太阳能光伏离网发电实验装置制造方法
【专利摘要】一种太阳能光伏离网发电实验装置，它具有：对整机进行控制的单片机系统；采集蓄电池电压的蓄电池电压采样电路，该输出端接单片机系统；采集太阳能电池电压的光伏电池电压采样电路，该输出端接单片机系统；采集蓄电池电流的蓄电池电流采样电路，该电路的输出端接单片机系统；采集太阳能电池电流的光伏电池电流采样电路，该电路的输出端接单片机系统；采集蓄电池温度的温度采样电路，该电路的输出端接单片机系统；电源电路，该电路的输入端接单片机系统；实时时钟电路，该电路的输入端接单片机系统；驱动电路，该电路的输入端接单片机系统。
【专利说明】太阳能光伏离网发电实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能发电【技术领域】，具体涉及到太阳能光伏离网发电设备或控制装置。
【背景技术】
[0002]当今世界各国特别是发达国家对于太阳能光伏发电十分重视，针对其制定规划，增加投入，大力发展。到2004年，世界太阳能光伏发电装机总容量达到964.9丽，到2005年底，达到4961.69MW。己经商业化、实用化的太阳能光伏电池主要有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、聚光电池、带状硅电池以及薄膜电池等几类。在国际市场上目前太阳能光伏电池的价格大约为3.15美元/W，并网系统价格为6美元/W，发电成本为0.25美元/(kff -h) 0光伏电池的发电转化效率也不断提高，晶体硅光电池转化率达到15%，单晶硅光电池转化率是23.3%，砷化镓光电池转化率是25%，在实验室中特制的砷化嫁光电池转化率己达35%-36%。太阳能光伏电池/组件使用寿命大大增长,可使用30多年。目前,太阳能光伏发电主要集中在日本、欧盟和美国，其太阳能光伏发电量约占世界光伏发电量的80%。今后太阳能光伏发电系统主要围绕高效率、低成本、长寿命、美观实用等方向发展。专家们预测到2050年，太阳能光伏发电在发电总量中将占13%-15%，到2100年将约占64%。20世纪90年代以来是我国太阳能光伏发电快速发展的时期，在这一时期我国光伏组件生产能力逐年增强，成本不断降低，市场不断扩大，装机容量逐年增加，2004年累计容量达35丽，约占世界份额的3%。10多年来，我国太阳能光伏产业长期平均维持了全球市场1%左右的份额。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提高太阳能的利用率，提供一种效率高、成本低、寿命长、美观实用的太阳能光伏离网发电实验装置。
[0004]解决上述技术问题所采用的技术方案是他具有:对整机进行控制的单片机系统；采集蓄电池电压的蓄电池电压采样电路，该输出端接单片机系统；采集太阳能电池电压的光伏电池电压采样电路，该输出端接单片机系统；采集蓄电池电流的蓄电池电流采样电路，该电路的输出端接单片机系统；采集太阳能电池电流的光伏电池电流采样电路，该电路的输出端接单片机系统；采集蓄电池温度的温度采样电路，该电路的输出端接单片机系统；电源电路，该电路的输入端接单片机系统；实时时钟电路，该电路的输入端接单片机系统；驱动电路，该电路的输入端接单片机系统。
[0005]本实用新型的单片机系统为:太阳能电池板和电流传感器将采集到的光强度信号转换成电信号由集成电路Ul的4脚输入，集成电路Ul的2脚接二极管D6的负极并通过电阻R12接集成电路U5A的I脚、3脚接集成电路U7的输出端I脚、4脚通过电阻R13接地、59脚接二极管Dl的负极、60脚接二极管D4的负极并通过电阻RlO接集成电路U5A的I脚、61脚接二极管D2的负极、52脚和53脚接由晶体振荡器Yl和电容Cl以及电容C2连接的振荡电路、8脚接晶体振荡器Y2的一端、9脚接晶体振荡器Y2的另一端、13脚接驱动电路、17脚接集成电路U6的7脚、18脚接集成电路U6的5脚、19脚接集成电路U6的6脚、56脚通过熔断器Fl接集成电路U8的I脚、63脚接地；集成电路Ul的型号为MSP430F149，集成电路U5A的型号为LM358，集成电路U6的型号为DS1302，集成电路U7的型号为LM358，集成电路U8的型号为LM2576-33。
