CN204965244U - 基于单片机的光伏发电供电系统 - Google Patents

基于单片机的光伏发电供电系统 Download PDF

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刘骏
彭皆彩
杨杰
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Abstract

太阳能是当今社会最有发展前景的无污染可再生的绿色清洁能源，利用清洁的太阳能发电，是解决当前能源短缺的有效手段之一，本实用新型公开了一种基于单片机的光伏发电供电系统，系统中包括太阳能光伏电池跟踪和MPPT控制器组合及负载两部分，实现了最大功率点跟踪，解决了普通测量式控制光伏电池角度精度不够的缺点，使角度控制更加精确，提高了光能利用效率，对太阳能进行最大限度的吸收利用。

Description

基于单片机的光伏发电供电系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能清洁能源技术领域，具体为一种基于单片机的光伏发电供电系统。
背景技术
能源对一个国家的发展起着重要作用，随着不可再生能源的不断减少以及给环境带来污染，清洁的可再生能源的开发利用越来越重要；太阳能是当今社会最具有发展前景的无污染可再生的绿色清洁能源，大力开发利用太阳能对缓解我国目前紧张的能源危机有着重要的实际意义，但是利用太阳能的最重要的技术是如何提高光伏电池板的发电效率，其中包括采光效率和光电转换效率；在国内由于目前太阳能的使用不普遍，很多已经进行太阳能利用的地方大多还采用固定的太阳能电池板进行太阳能的收集和利用，还有一些地方由于受到建设成本等众多因素的影响，只采用单轴的太阳跟踪方式等。一些对追踪精度要求较高的实验设备中，国内大多数的追光装置都还在采用进口设备，其主要的原因在于国内对太阳跟踪的关键技术和设备的加工精度不够，以及其它的各种因素都在制约着太阳能的利用和效率的提高。
小型光伏发电系统是光伏发电技术的发展方向，其投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，为了提高太阳能的利用效率，带来更高的经济效益，本实用新型公开了一种更加安全、可靠、智能的基于单片机的光伏发电供电系统，其系统可进行光伏板角度跟踪以及最大功率点跟踪，这样可以对太阳能进行最大限度的吸收。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于单片机的光伏发电供电系统，已解决现有技术可靠性和高效性上的难题。
为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于包括：数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和MPPT控制器组合及负载模块；数据采集模块包括四象限光电传感器、GPS以及太阳能电池板，其中四象限光电传感器以及GPS采集的数据传至Atmega128L单片机进行处理；数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线和RS485总线；数据处理模块包括Atmega128L单片机、LED、SDRAM以及步进电机，Atmega128L单片机处理完数据，通过步进电机调整太阳能电池板，接着连接MPPT控制器组合，最后给负载供电；MPPT控制器组合及负载模块包括Buck/boost电路、A/D模块、MPPT控制器、PWM驱动以及负载；当相应太阳光不停改变时随着GPS定位和最大功率点跟踪实时控制太阳能电池板接收最大范围的太阳能，这就最大限度的提高了太阳能的利用效率。
所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：数据采集模块包括四象限光电传感器、GPS以及太阳能电池板；四象限光电传感器检测太阳的方位信息，对视日运行轨迹跟踪方式产生的误差进行校正，同时可判断天气情况；GPS用于接收地理位置信息，为视日运行轨迹算法提供经纬度及UTC参数；太阳能电池板是用于接收太阳能并转换成电能。
所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线和RS232总线；RS485总线实现四象限光电传感器和Atmega128L单片机的连接，实现向单片机进行数据传输；RS232总线实现A/D模块和MPPT控制器之间的连接，完成数据向MPPT控制器传送。
所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：数据处理模块包括Atmega128L单片机、LED、SDRAM以及步进电机；Atmega128L单片机是系统的主控制器，其是采用ATMEL公司研发高性能、低功耗的8位微处理器；LCD用于显示光伏电池所在位置的时间、日期以及实时太阳高度角和方位角信息，SDRAM用于存储大量数据信息；步进电机由方位角和高度角步进电机组成，实现太阳的实时跟踪。
所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：MPPT控制器组合及负载模块包括Buck/boost电路、A/D模块、MPPT控制器、PWM驱动以及负载；Buck/boost电路作为电压源和电流源转换电路，A/D模块是由16位AD组成；MPPT控制器是通过Motorola68HC908单片机控制实现，实现最大功率点跟踪；PWM驱动采用UC3846/47电流模式PWM控制器，UC3846/47采用定频电流模式控制，改善了系统负载响应特性；负载是我们的所有用电器件。
本实用新型采用太阳能电池板来接收太阳能并转换成电能，当太阳光发生变化时，四象限光电传感器检测太阳的方位信息，对视日运行轨迹跟踪方式产生的误差进行校正，通过RS485总线将信息传至Atmega128L单片机，同时连接GPS接收地理位置信息，提供经纬度及UTC参数，将信息送入Atmega128L单片机，Atmega128L单片机处理传输来的数据，此处LCD用于显示光伏电池所在位置的时间、日期以及实时太阳高度角和方位角信息，SDRAM用于存储大量数据信息，处理数据送入步进电机驱动电路使方位角和高度角步进电机转动，调整太阳能电池板后将数据送入Buck/boost电路进行电压源和电流源转换，将此信号源经A/D模块处理后通过RS232总线传送到MPPT控制器，再将数据送入PWM驱动电路进行处理再次送到Buck/boost电路中，这一系列作用实现了最大功率点跟踪，最后将完成转换的电能给负载供电，对太阳能进行最大限度的吸收利用。
本实用新型的优点是：本实用新型的电路简单可靠、数据传输可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。
附图说明
图1为本实用新型结构框图
具体实施方式
结构框图如图1所示，基于单片机的光伏发电供电系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和MPPT控制器组合及负载模块，其特征在于：数据采集模块中的太阳能电池板(1)来接收太阳能并转换成电能，当太阳光发生变化时，四象限光电传感器(2)检测太阳的方位信息，对视日运行轨迹跟踪方式产生的误差进行校正，通过RS485总线(3)将信息传至Atmega128L单片机(5)，同时连接GPS(4)接收地理位置信息，提供经纬度及UTC参数，将信息送入Atmega128L单片机(5)，Atmega128L单片机(5)处理传输来的数据，此处LCD(6)用于显示光伏电池所在位置的时间、日期以及实时太阳高度角和方位角信息，SDRAM(7)用于存储大量数据信息，处理数据送入步进电机(8)驱动电路使方位角和高度角步进电机转动，调整太阳能电池板(1)后将数据送入Buck/boost电路(9)进行电压源和电流源转换，将此信号源经A/D模块(10)处理后通过RS232总线(11)传送到MPPT控制器(12)，再将数据送入PWM驱动电路(13)进行处理再次送到Buck/boost电路(9)中，这一系列作用实现了最大功率点跟踪，最后将完成转换的电能给负载(14)供电，对太阳能进行最大限度的吸收利用。
原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是太阳能光伏电池跟踪，太阳能电池板接收太阳光，当发生变化时，四象限光电传感器检测其方位等信息后传至Atmega128L单片机，GPS接收地理位置信息，提供经纬度及UTC参数，将信息送入Atmega128L单片机，Atmega128L单片机处理传输来的数据，LCD和SDRAM用于显示和存储信息，随即送入步进电机驱动电路使方位角和高度角步进电机转动；第二部分是MPPT控制器组合及负载，太阳能电池板得到调整后将数据送入Buck/boost电路进行电压源和电流源转换，将信号源经A/D模块处理后送到MPPT控制器，再将数据送入PWM驱动电路进行处理再次送入Buck/boost电路中，实现最大功率点跟踪，可将完成转换的电能给负载供电，对太阳能进行最大限度的吸收利用。

