太阳能在无线通信和视频监控系统中的应用

出处：yewuyi 发布于：2011-08-29 17:59:10

　　太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

　　一、太阳能供电技术简介

　　在当前能源紧张，价格飞涨的情况下，许多国家采取优惠的政策鼓励太阳能技术的开发和应用。太阳能供电技术作为一种高新技术，早应用于航空探险等高端应用场合，随着各国的推动，太阳能供电技术也得到了日新月异的发展，太阳能发电和太阳能供电技术日益走进民用应用的场合。在森林、道路、河流、山川等通信或音视频电子设备应用场合，主要采取电网供电和电池供电方式，电池供电往往只能解决临时的需要，不能作为长期的供电电源；而采取电网供电方式存在诸多点：

　　1、供电方式为电缆输送，工程施工困难，造价高昂；

　　2、系统维护不便，高压输送存在安全隐患，运营成本高；

　　3、安装、组网困难。

　　而太阳供电系统工作时无需水、油、汽、燃料，只要有光就能发电的特点，是清洁、无污染的可再生能源，而且安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守，倍受人们的青睐，是新能源的领头羊。近年来，太阳能的应用在越来越广泛，特别是在野外领域，太阳能电源系统正逐步取代一些传统的电源设备，得到越来越普遍的应用。

　　技术原理

　　现在，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

　　尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

　　太阳能既是能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

　　太阳电池方阵在晴朗的白天把太阳光能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给负载供电。太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制装置、逆变器、蓄电池组构成。

　　太阳能电池板阵列组件

　　太阳能电池板阵列的表面采用复合材料，由进口层压机层压而成。气密性、耐候性好，抗腐蚀、机械强度好。

　　太阳电池为单晶硅太阳电池，太阳电池转换效率高。而且太阳能电池板阵列性性能佳。

　　太阳电池在制造时，先进行化学处理，表面做成了一个象金字塔一样的绒面，能减少反射，更好地吸收光能。

　　采用双栅线，使组件的封装的可靠性更高。

　　太阳能电池板阵列抗冲击性能佳，符合IEC国际标准。

　　太阳能电池板阵列层之间采用双层EVA材料以及TPT复合材料，组件气密性好，抗潮，抗紫外线好，不容易老化。

　　ABS塑料接线盒，耐老化防水防潮性能好。

　　带有旁路二极管能减少局部阴影而引起的损害。

　　充放电控制器

　　智能控制器能控制多路太阳电池方阵对蓄电池组的充电，并实现蓄电池给负载供电。

　　采用先进的阶梯式逐级限流充电方法，依据蓄电池组端电压的变化趋势自动控制多路太阳电池方阵的依次接通或切离，既可充分利用宝贵的太阳电池资源，又可保证蓄电池组安全而可靠的工作。

　　蓄电池组过放电保护功能。

　　蓄电池组过充电保护功能。

　　太阳电池、蓄电池、负载反接保护。

　　太阳电池防反充功能。

　　太阳电池充电控制功能。

　　负载供电控制功能。

　　提供RS232和RS485通信接口，便于实现远端和近端监控。

　　蓄电池组

　　蓄电池组是独立太阳能供电系统不可缺少的重要部件，因为太阳能供电系统本身只有光电转换的作用。为了解决太阳光能供电的同步性和储能的效果，满足阴雨天和夜间的正常供电，必须配备合理的蓄电池组。

　　蓄电池容量应能保证连续长的阴雨天的供电。

　　二、太阳能供电无线通信和视频监控解决方案

　　智达康（ZDC）根据客户需要研制了太阳能供电无线通信和视频监控系统，本系统在供电方式上采用太阳能供电，传输方式上采用国际标准801.11a OFDM无线技术。采用本系统可以摆脱线缆的束缚，实现快速安装，施工时间短，投入低，效果好。采用本系统可以摆脱山地、森林、河流、开阔地等特殊地理环境的限制，无须考虑电源线及通信光缆的布线和施工问题，彻底解决布线工程周期长，施工成本高昂甚至根本无法实现的困难，尤其适合森林、矿山、水利、边疆、道路、油田等部门，快速建设集中监控系统的应用，也适应建筑工地、旅游景点等重要场所的无线监控的需要。