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太陽能電池發(fā)電量實時監(jiān)控系統(tǒng)

目錄:行業(yè)動態(tài)星級:5星級人氣:-發(fā)表時間:2010-06-02 11:15:00
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  可再生能源太陽能發(fā)電可分為太陽能光發(fā)電(又稱光伏)和太陽能熱發(fā)電兩大類,后者由于技術(shù)比較復(fù)雜,只能用于比較大的容量,應(yīng)用受到一定限制,所以目前實際應(yīng)用較少。太陽能光發(fā)電具有取之不盡,用之不竭,無污染等諸多優(yōu)點(diǎn),已成為人類尋求新能源的熱點(diǎn)。但同時又存在應(yīng)用間歇性,發(fā)電量與氣候條件有關(guān)的缺點(diǎn)。因此,為提高太陽能電池的利用率,實時監(jiān)控發(fā)電量是很有必要的,可以及早發(fā)現(xiàn)太陽能電池工作中出現(xiàn)的異常情況。這里提出了一種太陽能電池發(fā)電量實時監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案。系統(tǒng)利用AT89S52單片機(jī)控制,采用霍爾電流傳感器對太陽能電池的輸出電流測量,其突出優(yōu)點(diǎn)是可以在幾乎不消耗能量情況下,將電流轉(zhuǎn)換為電壓進(jìn)行測量。

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系統(tǒng)硬件設(shè)計
 
系統(tǒng)硬件電路如圖1所示,主要由太陽能電池組、霍爾電流傳感器組成的,IU轉(zhuǎn)換電路、液晶1602組成的顯示裝置、AT89S52單片機(jī)構(gòu)成的控制系統(tǒng),以及鉛酸蓄電池構(gòu)成的儲能系統(tǒng)5部分組成。其工作過程:太陽能電池接收光照時,產(chǎn)生電流,對蓄電池充電,單片機(jī)通過穩(wěn)壓裝置由蓄電池提供驅(qū)動電壓,對太陽能電池產(chǎn)生的電量進(jìn)行實時信號采集。由于單片機(jī)只能接收電壓信號,所以在信號接收前由IUUU轉(zhuǎn)換模塊將信號調(diào)至合適的電壓。經(jīng)內(nèi)部運(yùn)算處理,結(jié)果送1602液晶顯示裝置顯示電池發(fā)電量。

  11 AD轉(zhuǎn)換模塊
 
當(dāng)模擬信號輸入單片機(jī)后需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,由于需要同時測量太陽能電池輸出電壓和電流,故采用ADC08328位串行雙通道AD轉(zhuǎn)換器,AD轉(zhuǎn)換精度要依賴于有高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)參考電壓,參考電壓設(shè)定為5 V,由TL431產(chǎn)生。模擬信號經(jīng)過RC濾波送入AD輸入端,然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后串行輸出。


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2 IU轉(zhuǎn)換模塊
因單片機(jī)IO接口只能接收05 V的電壓信號,實時采集太陽能電池輸出電流需要將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,由于本系統(tǒng)是光伏發(fā)電系統(tǒng)的輔助設(shè)備,盡可能降低能量消耗是首要問題。由此霍爾電流傳感器成為首選,根據(jù)霍爾效應(yīng)原理進(jìn)行工作,可在幾乎不消耗能量的情況下將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。本系統(tǒng)采用TBCl0SY型霍爾電流傳感器,額定輸出電壓為(±4±05)V,±15 V雙電源供電,測量電流范圍為O15 A,基本滿足小型離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。


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3 電源設(shè)計
 
單片機(jī)正常運(yùn)行需要為片內(nèi)的晶體管或場效應(yīng)管供給電源,使其工作在相應(yīng)狀態(tài)。AT89S52需要一個5 V電源(實際工作電壓為3660 V)。可用整流、穩(wěn)壓方式供電,獲得45 V左右的電壓,因本系統(tǒng)為獨(dú)立發(fā)電,且長期使用,考慮到電源壽命,該裝置由市電或干電池提供驅(qū)動電源不符合實際,所以最佳方案應(yīng)該由系統(tǒng)內(nèi)部太陽能電池的蓄電池供電,經(jīng)穩(wěn)壓集成塊7805穩(wěn)壓為5 V,輸入單片機(jī)Vcc引腳,驅(qū)動單片機(jī)及液晶顯示裝置。TBCl0SY霍爾電流傳感器,需±15 V雙電源供電,同樣采用系統(tǒng)內(nèi)的蓄電池供電.經(jīng)穩(wěn)壓集成塊78057915穩(wěn)壓在±15 V,從而驅(qū)動其工作。

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