太阳能无线监控设计说明
光伏发电无线远程监控系统的设计
光伏发电无线远程监控系统的设计【摘要】近年来,各国加大了对太阳能研究的投入,使太阳能光伏发电技术得到了广泛应用和飞速发展。
文章分别介绍了无线数传电台和GPRS技术对光伏电站的远程监控设计。
【关键词】光伏发电远程监控系统设计随着科学技术的飞速发展，远程监控技术也渐渐融入了当今最先进的IT 技术、通信技术、自动控制技术，使远程监控技术的应用范围更广、数据传输量更大、智能化程度更高、系统的可靠性更好。
这里分别基于无线数传电台和GPRS 技术对光伏电站的远程监控提出两套新的方案。
一、基于无线数传电台的光伏电站远程监控系统的设计目前，我国的绝大多数光伏电站系统是解决无电地区广大农牧民生活用电和微波中继站等供电的重要方式，所以光伏电站往往地处边远，周围环境恶劣，单纯采用有线控制的方式虽能达到预期目的，但实现起来显得比较困难，相对而言，采用无线数字传输技术具有无需通信电缆，不受应用环境限制、组态灵活、重构性强等优点。
因此，采用无线数传电台和电话网络相结合的技术，提出了一种新的远程监控方案。
1、系统组成和主要功能本系统结构按分布式结构设计，可实现对多个电站的实时监控。
系统由光伏电站单片机控制系统、近端PC机通信控制系统和远端PC机通信控制系统三部分组成。
其中远端PC机通过拨号的方式发送查询光伏电站运行参数命令给近端PC机，近端PC机接受到命令后通过无线数传电台转发命令给光伏电站的单片机监控系统，监控系统接受到命令后将存储器中的数据回送给近端PC机，近端PC机接受并保存数据至数据库，同时把数据以串口通讯的方式发送给远端PC 机，远端PC机接受并保存数据。
远端PC机和近端PC机均可以对接受的电站运行数据实时显示、打印，做下一步处理。
同样，可以发送指令改变电站的运行参数来达到远程监控的目的。
其中，pc机的软件设计采用vc6.0来实现。
2、光伏电站单片机控制系统的设计控制系统的硬件核心采用性价比高、使用方便的89C51单片机。
太阳能无线视频监控系统的设置
太阳能无线视频监控系统的设置太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁环保型能源，无线监控系统采用了远距离无线网桥组网技术，使无法得到电力供应的偏远地区实现远程不间断监控成为可能。
本系统主要应用于野外以及城市不方便布线的区域，例如：建筑工地、水库大坝、河流水位、渔场林场监控,森林防火、岛屿监控、边防监控、单兵侦测等等.太阳能发电装置与外部商用电网没有连接，但能够独立提供供电能力的光伏发电系统称为离网光伏发电系统，也称为独立光伏发电系统。
离网光伏发电系统主要由太阳能光伏发电装置、储能蓄装置、控制器、逆变器组成。
下面对各个部分作简单介绍。
光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳电池组件和蓄电池容量，以尽量减少投资，即同时考虑可靠性及经济性。
在系统设计之前，设计者应尽量做到：（1）设计尽量简单化，这样可以提高系统的可靠性。
（2）了解系统的效率，适当设计系统效率，若不合实际地把效率定在99%以上，其成本是昂贵的。
（3）在估算负载时要考虑周到，并要有一定的裕度。
（4）反复计算核查当地的天气资源，获得该地区的太阳辐射能资源，对太阳辐射的错误估计将会大大影响系统的作用。
（5）在设计系统前了解安装地点，去当地考察一下，这样对设备安置走线，保护和地带特性都有所了解。
1.负载功率确定：确定太阳能发电功率及配置的前提是确定前端需要供电设备（负载）的功率及耗电量。
通过实验检测手段我们可以确定负载的总功率P1，P1主要包括：摄像机及其加热器和无线设备功率以及逆变器转化的功率损失。
