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太陽能發電技術
來源:電子設計工程 日期:2010-6-18 作者:全球電池網 點擊:

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,后者由于技術比較復雜,只能用于比較大的容量,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,實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。這里提出了一種太陽能電池發電量實時監控系統的設計方案。系統利用AT89S52單片機控制,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 系統硬件設計

系統硬件電路如圖1所示,主要由太陽能電池組、霍爾電流傳感器組成的,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實時信號采集。由于單片機只能接收電壓信號,所以在信號接收前由I/U、U/U轉換模塊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。

太陽能發電技術

1.1 A/D轉換模塊

當模擬信號輸入單片機后需要轉換為數字信號,由于需要同時測量太陽能電池輸出電壓和電流,故采用ADC0832是8位串行雙通道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5 V,由TL431產生。模擬信號經過RC濾波送入AD輸入端,然后進行模數轉換后串行輸出。

1.2 I/U轉換模塊

因單片機I/O接口只能接收0~5 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換為電壓信號,由于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。由此霍爾電流傳感器成為首選,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。本系統采用TBCl0SY型霍爾電流傳感器,額定輸出電壓為(±4±0.5%)V,±15 V雙電源供電,測量電流范圍為O~15 A,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晶體管或場效應管供給電源,使其工作在相應狀態。AT89S52需要一個5 V電源(實際工作電壓為3.6~6.0 V)。可用整流、穩壓方式供電,獲得4.5 V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,該裝置由市電或干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5 V,輸入單片機Vcc引腳,驅動單片機及液晶顯示裝置。TBCl0SY霍爾電流傳感器,需±15 V雙電源供電,同樣采用系統內的蓄電池供電.經穩壓集成塊7805、7915穩壓在±15 V,從而驅動其工作。

 

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