[0006]本实用新型的电源电路为:集成电路U8的I脚接电容C8和电容C6以及电容C9的一端并通过熔断器Fl接集成电路Ul的56脚、2脚接二极管D7的负极和线圈LI的一端、4脚接3.3V电源、3脚和5脚接地；发光二极管D8的正极通过电阻R16接3.3V电源、负极接地，电容C7的一端接3.3V电源、另一端接地，电容ClO的一端接线圈LI的另一端并接3.3V电源、另一端接地，二极管D7的正极和电容C8的另一端以及电容C6的另一端和电容C9的另一端接地。集成电路U8的型号为LM2576-33，集成电路Ul的型号为MSP430F149。
[0007]在光照的情况下太阳能电池将太阳能转换成电能，电流传感器将检测到的电信号输入到单片机系统；单片机系统按照事先设定的程序对输入的信号进行运算，将计算结果输出到光伏控制系统给指示灯供电，同时给蓄电池组充电；在无光照的情况下，通过单片机系统由蓄电池组给指示灯供电。本实用新型具有电路简洁，使用方便，易于维护，对处在边远地区，交通不便的太阳能光伏发电系统的正常运行提供了更多的保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的电气原理方框图。
[0009]图2是本实用新型的电子线路原理图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
[0011]实施例1
[0012]在图1中，本实用新型由蓄电池电压采样电路、光伏电池电压采样电路、蓄电池电流采样电路、光伏电池电流采样电路、温度采样电路、电源电路、单片机系统、实时时钟电路、驱动电路连接构成，蓄电池电压米样电路输出端、光伏电池电压米样电路的输出端、蓄电池电流采样电路输出端、光伏电池电流采样电路的输出端、温度采样电路的输出端接单片机系统，单片机系统的输出端接电源电路和实时时钟电路以及驱动电路。在光照的情况下太阳能电池将太阳能转换成电能，通过光伏控制器给指示灯供电，同时蓄电池组充电；在无光照时，通过光伏控制器由蓄电池组给指示灯供电。
[0013]在图2中，本实施例的蓄电池电压采样电路由二极管D2、电阻R1、电阻R9连接构成。二极管D2的正极接电阻R9的一端和接地、负极接电阻R9的另一端和单片机系统并通过电阻Rl接电源。
[0014]本实施例的光伏电压采样电路由二极管D1、电阻R2、电阻R3连接构成。二极管Dl的正极接电阻R3的一端和地、负极接电阻R3的另一端和单片机系统并通过电阻R2接电源。
[0015]本实施例的蓄电池电流采样电路由集成电路U3、集成电路U5A、二极管D6、电阻R12、电阻R15连接构成，集成电路U3的型号为HALLSENS0R、集成电路U5A的型号为LM358。集成电路U3的VO端接集成电路U5A的同相输入端3脚、VCC端和VEE端接电源、GND端接地；集成电路U5A的反向输入端2脚接集成电路U5A的输出端I脚、4脚接15V电源、8脚接地、输出端I脚通过电阻R12接电阻R15的一端和二极管D6的负极以及单片机系统，电阻R15的另一端和二极管D6的正极接地。