实验检测得到的总功率P1，由此可以确定负载的日耗电量W1为：W1= P1*24.若太阳能电池板和蓄电池组采用12V供电系统电压，则负载设备日耗蓄电池电容量：Q1=W1/12V=2*P1（AH）2.太阳能电池方阵设计：根据负载设备日耗电量以及系统采用离网供电方式计算太阳能电池板数量。
本设计拟采用单组电压为12V，单块功率为P2（W）的太阳能电池板。
太阳能无线监控系统设计(课程汇报)
类型：课程设计名称：太阳能无线监控系统设计关键词：太阳能发电；太阳能；电气特性:无线监控第1章太阳能无线监控系统的组成1.1 太阳能无线监控系统太阳能无线监控系统主要是由光伏阵列、控制器、储能装置、监控器、无线路由器、显示设备。
图1.1太阳能无线监控系统的构成1.2光伏阵列1.2.1光伏阵列的结构光伏发电系统，是利用以光生伏打效应原理制成的光伏电池将太阳能直接转化为电能。
光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V ，工作电流约为220~25mAcm ，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成为光伏电池组件。
实际光伏发电系统可根据需要，将若干光伏电池组件经过串、并联，排列组成光伏阵列，满足光伏系统实际电压和电流的需要。
光伏电池组件串联，要求所串联组件具有相同的电流容量，串联后的阵列输出电压为各光伏组件输出电压之和，相同电流容量光伏电池串联后其阵列输出电流不变；光伏电池组件并联，要求所并联的所有光伏电池组件具有相同的输出电压等级，并联后的阵列输出的电流为各个光伏电池输出电流之和，而电压保持不变。
1.2.2光伏阵列的保护为了避免由于光伏电池方阵在阴雨天和夜晚不发电时或者出现短路故障时，蓄电池组通过光伏电池方阵放电，这就需要在方阵中加入防反充二极管，又称为阻塞二极管。
阻塞二极管串联在方阵的电路中，起单向导通的作用，它必须能承受足够大的电流，而且正向压降要小，反向饱和电流要小。
一般选用合适的整流二极管作为阻塞二极管。
在一定条件下，当某种物体落在光伏电池组件上，这块光伏电池组件将被当作负载消耗，被遮蔽的光伏电池组件此时将会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重破坏光伏电池，有光照的光伏电池所产生的部分或者全部能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止光伏电池由于热斑效应而遭受破坏，需要在光伏电池组件的正、负极两端并联一个旁路二极管，实现电流的旁路，保护光伏阵列。
除了电方面的保护，还要考虑机械方面的保护，如防风、防雨、防雹能力，另外，为了防止鸟粪沾污光伏电池表面引起热斑效应，还需要在方阵顶上特别安装驱鸟器。
太阳能无线视频监控系统建设组织方案
太阳能无线视频监控系统建设组织方案一、项目背景近年来，随着城市安防需求的增加和太阳能技术的成熟发展，太阳能无线视频监控系统成为城市安防建设的重要组成部分。
与传统有线视频监控系统相比，太阳能无线视频监控系统具有灵活布点、方便维护、环保节能等优势，能够满足城市安防监控的要求。
二、项目目标1.建设一个覆盖整个城市的太阳能无线视频监控系统，实现对公共安全场所、交通要道、重要设施等区域的全面监控。
2.能够实时传输视频信号并进行远程监控和管理。
3.高效利用太阳能资源，实现系统的自主供电。
三、组织方案1.确定项目组成员项目组成员包括项目经理、技术工程师、设计师、施工队伍等，他们将共同负责项目的规划、设计、施工和运营。
