CN105245010A - 一种车载太阳能监测及预报系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载太阳能监测及预报系统，包括太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池、直流电压变送器、直流电流变送器、无纸记录仪和太阳能辐射仪，太阳能电池板和直流电压变送器、直流电流变送器以及太阳能充电控制器均相连，太阳能充电控制器和蓄电池、直流电流变送器、直流电压变送器和无纸记录仪均相连，太阳能辐射仪和无纸记录仪相连，还包括有预测系统，包括光照强度数据库、气象预测服务器、处理器以及仪表板。本发明可以实时记录太阳能发电板的瞬时功率和发电量，并判定太阳能板的状况，而且可以根据光照强度数据库和天气情况预测一段时间内的太阳能发电功率，并结合当前蓄电池的储能状态来推算太阳能汽车的续航里程数。

Description

一种车载太阳能监测及预报系统

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种车载太阳能监测及预报系统。

背景技术

为了更好的实现可持续发展，太阳能发电已经成为未来重要的能量来源途径。在实施太阳能发电的过程中，有必要对相关内容进行有效的监测，这就需要构建起相应的系统，从而保障太阳能发电工作的有效开展。如公开号：CN202475315公开了一种新型的智能太阳能发电系统控制器，它涉及电力技术领域。它包含太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、负载电路、温度传感器和远程监控模块，太阳能电池板与太阳能控制器连接，太阳能控制器与负载电路连接，太阳能控制器分别与蓄电池、温度传感器和远程监控模块相互连接。太阳能控制器设置有多个无线通信接口。蓄电池用于储存和释放电能。负载电路为路灯电路。太阳能电池板吸收光能经太阳能控制器转换电能后送往蓄电池中储存起来或驱动负载电路工作，同时温度传感器和远程监控模块经太阳能控制器可以采集其蓄电池的电压和温度等信息状态，并在远程对太阳能控制器进行控制管理。该系统的缺点在于：不属于车载太阳能发电系统，负载电路为路灯电路，只能进行储电充电和监控，不能进行太阳能发电功率的预测和估算，使用范围比较狭窄，不能很好的合理分配太阳能资源。

又如公开号：CN201726163公开了一种太阳能发电系统，包括：控制器以及分别与控制器电连接的太阳能电池板、远程管理模块和蓄电池，其中太阳能电池板适合于将太阳能转换为电能；控制器适合于控制电能对负载电路进行供电或对蓄电池进行充、放电，并对蓄电池和太阳能电池板的状态进行监控，将监控状态信息发送到远程管理模块；远程管理模块适合于根据监控状态信息对控制器进行远程管理；蓄电池适合于储存或释放电能。在上述太阳能发电系统中，控制器包括：中央处理器以及分别与中央处理器电连接的太阳能电池板接口、充放电控制单元、输出控制电路、状态采集单元和通信接口，其中，太阳能电池板接口适合于匹配太阳能电池板的输出功率；充放电控制单元适合于根据蓄电池的状态对充、放电过程进行控制管理；输出控制电路适合于根据对负载电路的供电输出情况控制充放电控制单元的充电，并选择负载电路的管理模式；状态采集单元适合于分别采集太阳能电池板和蓄电池的电压和温度；通信接口适合于与远程管理模块进行远程通信；中央处理器适合于对太阳能电池板接口、充放电控制单元、状态采集单元、通信接口和输出控制电路进行协调控制。控制器还包括：电源逆变器，电连接在中央处理器电连接和负载电路之间，适合于提供负载电路所需交流电源。控制器还包括：负载管理单元，电连接在中央处理器电连接和负载电路之间，适合于根据负载电路的状况调整对负载电路的供电模式。其中通信接口为电力线载波通信接口或为无线通信接口，负载电路为路灯电路。该系统的缺点在于：受负载电路的限制，不适宜作为车载的太阳能系统，亦不能进行太阳能发电功率的预测，不能够合理安排太阳能资源的使用。

发明内容

为克服现有技术中存在的只能储电供电及监控，不能预测未来一段时间内太阳能的发电功率，更加合理的使用太阳能汽车的问题，本发明提供了一种车载太阳能监测及预报系统。

本发明所采取的技术方案是：一种车载太阳能监测及预报系统，包括太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池、直流电压变送器和直流电流变送器，所述太阳能电池板固定安装在汽车的顶部，所述太阳能电池板与直流电压变送器、直流电流变送器和太阳能充电控制器相连，所述太阳能充电控制器分别与蓄电池、直流电流变送器和直流电压变送器相连，其特征在于：还包括无纸记录仪和太阳能辐射仪，所述无纸记录仪与直流电压变送器和直流电流变送器均相连，所述无纸记录仪和太阳能辐射仪相连。

