[发明专利]一种基于硅太阳电池的辐照测试电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于硅太阳电池的辐照测试电路，属于光伏系统技术领域。

背景技术

在太阳能行业内，随着光伏系统安装容量的快速增长，光伏系统的运行评估体系逐渐建立起来，其中最重要的一点是光伏系统效率评估。光伏系统效率一般指实际发电输出与到达光伏方阵表面辐照总量的比值，辐照的准确、快速测量对光伏系统效率评估至关重要。而光伏效率评估的辐照强度的计算主要靠太阳辐射传感器实现，一种是由组合热电堆电路组成，能较准确反应辐射强度，但不能体现辐射光谱差异对光伏发电到来的影响。另一种则采用硅太阳电池作为太阳总辐射传感器，与光伏发电的太阳电池光谱响应基本一致，消除了辐射光谱差异对光伏发电的影响。

晶体硅太阳电池响应波段基本上在300nm到1200nm之间，对于小于300nm以及大于1200nm的波段基本无响应，与实际辐照度相比存在不可忽略的影响。单片单晶体硅太阳电池产生的开路电压一般在450到600mv之间，最高可达700mv，基本上认为普通晶体硅太阳电池开路电压在0.5v左右，单片普通硅太阳电池作为传感器是一个较弱的信号。以太阳电池作为总辐射传感器的基本原理：太阳电池作为传感器，经过日照后产生一定大小的电流，电流流经电阻产生相应大小的电压，最后电阻和AD转换相连，单片机采集负载两端的电压信号进行运算。一般情况下而言，AD转换电压的电压范围为0到5v或者0到3v，如果直接将电阻产生的电压值直接传给AD转换器就没用充分使用到AD转换器的量程会产生较大误差，并且无法消除电路噪声的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于硅太阳电池的辐照测试电路，采用硅太阳电池传感器将太阳辐照转化为电流信号，经过电压转换，放大电路，滤波电路，AD转换最后送入单片机进行计算。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于硅太阳电池的辐照测试电路，包括单片硅太阳电池传感器，电流-电压转换电路，电压放大电路，滤波电路，AD转换器和单片机；所述单片硅太阳电池传感器经过太阳光照射后产生电流信号，电流信号经过电流-电压转换电路转化为电压模拟量，电压模拟量经过电压放大电路后产生放大的电压信号，放大的电压信号经过电压滤波电路消除经电压放大电路被放大的噪声信号，经过滤波后的放大的电压信号送入AD转换器，产生对应的数字量，数字量被送入到单片机实现对辐照的测算并输出。

前述的电流-电压转化电路的结构为，在运算放大器反相端和输出端跨接一个电阻，同时并接电容，硅太阳电池的电流流过电阻，输出电压。

前述的电压放大电路采用上下对称结构，通过相同的运算放大器A1和A2缓冲输入电压，通过运算放大器A3构成差分放大电路，通过调节电阻改变电压放大电路的闭环增益。

前述的滤波电路采用二阶低通滤波电路。

本发明所达到的有益效果：

本发明将弱电信号放大，充分利用AD转换器的输入量程，并且通过滤波将噪声消除，提高辐照测算精确度。

附图说明

图1为本发明的电信号传输流程图；

图2为电流-电压转化电路图；

图3为电压放大电路图；

图4为二阶低通滤波电路图；

图5为AD转换器接法示意图；

图6为8051单片机示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明基本原理为：将太阳光物理信号转化为电信号，随后经过一系列电路处理，传输到AD转换器进行模数转换，最终数字信号单片机内完成数据量计算和输出。

如图1所示，本发明的基于硅太阳电池的辐照测试电路，包括单片硅太阳电池传感器，单片硅太阳电池传感器经过太阳光照射后产生电流信号，电流信号经过电流-电压转换电路转化为电压模拟量，电压模拟量经过电压放大电路后产生放大的电压信号，放大的电压信号经过滤波电路消除经电压放大电路被放大的噪声信号，经过滤波后的电压放大信号送入AD转换器，产生对应的数字量，数字量被送入到单片机实现对辐照的精确测算并输出。