[实用新型]太阳能光伏组件的WSN传感器节点装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏电站技术领域，特别是光伏电站的无线传感器网络系统中太阳能光伏组件的WSN传感器节点技术领域。

背景技术

在能源日益减少的今天，太阳能光伏发电越来越受到人们的关注。随着近几年各地各种太阳能发电场的建设，世界太阳能发电行业爆发式的发展。2006年德国的某些太阳能电场出现了部分光伏组件由于受遮挡或环境因素而烧毁接线盒的事故，这表明光伏组件的可靠性还存在很大的问题。太阳能光伏阵列在运行过程中，标准矩形电池板的局部故障，特别是电池板的开路、短路或性能下降，会使整个供电系统输出电压或功率有明显的下降。严重时会发生连锁反应，从而破坏整个系统的工作。实际应用中由于组件封装工艺等原因，当光伏组件运行若干年后，局部区域因为气孔的渗入或扩散而老化，使得组件中的部分电池损坏，影响系统输出。我国最近几年太阳能光伏技术的快速发展，较多的太阳能光伏电站投入运行，运行初期此问题不是很明显，随着若干年的运行，此问题将更突出。通过对低成本组件的无线传感器网络的传感器节点的设计和编程，为光伏电站的故障诊断提供大量的内部信息，可以解决因大量测点的存在而出现电缆成本高和施工困难问题，可以解决光伏阵列中电气参数监测的灵敏度低和定位困难问题。在获取组件信息的基础上，通过对光伏组件的特性的实时检测、历史存储、统计和推理，从而能够精确诊断和定位，防止故障的进一步扩大，提高光伏电站供电的可靠性和供电质量具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为可以为太阳能光伏电站及时反馈各光伏组件工作环境、状态信息的无线传感器网络装置配套的智能型太阳能光伏组件的WSN传感器节点装置。

本实用新型包括JN5139无线微控制器，以及分别与所述无线微控制器连接的旁路二极管电流采样电路、光伏组件电压采样电路、光伏组件电流采样电路、DS1302时钟芯片、无线芯片的天线、无线芯片的编程接口电路和节点工作电源电路。

本实用新型通过获取旁路二极管电流、组件电流和组件电压等参数，传感器节点为光伏电站的故障诊断提供大量的内部信息，解决因大量测点的存在而出现电缆成本高和施工困难问题，解决光伏阵列中电气参数监测的灵敏度低和定位困难问题。通过对光伏组件的特性的实时检测、历史存储、统计和推理，从而能够精确诊断和定位，防止故障的进一步扩大，提高光伏电站供电的可靠性和供电质量具有重要意义。

本实用新型所述旁路二极管电流采样电路中采用0.01欧姆的锰铜丝电阻，取样电流由集成运放器OP07和外围电路组成的差动放大器进行信号放大后输入JN5139无线微控制器的AD转换器。

所述光伏组件电压采样电路中采用分压电阻获取组件电压信号后接入JN5139无线微控制器的AD转换器。

所述光伏组件电流采样电路中采用霍尔直流电流传感器TBC10SY和取样电阻获取组件的电流信号后输入JN5139无线微控制器的AD转换器。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

图2为本实用新型的一种工作原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，旁路二极管电流采样电路1、光伏组件电压采样电路2、光伏组件电流采样电路3、DS1302时钟芯片5、无线芯片的天线6、无线芯片的编程接口电路7和节点工作电源电路8分别与JN5139无线微控制器4连接。

旁路二极管电流采样电路1中采用0.01欧姆的锰铜丝电阻R11，取样电流由集成运放器OP07和外围电路组成的差动放大器进行信号放大后输入JN5139无线微控制器4的AD转换器接口ADC3。

光伏组件电压采样电路2中采用分压电阻R13获取组件电压信号后接入JN5139无线微控制器4的AD转换器接口ADC1。

光伏组件电流采样电路3中采用霍尔直流电流传感器TBC10SY和取样电阻R15获取组件的电流信号后输入JN5139无线微控制器4的AD转换器接口ADC2。

采用DS1302时钟芯片5对采样进行计时。

无线微控制器4采用英国Jennic公司的高性能、低功耗无线SOC模块JN5139芯片制成。