摘 要： 本文主要对太阳能草坪灯的主要部件的设计、选型等技术问题做一个探讨，并介绍一种基于51单片机的新型太阳能草坪的设计方案，已达到节约能源、提高太阳能草坪的性能的目的。
关键词： 太阳能、草坪灯、单片机
一、前言
随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的安全环保新能源越来越受到重视。随之各类太阳能景观装饰产品也应运而生，作为一种理想的草坪灯灯具。太阳能草坪灯也将随着人们生活水平的提高和社会的不断发展，而被广泛的应用。本文就太阳能路灯的主要部件的设计、选型等技术问题做一个探讨，并介绍一种基于51单片机的新型太阳能草坪的设计方案。
二、太阳能电池的选择
（一） 类型
太能能电池将太阳能转化为电能。较实用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池三种。
1.单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定，适合在阴雨天比较多、阳光不是很充足的南方地区使用。
2.多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅低，适合在太阳光充足、日照好的东西部地区使用。
3.非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外太阳光不足的地方使用。
（二）工作电压
太阳能电池的工作电压约为配套电池电压的1.5倍，才能保证给蓄电池正常充电。如给3.6V蓄电池充电需要用4.0～5.4V太阳能电池。给6V蓄电池充电需要用8～9V太阳能电池。给12V蓄电池充电需要用15～18V太阳能电池。
（三）输出功率（Wp）
太阳能电池的单位面积输出功率约为127Wp/m2。
太阳能电池一般由多个太阳能单元电池串联组成，其容量取决于照光源、线路传输部件所消耗的总功率以及当地太阳能辐射能量。太阳能电池组输出功率宜超过光源功率的3～5倍：光照丰富、开灯时短地区为（3～4）倍以上，反之为（4～5）倍以上。
三、蓄电池的选择
蓄电池在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到夜晚需要照明的时候再释放出来。
（一）类型选择
1.铅酸（CS）蓄电池：使用于低温高倍率放电，能力偏低，目前大部分太阳能路灯采用。密封免维护，价格低。但要注意防止铅酸污染，应逐步淘汰。
2.镍镉（Ni-Cd）蓄电池：放电倍率高、低温性能好，循环寿命长，小型系统采用，但应注意防止镉污染。
3.镍氢（Ni-H）蓄电池：高倍率放电，低温性能好，价格便宜，无染，为绿色环保电池。可为小型系统采用，这种产品宜大力提倡。
目前，广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。
（二）蓄电池连接
并联连接时，要考虑各单体电池间的不平衡影响，并联组数不宜超过4组。安装时要注意，蓄电池的防盗问题。
四、基于51单片机的新型太阳能草坪灯
图中U2为高精度、低功耗的电压比较器LM393，C6为蓄电池、BT1为太阳能电池板。当有太阳光照射到太阳能电池板BT1上时，太阳能电池BT1两端的电压升高，给蓄电池C6充电，电容C1、C2滤波。D1是防止太阳能电池板被蓄电池反充电的，保护太阳能电池板。电位器R1是用来调节LM393的反向端电压，调节太阳能草坪灯的开关灯时间，当白天太阳能电池板BT1有太阳光照射时，两端的电压升高，通过R1分压，使LM393芯片反向端2脚的电压高于同相端3脚，LM393从1脚输出低电平，使三极管Q1截至，51单片机U1没有上电。
当到夜晚太阳能电池板BT1两端的电压降低时，通过R1分压，使LM393芯片反向端2脚的电压低于同相端3脚，LM393从1脚输出高电平，三极管Q1导通，51单片机上电工作。
51单片机依次导通4路彩色LED，依次循环，直到白天时，51单片机掉电停止工作。
51单片机程序如下所示：
uchar a=0;
uchar b=0x01;
//void delay(uint z);
void init()
{
//P2=0;
P2=b;
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
//delay(100);
TR0=1;
}
void main()
{
init();
while(1);
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
a++;
if(a==60)
{
a=0;
b=_crol_(b,1);
if( b==0x10)
b=0x01;
P2=b;
}
}
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
五、结束语
目前，太阳能产业还处于起步阶段，还有很多问题有待解决。类如太阳能电池板的装换效率较低、太阳能电池板价格较高等问题都制约着太阳能产业的发展，但太阳能做为新型的绿色能源，在照明这个领域应用前景广阔。
参 考 文 献：
[1].刘跃群，王强，刘卓炯，光源电器和应用技术[M],化学工业出版社；2003:22~49
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[3].王晏 甘贵林，太阳能路灯在城市中的应用探讨[J]，青海科技；200812（4）：10-13