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太阳能发电量的检测与设计

2010-11-22 来源:21IC
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中心议题:
  • 检测系统硬件设计
  • 检测系统软件设计流程
解决方案:
  • A/D转换模块设计
  • I/U转换模块设计
  • 输出显示模块
可再生能源太阳能发电可分为太阳能光发电(又称光伏)和太阳能热发电两大类,后者由于技术比较复杂,只能用于比较大的容量,应用受到一定限制,所以目前实际应用较少。太阳能光发电具有取之不尽,用之不竭,无污染等诸多优点,已成为人类寻求新能源的热点。

但同时又存在应用间歇性,发电量与气候条件有关的缺点。因此,为提高太阳能电池的利用率,实时监控发电量是很有必要的,可以及早发现太阳能电池工作中出现的异常情况。这里提出了一种太阳能电池发电量实时监控系统的设计方案。系统利用AT89S52单片机控制,采用霍尔电流传感器对太阳能电池的输出电流测量,其突出优点是可以在几乎不消耗能量情况下,将电流转换为电压进行测量。
  
1系统硬件设计
  
系统硬件电路如图1所示,主要由太阳能电池组、霍尔电流传感器组成的,I/U转换电路、液晶1602组成的显示装置、AT89S52单片机构成的控制系统,以及铅酸蓄电池构成的储能系统5部分组成。其工作过程:太阳能电池接收光照时,产生电流,对蓄电池充电,单片机通过稳压装置由蓄电池提供驱动电压,对太阳能电池产生的电量进行实时信号采集。由于单片机只能接收电压信号,所以在信号接收前由I/U、U/U转换模块将信号调至合适的电压。经内部运算处理,结果送1602液晶显示装置显示电池发电量。


1.1A/D转换模块
  
当模拟信号输入单片机后需要转换为数字信号,由于需要同时测量太阳能电池输出电压和电流,故采用ADC0832是8位串行双通道A/D转换器,A/D转换精度要依赖于有高稳定度的基准参考电压,参考电压设定为5V,由TL431产生。模拟信号经过RC滤波送入AD输入端,然后进行模数转换后串行输出。
  
1.2I/U转换模块
  
因单片机I/O接口只能接收0~5V的电压信号,实时采集太阳能电池输出电流需要将电流信号转换为电压信号,由于本系统是光伏发电系统的辅助设备,尽可能降低能量消耗是首要问题。由此霍尔电流传感器成为首选,根据霍尔效应原理进行工作,可在几乎不消耗能量的情况下将电流信号转换为电压信号。本系统采用TBCl0SY型霍尔电流传感器,额定输出电压为(±4±0.5%)V,±15V双电源供电,测量电流范围为O~15A,基本满足小型离网光伏系统的应用。
  
关键字:太阳能 光伏系统 发电量 
本文链接:http://www.cntronics.com/power-art/80008601
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