[0016]本实施例的光伏电池电流采样电路由集成电路U2、集成电路U5B、二极管D4、电阻R10、电阻R11连接构成，集成电路U2的型号为HALLSENS0R、集成电路U5B的型号为LM358。集成电路U2的VO端接集成电路U6B的同相输入端3脚、VCC端和VEE端接电源、GND端接地；集成电路U5B的反向输入端2脚接集成电路U5B的输出端I脚、4脚接15V电源、8脚接地、输出端I脚通过电阻RlO接电阻Rll的一端和二极管D4的负极以及单片机系统，电阻Rll的另一端和二极管D4的正极接地。
[0017]本实施例的温度采样电路由集成电路U7、二极管D3、二极管D5、电阻R5?电阻R8、电阻R14、可变电阻R17?可变电阻R19连接构成，集成电路U7的型号为LM358。温度传感器AD590将采集到的温度信号转换成电信号由集成电路U7的同相输入端3脚输入，集成电路U7的同相输入端3脚接可变电阻R19的可调端和可变电阻R19的一端、反相输入端2脚接可变电阻R18的一端和可调端以及可变电阻R17的可调端、8脚接地、4脚接15V电源、输出端I脚接二极管D5的负极和单片机系统并通过电阻R8接可变电阻R18的另一端；二极管的正极接地，可变电阻R19的另一端通过电阻R14接地，二极管D3的负极通过电阻R5接电源并通过电阻R6接可变电阻R17的一端，可变电阻R17的另一端通过电阻R7接地，二极管D3的正极接地。
[0018]本实施例的电源电路由集成电路U8、二极管D7、发光二极管D8、电阻R16、电容C6?电容C10、熔断器F1、线圈LI连接构成，集成电路U8的型号为LM2576-33。集成电路U8的I脚接电容C8和电容C6以及电容C9的一端并通过熔断器Fl接单片机系统、2脚接二极管D7的负极和线圈LI的一端、4脚接3.3V电源、3脚和5脚接地；发光二极管D8的正极通过电阻R16接3.3V电源、负极接地，电容C7的一端接3.3V电源、另一端接地，电容ClO的一端接线圈LI的另一端并接3.3V电源、另一端接地，二极管D7的正极和电容C8的另一端以及电容C6的另一端和电容C9的另一端接地。
[0019]本实施例的单片机系统由集成电路Ul、晶体振荡器Yl、晶体振荡器Y2、电容Cl、电容C2连接构成，集成电路Ul的型号为MSP430F149。太阳能电池板和电流传感器将采集到的光强度信号转换成电信号由集成电路Ul的4脚输入，集成电路Ul的2脚接二极管D6的负极并通过电阻Rl2接集成电路U5A的I脚、3脚接集成电路U7的输出端I脚、4脚通过电阻R13接地、59脚接二极管Dl的负极、60脚接二极管D4的负极并通过电阻RlO接集成电路U5A的I脚、61脚接二极管D2的负极、52脚和53脚接由晶体振荡器Yl和电容Cl以及电容C2连接的振荡电路、8脚接晶体振荡器Y2的一端、9脚接晶体振荡器Y2的另一端、13脚接驱动电路、17脚和18脚以及19脚接实时时钟电路、56脚通过熔断器Fl接集成电路U8的I脚、63脚接地。
[0020]本实施例的实时时钟电路由集成电路U6、电阻R4、电容C3?电容C5、晶体振荡器Y3、电池组BT1、电池组BT2、指示灯LAMP连接构成，集成电路U6的型号为DS1302。集成电路U6的5脚接集成电路Ul的18脚、6脚接集成电路Ul的19脚并通过电阻R4接3.3V电源、7脚接集成电路Ul的17脚、I脚接3.3V电源、2脚和3脚接由晶体振荡器Y3和电容C4以及电容C5连接的振荡电路、4脚接地、8脚接电池组BTl的正极和指示灯LAMP的一端；电池组BTl的负极接电池组BT2的正极，电池组BT2的负极和指示灯LAMP的另一端接地，电容C3的一端接3.3V电源、另一端接地。
[0021]本实施例的驱动电路由集成电路U4、电容Cll连接构成，集成电路U4的型号为MOSFET。集成电路U4的2脚接集成电路Ul的13脚、3脚和5脚接地、8脚接电容Cll的另一端并接电源正极；电容Cll的另一端接地。驱动电路使控制电路和主电路实现良好的电气隔离，保证系统能安全、可靠的运行。
[0022]本实用新型的工作原理如下:
