太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置，它具有：對(duì)整機(jī)進(jìn)行控制的單片機(jī)系統(tǒng)；采集蓄電池電壓的蓄電池電壓采樣電路，該輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集太陽(yáng)能電池電壓的光伏電池電壓采樣電路，該輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集蓄電池電流的蓄電池電流采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集太陽(yáng)能電池電流的光伏電池電流采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集蓄電池溫度的溫度采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；電源電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電設(shè)備或控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電十分重視，針對(duì)其制定規(guī)劃，增加投入，大力發(fā)展。到2004年，世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到964.9麗，到2005年底，達(dá)到4961.69MW。己經(jīng)商業(yè)化、實(shí)用化的太陽(yáng)能光伏電池主要有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、聚光電池、帶狀硅電池以及薄膜電池等幾類(lèi)。在國(guó)際市場(chǎng)上目前太陽(yáng)能光伏電池的價(jià)格大約為3.15美元/W，并網(wǎng)系統(tǒng)價(jià)格為6美元/W，發(fā)電成本為0.25美元/(kff -h) 0光伏電池的發(fā)電轉(zhuǎn)化效率也不斷提高，晶體硅光電池轉(zhuǎn)化率達(dá)到15%，單晶硅光電池轉(zhuǎn)化率是23.3%，砷化鎵光電池轉(zhuǎn)化率是25%，在實(shí)驗(yàn)室中特制的砷化嫁光電池轉(zhuǎn)化率己達(dá)35%-36%。太陽(yáng)能光伏電池/組件使用壽命大大增長(zhǎng),可使用30多年。目前,太陽(yáng)能光伏發(fā)電主要集中在日本、歐盟和美國(guó)，其太陽(yáng)能光伏發(fā)電量約占世界光伏發(fā)電量的80%。今后太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要圍繞高效率、低成本、長(zhǎng)壽命、美觀實(shí)用等方向發(fā)展。專(zhuān)家們預(yù)測(cè)到2050年，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在發(fā)電總量中將占13%-15%，到2100年將約占64%。20世紀(jì)90年代以來(lái)是我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電快速發(fā)展的時(shí)期，在這一時(shí)期我國(guó)光伏組件生產(chǎn)能力逐年增強(qiáng)，成本不斷降低，市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，裝機(jī)容量逐年增加，2004年累計(jì)容量達(dá)35麗，約占世界份額的3%。10多年來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期平均維持了全球市場(chǎng)1%左右的份額。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提高太陽(yáng)能的利用率，提供一種效率高、成本低、壽命長(zhǎng)、美觀實(shí)用的太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置。
[0004]解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是他具有:對(duì)整機(jī)進(jìn)行控制的單片機(jī)系統(tǒng)；采集蓄電池電壓的蓄電池電壓采樣電路，該輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集太陽(yáng)能電池電壓的光伏電池電壓采樣電路，該輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集蓄電池電流的蓄電池電流采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集太陽(yáng)能電池電流的光伏電池電流采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；采集蓄電池溫度的溫度采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)；電源電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型的單片機(jī)系統(tǒng)為:太陽(yáng)能電池板和電流傳感器將采集到的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)由集成電路Ul的4腳輸入，集成電路Ul的2腳接二極管D6的負(fù)極并通過(guò)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(guò)電阻R13接地、59腳接二極管Dl的負(fù)極、60腳接二極管D4的負(fù)極并通過(guò)電阻RlO接集成電路U5A的I腳、61腳接二極管D2的負(fù)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(qū)動(dòng)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(guò)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(hào)為MSP430F149，集成電路U5A的型號(hào)為L(zhǎng)M358，集成電路U6的型號(hào)為DS1302，集成電路U7的型號(hào)為L(zhǎng)M358，集成電路U8的型號(hào)為L(zhǎng)M2576-33。
[0006]本實(shí)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的一端并通過(guò)熔斷器Fl接集成電路Ul的56腳、2腳接二極管D7的負(fù)極和線圈LI的一端、4腳接3.3V電源、3腳和5腳接地；發(fā)光二極管D8的正極通過(guò)電阻R16接3.3V電源、負(fù)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的另一端并接3.3V電源、另一端接地，二極管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(hào)為L(zhǎng)M2576-33，集成電路Ul的型號(hào)為MSP430F149。
