegt, dass sie den durchschnittlichen täglichen Strombedarf der Elektronik im autonomen Betrieb deckt. Im Allgemeinen sollte sie den Stromverbrauch der Nachtbeleuchtung für 5 bis 7 Tage decken können. In netzunabhängigen Photovoltaikanlagen wird die von den Photovoltaikmodulen erzeugte elektrische Energie nicht immer gleichzeitig verbraucht, weshalb in den meisten dieser Anlagen Batterien erforderlich sind. (6) Kommunikationsgerät: Besteht aus einem drahtlosen Datenübertragungsmodul. Dieses Modul unterstützt GPRS und verfügt über eine RS-232-Schnittstelle. Die Kommunikationsreichweite beträgt bis zu 100 Meter, und die Störfestigkeit ist hoch.