無線傳感裝置的太陽能供電系統研究

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研究

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本文研究的是實現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，其中以無線傳感裝置太陽能路燈控制系統為例子進行了詳細的說明。太陽能供電系統把充放電作為基礎，太陽能供電系統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控問題，增加了防雷裝置，確保了系統的安全性和可靠性。

太陽能供電系統 充放電控制器 太陽能路燈控制系統

野外的鐵路軌道上經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控終端，能夠很迅速的對鐵路的安全進行監控，報警等等。在無線的傳感裝置中，整個系統的核心組成是電源。現在，無線的傳感器多采用傳統化學電池供電，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，所以考慮充分應用太陽能對無線的傳感網絡進行供電。太陽能路燈控制系統就是一個很好的例子。

1 太陽能供電系統存在的問題

1.1 太陽能供電系統的背景和意義

1.1.1 太陽能供電系統的背景

隨著人類社會的發展和科技的進步，資源日漸消耗，工業的發展，導致資源的日益緊張，同時環境污染越來越嚴重，太陽能是一種清潔的能源，對環境不會造成污染，因此，這一個新的環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，它是一個復雜的系統工程。現代城市的路燈照明是一個全新的系統，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。

1.1.2 太陽能供電系統的意義

現在我國提倡可持續發展戰略，建設節約型的社會，提倡科學的發展方式，而太陽能路燈正好符合了我國的發展戰略，為推進我國的可持續發展帶來了有力的支持。太陽能路燈系統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生，所需要的電能完全是由清潔的太陽光轉換成太陽能，它有利于環境的保護和資源的可持續發展，具有重要而深遠的意義。

2 太陽能路燈控制系統的原理和策略

2.1 太陽能光伏發電系統

太陽能光伏發電系統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。

太陽能的光伏發電原理：太陽能的光伏組件把太陽光的光能轉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上：這個系統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，那么整個系統就是一個無效的系統，其他的組件就沒有發揮作用的條件，就是無用的，這個太陽能組件是利用導線與其他的裝置進行導線的連接，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域，在需要比較高的外部抗壓條件下，我國現有的物理裝置是一個比較完美的系統。

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

本文對于無線傳感裝置的太陽能供電系統研究，是以基于無線傳感網絡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的組成結構以及采用的充電方式，從而系統的介紹了無線傳感裝置的太陽能供電系統。

[1]劉保連，丁祖軍.一種太陽能供電的無線傳感網小區車位管理系統[J].微型機與應用,2012-12-10

[2]陳秉梁.基于無線傳感技術的電廠旋轉設備運行狀況監測系統的研究[D].電子科技大學,2010-04-01

[3]周遲遲.太陽能電池無線監測物聯網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：電子信息工程專業方向。