光伏太阳能电池使用实验室视图和数据收集实时数据监测

H。巴拉基于¹,S.V.湿婆Nagaraju²,k Satish库马尔³Ramakrishnan, KC⁴和VE Sowjanya⁵

副教授,部门的EEE, SVCET Chittoor,美国专利,印度
副教授,部门的EEE, SVCET Chittoor,美国专利,印度
副教授,部门的EEE, SREC Tirupathi,美国专利,印度
副教授,部门的EEE, ASCET Gudur,美国专利,印度
助理教授,部门的EEE, CREC Tirupathi,美国专利,印度

文摘

未来的能源是当今世界上越来越多的关注替代能源将化石燃料的压力正变得越来越昂贵。自然补充能量被称为可再生能源承诺成为未来全球能源。太阳能电池的一个最吸引人的方面是他们能力最丰富和自由形式的能量转化为电力,没有移动部件或组件。同时,他们不产生任何不利影响生态系统的形式的污染。项目的一个重要部分是致力于当前测量和数据采集系统专用监测光伏系统。应用解决方案,并讨论了实验结果的准确性和优化操作的需求。

关键字

太阳能电池,采集相片伏打电池,电流、电压

介绍

住宅主人的大公司正在寻求方法生产他们自己的电力,太阳能的主要来源。数据采集系统(数据收集)可以测量从数百个频道同时收集和存储数据。大多数系统包含从8 - 32通道,通常在8的倍数。一个理想的数据采集系统使用了一个为每一个测量通道ADC。通过这种方式,所有的数据并行捕获和事件相比,每一个频道都可以。但使用多路复用器,开关的输入多个渠道和驱动一个ADC可以大幅降低成本的一。倪发现没有监控解决方案考虑到广泛的变量。研究还发现,市场需要一种解决方案,不需要昂贵的太阳能模拟器,并测量光伏模块性能随时间变化的能力。倪在应对市场需求,开发了一个效率监控解决方案为光伏模块/细胞是成本效益和帮助细胞/模块制造商可以执行测试的精度和增加吞吐量更高。基本上这个解决方案涉及到个人电脑(PC)的集成,数据采集(数据收集),电池阵列和太阳能电池阵列模拟器(SAS)来创建一个独立的光伏系统和测试和模拟系统。信息获得的监测参数,如电池的平均温度,电压和电流,是美联储通过采集到电脑进行分析。 This customized control interface has been developed by utilizing LabVIEW software.

b为什么太阳能电池被称为光伏电池,光伏电池:

光伏这个词是由块,照片,指示灯,伏打这意味着一个潜在的差异(以伏特)是由光的行动。光直接释放电子,二极管行动确保电子流动的电流只有一条路。(或者,入射光可以解放空缺,或缺乏的电子网站,这被称为洞)。,如果其中一个材料的结光电效应和产生费用,他们可以只在一个方向流动。当前被迫流过外部电路为了达到的另一端连接,结合电荷相反的信号。所以,只要光线入射太阳能电池,光电效应产生的费用都和当前流。当没有光,没有电流。这是问题;如果太阳下山,或者出现乌云,细胞停止产生电流。而风力发电也是断断续续的,这不是在白天断断续续,风力机的互联甚至不同地区能源供应。

c .太阳能电池:

太阳能电池工作让光线直接转化为电能。当光照时,电子ptype地区解放和孔洞产生的n型;这降低了潜在的能量势垒交界处。电流流和建立外部潜在的差异。太阳能电池的行为在某种程度上类似于二极管,所以目前可以只在一个方向流动,当细胞暴露在光。尽管贝克勒尔发现了1839年,直到1954年才第一次太阳能电池。

细胞是单一的半导体晶片。每个晶片可以推出少量的权力的电位差(电压)由其带隙物理。使用细胞,它们必须组装成更大的结构,然后更大的结构。

软件需求及其规范

虚拟仪器:

虚拟仪器提供了内置模板VIs,包括vi,功能,结构,和前面板对象需要开始建设共同测量的应用。完成以下步骤,以创建一个VI,生成一个信号并显示在前面板窗口。

1。启动虚拟仪器。

2。在开始窗口中,单击New或VI模板链接来显示新的对话框。

3所示。从创建新列表,从模板选择VI»»教程(开始)»生成和显示。这个模板VI生成并显示一个信号。

4所示。单击OK按钮从模板创建一个VI。你也可以双击模板的名称VI在创建新列表中从一个模板创建一个VI。虚拟仪器显示两个窗口:前面板窗口和框图窗口。

预览和简要描述模板的VI出现在描述部分。下面的图显示了新的对话框和生成和显示模板的预览VI。

5。检查前面板窗口。用户界面,或面板,似乎有灰色背景,包括控制和指标。前面板的标题栏显示这个窗口的前面板是生成和显示VI。

6。选择窗口»显示框图并检查VI的框图,框图出现白色背景,包括对控制前面板对象和结构。框图的标题栏显示这个窗口的方块图生成和显示VI。

c .配置一个VI持续运行,直到用户停止:

