一种基于单片机的太阳能电池发电量监控系统

1、一种基于单片机的太阳能电池发电量监控系统可再生能源太阳能发电可分为太阳能光发电(又称光伏)和太阳能热发电两大类，后者因为技术比较复杂，只能用于比较大的容量，应用受到一定限制，所以目前实际应用较少。太阳能光发电具有取之不尽，用之不竭，无污染等诸多优点，已成为人类寻求新能源的热点。但同时又存在应用间歇性，发电量与气候条件有关的缺点。因此，为提高太阳能电池的利用率，实时监控发电量是很有须要的，可以及早发觉太阳能电池工作中浮现的异样状况。这里提出了一种太阳能电池发电量实时监控系统的设计计划。系统利用at89s52控制，采纳霍尔对太阳能电池的输出电流测量，其突出优点是可以在几乎不消耗能量状况下，将电流转

2、换为举行测量。1 系统硬件设计系统硬件1所示，主要由太阳能电池组、霍尔电流传感器组成的，iu转换电路、液晶1602组成的显示装置、at89s52单片机构成的控制系统，以及铅酸蓄电池构成的储能系统5部分组成。其工作过程：太阳能电池接收光照时，产生电流，对蓄电池充电，单片机通过稳压装置由蓄电池提供驱动电压，对太阳能电池产生的电量举行实时信号采集。因为单片机只能接收电压信号，所以在信号接收前由iu、uu转换模块将信号调至合适的电压。经内部运算处理，结果送1602液晶显示装置显示电池发电量。11 ad转换模块当模拟信号输入单片机后需要转换为数字信号，因为需要同时测量太阳能电池输出电压和电流，故采纳08

3、32是8位串行双通道ad转换器，ad转换精度要依靠于有高稳定度的基准参考电压，参考电压设定为5 v，由tl431产生。模拟信号经过rc滤波送入ad输入端，然后举行模数转换后串行输出。12 iu转换模块因单片机io接口只能接收05 v的电压信号，实时采集太阳能电池输出电流需要将电流信号转换为电压信号，因为本系统是光伏发电系统的辅助设备，尽可能降低能量消耗是首要问题。由此霍尔电流传感器成为首选，按照原理举行工作，可在几乎不消耗能量的状况下将电流信号转换为电压信号。本系统采纳tbcl0sy型霍尔电流传感器，额定输出电压为(±4±05)v，±15 v双电源供电，测量电流范

4、围为o15 a，基本满足小型离网光伏系统的应用。13 电源设计单片机正常运行需要为片内的晶体管或供应电源，使其工作在相应状态。at89s52需要一个5 v电源(实际工作电压为3660 v)。可用整流、稳压方式供电，获得45 v左右的电压，因本系统为自立发电，且长久用法，考虑到电源寿命，该装置由市电或干电池提供驱动电源不符合实际，所以最佳计划应当由系统内部太阳能电池的蓄电池供电，经稳压集成块7805稳压为5 v，输入单片机vcc引脚，驱动单片机及液晶显示装置。tbcl0sy霍尔电流传感器，需±15 v双电源供电，同样采纳系统内的蓄电池供电经稳压集成块7805、7915稳压在±

5、15 v，从而驱动其工作。14 输出显示模块电量计算公式为q=uit，其中时光t可按照需要在软件编程时自行确定，如每隔3 min采样一次，经内部运算后送1602液晶显示发电量。为了节省电能，通过设置，使液晶显示10 s后自动熄灭。2 系统软件设计系统软件设计主要由单片机完成，主要实现数据采集和控制显示，囫囵软件系统设计采纳模块化思想，其测量和显示程序流程2所示。3 系统测试分析以200 w的小型离网光伏系统为例，额定电压24 v，最大电流618 a，蓄电池200 ah。设计正常放电时光为23 d，0618 a的电流按比例转换为05 v的电压，由2只构成的衰减器，输出电压放大比例由电阻r1和r2的比值打算，设定uu转换比例为524，则r7=10 k，r6+rp2=48 k。按照电量计算公式q=uit，试验时光为中午12时至下午2时，从显示电量开头，每隔3 min记录一次实际功率和监控系统所显示的数据，各次误差均小于3，表l给出初始的10次测量误差状况，随电量逐渐增大，误差变幻范围逐渐缩小。4 结论由at89s52单片机、霍尔电流传感器以及1602液晶等构成的太阳能电池发电量的实时监控系统结构容易、成本低廉、免维护、耗电量小并能有效地实时监控太阳能电池的发电量，及早发觉