2.项目规划（1）确定项目范围：明确需要安装监控系统的区域范围，并根据实际需求划分为不同的监控区域。
（2）确定监控点位：根据各区域的安全需求，确定监控系统的具体点位数量和位置，确保全面监控。
（3）确定设备需求：根据监控点位数量和位置，确定所需的摄像头、视频传输设备、存储设备等。
（4）确定太阳能供电方式：根据监控点位的分布情况和太阳能资源的充足程度，确定采用集中供电或分散供电的方式。
3.设计方案（1）确定摄像头类型：根据监控点位的具体应用场景和需求，选择合适的摄像头类型，如固定摄像头、云台摄像头等。
（2）确定视频传输方案：选择适合的无线传输技术，如Wi-Fi、4G 等，确保视频信号的稳定传输。
（3）设计太阳能供电系统：根据太阳能资源和监控点位的使用情况，设计太阳能供电系统，包括太阳能电池板、电池组、光电转换器等设备。
4.施工方案（1）摄像头安装：根据设计方案中摄像头的具体要求和监控点位的实际情况，进行摄像头的安装和调试工作。
（2）设备联网：将摄像头和视频传输设备进行网络联接，确保视频信号的传输稳定。
（3）太阳能供电系统安装：根据设计方案中太阳能供电系统的布置要求，进行太阳能电池板、电池组、光电转换器等设备的安装和调试。
4G太阳能无线视频监控系统设计方案
4G太阳能无线视频监控系统设计方案如下所示：该系统主要由太阳能组件、风力发电机、胶体蓄电池和智能充放电控制器等组成。
太阳能组件和风力发电机通过智能充放电控制器将电能储存到胶体蓄电池中，以保证系统的稳定供电。
同时，该系统还具备太阳能市电自动互补、锂电储存等辅助功能。
二．（二）4G无线视频传输子系统该子系统采用数字4G无线组成传输链路，实现视频信号的远距离传输。
同时，系统还支持SD卡现场录像模式，方便管理人员进行视频监控点的集中管理。
二．（三）视频监控子系统该子系统主要由摄像机、终端视频管理设备（如数字硬盘录像机）等组成，实现对监控点附近地区的全方位监控。
此外，系统还支持前端拾音、前端喇叭、前端录像、前端传感、目标跟踪、视频分析、图像抓拍、远距离摄像机、热感摄像机、无线广播、无线信号中继、无线信号覆盖等多种辅助功能。
三、系统配置单系统配置单如下所示：太阳能组件：4块风力发电机：1台胶体蓄电池：8块智能充放电控制器：1台数字4G无线组成传输链路：1套摄像机：4台数字硬盘录像机：1台四、售后服务及技术支持本公司提供完善的售后服务及技术支持，包括系统安装调试、故障排除、维护保养等方面，以确保客户的系统运行稳定可靠。
五、部分工程应用场景本系统已成功应用于以下场景：1.农村监控：解决农村地区没有市电和布线难的问题，对农田、畜栏等进行全方位监控。
2.远程监控：解决地理位置偏远、无法得到电力供应的地区实现远程不间断监控的问题，如山区、沙漠等。
3.工地监控：解决工地没有电力供应和布线难的问题，对工地进行全方位监控，提高工地安全管理水平。
4.景区监控：解决景区地域广阔没有电力供应又难以布线的问题，对景区进行全方位监控，提高景区安全管理水平。
该太阳能供电系统由太阳能组件、风力发电机、胶体蓄电池和智能控制器等组成。
太阳能组件和风力发电机将光能转化为电能，经由风光互补智能控制器控制，将电能存储到蓄电池中（充电）。
当需要供电时，打开控制器开关接通负载，将蓄电池中的电能提供给负载（放电）。
太阳能路灯远程无线监控节能系统方案设计
太阳能路灯远程无线监控节能系统方案设计一、概述太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。
太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。
