摘要：利用基于LabVIEW開發(fā)的虛擬儀器對蓄電池的充放電數(shù)據(jù)全天實(shí)時監(jiān)測。旨在實(shí)現(xiàn)LED光源、蓄電池容量和太陽能電池功率三者的最佳匹配。用同樣的監(jiān)測辦法確定太陽能電池板的最佳傾角和方位角及反光鏡的有效利用。對兩盞LED路燈的實(shí)測結(jié)果表明：在保證照度要求的前提下，太陽能路燈系統(tǒng)的成本大大降低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

　　一、引言

　　在光伏應(yīng)用領(lǐng)域，太陽能光伏照明具有重要的地位。LED照明與太陽能的有機(jī)結(jié)合是從PN結(jié)到PN結(jié)，無須電壓變換，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，具有獨(dú)特的優(yōu)勢和良好的應(yīng)用前景。目前，太陽能照明難以大面積推廣的瓶頸不是技術(shù)問題，而是成本太高，前期投入太大，以至于幾年內(nèi)不能用節(jié)約的電費(fèi)補(bǔ)償投入。目前工程設(shè)計(jì)過于依賴數(shù)學(xué)模型和理論數(shù)據(jù)，由于環(huán)境的差異及氣象的千變?nèi)f化，在蓄電池和太陽能電池之間易出現(xiàn)"小馬拉大車"或"大馬拉小車"現(xiàn)象，造成浪費(fèi)乃至縮短使用壽命。而熱點(diǎn)研究的最大功率輸出跟蹤技術(shù)還處于概念層面，不具實(shí)用價值。

　　本文結(jié)合在我校設(shè)計(jì)安裝并已成功運(yùn)行近三年的兩盞LED太陽能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及測試結(jié)果進(jìn)行分析闡述。

　　二、虛擬儀器的開發(fā)

　　（一）儀器設(shè)計(jì)

　　利用調(diào)理信號電路對光電池的輸出電流和蓄電池的放電電流及蓄電池的充放電工作電壓進(jìn)行一定頻率的數(shù)據(jù)采樣，由USB數(shù)據(jù)采集模塊將采集數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。在LabVIEW軟件平臺上進(jìn)行實(shí)時顯示和統(tǒng)計(jì)分析。原理框圖見圖1。

圖1系統(tǒng)原理框圖

　　（二）軟件開發(fā)

　　LabViEW足美國國家儀器（NI）公司開發(fā)的廣泛應(yīng)用于儀器控制、自動化測試、數(shù)據(jù)分析處理等領(lǐng)域圖形化編程語言，是優(yōu)秀的開發(fā)虛擬儀器軟件。在自動化測控領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。開發(fā)本系統(tǒng)采用的足LabVlEW8.2版本，硬件采用NI公司生產(chǎn)的USB接口數(shù)據(jù)采集模塊，型號為USB一6009,14位8通道輸八。USB接口可方便地即插即用并支持熱插拔。連接筆記本電腑可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)臨測。

　　（三）面板設(shè)計(jì)

　　在圖2所示的面板圖中，設(shè)置兩個開關(guān)以選擇是監(jiān)測電流、電壓還是同時監(jiān)測。分別顯示電流實(shí)時采集曲線和電壓實(shí)時采集曲線。并配以數(shù)字顯示。在采集周期設(shè)置窗口，以秒為單付設(shè)置采樣周期。"開始采集"按鈕同時具有暫停功能。全部采集結(jié)束后，選擇"退出并回放"按鈕，在回放波形窗將顯示采集電流波形。并計(jì)算其曲線下面積值作為電流充放電的安時數(shù)（能量值）。在面扳的右下方同時顯示帶有日期、時間信息的全部數(shù)據(jù)列表，并顯示電流、電壓最大最小值。

圖2 虛擬儀器面板圖