户外太阳能灭蝇灯的设计

李龙 唐思均 钱新杰

摘要：灭蚊灯是一种新型、高效、环保的蚊蝇捕杀器，对农业种植中病虫的防治非常有效。近年来，随着太阳能光伏面板功率的提高和价格的不断下探，各种新型太阳能产品不断问世，本文提出一种以太阳能为电源的灭蝇灯，具有环保、结构简单、寿命长、成本低的特点。

关键词：太阳能、光伏发电、单片机

一、引言

灭蝇灯利用昆虫昼伏夜出、趋光性的特点，以光照吸引夜间活动的蚊蝇，并对其实施灭杀，在农田、公园、绿化带等区域应用的比较广泛。昆虫的主要活动、繁殖时期是从每年的春末至秋初，这段时期也是我国大部分地区日照最为充分的时期。以四川地区为例，全年日照时间1300小时左右，春早冬迟，夏季气温高、日照时间长，太阳能较为丰富。本文提出一种太阳能灭蚊灯的设计方案，在白天利用太阳能发电对蓄电池进行充电，夜间由蓄电池放电点亮灭蚊灯，起到了节能、环保的作用。

二、系统结构

在本设计中，由单片机作为控制器，当检测到的日照强度满足发电条件时，进入发电模式；当夜幕降临光照不足时进入夜间工作模式由蓄电池向灭蚊灯供电。为了避免因阴雨天气导致白天光照不足而进入夜间模式控制要进行定时，在白天期间禁止进入夜间模式，同时还对蓄电池的充电过程中进行充电保护，下图为本设计的结构原理图。

三、系统设计

1.灭蝇灯的选用

本系统采用蓄电池供电，因此选用的灭蝇灯须为直流电源型。目前市场的同类产品非常多，工作原理大同小异。以自动型农用光谱频振式杀虫灯为例，其工作电压直流12V，功率不大于20瓦，寿命在一万小时左右。该灯利用紫外光引诱害虫至光源处，光源外配置高压电网，电击害虫后掉落掉下方的容器中，对大部分常见的害虫有良好的扑杀作用，且对环境不造成任何影响。

2.电源系统

电源系统由光伏发电模块、太阳能控制器模块和蓄电池三部分组成。在本系统选用12v铅酸电池作为储能系统，根据系统的工作时间选择相应的光伏发电面板。夏季蚊虫的活动习性与天气有关，天气炎热时昆虫活动频繁，阴雨天气时昆虫活动较少，且夜晚昆虫的主要活动时间从夜间8点至凌晨5点，共10个小时，为了保证在连续阴雨情况下电池的电量可以至少工作3个夜晚，蓄电池的容量要足够大，在本系统中选用12V、36AH容量的铅酸蓄电池。

3.太阳能控制器

太阳能控制器全称为太阳能充放电控制器，在太阳能发电系统中，由它将面板输出的电力转换后对蓄电池进行充电，不能将光伏面板的输出直接接到直流用电设备上，选型时注意根据蓄电池的充电电压来选择，本设计中选择12伏、10安类型的控制器，其充电电流为10安，充电时分为快充和浮充，当电池内电量较低时处在快冲模式，电池充满后因电池自放电或其他损耗电量略微减少时，处于浮充模式补充电能，该类型产品适用于小型光伏发电系统，在连接过程中注意连接顺序，先接蓄电池再接光伏面板输出端，否则可能烧毁控制器；该产品具有防反接、防过充、防短路的有点，特别适合家用太阳能发电系统。

3.光伏面板

目前市场上的光伏发电产品种类繁多，输出功率从几十瓦到数百瓦，输出电压按电压等级从十几伏到几十伏不等。光伏面板的选型需根据当地日照情况、电池的容量和太阳能控制器来确定。本设计中选用100瓦的单晶太阳能板，输出电压18v、最佳工作电压6安，输出电压满足太阳能控制器的要求，夏季在光照正常的情况下可在6-8小时内将蓄电池充满。光伏面板输出的功率与日照强度、日照时间、气温、安装角度等有关，安装时需将面板调整至最佳角度。

4.控制系统

控制器在本设计中的主要作用是定时和检测光照强度，控制器采用单片机，光照强度检测有集成的模块可供使用，当前系统处在充电还是放电的状态由时间和光照强度共同决定，增加定时的作用是为了避免极端天气下尽管处在白天却因光照不足错误的进入放电状态，定时可有单片机内部的定时器实现。

5.其他硬件

系统中要有必要的安全保护，例如防雷、防雨及接地等，夏季自然灾害较多、工作的条件比较恶劣，系统在安装时注意安装强度，避免因狂风、暴雨、雷电、冰雹等强对流天气照成经济损失和人员伤害。

四、结束语

近年来人们的环保意识逐步建立，传统的化学药剂容易对作物造成污染。采用太阳能灭蚊器能减少病虫灾害，也避免了在农田中安装供电系统带来巨大的经济投入和管理成本，部分农业地区电力系统比较落后，采用太阳能发电可以有效的解决此问题，扑杀的蚊蝇可以作为非常好的蛋白质供鱼塘、饲养使用，有助于绿色农业的发展，。本方案也可用于小区绿化带、公园等地方使用，有很好的应用价值。

参考文献

[1]金步平 陈哲艮.《家用太阳能光电照明系统》 照明工程学报.2001

[2]鞠振河.《太阳能路灯系统的优化设计》可再生能源.2007

[3]韩文颖 赵明君.《适合铅酸蓄电池充电的太阳能充电器》科技创新与应用.2013