CN102214388A

CN102214388A - 一种太阳能光伏发电系统的数据监测装置

Info

Publication number: CN102214388A
Application number: CN2010101404697A
Authority: CN
Inventors: 杨朝辉
Original assignee: WUXI LONGMA TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: WUXI LONGMA TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-10-12

Abstract

本发明提供了一种太阳能电站使用的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，该装置包括数据采集模块，数据处理模块，无线通信模块，电源模块。本发明可以把数据监测由原来人工手持式检测为自动实时检测，大大提高效率，采集到的数据可以通过无线网络发送到各个计算机终端，进行记录分析，使得工作人员可以在任意的地方都能随时了解到太阳能光伏发电系统的工作状况，对于产生的问题可以及时处理，符合国家智能电网建设中，免维护、可控、可视等要素的要求。

Description

一种太阳能光伏发电系统的数据监测装置

技术领域

本发明涉及一种数据监测装置，尤其是一种太阳能光伏发电系统的数据监测装置。

背景技术

20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1％的太阳能转为电能，转变率5％，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。世界光伏组件在1990年--2005年年平均增长率约15％。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10％～13％提高到13％～15％，生产规模从1～5兆瓦/年发展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。

温度是光伏发电系统的重要参数之一，在给定光强下，光伏电池工作温度的升高影响电池的输出功率。电池的输出功率和效率将随着温度的升高而减少，每升高1℃，电池的效率约下降0.45％，电池的使用寿命也会下降。因此对温度的采集和监测在光伏发电系统中显得尤为重要。光伏发电系统的环境风速会影响到光伏发电组件的表面热量散发，因此，对风速的采集和监控也是需要的。对于照度的监控，能很好的监控组件工作状况，防止“热点效应”的产生。目前太阳能光伏发电站中对环境的检测只是简单的采用人工手持检测设备在现场周围进行数据采集，手工记录。其缺陷是：

1)由于是通过人工检测，只能定期定时间检测，无法实时监测。

2)人工记录数据，无法保障数据记录的及时性和准确性。

3)无法及时全面检测每个光伏发电组件的表面温度(此温度对光伏发电组件的使用寿命影响很大

4)人工检测，工作量大、效率低，成本高。受人为因素影响比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动的、可以实时监测、记录以及传输的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，该装置不仅可以实时监测光伏发电组件的环境参数，而且可以把采集到的参数通过无线传输发送到远程的控制台，进行记录处理分析。

为解决上述问题，本发明的太阳能光伏发电系统的数据监测装置包括数据采集模块，使用多个传感器采集太阳能光伏发电系统的光伏发电组件的温度、风速、照度；数据处理模块，控制所述多个传感器进行数据采集并处理传感器采集的数据；无线通信模块，执行所述太阳能光伏发电系统的数据监测装置与通信基站的无线通信，传输采集的数据；电源模块，为上述各模块提供电源。数据采集模块采集太阳能光伏发电系统的温度、风速、照度参数，并且把这些参数传送到数据处理模块，数据处理模块对这些参数滤波，A/D转换后打包发送到无线通信模块的缓存中，无线通信模块把这些数据包通过现有的无线网络如GSM，CDMA，WCDMA，TDSCDMA发送到各个基站，进而再传送到控制台，对这些数据进行记录分析，当采集到的数据超过所设定的参数时，还可以发出报警信号。

本发明可以把数据监测由原来人工手持式检测为自动实时检测，大大提高效率，采集到的数据可以通过无线网络发送到各个计算机终端，进行记录分析，使得工作人员可以在任意的地方都能随时了解到太阳能光伏发电系统的工作状况，对于产生的问题可以及时处理，符合国家智能电网建设中，免维护、可控、可视等要素的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的太阳能光伏发电系统的数据监测装置的结构示意图。

具体实施方式

图1所示的太阳能光伏发电系统的数据监测装置由数据采集模块10，数据处理模块20，显示模块30，无线通信模块50以及电源模块60构成。

数据采集模块10包括温度传感器101，风速传感器102和照度传感器103。温度传感器101包括美国AD公司生产的集成接触式传感器芯片AD590，信号放大器，AD590的测温范围为-55℃～+150℃。AD590将外部温度信号转换为模拟电流信号，接着信号放大器将电流信号转换成电压信号并自动调整信号的增益大小。风速传感器102采用了脉冲式风速传感器，脉冲式风速传感器体积小、质量小、原理简单，同时能够将风速模拟量直接转换成电子脉冲数。照度传感器103包括日本ROHM公司的BH1600FVC/BH1603FVC照度传感器和信号放大器，信号放大器将照度传感器输出的电流信号转换成电压信号并自动调整信号的增益大小。

数据处理模块20采用德州仪器(TI)公司的LM3S1138微处理器201，该微处理器201可以对采集来的温度和照度数据进行A/D转换，并进行数据比较和BCD码转换，最后可以在显示模块上显示出当前的温度、风速以及照度的数值。微处理器还可以控制采样的周期，设定报警的上限，一旦采集到的数据超过报警的上限时，即发出报警信号。该微处理器还可以按照用户定义的数据格式打包，并发送到无线通信模块50的缓存中去。显示模块包括4个按键，这4个按键可以对微处理器进行参数和报警上限的设定。

无线通信模块50采用索尼爱立信公司的G64无线传输模块501，G64可以将数据处理模块发送过来的数据包封装，通过GPRS接入Internet，传入监控中心。监控中心的终端对接收来的数据包解析，还原，并由PC机执行相关的处理，如记录下一个周期内的温度，风速，照度的变化曲线，定期进行数据库更新等等。监控中心的终端还可以通过Internet和无线网络对太阳能光伏发电系统的数据监测装置进行远程设定。

以上各模块都可以集成在一块PCB板上。

以上所述，仅为发明的具体实施方式。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims

1.一种太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，使用多个传感器采集太阳能光伏发电系统的光伏发电组件的温度、风速、照度；

数据处理模块，控制所述多个传感器进行数据采集并处理传感器采集的数据；

无线通信模块，执行所述太阳能光伏发电系统的数据监测装置与通信基站的无线通信，传输采集的数据；

电源模块，为上述各模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：温度传感器、风速传感器和照度传感器。

3.根据权利要求2所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，所述温度传感器采用集成接触式温度传感器。

4.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，所述数据处理模块包括微处理器，该微处理器把数据采集模块采集到的数据滤波，A/D转换，打包后通过相应的端口传送到无线通信模块的缓存中去。

5.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，所述无线通信模块可以是支持GSM、GPRS、EDGE、CDMA、CDMA 1x、CDMA2000、WCDMA、TDSCDMA中的一种或几种的无线通信模块，该无线通信模块可以把缓存中的数据包封装成TCP/IP数据包，通过无线骨干网接入Internet。

6.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，所述电源模块包括电池、升压模块、外接电源和控制电路，该外接电源与太阳能光伏组件相连，当太阳能光伏组件产生的直流电压达到300V-1000V时，控制电路会选择外接电源进行供电，同时对内置式电池进行充电；当电压小于300V时，电池会通过升压模块升压，给装置供电。

7.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，还包括显示模块，该显示模块可以对当前数据采集模块采集的数据进行实时显示。

8.根据权利要求7所述的太阳能光伏发电系统的数据监测装置，其特征在于，所述显示模块为128*64式白底蓝字显示器，该显示器有4个可以调节的按键，该4个按键分别实现上、下、选择和确定的功能。