在此基础上，所述无纸记录仪和蓄电池相连。

在此基础上，所述无纸记录仪与直流电压变送器之间接有250欧姆的并联电阻，所述无纸记录仪与直流电流变送器之间接有250欧姆的并联电阻。

在此基础上，所述太阳能电池板左右两端分别固定安装有卷轴，所述卷轴与太阳能充电控制器相连。

在此基础上，所述太阳能电池板表面覆盖有一层薄膜，所述薄膜的两端分别固定在太阳能电池板左右两端的卷轴上。

在此基础上，所述薄膜固定在卷轴的部分厚于薄膜中间部分。

在此基础上，还包括预测系统，所述预测系统安装在无纸记录仪的任意一端。

在此基础上，所述预测系统包括光照强度数据库、气象预测服务器、处理器以及仪表板，所述光照强度数据库与处理器通过无线连接，所述气象预测服务器与处理器通过无线连接，所述处理器与仪表板通过信号线连接。

在此基础上，所述处理器与无纸记录仪通过信号线或者无线连接。

在此基础上，所述仪表板与蓄电池相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、设置有无纸记录仪和太阳能辐射仪，能够实时记录瞬时电压信号和瞬时电流信号，并计算出太阳能发电效率以此来判断太阳能电池板是否处于正常状态，能够保证太阳能电池板的正常运行，系统结构简单，既实现了数据监测的信息化和智能化，又提高了效率以及数据监测的准确性。

2、设置有预测系统，包括光照强度数据库、气象预测服务器、处理器以及仪表板，预测系统能够结合当前的天气情况，以及光照强度数据库中实时监测到的太阳能光照强度，预测未来一段时间内太阳能的发电功率并结合蓄电池的储能状态来预测太阳能汽车可以行驶的里程数，这增强了用户主动性和选择性，可以更加合理的可以更加合理的太阳能汽车的使用。

3、太阳能电池板左右两端安装有卷轴，太阳能电池板表面覆盖有一层薄膜，薄膜的两端分别固定在太阳能电池板左右两端的卷轴上。当太阳能电池板表面覆盖有灰尘或者树叶，控制器可以控制卷轴将薄膜卷起，并铺上一层新的薄膜，以达到清洁的效果，保证太阳能电池板不被遮挡，能够正常运行。薄膜固定在卷轴的部分厚于薄膜中间部分，能够保证在卷的过程中薄膜的两端不会因为卷轴的突然使力而损坏。

4、太阳能电池板通过太阳能充电控制器给蓄电池充电，无纸记录仪与蓄电池相连，仪表板与蓄电池相连，蓄电池给整个系统中的设备供电，较大程度上的利用了太阳能所转化的电能，从根本上解决了电动汽车的污染问题，节约了资源，能随时随地为电动汽车补充能量，更加方便实用，有利于电动汽车的推广。

附图说明

图1是车载太阳能监测及预报系统示意图；

图2是车载太阳能监测及预报系统框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种车载太阳能监测及预报系统，包括太阳能电池板1、太阳能充电控制器6、蓄电池7、直流电压变送器2和直流电流变送器5，太阳能电池板1固定安装在汽车的顶部，太阳能电池板1与直流电压变送器2、直流电流变送器5和太阳能充电控制器6相连，太阳能充电控制器6分别与蓄电池7、直流电流变送器5和直流电压变送器2相连，还包括无纸记录仪4和太阳能辐射仪3，无纸记录仪4与直流电压变送器2和直流电流变送器5均相连，无纸记录仪4和太阳能辐射仪3相连。无纸记录仪4和蓄电池7相连。

无纸记录仪4与直流电压变送器2之间接有250欧姆的并联电阻，该电阻将电压信号转变为电流信号，便于无纸记录仪4探测记录。无纸记录仪4和直流电流变送器5通过信号线或者无线连接相连，无纸记录仪4与直流电流变送器5之间接有250欧姆的并联电阻，该电阻将电流信号转变为电压信号，便于无纸记录仪4探测记录。

太阳能电池板1左右两端分别固定安装有卷轴，卷轴与太阳能充电控制器6相连。太阳能电池板1表面覆盖有一层薄膜，薄膜的两端分别固定在太阳能电池板1左右两端的卷轴上。当太阳能电池板1表面覆盖有灰尘或者树叶，太阳能充电控制器6可以控制卷轴将薄膜卷起，并铺上一层新的薄膜，以达到清洁的效果，保证太阳能电池板1不被遮挡，能够正常运行。薄膜固定在卷轴的部分厚于薄膜中间部分，能够保证在卷的过程中薄膜的两端不会因为卷轴的突然使力而损坏。

还包括预测系统12，预测系统12安装在无纸记录仪4的任意一端。预测系统包括光照强度数据库8、气象预测服务器9、处理器10以及仪表板11，光照强度数据库8与处理器10通过无线连接，气象预测服务器9与处理器10通过无线连接，处理器10与仪表板11通过信号线连接。处理器10与无纸记录仪4通过信号线或者无线连接。仪表板11与蓄电池7相连。

