專利名稱：用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，屬于光伏監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)市場上普通測量太陽輻照度儀器為以光敏二極管及其輻照表為原理的手持式輻照度測量儀器，也有手持式積分球輻照計。其中光敏二極管隨輻照度的輸入輸出特性是非線性，因此其測量精度不高，無法進行精密測量；而積分球輻照度計以積分球作為光捕捉器件，測量精度較高，但受到積分球內(nèi)部涂層材料的限制，其精度也會隨著使用時間而逐漸降低；而且手持式輻照度測量儀器，不易固定角度，難以穩(wěn)定測量。此外也有基于熱電堆技術(shù)的日照計，但由于它安裝在水平面，會測量到各個方向的輻射，其中可能包括其他水平面的反射，因此無法精確反應(yīng)太陽直射輻照對光伏組件的影響。 此外，國內(nèi)市場上諸多輻照度監(jiān)測儀大部分需要外部電路供電，依賴于干電池或者市電電網(wǎng)，一旦系統(tǒng)掉電，將無法正常工作，在戶外環(huán)境或偏遠區(qū)域中使用會造成不便。對于太陽輻射能量也未能較好的利用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能自供電并且精確測量太陽輻照度及周圍溫度的用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是一種用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制電路板，還包括實時測量輻照度的光伏電池，控制電路板上設(shè)置有電源穩(wěn)壓濾波電路和微處理器以及分別與微控制器相連接的輻照度信號調(diào)理電路、LED顯示模塊電路、電平轉(zhuǎn)換電路和溫度信號調(diào)理電路，光伏電池通過電源穩(wěn)壓濾波電路與控制電路板連接，光伏電池與輻照度信號調(diào)理電路相連接，溫度信號調(diào)理電路上連接有若干個熱敏電阻。進一步，所述的熱敏電阻有四個，一個貼在光伏電池的背板上，一個設(shè)置在控制電路板上，另外兩個貼在光伏組件的背板上。更進一步，所述的電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接有可與計算機通信的電平轉(zhuǎn)換器。采用了上述技術(shù)方案后，光伏電池既能作為太陽輻照度傳感器精確測量太陽輻照度又能為控制電路板供電，實現(xiàn)了自供電的目的，為戶外作業(yè)提供了更高的適應(yīng)能力，貼于光伏組件背板上的熱敏電阻可用來測量光伏電池的溫度，設(shè)置在控制電路板上的熱敏電阻用來測量環(huán)境溫度，貼在光伏組件背板上的熱敏電阻可用來測量光伏組件的溫度，LED顯示模塊電路可以實時顯示太陽輻照度或溫度，連接的電平轉(zhuǎn)換器上可通過數(shù)據(jù)線與計算機連接，并可以使用計算機對測量數(shù)據(jù)進行存儲、查詢，并繪制日輻照度、日溫度曲線，為使用者分析光伏系統(tǒng)性能提供依據(jù)。

[0009]圖I為本實用新型的用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖；圖2為本實用新型的微控制器及其外圍電路的電路原理圖；圖3為本實用新型的輻照度信號調(diào)理電路和電源穩(wěn)壓濾波電路的電路原理圖；圖4為本實用新型的溫度信號調(diào)理電路的電路原理圖；圖5為本實用新型的LED顯示模塊電路的電路原理圖；圖6為本實用新型的電平轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附 圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，如圖I所示，一種用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制電路板，還包括實時測量輻照度的光伏電池，控制電路板上設(shè)置有電源穩(wěn)壓濾波電路和微處理器以及分別與微控制器相連接的輻照度信號調(diào)理電路、LED顯示模塊電路、電平轉(zhuǎn)換電路和溫度信號調(diào)理電路，光伏電池通過電源穩(wěn)壓濾波電路與控制電路板連接，光伏電池與輻照度信號調(diào)理電路相連接，溫度信號調(diào)理電路上連接有若干個熱敏電阻。熱敏電阻有四個，一個貼在光伏電池的背板上，一個設(shè)置在控制電路板上，另外兩個貼在光伏組件的背板上。如圖I所示，電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接有可與計算機通信的電平轉(zhuǎn)換器。如圖2所示，微控制器可以采用Atmel公司生產(chǎn)的ATmegall6L型單片機，它應(yīng)用模塊多，功能強大，編程快捷，功耗小，使用光伏電池足以為它及外部電路供電，JTAG電路為微控制器提供仿真接口，用于調(diào)試和下載程序。