一种太阳能电池系统及无线传感网络系统技术方案

本申请实施例提供了一种太阳能电池系统及无线传感网络系统，升压变换模块用于在输出电压监测的情况下通过自身的第一电压输入端接收太阳能电池的输出电压信号，并监测输出电压信号的电压值；信号转换模块用于在开路电压检测的情况下对太阳能电池的开路电压信号对应的开路电压数据进行采集，并将开路电压信号传输至升压变换模块；升压变换模块还用于通过自身的第二电压输入端接收开路电压信号，根据开路电压信号确定最大功率点电压，根据最大功率点电压的电压值调整输出电压信号的电压值，以使输出电压信号的电压值与最大功率点电压的电压值之间差值的绝对值小于预设阈值。可以提高太阳能电池的光电转换效率。提高太阳能电池的光电转换效率。提高太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池系统及无线传感网络系统


[0001]本申请涉及电子
，特别是涉及一种太阳能电池系统及无线传感网络系统。

技术介绍

[0002]无线传感器网络常常被用于智能电网场景下对电网节点处的温度、湿度、气体密度、压力等因素进行在线监控，从而满足现场快速监测、科学诊断、实时上传运行状态的要求，对重点关注的变压器进行监测和故障诊断，来保障电网的顺利运行。无线传感器节点往往采用储能电池或者干电池作为电源进行供电，或者是引入低压的有线电源进行供电。但这些对电池的更换和维护成本非常高，或者对于有线电源的接入成本非常高，因此在这些情况下无线传感器网络节点的供电极大限制了传感器节点的安装应用范围、安装便利性或者是稳定性。而通过柔性钙钛矿太阳能电池对传感节点供电可以使得传感节点持续获得能源，解决了储能空间不足或者应用范围受限等问题，可以更加科学精准地对智能电网的节点进行监控。
[0003]但由于环境光能的强度一直在变化中，因此太阳能电池的能量收集模块在能量收集与存储过程中的效率是会随环境光强的变化而变化的，导致太阳能电池的光电转换效率降低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种太阳能电池系统及无线传感网络系统，以提高太阳能电池的光电转换效率。具体技术方案如下：
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种太阳能电池系统，所述系统包括：
[0006]太阳能电池、控制开关、信号转换模块及升压变换模块；
[0007]所述太阳能电池用于将采集到的光信号转换为电压信号；
[0008]所述控制开关，用于控制所述太阳能电池在开路电压检测的情况下与所述信号转换模块连接，控制所述太阳能电池在输出电压监测的情况下与所述升压变换模块连接；
[0009]所述升压变换模块，用于在输出电压监测的情况下通过自身的第一电压输入端接收所述太阳能电池的输出电压信号，并监测所述输出电压信号的电压值；
[0010]所述信号转换模块，用于在开路电压检测的情况下对所述太阳能电池的开路电压信号对应的开路电压数据进行采集，并将所述开路电压信号传输至所述升压变换模块；
[0011]所述升压变换模块，还用于通过自身的第二电压输入端接收所述开路电压信号，根据所述开路电压信号确定最大功率点电压，根据所述最大功率点电压的电压值调整所述输出电压信号的电压值，以使所述输出电压信号的电压值与所述最大功率点电压的电压值之间差值的绝对值小于预设阈值，并在供能情况下，将调整后的所述太阳能电池的输出电压信号通过自身的电压输出端提供给后级电路。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述信号转换模块包括模数转换器、现场可编程逻辑
门阵列、数模转换器；
[0013]所述模数转换器，用于将所述开路电压信号转换为数字形式的开路电压数据，以对所述开路电压数据进行采集；
[0014]所述现场可编程逻辑门阵列，用于预先存储所述最大功率点电压的电压值与所述开路电压信号的电压值之间的比值，并接收所述开路电压数据，将所述开路电压数据传输至所述数模转换器；
[0015]所述数模转换器，用于将所述开路电压数据转换为模拟形式的开路电压信号，并将所述开路电压信号传输至所述升压变换模块。
[0016]在一种可能的实施方式中，所述升压变换模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、电阻、电感、第一电容、第二电容；
[0017]所述第一开关管的第一端分别与所述电阻的第二端、所述第二电压输入端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述第一电压输入端、所述电感的第一端、所述第一电容的第一端连接；
[0018]所述第二开关管的第一端分别与所述电感的第二端、所述第三开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端连接；
[0019]所述第三开关管的第二端分别与所述电压输出端、所述第二电容的第一端连接；
[0020]在供能情况下，所述太阳能电池的正极端与所述电阻的第一端连接，所述太阳能电池的负极端分别与所述第一电容的第二端、地连接。
[0021]在一种可能的实施方式中，所述升压变换模块还包括控制芯片；
[0022]所述控制芯片用于根据所述开路电压信号，通过如下公式确定最大功率点电压；
[0023]Vmpp＝a*VOC
[0024]其中，Vmpp为最大功率点电压，VOC为开路电压信号，a为最大功率点电压的电压值和开路电压信号的电压值之间的预设比值，a的设置范围为0.6至0.9。