[0023]在光照的情况下太阳能电池将太阳能转换成电能，电流传感器将检测到的电信号由集成电路Ul的P6.5端口输入到单片机系统，光伏电池电压采样电路将采集到的电压信号由集成电路Ul的P6.0端口输入到单片机系统，蓄电池电压采样电路将采集到的电压信号由集成电路Ul的P6.2端口输入到单片机系统，光伏电池电流采样电路将采集到的电流信号由集成电路Ul的P6.1端口输入到单片机系统，蓄电池电流采样电路将采集到的电流信号由集成电路Ul的P6.3端口输入到单片机系统，温度采样电路将采集到的蓄电池温度信号转换成电流信号由集成电路Ul的P6.4端口输入到单片机系统，单片机系统按照事先设定的程序对输入的信号进行运算，将计算结果由单片机的Pl.5端口?Pl.7端口输出到时钟电路、Pl.1端口输出到驱动电路。在光照的情况下太阳能电池将太阳能转换成电能，通过光伏控制器给指示灯供电，同时蓄电池组充电；在无光照时，通过光伏控制器由蓄电池组给指示灯供电。
【权利要求】
1.一种太阳能光伏离网发电实验装置，其特征在于它具有: 对整机进行控制的单片机系统； 采集蓄电池电压的蓄电池电压采样电路，该输出端接单片机系统； 采集太阳能电池电压的光伏电池电压采样电路，该输出端接单片机系统； 采集蓄电池电流的蓄电池电流采样电路，该电路的输出端接单片机系统； 采集太阳能电池电流的光伏电池电流采样电路，该电路的输出端接单片机系统； 采集蓄电池温度的温度采样电路，该电路的输出端接单片机系统； 电源电路，该电路的输入端接单片机系统； 实时时钟电路，该电路的输入端接单片机系统； 驱动电路，该电路的输入端接单片机系统。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏离网发电实验装置，其特征在于所述的单片机系统为:太阳能电池板和电流传感器将采集到的光强度信号转换成电信号由集成电路Ul的4脚输入，集成电路Ul的2脚接二极管D6的负极并通过电阻R12接集成电路U5A的I脚、3脚接集成电路U7的输出端I脚、4脚通过电阻Rl3接地、59脚接二极管Dl的负极、60脚接二极管D4的负极并通过电阻RlO接集成电路U5A的I脚、61脚接二极管D2的负极、52脚和53脚接由晶体振荡器Yl和电容Cl以及电容C2连接的振荡电路、8脚接晶体振荡器Y2的一端、9脚接晶体振荡器Y2的另一端、13脚接驱动电路、17脚接集成电路U6的7脚、18脚接集成电路U6的5脚、19脚接集成电路U6的6脚、56脚通过熔断器Fl接集成电路U8的I脚、63脚接地；集成电路Ul的型号为MSP430F149，集成电路U5A的型号为LM358，集成电路U6的型号为DS1302，集成电路U7的型号为LM358，集成电路U8的型号为LM2576-33。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏离网发电实验装置，其特征在于所述的电源电路为:集成电路U8的I脚接电容C8和电容C6以及电容C9的一端并通过熔断器Fl接集成电路Ul的56脚、2脚接二极管D7的负极和线圈LI的一端、4脚接3.3V电源、3脚和5脚接地；发光二极管D8的正极通过电阻R16接3.3V电源、负极接地，电容C7的一端接3.3V电源、另一端接地，电容ClO的一端接线圈LI的另一端并接3.3V电源、另一端接地，二极管D7的正极和电容C8的另一端以及电容C6的另一端和电容C9的另一端接地，集成电路U8的型号为LM2576-33，集成电路Ul的型号为MSP430F149。
【文档编号】G05B19/042GK203773263SQ201320799076
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】李增生, 荆红莉, 方忠厚 申请人:榆林学院