在当前状态,VI运行一次,产生一个信号,然后停止运行。运行VI,直到条件发生时,您可以使用一个While循环。

完成以下步骤,添加一个While循环的框图。

1。显示面板和运行VI。VI运行一次,然后停止。前面板没有一个停止按钮。

2。显示框图。

3所示。单击搜索按钮,显示在左,功能面板,输入在文本框。虚拟仪器在你输入前几个字母搜索和显示在搜索结果中匹配文本框。如果有名称相同的对象,使用括号中的信息右边的每个对象名称来决定哪些对象选择。一些对象位于多个调色板,因为你可以用于多个应用程序中使用它们。

4所示。双击While循环< <执行控制> >显示执行控制subpalette和临时突出subpalette While循环。

5。选择执行控制面板上的While循环。

6。将光标移动到左上角的框图。单击并拖动光标对角附上所有的表达力和电线,如图。

7所示。释放鼠标,While循环的表达力和电线。While循环,左图所示,出现一个停止按钮连接到有条件的终端。这个While循环配置为当用户单击停止按钮停止。

8。显示面板和运行VI。现在的VI运行直到你点击停止按钮。While循环执行力和函数内部循环,直到用户点击停止按钮。

9。单击停止按钮并保存VI。

d控制一个VI循环的执行速度:

绘制波形图上的点较为缓慢,您可以添加一个时间延迟到框图。完成以下步骤来控制VI运行的速度。

1。框图,搜索时间延迟表达VI,显示在左,调色板上的函数,并将其在While循环。您可以使用时间延迟表达VI控制VI的执行速度。

2。输入0.25的时间延迟(秒)文本框。这个时间延迟指定循环运行速度。0.25秒时间延迟,每季度的第二个循环遍历一次。

3所示。单击OK按钮保存当前配置并关闭对话框配置时间延迟。

4所示。显示面板和运行VI。

5。单击启用开关,检查图上的变化。如果上启用开关,该图显示了减少信号。如果启用开关是关闭的,图不显示信号。

6。单击停止按钮停止VI。

e .过滤一个信号:

您可以使用过滤器通过过滤器和windows表达VI来处理信号。完成以下步骤,以配置过滤表达VI过滤信号使用无限脉冲响应(IIR)过滤器。

1。框图窗口显示和删除线连接结果的输出公式表达VI的信号输入振幅和水平测量表达VI。删除所有删除而导致的断丝。

2。搜索过滤器表达VI,左图所示,并将其添加到框图之间的模拟Signal2表达VI和振幅和水平测量表达VI。配置过滤器对话框。

3所示。在过滤器规格部分,改变截止频率(赫兹)25。

4所示。单击OK按钮保存配置并关闭配置过滤器对话框。

5。显示面板。

6。点击过滤信号波形图指标和按< Ctrl >键拖动定位的工具来创建一个额外的波形图指标。

7所示。三击未过滤的信号2标签上面新波形图指标并输入过滤信号改变指标的标签。你也可以改变外观上的标签页图的属性对话框。

8。框图,线公式表达VI的结果输出滤波器的信号输入表达VI和过滤信号波形图指标。

9。线过滤器的过滤信号输出表达VI的信号输入振幅和水平测量表达VI和过滤的输入信号波形图指标。

f . Ni-Daqmx收购一个信号:

您将使用采集助手表达在NI-DAQmx VI来创建一个任务。NI-DAQmx是一个编程接口可以使用与数据采集通信设备。指的是开始使用虚拟仪器与采集»»开始采取一种NI-DAQmx测量虚拟仪器在书中内容选项卡上的虚拟仪器帮助额外的方法来创建NI-DAQmx任务的信息。在接下来的练习中,您将创建一个NI-DAQmx任务,不断地需要一个电压阅读和情节上的数据波形图。

g .创建一个NI-DAQMX任务:

在NI-DAQmx,任务是一个或多个通道的集合,其中包含时间、触发和其他属性。从概念上讲,一个任务代表一个测量或生成您想要执行。例如,您可以创建一个任务从一个或多个通道测量温度采集装置。