蓄电池7的电压为36V、48V、60V、72V或者大于100V。蓄电池7的电压范围比较广，能够适用于各种设备，适用性和实用性都比较强，降低了成本。

直流电压变送器2检查充电电压并将其转换成瞬时电压信号，直流电流变送器5检测电流并将其转换成瞬时电流信号，瞬时电压信号和瞬时电流信号被输送给无纸记录仪4，通过公式P＝U·I由无纸记录仪4的控制器计算出实时显示瞬时功率曲线和发电量，并在无纸记录仪4上显示当前信号曲线，实现了数据监测的信息化和智能化，系统结构简单，能够保证太阳能电池板1的正常运行，提高了效率以及数据监测的准确性。通过太阳能辐射仪3检测到的当前太阳能光照强度，根据瞬时功率和太阳能辐射仪3得出的太阳能辐射功率，计算出太阳能发电效率，并通过无纸记录仪4绘制发电效率瞬时数值。通过该值能判定太阳能电池板1发电状况，例如是否被遮挡或者损坏，并将测得的结果显示，如若损坏或者遮挡，太阳能充电控制器6做出相应的动作，若遮挡太阳能充电控制器6会控制太阳能电池板1左右两边的卷轴顺时针转动使得薄膜向右移动并换上新的薄膜以避免太阳能电池板1被遮挡，若太阳能电池板1损坏，无纸记录仪4会报警，提示更换太阳能电池板，以保证设备的正常运行。

蓄电池7给整个系统中的设备供电，较大程度上的利用了太阳能所转化的电能，从根本上解决了电动汽车的污染问题，节约了资源，能随时随地为电动汽车补充能量，更加方便实用，有利于电动汽车的推广。

如图2所示，太阳能辐射仪3和无纸记录仪4将实时监测得到的数据通过信号线传输给处理器10，并结合太阳能汽车的当前地理位置由处理器10上传至光照强度数据库8，这样可以不断优化积累数据并优化数据库的准确性，以备日后调用。光照强度数据库8和气象预测服务器9与处理器10通过无线信号传输。气象预测服务器9读取当天的气象信息，结合已经存储的光照强度数据库8中的数据，并通过数据建模的规则预测太阳能发电功率及当前蓄电池的储能状态，计算出电动汽车还可以行驶的里程数，并输出到仪表板11显示以供用户查看。每辆电动汽车的无纸记录仪4的数据均可以上传至光照强度数据库8，即光照强度数据库8具备各个时间各个地域的光照强度，将来电动汽车普及后所搜集的数据覆盖面将会更广，更细致，预测太阳能的发电功率会更加精确，对电力调配具有较高的参考价值，为优化电力调配提供了便利，对电力调配更加具有指导意义。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载太阳能监测及预报系统，包括太阳能电池板(1)、太阳能充电控制器(6)、蓄电池(7)、直流电压变送器(2)和直流电流变送器(5)，所述太阳能电池板(1)固定安装在汽车的顶部，所述太阳能电池板(1)与直流电压变送器(2)、直流电流变送器(5)和太阳能充电控制器(6)相连，所述太阳能充电控制器(6)分别与蓄电池(7)、直流电流变送器(5)和直流电压变送器(2)相连，其特征在于：还包括无纸记录仪(4)和太阳能辐射仪(3)，所述无纸记录仪(4)与直流电压变送器(2)和直流电流变送器(5)均相连，所述无纸记录仪(4)和太阳能辐射仪(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述无纸记录仪(4)和蓄电池(7)相连。

3.根据权利要求2所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述无纸记录仪(4)与直流电压变送器(2)之间接有250欧姆的并联电阻，所述无纸记录仪(4)与直流电流变送器(5)之间接有250欧姆的并联电阻。

4.根据权利要求1所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述太阳能电池板(1)左右两端分别固定安装有卷轴，所述卷轴与太阳能充电控制器(6)相连。

5.根据权利要求4所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述太阳能电池板(1)表面覆盖有一层薄膜，所述薄膜的两端分别固定在太阳能电池板(1)左右两端的卷轴上。

6.根据权利要求5所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述薄膜固定在卷轴的部分厚于薄膜中间部分。

7.根据权利要求1所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：还包括预测系统(12)，所述预测系统(12)安装在无纸记录仪(4)的任意一端。

8.根据权利要求7所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述预测系统包括光照强度数据库(8)、气象预测服务器(9)、处理器(10)以及仪表板(11)，所述光照强度数据库(8)与处理器(10)通过无线连接，所述气象预测服务器(9)与处理器(10)通过无线连接，所述处理器(10)与仪表板(11)通过信号线连接。

9.根据权利要求8所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述处理器(10)与无纸记录仪(4)通过信号线或者无线连接。

10.根据权利要求8所述的一种车载太阳能监测及预报系统，其特征在于：所述仪表板(11)与蓄电池(7)相连。