太阳能发电量的检测与设计

可再生能源太阳能发电可分为太阳能光发电

(又称光伏)和太阳能热发电两大类，后者

由于技术比较复杂，只能用于比较大的容量，应用受到一定限制，所以目前实际应用较少。
太阳能光发电具有取之不尽，用之不竭，无污染等诸多优点，已成为人类寻求新能源的热
点。但同时又存在应用间歇性，发电量与气候条件有关的缺点。因此，为提高太阳能电池的
利用率，实时监控发电量是很有必要的，可以及早发现太阳能电池工作中出现的异常情况。
这里提出了一种太阳能电池发电量实时监控系统的设计方案。系统利用

AT89S52 单片机控

制，采用霍尔电流传感器对太阳能电池的输出电流测量，其突出优点是可以在几乎不消耗
能量情况下，将电流转换为电压进行测量。

 

1 系统硬件设计 
      主要由太阳能电池组、霍尔电流传感器组成的，I／U 转换电路、液晶 1602 组成的显示装
置、

AT89S52 单片机构成的控制系统，以及铅酸蓄电池构成的储能系统 5 部分组成。其工作

过程：太阳能电池接收光照时，产生电流，对蓄电池充电，单片机通过稳压装置由蓄电池
提供驱动电压，对太阳能电池产生的电量进行实时信号采集。由于单片机只能接收电压信号，
所以在信号接收前由

I／U、U／U 转换模块将信号调至合适的电压。经内部运算处理，结果

送

1602 液晶显示装置显示电池发电量。 

1．1A／D 转换模块 
当模拟信号输入单片机后需要转换为数字信号，由于需要同时测量太阳能电池输出电压和
电流，故采用

ADC0832 是 8 位串行双通道 A／D 转换器，A／D 转换精度要依赖于有高稳

定度的基准参考电压，参考电压设定为

5V，由 TL431 产生。模拟信号经过 RC 滤波送入 AD

输入端，然后进行模数转换后串行输出。

 

1．2I／U 转换模块 
因单片机

I／O 接口只能接收 0～5V 的电压信号，实时采集太阳能电池输出电流需要将电

流信号转换为电压信号，由于本系统是光伏发电系统的辅助设备，尽可能降低能量消耗是
首要问题。由此霍尔电流传感器成为首选，根据霍尔效应原理进行工作，可在几乎不消耗能
量的情况下将电流信号转换为电压信号。本系统采用

TBCl0SY 型霍尔电流传感器，额定输

出电压为

(±4±0．5％)V，±15V 双电源供电，测量电流范围为 O～15A，基本满足小型离网

光伏系统的应用。

 

1．3 电源设计 
单片机正常运行需要为片内的晶体管或场效应管供给电源，使其工作在相应状态。

AT89S52

需要一个

5V 电源(实际工作电压为 3．6～6．0V)。可用整流、稳压方式供电，获得 4．5V 左

右的电压，因本系统为独立发电，且长期使用，考虑到电源寿命，该装置由市电或干电池