无线传感装置的太阳能供电系统研究

侯金奎 庄保良 中海油信息科技有限公司

无线传感装置的太阳能供电系统研究

侯金奎 庄保良 中海油信息科技有限公司

本文研究的是实现对安装在无缝钢轨上的无线传感装置进行无间断的供电，详细介绍了一种太阳能不间断供电系统，其中以无线传感装置太阳能路灯控制系统为例子进行了详细的说明。太阳能供电系统把充放电作为基础，太阳能供电系统采用了防腐的电池作为备用的电池，可以对无线传感装置进行不间断的供电，保证电路运行的畅通。在保证系统的通畅时，还兼顾了雷击的影响，和无线传感装置电压的远程监控问题，增加了防雷装置，确保了系统的安全性和可靠性。

太阳能供电系统 充放电控制器 太阳能路灯控制系统

野外的铁路轨道上经常需要装上一些无线传感装置，它利用这个传感器获取轨道的信息，通过无线通讯把得到的信息传给远程的监控终端，能够很迅速的对铁路的安全进行监控，报警等等。在无线的传感装置中，整个系统的核心组成是电源。现在，无线的传感器多采用传统化学电池供电，使用的时间是非常的短的，无线传感器多是在外面使用，这就有一定的局限性，电池用完就比较麻烦，因为我国的很多地方都有充足的太阳光照，所以考虑充分应用太阳能对无线的传感网络进行供电。太阳能路灯控制系统就是一个很好的例子。

1 太阳能供电系统存在的问题

1.1 太阳能供电系统的背景和意义

1.1.1 太阳能供电系统的背景

随着人类社会的发展和科技的进步，资源日渐消耗，工业的发展，导致资源的日益紧张，同时环境污染越来越严重，太阳能是一种清洁的能源，对环境不会造成污染，因此，这一个新的环保资源被人类越来越重视，各国竞相利用太阳能，城市的照明情况代表着一个城市的先进文化和体现了一个城市的良好的形象、反映了一个城市的文化面貌，它是一个复杂的系统工程。现代城市的路灯照明是一个全新的系统，大多利用了太阳光照，可以有效的减少资源的浪费，同时可以有效的减少夜间的交通事故、保护人民的安全和财产。

1.1.2 太阳能供电系统的意义

现在我国提倡可持续发展战略，建设节约型的社会，提倡科学的发展方式，而太阳能路灯正好符合了我国的发展战略，为推进我国的可持续发展带来了有力的支持。太阳能路灯系统不是采用公共的供电，所以不需要消耗化石燃料，也没有有害气体和温室气体的产生，所需要的电能完全是由清洁的太阳光转换成太阳能，它有利于环境的保护和资源的可持续发展，具有重要而深远的意义。

2 太阳能路灯控制系统的原理和策略

2.1 太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统由太阳能的光伏组件、充电和放电的控制器、蓄电池组成。如果输出的电压比较高，例如220V，此时还需要配置逆变器。

太阳能的光伏发电原理：太阳能的光伏组件把太阳光的光能转换为可以利用的电能，通过智能的控制器对储存的能量进行充放电，蓄电池放电可以给负载或者链接的电压器把电能反馈到电网上：这个系统的主要组件是控制器，它是对蓄电池的充电和放电进行控制，对于蓄电池的维护，可以实现MPPT的功能，另外，还可以对温度进行一个有效的补充，但是补充一点，如果所接的负载是一个交流的充放电，那样的话就必须接一个逆变器。

太阳能电池组件：这是把光能转化为电能的装置，太阳能的电池组件承担了整个装置的能量来源，没有能量的来源，那么整个系统就是一个无效的系统，其他的组件就没有发挥作用的条件，就是无用的，这个太阳能组件是利用导线与其他的装置进行导线的连接，然后把它封存在一个物理空间使之成为一个物理单元，具有防止腐蚀，防止冰雹，和防止雨水的功能，被广泛的运用在许多的领域，在需要比较高的外部抗压条件下，我国现有的物理装置是一个比较完美的系统。

2.2 蓄电池充电的方法

蓄电池充电的方法主要有：定电流充电，定电压充电，二阶段充电，三阶段充电。目前主要用的是定电压充电。

定电压充电：这个方法还有一个名称，叫做恒压充电法，它是指在充电的过程中，电压始终保持着固定不变的赋值，这个方法在充电的时候，蓄电池的电流会比较高，所以随着蓄电池的电流的增加，充电的电压会越开越小。它的缺点就是充电的早期由于充电的电流比较大，所以很容易就造成了蓄电池的使用时间会很短，所以需要在控制的时候考虑控制电流的大小。

3 小结

本文对于无线传感装置的太阳能供电系统研究，是以基于无线传感网络的太阳能装置为例子来进行研究的，其中主要介绍了无线传感装置的研究背景和研究意义，然后介绍了这个以太阳能装置为例子的传感系统的组成结构以及采用的充电方式，从而系统的介绍了无线传感装置的太阳能供电系统。

[1]刘保连，丁祖军.一种太阳能供电的无线传感网小区车位管理系统[J].微型机与应用,2012-12-10

[2]陈秉梁.基于无线传感技术的电厂旋转设备运行状况监测系统的研究[D].电子科技大学,2010-04-01

[3]周迟迟.太阳能电池无线监测物联网温湿度和辐照度测量方法研究[D].湖南大学,2011-05-20

侯金奎(1985—)男，四川旺苍，本科学历，中级职称，研究方向：通信工程专业方向。

庄保良(1981—)男，广东湛江，本科学历，中级职称，研究方向：电子信息工程专业方向。