完成以下步骤,以创建和配置一个任务,从采集设备读取电压水平。

1。打开一个新的空白VI。

2。框图,显示功能面板并选择表达»输入显示输入面板。

3所示。选择采集助手表达VI,左图所示,输入面板和框图。采集助手启动并创造新的表达任务对话框。

4所示。点击获取»模拟输入信号显示模拟输入选项。

5。选择创建一个新的电压电压模拟输入的任务。对话框显示频道每个安装采集设备的列表。渠道上市的数量取决于你的频道数量对采集设备。

6。在支持物理通道列表中,选择设备连接的物理信道信号,如ai0,然后单击Finish按钮。采集助手打开一个新的对话框,如图4 - 1所示的显示选项配置所选通道来完成一个任务。

h .绘图数据从采集设备:

您可以使用您在前面创建的任务练习从采集设备获得的图像数据。完成以下步骤,以情节的数据通道波形图和改变信号的名称。

1。框图,右键单击数据输出,从快捷菜单中选择Create»图指标。

2。显示面板和运行VI三到四次。观察波形图。电压出现在顶部的传奇情节的波形图。

3所示。框图,右键单击采集助手表达六世,从快捷菜单中选择“属性”打开采集助手。

4所示。在频道列表中右键单击电压从快捷菜单并选择Rename对话框显示重命名一个通道或通道。你也可以选择频道的名称并按< F2 >键来显示对话框重命名一个通道或通道。

5。在新名称文本框中,输入第一电压读数,并单击OK按钮。

6。在采集助手对话框中,单击OK按钮保存当前配置并关闭采集助手。

7所示。显示面板和运行VI。第一电压读数出现在波形图绘制的传奇。

8。保存VI。

我编辑一个NI-DAQMX任务:

您可以添加一个通道的任务,这样你就可以比较两个不同的电压读数。你也可以自定义任务获得连续的电压读数。完成以下步骤,添加一个新渠道不断任务和获取数据。

1。在框图窗口中,双击采集助手表达VI打开采集助手。

2。点击添加频道按钮,左所示,选择电压显示通道添加到任务对话框。

3所示。选择任何未使用的物理信道在支持物理通道列表中,并单击OK按钮返回采集助手。

4所示。重命名该频道第二电压阅读。

5。在时间设置部分的配置页面,选择连续样本采集模式下拉菜单。当你设置时间和触发选项在采集助手,这些选项适用于所有频道的频道列表中。

6。单击OK按钮,保存当前配置并关闭采集助手。确认自动循环创建对话框。

7所示。单击Yes按钮。虚拟仪器的地方一个While循环采集助手表达VI和图形指示器框图。出现一个停止按钮连接到助理表达VI。停止输入采集的停止输出表达VI的条件终端连接到While循环。块图表看起来应该类似于图。

8。如果出现错误或者你点击停止按钮在VI运行时,采集助手表达VI停止读取数据,停止输出返回真值和停止while循环。

其他虚拟仪器功能

答:所有的活力和功能:

位于的表达力和结构功能的表达subpalette调色板是完整的一套内置的一个小子集VIs,功能,结构中可用的虚拟仪器。单击视图按钮固定功能面板并选择变化可见类别从快捷菜单显示变化可见类别对话框。然后在旁边的复选框选中标记类别你想对函数面板。虚拟仪器使用彩色图标区分功能、活力,和表达力。图标功能有淡黄色背景,最活力有白色背景图标,图标,表达对周围出现淡蓝色字段。表达力与图标出现在框图为可展开的节点,包围着一个蓝色的领域。与表达力,大多数功能和活力的框图显示为图标,而不是扩展节点。

b .活力

您可以使用现有的VI或VI创建子VI。当你把一个VI框图,VI是VI。当你双击一个vi,其前面板出现,而不是一个对话框中,您可以配置选项。一个VI的图标出现在前面板的右上角和框图。这个图标是一样的图标,当你把VI框图。您可以使用默认的图标或使用图标编辑器创建一个自定义图标。指的是基本面»创造活力和vi书中的内容选项卡虚拟仪器帮助创造活力的更多信息,配置它们作为vi和创建图标。你也可以保存配置的表达VI VI。指的是基本面»构建框图书的内容选项卡的虚拟仪器帮助创建子vi的更多信息表达力。

硬件需求

数据收集:

采集数据采集。这是设备包含ADC和DAC。它是模拟输出的传感器和电脑之间的接口。传统实验数据从传感器信号被发送到模拟或数字领域,阅读由实验者,手工记录。自动数据采集系统传感器的电压或电流信号直接传输到计算机通过数据采集板。虚拟仪器控制等软件的采集和处理数据。在这里,我们必须考虑以下属性的输入信号。

