太陽能光伏離網發電實驗裝置製造方法
2023-09-11 15:11:20
太陽能光伏離網發電實驗裝置製造方法
【專利摘要】一種太陽能光伏離網發電實驗裝置，它具有：對整機進行控制的單片機系統；採集蓄電池電壓的蓄電池電壓採樣電路，該輸出端接單片機系統；採集太陽能電池電壓的光伏電池電壓採樣電路，該輸出端接單片機系統；採集蓄電池電流的蓄電池電流採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統；採集太陽能電池電流的光伏電池電流採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統；採集蓄電池溫度的溫度採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統；電源電路，該電路的輸入端接單片機系統；實時時鐘電路，該電路的輸入端接單片機系統；驅動電路，該電路的輸入端接單片機系統。
【專利說明】太陽能光伏離網發電實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於太陽能發電【技術領域】，具體涉及到太陽能光伏離網發電設備或控制裝置。
【背景技術】
[0002]當今世界各國特別是發達國家對於太陽能光伏發電十分重視，針對其制定規劃，增加投入，大力發展。到2004年，世界太陽能光伏發電裝機總容量達到964.9麗，到2005年底，達到4961.69MW。己經商業化、實用化的太陽能光伏電池主要有單晶矽電池、多晶矽電池、非晶矽電池、聚光電池、帶狀矽電池以及薄膜電池等幾類。在國際市場上目前太陽能光伏電池的價格大約為3.15美元/W，併網系統價格為6美元/W，發電成本為0.25美元/(kff -h) 0光伏電池的發電轉化效率也不斷提高，晶體矽光電池轉化率達到15%，單晶矽光電池轉化率是23.3%，砷化鎵光電池轉化率是25%，在實驗室中特製的砷化嫁光電池轉化率己達35%-36%。太陽能光伏電池/組件使用壽命大大增長,可使用30多年。目前,太陽能光伏發電主要集中在日本、歐盟和美國，其太陽能光伏發電量約佔世界光伏發電量的80%。今後太陽能光伏發電系統主要圍繞高效率、低成本、長壽命、美觀實用等方向發展。專家們預測到2050年，太陽能光伏發電在發電總量中將佔13%-15%，到2100年將約佔64%。20世紀90年代以來是我國太陽能光伏發電快速發展的時期，在這一時期我國光伏組件生產能力逐年增強，成本不斷降低，市場不斷擴大，裝機容量逐年增加，2004年累計容量達35麗，約佔世界份額的3%。10多年來，我國太陽能光伏產業長期平均維持了全球市場1%左右的份額。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於提高太陽能的利用率，提供一種效率高、成本低、壽命長、美觀實用的太陽能光伏離網發電實驗裝置。
[0004]解決上述技術問題所採用的技術方案是他具有:對整機進行控制的單片機系統；採集蓄電池電壓的蓄電池電壓採樣電路，該輸出端接單片機系統；採集太陽能電池電壓的光伏電池電壓採樣電路，該輸出端接單片機系統；採集蓄電池電流的蓄電池電流採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統；採集太陽能電池電流的光伏電池電流採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統；採集蓄電池溫度的溫度採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統；電源電路，該電路的輸入端接單片機系統；實時時鐘電路，該電路的輸入端接單片機系統；驅動電路，該電路的輸入端接單片機系統。
