專利名稱：一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是指一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
光伏(PVor photovoltaic)是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(photovoltaic powersystem)的簡(jiǎn)稱，是一種利用太陽電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)；有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。由于其優(yōu)良的特性，光伏產(chǎn)業(yè)越來越普及。建立光伏電站需要衡量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是要看其一年的發(fā)電量，而一般的計(jì)算方式，是通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)然后根據(jù)熱偶計(jì)算日輻照強(qiáng)度，然后推測(cè)光伏發(fā)電量，因此取得的光伏發(fā)電量往往不是準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；且目前暫時(shí)未研發(fā)出可以直接計(jì)算光伏發(fā)電量的設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中日輻照強(qiáng)度與光伏發(fā)電量無法同時(shí)監(jiān)測(cè)的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，包括日輻照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)儀以及光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀；其中光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀包括電源模塊，負(fù)載、光伏板、電壓傳感器、電流傳感器、控制器以及電池；其中電壓傳感器與電流傳感器用于檢測(cè)光伏板兩端的電壓以及電流；所述光伏板與所述電源模塊連接，所述電源模塊電連接所述負(fù)載；所述控制器電連接所述電源模塊以及所述電池。進(jìn)一步的，還設(shè)有顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制器連接。。進(jìn)一步的，所述電源模塊設(shè)有三個(gè)。進(jìn)一步的,還包括485通訊接口，所述485通訊接口與所述控制器連接。進(jìn)一步的，所述控制器為中央處理器。進(jìn)一步的，還設(shè)有溫度傳感器。進(jìn)一步的，還設(shè)有風(fēng)速傳感器。進(jìn)一步的，還設(shè)有GPRS模塊。本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，通過檢測(cè)光伏板電壓和電流的積分，再根據(jù)光能轉(zhuǎn)為電能由負(fù)載消耗，而根據(jù)公式P = u2/R，其中P為功率，U為電源模塊的電壓，R為負(fù)載電阻，從而獲得功率值，而由于太陽光光照強(qiáng)度隨著時(shí)間的推移發(fā)生變化，因此控制器則將根據(jù)公式，以及檢測(cè)數(shù)值，來調(diào)整電源模塊的電壓，從而可以獲得最大功率值；從而可以同時(shí)獲取日輻照強(qiáng)度以及光伏發(fā)電量。

[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，包括日輻照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)儀以及光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀；其中光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀包括電源模塊4，負(fù)載5、光伏板1、電壓傳感器2、電流傳感器3、控制器11以及電池7 ;其中電壓傳感器2與電流傳感器3用于檢測(cè)光伏板I兩端的電壓以及電流；所述光伏板I與所述電源模塊4連接，所述電源模塊4電連接所述負(fù)載5 ;所述控制器11電連接所述電源模塊4以及所述電池7。優(yōu)選的，日輻照強(qiáng)度檢測(cè)儀可使用市面上常見的檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)選的，在光伏轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)是非常重要的研究方向，為了能夠在相同條件下提高光伏發(fā)電效率，人們提出了各種最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)的方法。最大功率點(diǎn)跟蹤算法是太陽能光伏轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的重要部分，算法效率的高低直接影響著光伏轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率，因此對(duì)其進(jìn)行分析與研究是非常必要的。光伏電池7陣列輸出特性具有非線性特征，其輸出電壓和功率受光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)載5情況影響。在一定的光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下，光伏電池7可以有不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓值時(shí)，光伏電池7的輸出功率才能達(dá)到最大值,這時(shí)光伏電池7的工作點(diǎn)就達(dá)到了輸出功率曲線的最高點(diǎn)，稱之為最大功率點(diǎn)。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要提高系統(tǒng)的整體效率，一個(gè)重要的途徑就是實(shí)時(shí)調(diào)整光伏電池7的工作點(diǎn)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近，這一過程就稱之為最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)。MPPT的工作原理為在一個(gè)規(guī)定的周期內(nèi)，微處理器定期地主動(dòng)調(diào)節(jié)PWM的占空比D，改變太陽能電池7的輸出電流，從而引起太陽能電池7的輸出電壓變化，檢測(cè)太陽能電池7輸出電壓及輸出電流，計(jì)算出太陽能電池7陣列的輸出功率，然后根據(jù)最大功率點(diǎn)跟蹤策略尋找最大功率點(diǎn)的位置。尋找到最大功率點(diǎn)才能使光伏板I工作在最大效率，從而最大程度的進(jìn)行光能采集和發(fā)電；因此本實(shí)用新型，通過檢測(cè)光伏板I電壓和電流的乘積，再根據(jù)光能轉(zhuǎn)為電能由負(fù)載5消耗，負(fù)載5的阻值為固定值，控制器11進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，根據(jù)公式P = U2/R，其中P為功率，U為電源模塊4的電壓，R為負(fù)載5電阻，從而獲得功率值，而由于太陽光光照強(qiáng)度隨著時(shí)間的推移發(fā)生變化，因此控制器11則將根據(jù)公式，以及檢測(cè)數(shù)值，來調(diào)整電源模塊4的電壓，從而可以獲得最大功率值；從而可以同時(shí)獲取日輻照強(qiáng)度以及光伏發(fā)電量。由于太陽光在不斷的變化，因此可以采用IOms計(jì)算調(diào)整一次，一般而言最大功率點(diǎn)的計(jì)算速度越快，實(shí)際發(fā)電越準(zhǔn)確，每秒采集數(shù)據(jù)100次，累計(jì)求和后，可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至本地存儲(chǔ)器中，從而可以保證掉電后不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集后進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中管理和分析。