如圖3所示，采用3W多晶硅光伏電池作為光伏電池為控制電路板供電，并作為太陽輻照度傳感器精確測量太陽輻照度。BATTERY+與GND分別接外部光伏電池的正負極，微控制器引腳PD3接SWITCH端，通過控制三極管QlO的導通與截止從而控制MOS管Q9的導通與截止。當MOS管Q9截止時，光伏電池輸出的電壓通過二極管D4，由穩(wěn)壓芯片ASl 117-5穩(wěn)壓至+5V，經(jīng)過電容濾波后為控制電路板供電，同時為電容CS充電；當MOS管導通時，光伏電池被低阻值電阻R16短路，此時由電容C8輸出電壓暫時為控制電路板供電，電阻R16的一端接入第一運放器LM358的同相輸入端，將電阻上的短路電流值轉(zhuǎn)換為電壓值，最終由引腳ADCO端輸出，接入微控制器的AD轉(zhuǎn)換器的ADO 口。如圖4所示，引腳Tl與TlGND分別接熱敏電阻兩端，首先通過電阻R19與電阻R20組成的電阻網(wǎng)絡(luò)，將其阻值轉(zhuǎn)為輸入第二運放器LM358同相輸入端的電壓值，第二運放器LM358作為電壓跟隨器，將電壓值輸入微控制器的AD轉(zhuǎn)換器，由于熱敏電阻的阻溫曲線為非線性，為了保證溫度測量精確性，在微控制器程序中加入了阻溫曲線分段線性插值程序，以提聞精度。如圖5所示，使用了 4個8段LED數(shù)碼管，共陰連接，微控制器PB 口接B_A至B_DOT端，控制8個型號為9013的三極管QfQS通斷，從而使LED數(shù)碼管實時顯示太陽輻照度或溫度；如圖6所示，采用了芯片SN75176AD作為電平轉(zhuǎn)換芯片，將ATmegall6L型單片機的串口 TXD與RXD信號轉(zhuǎn)換為電平信號，再通過外置的電平轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)與計算機通信。[0024]本實用新型的工作原理如下光伏電池既能作為太陽輻照度傳感器精確測量太陽輻照度又能為控制電路板供電，實現(xiàn)了自供電的目的，為戶外作業(yè)提供了更高的適應(yīng)能力，貼于光伏組件背板上的熱敏電阻可用來測量光伏電池的溫度，設(shè)置在控制電路板上的熱敏電阻用來測量環(huán)境溫度，貼在光伏組件背板上的熱敏電阻可用來測量光伏組件的溫度，LED顯示模塊電路可以實時顯示太陽輻照度或溫度，連接的電平轉(zhuǎn)換器上可通過數(shù)據(jù)線與計算機連接，并可以使用計算機對測量數(shù)據(jù)進行存儲、查詢，并繪制日輻照度、日溫度曲線，為使用者分析光伏系統(tǒng)性能提供依據(jù)。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.一種用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制電路板，其特征在于還包括實時測量輻照度的光伏電池，控制電路板上設(shè)置有電源穩(wěn)壓濾波電路和微處理器以及分別與微控制器相連接的輻照度信號調(diào)理電路、LED顯示模塊電路、電平轉(zhuǎn)換電路和溫度信號調(diào)理電路，光伏電池通過電源穩(wěn)壓濾波電路與控制電路板連接，光伏電池與輻照度信號調(diào)理電路相連接，溫度信號調(diào)理電路上連接有若干個熱敏電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的熱敏電阻有四個，一個貼在光伏電池的背板上，一個設(shè)置在控制電路板上，另外兩個貼在光伏組件的背板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接有可與計算機通信的電平轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實用新型公開了一種用于光伏組件的輻照度及溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制電路板，還包括實時測量輻照度的光伏電池，控制電路板上設(shè)置有電源穩(wěn)壓濾波電路和微處理器以及分別與微控制器相連接的輻照度信號調(diào)理電路、LED顯示模塊電路、電平轉(zhuǎn)換電路和溫度信號調(diào)理電路，光伏電池通過電源穩(wěn)壓濾波電路與控制電路板連接，光伏電池與輻照度信號調(diào)理電路相連接，溫度信號調(diào)理電路上連接有若干個熱敏電阻。本實用新型能夠利用光伏電池進行自供電并且精確測量太陽輻照度及周圍溫度。
文檔編號G01J1/42GK202631108SQ201220230330
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者張經(jīng)煒, 丁坤, 卞新高, 徐俊偉, 劉海浩 申請人:河海大學常州校區(qū)