[0005]本實用新型的單片機系統為:太陽能電池板和電流傳感器將採集到的光強度信號轉換成電信號由集成電路Ul的4腳輸入，集成電路Ul的2腳接二極體D6的負極並通過電阻R12接集成電路U5A的I腳、3腳接集成電路U7的輸出端I腳、4腳通過電阻R13接地、59腳接二極體Dl的負極、60腳接二極體D4的負極並通過電阻RlO接集成電路U5A的I腳、61腳接二極體D2的負極、52腳和53腳接由晶體振蕩器Yl和電容Cl以及電容C2連接的振蕩電路、8腳接晶體振蕩器Y2的一端、9腳接晶體振蕩器Y2的另一端、13腳接驅動電路、17腳接集成電路U6的7腳、18腳接集成電路U6的5腳、19腳接集成電路U6的6腳、56腳通過熔斷器Fl接集成電路U8的I腳、63腳接地；集成電路Ul的型號為MSP430F149，集成電路U5A的型號為LM358，集成電路U6的型號為DS1302，集成電路U7的型號為LM358，集成電路U8的型號為LM2576-33。
[0006]本實用新型的電源電路為:集成電路U8的I腳接電容C8和電容C6以及電容C9的一端並通過熔斷器Fl接集成電路Ul的56腳、2腳接二極體D7的負極和線圈LI的一端、4腳接3.3V電源、3腳和5腳接地；發光二極體D8的正極通過電阻R16接3.3V電源、負極接地，電容C7的一端接3.3V電源、另一端接地，電容ClO的一端接線圈LI的另一端並接3.3V電源、另一端接地，二極體D7的正極和電容C8的另一端以及電容C6的另一端和電容C9的另一端接地。集成電路U8的型號為LM2576-33，集成電路Ul的型號為MSP430F149。
[0007]在光照的情況下太陽能電池將太陽能轉換成電能，電流傳感器將檢測到的電信號輸入到單片機系統；單片機系統按照事先設定的程序對輸入的信號進行運算，將計算結果輸出到光伏控制系統給指示燈供電，同時給蓄電池組充電；在無光照的情況下，通過單片機系統由蓄電池組給指示燈供電。本實用新型具有電路簡潔，使用方便，易於維護，對處在邊遠地區，交通不便的太陽能光伏發電系統的正常運行提供了更多的保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。
[0009]圖2是本實用新型的電子線路原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限於這些實施例。
[0011]實施例1
[0012]在圖1中，本實用新型由蓄電池電壓採樣電路、光伏電池電壓採樣電路、蓄電池電流採樣電路、光伏電池電流採樣電路、溫度採樣電路、電源電路、單片機系統、實時時鐘電路、驅動電路連接構成，蓄電池電壓米樣電路輸出端、光伏電池電壓米樣電路的輸出端、蓄電池電流採樣電路輸出端、光伏電池電流採樣電路的輸出端、溫度採樣電路的輸出端接單片機系統，單片機系統的輸出端接電源電路和實時時鐘電路以及驅動電路。在光照的情況下太陽能電池將太陽能轉換成電能，通過光伏控制器給指示燈供電，同時蓄電池組充電；在無光照時，通過光伏控制器由蓄電池組給指示燈供電。
[0013]在圖2中，本實施例的蓄電池電壓採樣電路由二極體D2、電阻R1、電阻R9連接構成。二極體D2的正極接電阻R9的一端和接地、負極接電阻R9的另一端和單片機系統並通過電阻Rl接電源。
[0014]本實施例的光伏電壓採樣電路由二極體D1、電阻R2、電阻R3連接構成。二極體Dl的正極接電阻R3的一端和地、負極接電阻R3的另一端和單片機系統並通過電阻R2接電源。
[0015]本實施例的蓄電池電流採樣電路由集成電路U3、集成電路U5A、二極體D6、電阻R12、電阻R15連接構成，集成電路U3的型號為HALLSENS0R、集成電路U5A的型號為LM358。集成電路U3的VO端接集成電路U5A的同相輸入端3腳、VCC端和VEE端接電源、GND端接地；集成電路U5A的反向輸入端2腳接集成電路U5A的輸出端I腳、4腳接15V電源、8腳接地、輸出端I腳通過電阻R12接電阻R15的一端和二極體D6的負極以及單片機系統，電阻R15的另一端和二極體D6的正極接地。