[0007]在光照的情況下太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，電流傳感器將檢測(cè)到的電信號(hào)輸入到單片機(jī)系統(tǒng)；單片機(jī)系統(tǒng)按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算，將計(jì)算結(jié)果輸出到光伏控制系統(tǒng)給指示燈供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照的情況下，通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)由蓄電池組給指示燈供電。本實(shí)用新型具有電路簡(jiǎn)潔，使用方便，易于維護(hù)，對(duì)處在邊遠(yuǎn)地區(qū)，交通不便的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了更多的保障。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的電氣原理方框圖。
[0009]圖2是本實(shí)用新型的電子線路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。
[0011]實(shí)施例1
[0012]在圖1中，本實(shí)用新型由蓄電池電壓采樣電路、光伏電池電壓采樣電路、蓄電池電流采樣電路、光伏電池電流采樣電路、溫度采樣電路、電源電路、單片機(jī)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、驅(qū)動(dòng)電路連接構(gòu)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、蓄電池電流采樣電路輸出端、光伏電池電流采樣電路的輸出端、溫度采樣電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端接電源電路和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路以及驅(qū)動(dòng)電路。在光照的情況下太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)光伏控制器給指示燈供電，同時(shí)蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)光伏控制器由蓄電池組給指示燈供電。
[0013]在圖2中，本實(shí)施例的蓄電池電壓采樣電路由二極管D2、電阻R1、電阻R9連接構(gòu)成。二極管D2的正極接電阻R9的一端和接地、負(fù)極接電阻R9的另一端和單片機(jī)系統(tǒng)并通過(guò)電阻Rl接電源。
[0014]本實(shí)施例的光伏電壓采樣電路由二極管D1、電阻R2、電阻R3連接構(gòu)成。二極管Dl的正極接電阻R3的一端和地、負(fù)極接電阻R3的另一端和單片機(jī)系統(tǒng)并通過(guò)電阻R2接電源。
[0015]本實(shí)施例的蓄電池電流采樣電路由集成電路U3、集成電路U5A、二極管D6、電阻R12、電阻R15連接構(gòu)成，集成電路U3的型號(hào)為HALLSENS0R、集成電路U5A的型號(hào)為L(zhǎng)M358。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(guò)電阻R12接電阻R15的一端和二極管D6的負(fù)極以及單片機(jī)系統(tǒng)，電阻R15的另一端和二極管D6的正極接地。
[0016]本實(shí)施例的光伏電池電流采樣電路由集成電路U2、集成電路U5B、二極管D4、電阻R10、電阻R11連接構(gòu)成，集成電路U2的型號(hào)為HALLSENS0R、集成電路U5B的型號(hào)為L(zhǎng)M358。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(guò)電阻RlO接電阻Rll的一端和二極管D4的負(fù)極以及單片機(jī)系統(tǒng)，電阻Rll的另一端和二極管D4的正極接地。
[0017]本實(shí)施例的溫度采樣電路由集成電路U7、二極管D3、二極管D5、電阻R5?電阻R8、電阻R14、可變電阻R17?可變電阻R19連接構(gòu)成，集成電路U7的型號(hào)為L(zhǎng)M358。溫度傳感器AD590將采集到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(diào)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(diào)端以及可變電阻R17的可調(diào)端、8腳接地、4腳接15V電源、輸出端I腳接二極管D5的負(fù)極和單片機(jī)系統(tǒng)并通過(guò)電阻R8接可變電阻R18的另一端；二極管的正極接地，可變電阻R19的另一端通過(guò)電阻R14接地，二極管D3的負(fù)極通過(guò)電阻R5接電源并通過(guò)電阻R6接可變電阻R17的一端，可變電阻R17的另一端通過(guò)電阻R7接地，二極管D3的正極接地。
[0018]本實(shí)施例的電源電路由集成電路U8、二極管D7、發(fā)光二極管D8、電阻R16、電容C6?電容C10、熔斷器F1、線圈LI連接構(gòu)成，集成電路U8的型號(hào)為L(zhǎng)M2576-33。集成電路U8的I腳接電容C8和電容C6以及電容C9的一端并通過(guò)熔斷器Fl接單片機(jī)系統(tǒng)、2腳接二極管D7的負(fù)極和線圈LI的一端、4腳接3.3V電源、3腳和5腳接地；發(fā)光二極管D8的正極通過(guò)電阻R16接3.3V電源、負(fù)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的另一端并接3.3V電源、另一端接地，二極管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(shí)施例的單片機(jī)系統(tǒng)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(gòu)成，集成電路Ul的型號(hào)為MSP430F149。太陽(yáng)能電池板和電流傳感器將采集到的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)由集成電路Ul的4腳輸入，集成電路Ul的2腳接二極管D6的負(fù)極并通過(guò)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(guò)電阻R13接地、59腳接二極管Dl的負(fù)極、60腳接二極管D4的負(fù)極并通過(guò)電阻RlO接集成電路U5A的I腳、61腳接二極管D2的負(fù)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(qū)動(dòng)電路、17腳和18腳以及19腳接實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、56腳通過(guò)熔斷器Fl接集成電路U8的I腳、63腳接地。