當(dāng)然其采集數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔并不限于IOms—次，還可以調(diào)整的更密或者更疏。進(jìn)一步的，還設(shè)有溫度傳感器12以及有風(fēng)速傳感器9，用于檢測(cè)組件溫度、環(huán)境溫度，負(fù)載電阻溫度以及風(fēng)速。優(yōu)選的，本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備還設(shè)有顯示模塊8，所述顯示模塊8與所述控制器11連接，顯示模塊8可以采用本地的LCD顯示或者液晶顯示屏；其可以顯示時(shí)間、組件溫度、環(huán)境溫度，負(fù)載電阻溫度、風(fēng)速，并且可以定時(shí)輪顯電流、電壓及功率、輻照強(qiáng)度(W/平方米)；且IXD顯示屏上設(shè)有操控按鍵，可以通過按鍵操作在IXD顯示屏上進(jìn)行電流、電壓、功率和時(shí)間等數(shù)據(jù)的顯示。進(jìn)一步的，所述電源模塊4設(shè)有三個(gè)，相應(yīng)的負(fù)載5分為三部分，其主要從設(shè)備的體積進(jìn)行考慮，若負(fù)載5以及電源模塊4設(shè)置為一個(gè)，則設(shè)備體積過大，因此可以設(shè)置兩個(gè)純電阻和兩個(gè)對(duì)應(yīng)的電源模塊4，另外一部分為控制器11，傳感器等負(fù)載；在計(jì)算最大功率時(shí)，由這三部分負(fù)載5所獲得值相加而得；且在運(yùn)行時(shí)，首先使用的是其中一個(gè)純負(fù)載5和一個(gè)電源模塊4，當(dāng)光伏板I的發(fā)電最大功率達(dá)到了此電源模塊4的最大功率時(shí)，則將此電源模塊4保持在最大功率的工作狀態(tài)，然后再使用第二個(gè)電源模塊4和對(duì)應(yīng)的負(fù)載5，只需要調(diào)整第二個(gè)電源模塊4的電壓即可；一般而言，可以選用兩個(gè)功率分別為150w的電源模塊4;當(dāng)然其電源模塊也可以不限于設(shè)定為三個(gè)，還可以設(shè)定為設(shè)置成四個(gè)或者五個(gè)或者更多，但是一般從成本以及體積考慮，最佳設(shè)置為三個(gè)。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備還包括485通訊接口10，所述485通訊接口 10與所述控制器11連接，此接口包括輻照接口、風(fēng)速接口、環(huán)境溫度接口、組件溫度接口、電阻溫度接口以及通信接口，通過485通訊接口 10，可以將數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。進(jìn)一步的，所述控制器11為中央處理器。本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，不需要使用外接電源，其通過將電能存入電池7為控制器11等電子設(shè)備供電，而當(dāng)光伏電壓小于最大功率點(diǎn)電壓的30%時(shí)，設(shè)備將進(jìn)入休眠狀態(tài)，只保存時(shí)間；而當(dāng)光伏電壓大于30%或者光伏發(fā)電功率大于額定功率的1%時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作，滿足計(jì)算用電。另外設(shè)備還自備鋰電池，白天可以充電，充電電源從外接電阻端取電，僅用于光伏發(fā)電不穩(wěn)定期間運(yùn)行及設(shè)備保存，保證了設(shè)備的數(shù)據(jù)保存。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備還設(shè)有GPRS模塊6，通過GPRS模塊6，可以將數(shù)據(jù)傳送出，方便異地的操作。本實(shí)用新型日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備將日輻照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)儀以及光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀集中在一起，可以同時(shí)獲取數(shù)據(jù)，采用最大功率點(diǎn)跟蹤，光伏組件發(fā)電量最大，檢測(cè)設(shè)備安裝后，不受電網(wǎng)停電和認(rèn)為干預(yù)的影響，設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，方便，并且所測(cè)得的數(shù)
據(jù)可靠。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，包括日輻照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)儀以及光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀；其中光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀包括電源模塊，負(fù)載、光伏板、電壓傳感器、電流傳感器、控制器以及電池；其中電壓傳感器與電流傳感器用于檢測(cè)光伏板兩端的電壓以及電流；所述光伏板與所述電源模塊連接，所述電源模塊電連接所述負(fù)載；所述控制器電連接所述電源模塊以及所述電池。
2.如權(quán)利要求1所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，還設(shè)有顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，所述電源模塊設(shè)有三個(gè)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，還包括485通訊接口，所述485通訊接口與所述控制器連接。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，所述控制器為中央處理器。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，還設(shè)有溫度傳感器。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，還設(shè)有風(fēng)速傳感器。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，其特征在于，還設(shè)有GPRS模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，包括日輻照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)儀以及光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀；其中光伏發(fā)電量監(jiān)測(cè)儀包括電源模塊，負(fù)載、光伏板、電壓傳感器、電流傳感器、控制器以及電池；其中電壓傳感器與電流傳感器用于檢測(cè)光伏板兩端的電壓以及電流；所述光伏板與所述電源模塊連接，所述電源模塊電連接所述負(fù)載；所述控制器電連接所述電源模塊以及所述電池。本實(shí)用新型提出一種日輻照強(qiáng)度及光伏發(fā)電量采集設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中日輻照強(qiáng)度與光伏發(fā)電量無法同時(shí)監(jiān)測(cè)的問題。
文檔編號(hào)G01R21/06GK202836754SQ20122052655
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者孫韻琳, 舒江東, 李陳 申請(qǐng)人:廣州中晶新能源工程有限公司, 順德中山大學(xué)太陽能研究院, 四川中浩控制技術(shù)有限公司