太阳能灯是光电转换技术的一种应用产品，具有节能、环保、安全、无需布线、安装简便、自动控制、可根据需要随时变换插放的位置等优点。
太阳能灯具的主要类型有太阳能庭院灯、太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能景观灯、太阳能信号灯。
在太阳能路灯实际应用中，很多地方的太阳能路灯不能满足正常照明需要，尤其在阴雨天更为突出，因此，这就要求太阳能路灯在工作时能够根据行人情况对自身功率进行动态调整，在满足正常工作的同时能够节省更多的电力，保证系统的长时间工作；此外，现有的太阳能路灯无法实现对自身工作状态和外围电路参数的检测和故障诊断，无法组成远程监控网络，因而需要一个远程无线监控系统对太阳能路灯电路参数进行检测，并对出现的故障实现诊断和报警功能，实现路灯的智能化管理。
二、需求分析2.1 功能要求1、系统全部采用太阳能电池和蓄电池供电，绿色环保无污染；2、太阳能电池能自动跟踪太阳光，实现太阳能利用的最大化；3、天黑时候路灯能够自动亮灯，并且能够根据有人经过和没人经过的情况动态调整路灯功率，实现节能效果；晚上十二点后，由于行人稀少，路灯将处于半激活状态，当有人经过时才亮灯，没人经过则不亮灯，在保证给少量行人照明的同时实现节能；到了早上再次进入正常发光模式，直到天亮的时候熄灭，进入蓄能阶段。
4、系统具有自动监测功能，能够对路灯及其外围电路的运作进行监测，一旦有异常情况出现，从机通过无线网络发到主机，主机汇总后通过GSM网络发给监控中心通知技术人员进行维修，保证检修的快速性。
太阳能无线监控系统解决方案
太阳能无线监控系统解决方案太阳能无线监控系统解决方案1、引言太阳能无线监控系统是一种集成了太阳能发电和无线通信技术的智能监控解决方案。
该系统能够独立运行，实现远程监控和实时数据传输，无需传统电源和有线通信网络。
2、系统组成2.1 太阳能发电装置太阳能发电装置主要由太阳能电池板、充电控制器和蓄电池组成。
太阳能电池板将太阳辐射能转化为电能，充电控制器用于控制电池充电和放电过程，蓄电池用于储存电能以供系统运行。
2.2 监控设备监控设备包括摄像头、传感器和数据采集器。
摄像头用于实时视频监控，传感器用于检测环境参数如温度、湿度、气体浓度等，数据采集器用于采集并传输监测数据。
2.3 无线通信模块无线通信模块采用无线传输技术，如Wi-Fi、蓝牙或者LoRaWAN 等，实现监控数据的远程传输和控制。
2.4 数据处理与存储数据处理与存储部分主要包括数据处理服务器和数据库。
数据处理服务器用于接收、处理和存储监测数据，数据库用于长期存储和管理监控数据。
3、系统工作原理太阳能无线监控系统工作原理如下：1、太阳能电池板将太阳辐射能转化为电能，充电控制器控制电池的充放电过程，确保电池组始终处于适当的电量范围。
2、监控设备通过传感器或摄像头获取实时监测数据，数据采集器将数据传输给无线通信模块。
3、无线通信模块使用特定的无线传输技术将数据传输给数据处理服务器。
4、数据处理服务器接收数据并进行处理，将数据存储到数据库中。
5、用户可以通过互联网或移动APP等方式远程访问数据处理服务器，并进行实时监控、查询和控制操作。
4、应用场景太阳能无线监控系统可以应用于以下场景：4.1 农业监控通过摄像头和传感器，实时监测农田的温度、湿度、土壤水分等参数，改善农业生产效率和品质。
4.2 环境监测监测城市空气质量、噪音水平等环境参数，提供实时数据支持环境保护与治理。
4.3 安防监控利用摄像头进行实时视频监控，保障公共安全和个人财产安全。
4.4 建筑物管理监测建筑物的消防安全、能耗管理等，提高建筑物的管理水平和节能效果。
太阳能监控方案
