[发明专利]一种太阳能发电系统的数据采集装置

说明书

本发明提供了一种太阳能发电系统的数据采集装置，包括温湿度采集单元、光强采集单元、风速测量单元、光伏电池功率采样单元、数据处理单元、存储单元、显示单元、报警单元、RS485通信单元和电源单元。本发明结合单片机技术和传感器技术，能够对环境的温湿度、光强度、风速和光伏电池的发电量进行实时采集、显示和存储，对太阳能发电系统的正常高效运行提供了保障，为系统的改进和优化以及后续的科学研究提供了非常有用的原始测量数据，同时可通过RS485与上位机进行远程通信，达到了远程监测的目的。

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别涉及一种太阳能发电系统的数据采集装置。

背景技术

太阳能发电分为光热发电和光伏发电，通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，这种技术的关键元件是光伏电池。光伏电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的光伏电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统。

光伏电池组件大都安装于户外环境中，而太阳能发电系统的能量输出会因周围环境的变化而表现出较大的差异。因此，为了确保太阳能发电系统能够正常的工作，需要对太阳能发电系统的各项环境参数进行测量，从而有效地控制其运行。并且太阳能发电系统的运行一般是在无人值守的情况下进行的，对地面上很分散的光伏系统进行监测维护是十分困难繁琐的，需要大量的时间和人力物力。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种太阳能发电系统的数据采集装置，能够对环境的温湿度、光强度、风速和光伏电池的发电量进行实时监测，对太阳能发电系统的正常高效运行提供了保障。

(二)技术方案

一种太阳能发电系统的数据采集装置，包括温湿度采集单元、光强采集单元、风速测量单元、光伏电池功率采样单元、数据处理单元、存储单元、显示单元、报警单元、RS485通信单元和电源单元；

所述温湿度采集单元选用数字温湿度传感器SHT11；所述温湿度采集单元采集光伏电池的环境温湿度参数，输出数字信号送入所述数据处理单元；

所述光强采集单元包括光强度传感器和第一～第四电阻，其中所述光强度传感器选用光-数字转换器TSL2561；所述光强采集单元采集所述光伏电池的环境光照强度参数，输出数字信号送入所述数据处理单元；

所述风速测量单元选用风速传感器FC-2A3；所述风速测量单元测量所述光伏电池的环境风速参数，输出模拟电平信号送入所述数据处理单元的A/D口；

所述光伏电池采样单元包括电流传感器、第一～第三运算放大器、第一～第四二极管、第五～第二十电阻、第一和第二电容，其中所述电流传感器选用霍尔电流传感器CHB_50A，所述第一～第三运算放大器选用四运算放大器LM324，所述第一和第四二极管为肖特基二极管；所述光伏电池采样单元采集所述光伏电池的发电量，输出模拟电压信号送入所述数据处理单元的A/D口；

所述数据处理单元对所述温湿度采集单元、所述光强采集单元、所述风速测量单元和所述光伏电池采样单元的采集数据进行处理，并与预设值比较分析，所述数据处理单元输出分别连接所述存储单元、所述显示单元和所述报警单元；

所述存储单元包括EEPROM存储器、第二十一和第二十二电阻，其中所述EEPROM存储器选用24C02；所述存储单元对所述温湿度采集单元、所述光强采集单元、所述风速测量单元和所述光伏电池采样单元的采集数据进行保存；

所述显示单元实时显示当前环境的温湿度、光强、风速和所述光伏电池的发电量数据；

所述报警单元包括蜂鸣器、发光二极管、三极管和第二十三电阻；当所述数据处理单元判定采集的数据不符合预设值范围时，驱动所述报警单元进行声光报警；