CN102104080A - 一种信息型太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的信息型太阳能电池组件，其特征在于在各个太阳能电池组件上安装无线传感器网络节点，通过电阻网络采集了每个电池单体的电压信息，并将所述电压信息通过多路选择器送给微处理器CC2430分析处理；所述无线传感器网络节点与汇聚节点、网关节点、基站构成无线传感器网络；无线传感器网络节点用于监测和分析各个太阳能电池单体的电压值，再通过无线方式将采集的信号发送给汇聚节点；汇聚节点将来自无线传感器网络节点的数据通过无线方式传送到网关节点，网关节点将来自汇聚节点的数据通过无线方式传送给基站，基站将数据通过RS232传送给用户PC机。本发明信息型太阳能电池组件借助无线传感器网络技术构建一种信息型的电池组件增强了系统的安全性，同时提高了工作效率。

Description

一种信息型太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及一种信息型太阳能电池组件。
背景技术
随着石油、煤、天然气等不可再生能源的日益短缺，全球都在寻找合适的替代能源。根据美国能源部的报告，太阳能、风能等能源的应用已经占到全球能源使用量的4％左右，而且每年都在攀升。目前，太阳能是其中发展最快的可再生能源，正以每年60％的速度递增。因此，如何有效的开发利用太阳能，成为全球未来能源的焦点问题。
太阳能电池组件是光伏发电系统的重要组成部件之一，其工作状态和性能决定了整个系统的工作效率。目前，太阳能光伏系统中，所有太阳能电池组件通常先要连接到一个控制器、然后通过逆变器将直流电转换成交流电，从而给交流负载供电或连接到电网。这种组装方式使人们更关注的是整个太阳能发电装置，而不是单个太阳能电池组件，因此，当某个或某些电池组件内部单体出现故障时则很难监测。特别是那些由野外数万个电池组件组成的较大发电厂，要发现哪些电池组件不能正常工作则更加困难，只有问题严重后到现场逐个检测，才会找到症结所在。
发明内容
本发明的目的在于构建一种信息型的电池组件，避免目前光伏发电系统中电池组件无法实时监测的缺点，便于及时维护，提高其工作效率。
本发明信息型太阳能电池组件，其特征在于一种信息型太阳能电池组件，其特征在于在各个太阳能电池组件上安装无线传感器网络节点，通过电阻网络采集了每个电池单体的电压信息，并将所述电压信息通过多路选择器送给微处理器CC2430分析处理；所述无线传感器网络节点与汇聚节点、网关节点、基站构成无线传感器网络；无线传感器网络节点用于监测和分析各个太阳能电池单体的电压值，再通过无线方式将采集的信号发送给汇聚节点；汇聚节点将来自无线传感器网络节点的数据通过无线方式传送到网关节点，网关节点将来自汇聚节点的数据通过无线方式传送给基站，基站将数据通过RS232传送给用户PC机。
本发明信息型太阳能电池组件无线传感器网络节点采用TI公司提供的CC2430芯片；所述无线传感器网络节点中设有光强传感器，光强传感器采用美国TAOS公司的TSL2561芯片。
本发明的特点在于克服现有电池组件的不足，提供一种更适合光伏发电的信息型电池组件。当太阳能电池组件被其它物体(如鸟粪、树叶等)长时间遮挡时，被遮挡的太阳能电池组件此时将会严重发热，这种严重发热会对太阳能电池造成很严重的破坏作用，有光照的电池所产生的部分能量或所有的能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。此种情况下，嵌入在太阳能电池组件中的无线传感器网络节点会检测出太阳能电池组件中两相邻的电池单体电压，通过检测的电压值来判断太阳能电池组件中各个电池单体的工作状态，无线传感器网络节点将会及时把故障信息通过无线传感器网络反馈给用户的PC机，用户即可实时了解每个电池组件的运行状态。本发明提供的信息型电池组件，不会妨碍采光及将光能转换为太阳能。
附图说明
附图1信息型电池组件16个电池单体结构图
附图2信息型电池组件16个电池单体内部无线传感器网络节点电路图
附图3信息型电池组件36个电池单体结构图
附图4信息型电池组件36个电池单体内部无线传感器网络节点电路图
附图5基于信息型电池组件的光伏发电系统框图
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例1：本发明的信息型电池组件结构，在现有太阳能电池组件的各个单体引出导线，将各个电压值通过电阻采集网络送给微控制器实现实时监测太阳能电池单体的电压值。当电压值超出一定范围之后，信息型电池组件发出报警信息，报警信息能够在用户的PC机上显示出来，及时提示用户采取相应的维护措施。本发明中，无线传感器网络节点采用TI公司提供的CC2430芯片、光强传感器采用美国TAOS公司的TSL2561芯片、各个电池单体的电压信息通过电阻网络获取。其中，图1所示的电池组件包括16个电池单体，16选1多路选择器采用74LS150；构建电阻网络获取各个电池单体的电压值，然后通过CC2430进行电压采集，每30分钟采集一次。当相邻的两个电池单体电压差小于预设电压值时给出报警信息并把该信息传递给用户PC机。该实施例中信息型电池组件(16个电池单体)内部无线传感器网络节点电路图如图2所示。
实施例2：在实施例1的基础上增加电池单体到36个，图3为电池单体为36个时的结构示意图，在此情况下，由于电池单体的数量急剧增多，CC2430的I/O资源不足，因此采用Altera公司的可编程器件EPM240实现多路选择的功能，该芯片端口资源丰富，满足36个电池单体的需要。构建电阻网络获取各个电池单体的电压值，然后通过CC2430进行电压采集，每30分钟采集一次。当相邻的两个电池单体电压差小于0.3V后给出报警信息并把该信息传递给用户PC机。该实施例中信息型电池组件(36个电池单体)内部无线传感器网络节点电路图如图4所示。
实施例3：以本发明中的信息型电池组件构成光伏发电系统。系统结构如图5所示，包括信息型太阳能电池组件、控制器、蓄电池和逆变器四个部分。其特征在于用于构成太阳能方阵的信息型太阳能电池组件嵌入了无线传感器网络节点，所述太阳能电池组件与充放电控制器相连，所述充放电控制器与蓄电池组相连，所述蓄电池组与直流/交流逆变器相连。所述信息型太阳能电池组件的无线传感器网络节点与汇聚节点、网关节点、基站构成无线传感器网络。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种信息型太阳能电池组件，其特征在于在各个太阳能电池组件上安装无线传感器网络节点，通过电阻网络采集了每个电池单体的电压信息，并将所述电压信息通过多路选择器送给微处理器CC2430分析处理；所述无线传感器网络节点与汇聚节点、网关节点、基站构成无线传感器网络；无线传感器网络节点用于监测和分析各个太阳能电池单体的电压值，再通过无线方式将采集的信号发送给汇聚节点；汇聚节点将来自无线传感器网络节点的数据通过无线方式传送到网关节点，网关节点将来自汇聚节点的数据通过无线方式传送给基站，基站将数据通过RS232传送给用户PC机。
2.按照权力要求1所述一种信息型太阳能电池组件，其特征在于所述无线传感器网络节点采用TI公司提供的CC2430芯片；所述无线传感器网络节点中设有光强传感器，光强传感器采用美国TAOS公司的TSL2561芯片。
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