1 引言
太陽能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源，日益受到世界各國的重視。西藏地區(qū)，地廣人稀，太陽能光伏發(fā)電成為首選。西藏地區(qū)最為迫切的問題不是廣泛建立光伏發(fā)電站，具體原因有：首先，光伏發(fā)電站的建站成本高，目前，其成本是采用燃煤發(fā)電的10倍左右；另一方面，要考慮到維護成本，如果設備在交付使用后，終身由供貨公司維護，勢必付出高昂的維護經費，尤其設備安裝在偏遠山區(qū)，維護不方便。而高昂的成本使太陽能光伏發(fā)電設備在西藏地區(qū)推廣步履維艱。該系統(tǒng)是為西藏地區(qū)藏式建筑設計的一個太陽能光伏發(fā)電照明系統(tǒng)，可嵌入到建筑材料中，使用方便。

2 設計思路
通過調查發(fā)現(xiàn)，藏民們最希望解決照耀和手機充電問題。不難看出，采用小型化的光伏發(fā)電系統(tǒng)解決藏民的切身問題才是關鍵。西藏地區(qū)的陽光充分，藏式建筑多是南北朝向，并且在朝向南方的地方設置陽臺或窗戶。如果在靠南的墻上設計一個壁柜形狀的“磚”，在這塊“磚”靠墻外處安裝上太陽能光伏電池板，而“磚”靠墻內處則安裝上照明負載、手機充電接頭及控制面板，那么，這塊壁柜照明“磚”可同時解決照明和手機充電問題。光伏充電系統(tǒng)、蓄電池、系統(tǒng)控制板、太陽能光伏充電控制器等電子設備全部安裝在壁柜“磚”內，同時，為了方便更換電池，把太陽能壁柜磚設計成能夠像壁柜一樣，可以通過合頁打開(安裝高度宜為1．5 m處，方便用戶操作)。
為了使該系統(tǒng)能夠為廣大藏民所接受，必須考慮以下幾點：(1)由于終端用戶是廣大藏區(qū)，因此系統(tǒng)控制界面必須考慮藏文界面、漢字界面以及藏語提示3種功能，使人機交互更加人性化，方便藏民使用；(2)在偏遠山區(qū)，夜晚藏式建筑室內光線很弱，必須增加遙控功能；(3)在系統(tǒng)充電時，必須考慮兩級保護措施，即：硬件電路保護和軟件電路保護，以免在誤操作情況下系統(tǒng)無法正常工作；(4)為了保護鉛酸蓄電池，必須使用功率稍大的太陽能電池板，提高充電效率，避免鉛酸電池處于虧損狀態(tài)，從而可以延長蓄電池的使用壽命。

3 系統(tǒng)硬件組成
系統(tǒng)硬件主要由SPCE061A主控板、太陽能電池板、太陽能充放電控制器、蓄電池組成，如圖1所示。

圖1中，LCD采用SPLC501模組，通過SPCE061A直接控制，配合鍵盤輸入來設置和顯示系統(tǒng)的相關信息；狀態(tài)指示燈直接顯示系統(tǒng)當前的狀態(tài)(如充電狀態(tài))；鍵盤設計比較簡潔，主要仿造鼠標的操作來設計，使用戶對系統(tǒng)的設置和操作簡單化，共設置3個鍵：上翻、下翻和確認鍵；語音提示則使用SPCE061A的DA通道，經過由SPY0030構成的音頻放大電路直接輸出到揚聲器；太陽能電池板的開路電壓為20 V，考慮到對蓄電池的保護，選用8 W型號；蓄電池選用20AH，DC12V型；最后，在控制器引出多路強制開關和負載輸出接口。