太阳能监控系统设计方案
设计目的：解决户外监控供电问题
所需设备：功率10W摄像机一台，无线传输报警设备一部、避雷针一部、桅杆一支、控制箱
一个、太阳能控制器一个、微断开关一套、
120W单晶硅太阳能电池板、120A蓄电
池一个
系统效果：天气晴朗的条件下，可满年连续使用；遇到特殊天气，太阳能电池板无法供电，蓄
电池可提供3日的连续正常使用。
如需延
长特殊天气使用时间，只需加大电池容量
即可。
系统寿命：太阳能电池板正常使用，保用25周年（人为因素及自然灾害除外），控制器、蓄电池
如有质量问题，3个月包换，一年保修。
系统配置：120W单晶硅太阳能电池组一套、120AH 铅酸蓄电池一个，10A太阳能自动控制器
一个，其他设备根据自己的需要自行采购。
安装效果图如下，图片仅供参考，以实际安装效果为准。
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杆式安装
卧式安装
安装在最高点
地面安装 电缆粗度至少2毫米，纯铜
地埋安装
设计过程（5）
无线链路： 本方案采用1对2设计和1对3设计。所
选设备：5M-90（接收）和5M-18（发射）。
主控中心： 本方案采用NVR网络硬盘存储服务器。
设计过程（1）
1
2
明确设计元素
配置设备参数
1、负载情况：红外球机 2、阴雨天数：3天阴雨天 3、安装地点：山东青岛
1、太阳能板大小 2、蓄电池大小 3、控制器选型 4、无线设备距离
计算公式
蓄电池大小=负载电流×时间 太阳能板大小=蓄电池大小×1.25 控制器电流＞太阳能板大小/太阳能板电压
设计过程（2）
APC 5M-18
APC 5M-90
谢谢大家！
知识回顾 Knowledge
Review
祝您成功！
视频服务器 无线网桥（DLB） 球机（网络/模拟） 枪机（网络/模拟）
电流 2-2.5A 1-1.5A 1-1.5A 0.5A 0.5-1.5A 0.5A
功率 24-30W 12-18W 12-18W
6W 6-18W
6W
设计过程（3）
3
购买相关产品
1、太阳能板大小:180Wp 2、蓄电池大小：150AH 3、控制器选型：15A 4、无线设备距离：5公里
1
2
明确设计元素
配置设备参数
1、负载情况：红外球机 2、阴雨天数 2、蓄电池大小：150AH 3、控制器选型：15A 4、无线设备距离：5公里
常用设备电流大小及瓦数（DC12V系统）
常用设备 红外球机（网络/模拟） 红外枪机（网络/模拟）
一般选择2块90W的晶体硅太阳能板， 单晶和多晶效率相差不大
一般选择2块75AH或80AH的胶体蓄电 池，南方用铅酸，北方地区用胶体。
控制器的选择尽量选择电信系统专用的， 这样能保证24小时持续运行；
无线网桥的选择和无线链路设计有关，相 关知识可以到其他的无线方案视频中学习。
设计过程（4）
4
安装调试细节
太阳能无线监控设计
——“零布线”系统
无线网桥 太阳能板
摄像机
零布线系统基本组成：
（1）无线网桥 （2）太阳能板 （3）控制器 （4）摄像机 （5）蓄电池 （6）其他附属设备
控制器及蓄电池等
如何设计？
1
明确设计元素
1、负载情况 2、阴雨天数 3、安装地点
2
配置设备参数
1、太阳能板大小 2、蓄电池大小 3、控制器选型 4、无线设备距离
3
购买相关产品
1、太阳能规格 2、蓄电池规格 3、控制器类型 4、无线设备稳定性
4
安装调试细节
1、太阳能板安装方式 2、蓄电池安装方式 3、无线设备安装方式 4、连接线的选择
设计案例
项目情况：水库环境无线监控项目，在某水库周围设置视频监控点，监控点5个， 均是红外球机。主控中心在水库周围，主控中心距离最远监控点3公里。