[0016]本實施例的光伏電池電流採樣電路由集成電路U2、集成電路U5B、二極體D4、電阻R10、電阻R11連接構成，集成電路U2的型號為HALLSENS0R、集成電路U5B的型號為LM358。集成電路U2的VO端接集成電路U6B的同相輸入端3腳、VCC端和VEE端接電源、GND端接地；集成電路U5B的反向輸入端2腳接集成電路U5B的輸出端I腳、4腳接15V電源、8腳接地、輸出端I腳通過電阻RlO接電阻Rll的一端和二極體D4的負極以及單片機系統，電阻Rll的另一端和二極體D4的正極接地。
[0017]本實施例的溫度採樣電路由集成電路U7、二極體D3、二極體D5、電阻R5?電阻R8、電阻R14、可變電阻R17?可變電阻R19連接構成，集成電路U7的型號為LM358。溫度傳感器AD590將採集到的溫度信號轉換成電信號由集成電路U7的同相輸入端3腳輸入，集成電路U7的同相輸入端3腳接可變電阻R19的可調端和可變電阻R19的一端、反相輸入端2腳接可變電阻R18的一端和可調端以及可變電阻R17的可調端、8腳接地、4腳接15V電源、輸出端I腳接二極體D5的負極和單片機系統並通過電阻R8接可變電阻R18的另一端；二極體的正極接地，可變電阻R19的另一端通過電阻R14接地，二極體D3的負極通過電阻R5接電源並通過電阻R6接可變電阻R17的一端，可變電阻R17的另一端通過電阻R7接地，二極體D3的正極接地。
[0018]本實施例的電源電路由集成電路U8、二極體D7、發光二極體D8、電阻R16、電容C6?電容C10、熔斷器F1、線圈LI連接構成，集成電路U8的型號為LM2576-33。集成電路U8的I腳接電容C8和電容C6以及電容C9的一端並通過熔斷器Fl接單片機系統、2腳接二極體D7的負極和線圈LI的一端、4腳接3.3V電源、3腳和5腳接地；發光二極體D8的正極通過電阻R16接3.3V電源、負極接地，電容C7的一端接3.3V電源、另一端接地，電容ClO的一端接線圈LI的另一端並接3.3V電源、另一端接地，二極體D7的正極和電容C8的另一端以及電容C6的另一端和電容C9的另一端接地。
[0019]本實施例的單片機系統由集成電路Ul、晶體振蕩器Yl、晶體振蕩器Y2、電容Cl、電容C2連接構成，集成電路Ul的型號為MSP430F149。太陽能電池板和電流傳感器將採集到的光強度信號轉換成電信號由集成電路Ul的4腳輸入，集成電路Ul的2腳接二極體D6的負極並通過電阻Rl2接集成電路U5A的I腳、3腳接集成電路U7的輸出端I腳、4腳通過電阻R13接地、59腳接二極體Dl的負極、60腳接二極體D4的負極並通過電阻RlO接集成電路U5A的I腳、61腳接二極體D2的負極、52腳和53腳接由晶體振蕩器Yl和電容Cl以及電容C2連接的振蕩電路、8腳接晶體振蕩器Y2的一端、9腳接晶體振蕩器Y2的另一端、13腳接驅動電路、17腳和18腳以及19腳接實時時鐘電路、56腳通過熔斷器Fl接集成電路U8的I腳、63腳接地。
[0020]本實施例的實時時鐘電路由集成電路U6、電阻R4、電容C3?電容C5、晶體振蕩器Y3、電池組BT1、電池組BT2、指示燈LAMP連接構成，集成電路U6的型號為DS1302。集成電路U6的5腳接集成電路Ul的18腳、6腳接集成電路Ul的19腳並通過電阻R4接3.3V電源、7腳接集成電路Ul的17腳、I腳接3.3V電源、2腳和3腳接由晶體振蕩器Y3和電容C4以及電容C5連接的振蕩電路、4腳接地、8腳接電池組BTl的正極和指示燈LAMP的一端；電池組BTl的負極接電池組BT2的正極，電池組BT2的負極和指示燈LAMP的另一端接地，電容C3的一端接3.3V電源、另一端接地。
[0021]本實施例的驅動電路由集成電路U4、電容Cll連接構成，集成電路U4的型號為MOSFET。集成電路U4的2腳接集成電路Ul的13腳、3腳和5腳接地、8腳接電容Cll的另一端並接電源正極；電容Cll的另一端接地。驅動電路使控制電路和主電路實現良好的電氣隔離，保證系統能安全、可靠的運行。