[0020]本實(shí)施例的實(shí)時(shí)時(shí)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(gòu)成，集成電路U6的型號(hào)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腳并通過(guò)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(fù)極接電池組BT2的正極，電池組BT2的負(fù)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(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路由集成電路U4、電容Cll連接構(gòu)成，集成電路U4的型號(hào)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的另一端并接電源正極；電容Cll的另一端接地。驅(qū)動(dòng)電路使控制電路和主電路實(shí)現(xiàn)良好的電氣隔離，保證系統(tǒng)能安全、可靠的運(yùn)行。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0023]在光照的情況下太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，電流傳感器將檢測(cè)到的電信號(hào)由集成電路Ul的P6.5端口輸入到單片機(jī)系統(tǒng)，光伏電池電壓采樣電路將采集到的電壓信號(hào)由集成電路Ul的P6.0端口輸入到單片機(jī)系統(tǒng)，蓄電池電壓采樣電路將采集到的電壓信號(hào)由集成電路Ul的P6.2端口輸入到單片機(jī)系統(tǒng)，光伏電池電流采樣電路將采集到的電流信號(hào)由集成電路Ul的P6.1端口輸入到單片機(jī)系統(tǒng)，蓄電池電流采樣電路將采集到的電流信號(hào)由集成電路Ul的P6.3端口輸入到單片機(jī)系統(tǒng)，溫度采樣電路將采集到的蓄電池溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)由集成電路Ul的P6.4端口輸入到單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算，將計(jì)算結(jié)果由單片機(jī)的Pl.5端口?Pl.7端口輸出到時(shí)鐘電路、Pl.1端口輸出到驅(qū)動(dòng)電路。在光照的情況下太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)光伏控制器給指示燈供電，同時(shí)蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)光伏控制器由蓄電池組給指示燈供電。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它具有: 對(duì)整機(jī)進(jìn)行控制的單片機(jī)系統(tǒng)； 采集蓄電池電壓的蓄電池電壓采樣電路，該輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)； 采集太陽(yáng)能電池電壓的光伏電池電壓采樣電路，該輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)； 采集蓄電池電流的蓄電池電流采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)； 采集太陽(yáng)能電池電流的光伏電池電流采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)； 采集蓄電池溫度的溫度采樣電路，該電路的輸出端接單片機(jī)系統(tǒng)； 電源電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)； 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)； 驅(qū)動(dòng)電路，該電路的輸入端接單片機(jī)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的單片機(jī)系統(tǒng)為:太陽(yáng)能電池板和電流傳感器將采集到的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)由集成電路Ul的4腳輸入，集成電路Ul的2腳接二極管D6的負(fù)極并通過(guò)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(guò)電阻Rl3接地、59腳接二極管Dl的負(fù)極、60腳接二極管D4的負(fù)極并通過(guò)電阻RlO接集成電路U5A的I腳、61腳接二極管D2的負(fù)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(qū)動(dòng)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(guò)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(hào)為MSP430F149，集成電路U5A的型號(hào)為L(zhǎng)M358，集成電路U6的型號(hào)為DS1302，集成電路U7的型號(hào)為L(zhǎng)M358，集成電路U8的型號(hào)為L(zhǎng)M2576-33。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的電源電路為:集成電路U8的I腳接電容C8和電容C6以及電容C9的一端并通過(guò)熔斷器Fl接集成電路Ul的56腳、2腳接二極管D7的負(fù)極和線圈LI的一端、4腳接3.3V電源、3腳和5腳接地；發(fā)光二極管D8的正極通過(guò)電阻R16接3.3V電源、負(fù)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的另一端并接3.3V電源、另一端接地，二極管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(hào)為L(zhǎng)M2576-33，集成電路Ul的型號(hào)為MSP430F149。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203773263SQ201320799076
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】李增生, 荊紅莉, 方忠厚 申請(qǐng)人:榆林學(xué)院