太陽能發電量的檢測與設計

發佈日期: 2013 年 01 月 21 日 0:00 | 作者: | 分類: 綠能知識

核心提示:可再生能源太陽能發電可分為太陽能光發電(又稱光伏)和太陽能熱發電兩大類,後者由於技術比較複雜,只能用於比較大的容量,應用受到一定限制,所以目前實際應用較少。

可再生能源太陽能發電可分為太陽能光發電(又稱光伏)和太陽能熱發電兩大類,後者由於技術比較複雜,只能用於比較大的容量,應用受到一定限制,所以目前實際應用較少。太陽能光發電具有取之不盡,用之不竭,無污染等諸多優點,已成為人類尋求新能源的熱點。但同時又存在應用間歇性,發電量與氣候條件有關的缺點。因此,為提高太陽能電池的利用率,即時監控發電量是很有必要的,可以及早發現太陽能電池工作中出現的異常情況。這裡提出了一種太陽能電池發電量即時監控系統的設計方案。系統利用AT89S52單片機控制,採用霍爾電流感測器對太陽能電池的輸出電流測量,其突出優點是可以在幾乎不消耗能量情況下,將電流轉換為電壓進行測量。

1系統硬體設計

主要由太陽能電池組、霍爾電流感測器組成的,I/U轉換電路、液晶1602組成的顯示裝置、AT89S52單片機構成的控制系統,以及鉛酸蓄電池構成的儲能系統5部分組成。其工作過程:太陽能電池接收光照時,產生電流,對蓄電池充電,單片機通過穩壓裝置由蓄電池提供驅動電壓,對太陽能電池產生的電量進行即時信號採集。由於單片機只能接收電壓信號,所以在信號接收前由I/U、U/U轉換模組將信號調至合適的電壓。經內部運算處理,結果送1602液晶顯示裝置顯示電池發電量。

1.1A/D轉換模組

當類比信號輸入單片機後需要轉換為數位信號,由於需要同時測量太陽能電池輸出電壓和電流,故採用ADC0832是8位元串列雙通道A/D轉換器,A/D轉換精度要依賴于有高穩定度的基準參考電壓,參考電壓設定為5V,由TL431產生。類比信號經過RC濾波送入AD輸入端,然後進行模數轉換後串行輸出。

1.2I/U轉換模組

因單片機I/O介面只能接收0~5V的電壓信號,即時採集太陽能電池輸出電流需要將電流信號轉換為電壓信號,由於本系統是光伏發電系統的輔助設備,盡可能降低能量消耗是首要問題。由此霍爾電流感測器成為首選,根據霍爾效應原理進行工作,可在幾乎不消耗能量的情況下將電流信號轉換為電壓信號。本系統採用TBCl0SY型霍爾電流感測器,額定輸出電壓為(±4±0.5%)V,±15V雙電源供電,測量電流範圍為O~15A,基本滿足小型離網光伏系統的應用。

1.3電源設計

單片機正常運行需要為片內的電晶體或場效應管供給電源,使其工作在相應狀態。AT89S52需要一個5V電源(實際工作電壓為3.6~6.0V)。可用整流、穩壓方式供電,獲得4.5V左右的電壓,因本系統為獨立發電,且長期使用,考慮到電源壽命,該裝置由市電或乾電池提供驅動電源不符合實際,所以最佳方案應該由系統內部太陽能電池的蓄電池供電,經穩壓集成塊7805穩壓為5V,輸入單片機Vcc引腳,驅動單片機及液晶顯示裝置。TBCl0SY霍爾電流感測器,需±15V雙電源供電,同樣採用系統內的蓄電池供電.經穩壓集成塊7805、7915穩壓在±15V,從而驅動其工作。

announcements 線上投稿     mail 轉寄     mail 列印
Share