[0025]在一种可能的实施方式中，所述控制芯片还用于在工作状态下，监测所述输出电压信号的电压值，并计算所述输出电压信号的电压值与所述最大功率点电压的电压值之间差值的绝对值，在所述差值的绝对值不小于预设阈值的情况下，通过调整所述太阳能电池的参数对所述输出电压信号的电压值进行调整，以使所述输出电压信号的电压值与所述最大功率点电压的电压值之间差值的绝对值小于所述预设阈值。
[0026]在一种可能的实施方式中，所述控制芯片还用于在检测到所述差值的绝对值小于预设阈值后，进入休眠状态，基于预设时间间隔后再次进入工作状态。
[0027]在一种可能的实施方式中，所述输出电压信号的电压值的范围为0.5V至1.3V。
[0028]在一种可能的实施方式中，所述太阳能电池为柔性钙钛矿太阳能电池。
[0029]第二方面，本申请实施例提供一种无线传感网络系统，所述无线传感网络系统包括至少一个传感节点及上述第一方面中任一所述的太阳能电池系统；
[0030]所述传感节点与所述升压变换模块的电压输出端连接；
[0031]所述升压变换模块具体用于，在供能情况下，将调整后的所述太阳能电池的输出电压信号通过自身的电压输出端提供给所述传感节点；
[0032]所述传感节点，用于接收所述调整后的输出电压信号。
[0033]在一种可能的实施方式中，所述传感节点包括传感器模块、无线通讯模块及信号
处理模块；
[0034]所述传感器模块，用于对电网节点的环境参数进行监测；
[0035]所述无线通讯模块，用于与用户端之间进行通讯传递；
[0036]所述信号处理模块，用于根据所述传感器模块的需求，改变内部结构以适应所述传感器模块；根据所述无线通讯模块的需求，改变内部结构以适应所述无线通讯模块。
[0037]在一种可能的实施方式中，所述控制芯片还用于通过串口接收待测试环境参数信号，与所述传感器模块进行通讯，通过所述模数转换器对所述待测试环境参数对应的数据进行采集，并将所述待测试环境参数对应的数据通过所述串口传输至所述无线通讯模块；
[0038]所述无线通讯模块，还用于接收所述待测试环境参数对应的数据，并将所述待测试环境参数对应的数据发送至上位机。
[0039]本申请实施例有益效果：
[0040]本申请实施例提供的一种太阳能电池系统及无线传感网络系统，太阳能电池系统包括：太阳能电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池系统，其特征在于，所述系统包括：太阳能电池、控制开关、信号转换模块及升压变换模块；所述太阳能电池用于将采集到的光信号转换为电压信号；所述控制开关，用于控制所述太阳能电池在开路电压检测的情况下与所述信号转换模块连接，控制所述太阳能电池在输出电压监测的情况下与所述升压变换模块连接；所述升压变换模块，用于在输出电压监测的情况下通过自身的第一电压输入端接收所述太阳能电池的输出电压信号，并监测所述输出电压信号的电压值；所述信号转换模块，用于在开路电压检测的情况下对所述太阳能电池的开路电压信号对应的开路电压数据进行采集，并将所述开路电压信号传输至所述升压变换模块；所述升压变换模块，还用于通过自身的第二电压输入端接收所述开路电压信号，根据所述开路电压信号确定最大功率点电压，根据所述最大功率点电压的电压值调整所述输出电压信号的电压值，以使所述输出电压信号的电压值与所述最大功率点电压的电压值之间差值的绝对值小于预设阈值，并在供能情况下，将调整后的所述太阳能电池的输出电压信号通过自身的电压输出端提供给后级电路。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号转换模块包括模数转换器、现场可编程逻辑门阵列、数模转换器；所述模数转换器，用于将所述开路电压信号转换为数字形式的开路电压数据，以对所述开路电压数据进行采集；所述现场可编程逻辑门阵列，用于预先存储所述最大功率点电压的电压值与所述开路电压信号的电压值之间的比值，并接收所述开路电压数据，将所述开路电压数据传输至所述数模转换器；所述数模转换器，用于将所述开路电压数据转换为模拟形式的开路电压信号，并将所述开路电压信号传输至所述升压变换模块。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述升压变换模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、电阻、电感、第一电容、第二电容；所述第一开关管的第一端分别与所述电阻的第二端、所述第二电压输入端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述第一电压输入端、所述电感的第一端、所述第一电容的第一端连接；所述第二开关管的第一端分别与所述电感的第二端、所述第三开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端连接；所述第三开关管的第二端分别与所述电压输出端、所述第二电容的第一端连接；在供能情况下，所述太阳能电池的正极端与所述电阻的第一端连接，所述太阳能电池的负极端分别与所述第一电容的第二端、地连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晨，虞旺，
申请(专利权)人：大正江苏微纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：