一種日輻照強度及光伏發電量採集設備的製作方法
2023-09-19 05:58:45 1
專利名稱：一種日輻照強度及光伏發電量採集設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光伏發電系統領域，特別是指一種日輻照強度及光伏發電量採集設備。
背景技術：
光伏(PVor photovoltaic)是太陽能光伏發電系統(photovoltaic powersystem)的簡稱，是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統；有獨立運行和併網運行兩種方式。由於其優良的特性，光伏產業越來越普及。建立光伏電站需要衡量的一個標準就是要看其一年的發電量，而一般的計算方式，是通過監測數據然後根據熱偶計算日輻照強度，然後推測光伏發電量，因此取得的光伏發電量往往不是準確的數據；且目前暫時未研發出可以直接計算光伏發電量的設備。
實用新型內容本實用新型提出一種日輻照強度及光伏發電量採集設備，解決了現有技術中日輻照強度與光伏發電量無法同時監測的問題。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種日輻照強度及光伏發電量採集設備，包括日輻照強度監測儀以及光伏發電量監測儀；其中光伏發電量監測儀包括電源模塊，負載、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於檢測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載；所述控制器電連接所述電源模塊以及所述電池。進一步的，還設有顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制器連接。。進一步的，所述電源模塊設有三個。進一步的,還包括485通訊接口，所述485通訊接口與所述控制器連接。進一步的，所述控制器為中央處理器。進一步的，還設有溫度傳感器。進一步的，還設有風速傳感器。進一步的，還設有GPRS模塊。本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備，通過檢測光伏板電壓和電流的積分，再根據光能轉為電能由負載消耗，而根據公式P = u2/R，其中P為功率，U為電源模塊的電壓，R為負載電阻，從而獲得功率值，而由於太陽光光照強度隨著時間的推移發生變化，因此控制器則將根據公式，以及檢測數值，來調整電源模塊的電壓，從而可以獲得最大功率值；從而可以同時獲取日輻照強度以及光伏發電量。
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備的框圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。一種日輻照強度及光伏發電量採集設備，包括日輻照強度監測儀以及光伏發電量監測儀；其中光伏發電量監測儀包括電源模塊4，負載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用於檢測光伏板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。優選的，日輻照強度檢測儀可使用市面上常見的檢測儀進行檢測。優選的，在光伏轉換系統中，最大功率點跟蹤技術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電效率，人們提出了各種最大功率點跟蹤(MPPT)的方法。最大功率點跟蹤算法是太陽能光伏轉換系統的重要部分，算法效率的高低直接影響著光伏轉換系統的效率，因此對其進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徵，其輸出電壓和功率受光照強度、環境溫度和負載5情況影響。在一定的光照強度和環境溫度下，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，光伏電池7的輸出功率才能達到最大值,這時光伏電池7的工作點就達到了輸出功率曲線的最高點，稱之為最大功率點。因此，在光伏發電系統中，要提高系統的整體效率，一個重要的途徑就是實時調整光伏電池7的工作點，使之始終工作在最大功率點附近，這一過程就稱之為最大功率點跟蹤(MPPT)。MPPT的工作原理為在一個規定的周期內，微處理器定期地主動調節PWM的佔空比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，檢測太陽能電池7輸出電壓及輸出電流，計算出太陽能電池7陣列的輸出功率，然後根據最大功率點跟蹤策略尋找最大功率點的位置。尋找到最大功率點才能使光伏板I工作在最大效率，從而最大程度的進行光能採集和發電；因此本實用新型，通過檢測光伏板I電壓和電流的乘積，再根據光能轉為電能由負載5消耗，負載5的阻值為固定值，控制器11進行數據的處理，根據公式P = U2/R，其中P為功率，U為電源模塊4的電壓，R為負載5電阻，從而獲得功率值，而由於太陽光光照強度隨著時間的推移發生變化，因此控制器11則將根據公式，以及檢測數值，來調整電源模塊4的電壓，從而可以獲得最大功率值；從而可以同時獲取日輻照強度以及光伏發電量。由於太陽光在不斷的變化，因此可以採用IOms計算調整一次，一般而言最大功率點的計算速度越快，實際發電越準確，每秒採集數據100次，累計求和後，可以將數據存儲至本地存儲器中，從而可以保證掉電後不會丟失數據，數據統一採集後進行數據的集中管理和分析。當然其採集數據的時間間隔並不限於IOms—次，還可以調整的更密或者更疏。進一步的，還設有溫度傳感器12以及有風速傳感器9，用於檢測組件溫度、環境溫度，負載電阻溫度以及風速。