Claims (5)

1.基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于包括：数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和MPPT控制器组合及负载模块；数据采集模块包括四象限光电传感器、GPS以及太阳能电池板，其中四象限光电传感器以及GPS采集的数据传至Atmega128L单片机进行处理；数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线和RS485总线；数据处理模块包括Atmega128L单片机、LED、SDRAM以及步进电机，Atmega128L单片机处理完数据，通过步进电机调整太阳能电池板，接着连接MPPT控制器组合，最后给负载供电；MPPT控制器组合及负载模块包括Buck/boost电路、A/D模块、MPPT控制器、PWM驱动以及负载；当相应太阳光不停改变时随着GPS定位和最大功率点跟踪实时控制太阳能电池板接收最大范围的太阳能，这就最大限度的提高了太阳能的利用效率。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：数据采集模块包括四象限光电传感器、GPS以及太阳能电池板；四象限光电传感器检测太阳的方位信息，对误差进行校正；GPS用于接收地理位置信息，提供经纬度及UTC参数；太阳能电池板是用于接收太阳能并转换成电能。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线和RS232总线；RS485总线实现四象限光电传感器和Atmega128L单片机的连接，实现向单片机进行数据传输；RS232总线实现A/D模块和MPPT控制器之间的连接，完成数据向MPPT控制器传送。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：数据处理模块包括Atmega128L单片机、LED、SDRAM以及步进电机；Atmega128L单片机是系统的主控制器，其是采用ATMEL公司研发高性能、低功耗的8位微处理器；LCD和SDRAM用于显示存储数据信息；步进电机由方位角和高度角步进电机组成，实现太阳的实时跟踪。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的光伏发电供电系统，其特征在于：MPPT控制器组合及负载模块包括Buck/boost电路、A/D模块、MPPT控制器、PWM驱动以及负载；Buck/boost电路作为电压源和电流源转换电路，A/D模块是由16位AD组成；MPPT控制器是通过Motorola68HC908单片机控制实现，实现最大功率点跟踪；PWM驱动采用UC3846/47电流模式PWM控制器；负载是我们的所有用电器件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105929854A (zh) * 2016-05-03 2016-09-07 沈阳师范大学 光源跟踪系统
CN106295916A (zh) * 2016-10-10 2017-01-04 江苏百瑞自动化科技有限公司 一种光伏电站组件环境功率预测系统
CN112865867A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 中山大学 一种基于多功能光伏探测器的直调单纤光信能同传系统及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105929854A (zh) * 2016-05-03 2016-09-07 沈阳师范大学 光源跟踪系统
CN106295916A (zh) * 2016-10-10 2017-01-04 江苏百瑞自动化科技有限公司 一种光伏电站组件环境功率预测系统
CN112865867A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 中山大学 一种基于多功能光伏探测器的直调单纤光信能同传系统及方法
CN112865867B (zh) * 2021-01-08 2022-04-29 中山大学 一种基于多功能光伏探测器的直调单纤光信能同传系统及方法

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