[0022]本實用新型的工作原理如下:
[0023]在光照的情況下太陽能電池將太陽能轉換成電能，電流傳感器將檢測到的電信號由集成電路Ul的P6.5埠輸入到單片機系統，光伏電池電壓採樣電路將採集到的電壓信號由集成電路Ul的P6.0埠輸入到單片機系統，蓄電池電壓採樣電路將採集到的電壓信號由集成電路Ul的P6.2埠輸入到單片機系統，光伏電池電流採樣電路將採集到的電流信號由集成電路Ul的P6.1埠輸入到單片機系統，蓄電池電流採樣電路將採集到的電流信號由集成電路Ul的P6.3埠輸入到單片機系統，溫度採樣電路將採集到的蓄電池溫度信號轉換成電流信號由集成電路Ul的P6.4埠輸入到單片機系統，單片機系統按照事先設定的程序對輸入的信號進行運算，將計算結果由單片機的Pl.5埠?Pl.7埠輸出到時鐘電路、Pl.1埠輸出到驅動電路。在光照的情況下太陽能電池將太陽能轉換成電能，通過光伏控制器給指示燈供電，同時蓄電池組充電；在無光照時，通過光伏控制器由蓄電池組給指示燈供電。
【權利要求】
1.一種太陽能光伏離網發電實驗裝置，其特徵在於它具有: 對整機進行控制的單片機系統； 採集蓄電池電壓的蓄電池電壓採樣電路，該輸出端接單片機系統； 採集太陽能電池電壓的光伏電池電壓採樣電路，該輸出端接單片機系統； 採集蓄電池電流的蓄電池電流採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統； 採集太陽能電池電流的光伏電池電流採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統； 採集蓄電池溫度的溫度採樣電路，該電路的輸出端接單片機系統； 電源電路，該電路的輸入端接單片機系統； 實時時鐘電路，該電路的輸入端接單片機系統； 驅動電路，該電路的輸入端接單片機系統。
2.根據權利要求1所述的太陽能光伏離網發電實驗裝置，其特徵在於所述的單片機系統為:太陽能電池板和電流傳感器將採集到的光強度信號轉換成電信號由集成電路Ul的4腳輸入，集成電路Ul的2腳接二極體D6的負極並通過電阻R12接集成電路U5A的I腳、3腳接集成電路U7的輸出端I腳、4腳通過電阻Rl3接地、59腳接二極體Dl的負極、60腳接二極體D4的負極並通過電阻RlO接集成電路U5A的I腳、61腳接二極體D2的負極、52腳和53腳接由晶體振蕩器Yl和電容Cl以及電容C2連接的振蕩電路、8腳接晶體振蕩器Y2的一端、9腳接晶體振蕩器Y2的另一端、13腳接驅動電路、17腳接集成電路U6的7腳、18腳接集成電路U6的5腳、19腳接集成電路U6的6腳、56腳通過熔斷器Fl接集成電路U8的I腳、63腳接地；集成電路Ul的型號為MSP430F149，集成電路U5A的型號為LM358，集成電路U6的型號為DS1302，集成電路U7的型號為LM358，集成電路U8的型號為LM2576-33。
3.根據權利要求1所述的太陽能光伏離網發電實驗裝置，其特徵在於所述的電源電路為:集成電路U8的I腳接電容C8和電容C6以及電容C9的一端並通過熔斷器Fl接集成電路Ul的56腳、2腳接二極體D7的負極和線圈LI的一端、4腳接3.3V電源、3腳和5腳接地；發光二極體D8的正極通過電阻R16接3.3V電源、負極接地，電容C7的一端接3.3V電源、另一端接地，電容ClO的一端接線圈LI的另一端並接3.3V電源、另一端接地，二極體D7的正極和電容C8的另一端以及電容C6的另一端和電容C9的另一端接地，集成電路U8的型號為LM2576-33，集成電路Ul的型號為MSP430F149。
【文檔編號】G05B19/042GK203773263SQ201320799076
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】李增生, 荊紅莉, 方忠厚 申請人:榆林學院