優選的，本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備還設有顯示模塊8，所述顯示模塊8與所述控制器11連接，顯示模塊8可以採用本地的LCD顯示或者液晶顯示屏；其可以顯示時間、組件溫度、環境溫度，負載電阻溫度、風速，並且可以定時輪顯電流、電壓及功率、輻照強度(W/平方米)；且IXD顯示屏上設有操控按鍵，可以通過按鍵操作在IXD顯示屏上進行電流、電壓、功率和時間等數據的顯示。進一步的，所述電源模塊4設有三個，相應的負載5分為三部分，其主要從設備的體積進行考慮，若負載5以及電源模塊4設置為一個，則設備體積過大，因此可以設置兩個純電阻和兩個對應的電源模塊4，另外一部分為控制器11，傳感器等負載；在計算最大功率時，由這三部分負載5所獲得值相加而得；且在運行時，首先使用的是其中一個純負載5和一個電源模塊4，當光伏板I的發電最大功率達到了此電源模塊4的最大功率時，則將此電源模塊4保持在最大功率的工作狀態，然後再使用第二個電源模塊4和對應的負載5，只需要調整第二個電源模塊4的電壓即可；一般而言，可以選用兩個功率分別為150w的電源模塊4;當然其電源模塊也可以不限於設定為三個，還可以設定為設置成四個或者五個或者更多，但是一般從成本以及體積考慮，最佳設置為三個。進一步的，本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備還包括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、風速接口、環境溫度接口、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，可以將數據傳送至伺服器進行存儲和分析。進一步的，所述控制器11為中央處理器。本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備，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等電子設備供電，而當光伏電壓小於最大功率點電壓的30%時，設備將進入休眠狀態，只保存時間；而當光伏電壓大於30%或者光伏發電功率大於額定功率的1%時，系統進入正常工作，滿足計算用電。另外設備還自備鋰電池，白天可以充電，充電電源從外接電阻端取電，僅用於光伏發電不穩定期間運行及設備保存，保證了設備的數據保存。進一步的，本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備還設有GPRS模塊6，通過GPRS模塊6，可以將數據傳送出，方便異地的操作。本實用新型日輻照強度及光伏發電量採集設備將日輻照強度監測儀以及光伏發電量監測儀集中在一起，可以同時獲取數據，採用最大功率點跟蹤，光伏組件發電量最大，檢測設備安裝後，不受電網停電和認為幹預的影響，設備安裝簡單，方便，並且所測得的數
據可靠。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，包括日輻照強度監測儀以及光伏發電量監測儀；其中光伏發電量監測儀包括電源模塊，負載、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於檢測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載；所述控制器電連接所述電源模塊以及所述電池。
2.如權利要求1所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，還設有顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制器連接。
3.如權利要求1所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，所述電源模塊設有三個。
4.如權利要求1或2或3所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，還包括485通訊接口，所述485通訊接口與所述控制器連接。
5.如權利要求1或2或3所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，所述控制器為中央處理器。
6.如權利要求1或2或3所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，還設有溫度傳感器。
7.如權利要求1或2或3所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，還設有風速傳感器。
8.如權利要求1或2或3所述的日輻照強度及光伏發電量採集設備，其特徵在於，還設有GPRS模塊。
專利摘要本實用新型提出了一種日輻照強度及光伏發電量採集設備，包括日輻照強度監測儀以及光伏發電量監測儀；其中光伏發電量監測儀包括電源模塊，負載、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於檢測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載；所述控制器電連接所述電源模塊以及所述電池。本實用新型提出一種日輻照強度及光伏發電量採集設備，解決了現有技術中日輻照強度與光伏發電量無法同時監測的問題。
文檔編號G01R21/06GK202836754SQ20122052655
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者孫韻琳, 舒江東, 李陳 申請人:廣州中晶新能源工程有限公司, 順德中山大學太陽能研究院, 四川中浩控制技術有限公司