1。采样率,2。分辨率,3。范围内,4。放大;这里所使用的数据收集是NI USB - 6009

NI USB - 6009:

描述

NI USB - 6009提供了连接到八单端模拟输入(AI)频道,两个模拟输出(AO)通道,12个数字输入/输出(戴奥)通道,用全速USB接口和一个32位的计数器。国家仪器usb - 6009提供了基本的数据采集功能应用,如简单的数据日志记录、便携式测量,和学术实验室的实验。它是负担得起的学生使用和足够强大的更复杂的测量的应用。

系统设计

作品简介:

设计在本文中,我们提出了一个非常有效的系统测量和监测数据的太阳能电池板,其设计功能主导了先前提出的系统数据监测光伏电池板的因为我们的项目是一个实时应用程序的实现和功能的基础上,简单的设计在这一节中提到的纸。

工作条件下的模块:

设计中使用的组件

特点:

我们可以观察到从vi特性和电流传感器的输出模式的分析,我们可以得出结论,WCS2702霍尔效应的原理及工作特点说我们输出的电压灵敏度变化线性与当前测量系统中。和灵敏度1 mv / mA。

电气CHARECTERISTICS:

d及t我卷为主调节器LM7805:销图

分压器电路:

电子或特点,分压器(也称为一个潜在分压器)是一个线性电路产生一个输出电压(电压输出),其输入电压(Vin)的一小部分。电压分区的分区是指电压分压器的组件之一。一个分压器的例子包括两个电阻串联或电位计。它通常被用来创建一个参考电压,或得到一个低电压信号与被测电压成比例,也可以作为一个信号衰减器在低频率。直流和相对较低的频率,分压器可以充分准确的如果只电阻;在频率响应在一个广泛是必需的,(比如在一个示波器探头),分压器可能有电容元素添加到允许负载电容补偿。在电力传输中,电容分压器用于测量高电压。

电阻分压器

电阻分压器的情况是这两种阻抗,Z1 Z2,纯粹是电阻。替换Z1 = R1和R2 Z2 =到前面的表达式为:

实现和结果

答:在虚拟仪器编程代码生成:

虚拟仪器是虚拟的编程代码。与虚拟仪器的使用,我们可以编写简单的代码编程他们分配任务。使用MATLAB仿真软件,我们可以编写代码与他们非常乏味,很冗长的代码编写使用该软件的完成测量任务。编写代码所花费的时间在一个虚拟仪器相比非常少,上面提到的编程技术。最初编写代码在虚拟仪器中,我们必须有一个敏锐的期待操作符号,产品规格在我们开始之前写的代码。因此,对于我的项目关注以下是我编码所需的必要元素。

b .框图编程元素

1。初始化采集助手数字数据从采集我的程序集合。

2。图形显示过滤器来消除干扰。

3所示。需要动态数据转换器阵列模块数据。

4所示。操作数学元素,图形指标,最后运行时间等元素的时间收集数据点指定的间隔时间。6.3观察结果的前面板Labiew监视器

5。等待时间是必要的,因为在获取数据while循环将收集的数据点为每个毫第二(mS)的循环终止。但一个典型的ms excel数据表只能容纳32000点的数据,监测长期以来,说20小时的持续时间,存储是不够的。

6。所以一个excel表如果VI没有等待计时器操作,数据表将在32分钟的持续时间,限制长时间的监控面板。

7所示。经过定时器将给我们的总循环终止,停止运行VI的最终在年底完成监测。

8。所以,经过定时器和等待时间是必不可少的元素循环执行的程序。

C。从系统波形结果:

未来的增强

答:未来改进设计系统:

从框图和系统设计我们可以查看开关电路设计中,我们还实现了一些电池电压比较和数组之间的切换这两个电源来源对负载的继续操作。我们可以尝试扩大设计使un-interruptible供应负载,使逆变器和供应电源在消费者之间切换。之外我们还可以将设计系统与现有的VI,电池放电率测定的用于存储太阳能的。这个系统也可以成为一个通过互联网远程监控系统网络。

结论

本文研究了设计过程中参与建立一个监测和屋顶光伏设备的数据采集系统。需求确定根据当前上下文数据的最终用途以及在太阳能和研究机会。编制了一个独特的资源的主要兴趣是研究光伏系统的间歇性,尤其是在比较各种类型的光伏技术实时数据监控。最终的设计结合各种传感器,广泛应用于能源产业。这些传感器的选择是根据会议要求的相关标准,以及实现高时间分辨率监控的太阳辐射和光伏性能数据。类似的方法后,选择一个数据采集系统,配置成功。

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