無線傳感裝置的太陽能供電系統(tǒng)研究

侯金奎 莊保良 中海油信息科技有限公司

無線傳感裝置的太陽能供電系統(tǒng)研究

侯金奎 莊保良 中海油信息科技有限公司

本文研究的是實現(xiàn)對安裝在無縫鋼軌上的無線傳感裝置進行無間斷的供電，詳細介紹了一種太陽能不間斷供電系統(tǒng)，其中以無線傳感裝置太陽能路燈控制系統(tǒng)為例子進行了詳細的說明。太陽能供電系統(tǒng)把充放電作為基礎(chǔ)，太陽能供電系統(tǒng)采用了防腐的電池作為備用的電池，可以對無線傳感裝置進行不間斷的供電，保證電路運行的暢通。在保證系統(tǒng)的通暢時，還兼顧了雷擊的影響，和無線傳感裝置電壓的遠程監(jiān)控問題，增加了防雷裝置，確保了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

太陽能供電系統(tǒng) 充放電控制器 太陽能路燈控制系統(tǒng)

野外的鐵路軌道上經(jīng)常需要裝上一些無線傳感裝置，它利用這個傳感器獲取軌道的信息，通過無線通訊把得到的信息傳給遠程的監(jiān)控終端，能夠很迅速的對鐵路的安全進行監(jiān)控，報警等等。在無線的傳感裝置中，整個系統(tǒng)的核心組成是電源。現(xiàn)在，無線的傳感器多采用傳統(tǒng)化學電池供電，使用的時間是非常的短的，無線傳感器多是在外面使用，這就有一定的局限性，電池用完就比較麻煩，因為我國的很多地方都有充足的太陽光照，所以考慮充分應(yīng)用太陽能對無線的傳感網(wǎng)絡(luò)進行供電。太陽能路燈控制系統(tǒng)就是一個很好的例子。

1 太陽能供電系統(tǒng)存在的問題

1.1 太陽能供電系統(tǒng)的背景和意義

1.1.1 太陽能供電系統(tǒng)的背景

隨著人類社會的發(fā)展和科技的進步，資源日漸消耗，工業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致資源的日益緊張，同時環(huán)境污染越來越嚴重，太陽能是一種清潔的能源，對環(huán)境不會造成污染，因此，這一個新的環(huán)保資源被人類越來越重視，各國競相利用太陽能，城市的照明情況代表著一個城市的先進文化和體現(xiàn)了一個城市的良好的形象、反映了一個城市的文化面貌，它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程?，F(xiàn)代城市的路燈照明是一個全新的系統(tǒng)，大多利用了太陽光照，可以有效的減少資源的浪費，同時可以有效的減少夜間的交通事故、保護人民的安全和財產(chǎn)。

1.1.2 太陽能供電系統(tǒng)的意義

現(xiàn)在我國提倡可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)節(jié)約型的社會，提倡科學的發(fā)展方式，而太陽能路燈正好符合了我國的發(fā)展戰(zhàn)略，為推進我國的可持續(xù)發(fā)展帶來了有力的支持。太陽能路燈系統(tǒng)不是采用公共的供電，所以不需要消耗化石燃料，也沒有有害氣體和溫室氣體的產(chǎn)生，所需要的電能完全是由清潔的太陽光轉(zhuǎn)換成太陽能，它有利于環(huán)境的保護和資源的可持續(xù)發(fā)展，具有重要而深遠的意義。

2 太陽能路燈控制系統(tǒng)的原理和策略

2.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能的光伏組件、充電和放電的控制器、蓄電池組成。如果輸出的電壓比較高，例如220V，此時還需要配置逆變器。

太陽能的光伏發(fā)電原理：太陽能的光伏組件把太陽光的光能轉(zhuǎn)換為可以利用的電能，通過智能的控制器對儲存的能量進行充放電，蓄電池放電可以給負載或者鏈接的電壓器把電能反饋到電網(wǎng)上：這個系統(tǒng)的主要組件是控制器，它是對蓄電池的充電和放電進行控制，對于蓄電池的維護，可以實現(xiàn)MPPT的功能，另外，還可以對溫度進行一個有效的補充，但是補充一點，如果所接的負載是一個交流的充放電，那樣的話就必須接一個逆變器。

太陽能電池組件：這是把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，太陽能的電池組件承擔了整個裝置的能量來源，沒有能量的來源，那么整個系統(tǒng)就是一個無效的系統(tǒng)，其他的組件就沒有發(fā)揮作用的條件，就是無用的，這個太陽能組件是利用導(dǎo)線與其他的裝置進行導(dǎo)線的連接，然后把它封存在一個物理空間使之成為一個物理單元，具有防止腐蝕，防止冰雹，和防止雨水的功能，被廣泛的運用在許多的領(lǐng)域，在需要比較高的外部抗壓條件下，我國現(xiàn)有的物理裝置是一個比較完美的系統(tǒng)。

2.2 蓄電池充電的方法

蓄電池充電的方法主要有：定電流充電，定電壓充電，二階段充電，三階段充電。目前主要用的是定電壓充電。

定電壓充電：這個方法還有一個名稱，叫做恒壓充電法，它是指在充電的過程中，電壓始終保持著固定不變的賦值，這個方法在充電的時候，蓄電池的電流會比較高，所以隨著蓄電池的電流的增加，充電的電壓會越開越小。它的缺點就是充電的早期由于充電的電流比較大，所以很容易就造成了蓄電池的使用時間會很短，所以需要在控制的時候考慮控制電流的大小。

3 小結(jié)

本文對于無線傳感裝置的太陽能供電系統(tǒng)研究，是以基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的太陽能裝置為例子來進行研究的，其中主要介紹了無線傳感裝置的研究背景和研究意義，然后介紹了這個以太陽能裝置為例子的傳感系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)以及采用的充電方式，從而系統(tǒng)的介紹了無線傳感裝置的太陽能供電系統(tǒng)。

[1]劉保連，丁祖軍.一種太陽能供電的無線傳感網(wǎng)小區(qū)車位管理系統(tǒng)[J].微型機與應(yīng)用,2012-12-10

[2]陳秉梁.基于無線傳感技術(shù)的電廠旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行狀況監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].電子科技大學,2010-04-01

[3]周遲遲.太陽能電池無線監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)溫濕度和輻照度測量方法研究[D].湖南大學,2011-05-20

侯金奎(1985—)男，四川旺蒼，本科學歷，中級職稱，研究方向：通信工程專業(yè)方向。

莊保良(1981—)男，廣東湛江，本科學歷，中級職稱，研究方向：電子信息工程專業(yè)方向。