面向桂林气象特征的太阳能光伏电池板最佳部署角度

张声岚, 匡贞伍, 马 航, 张烈平, 邓金海

(桂林理工大学 机械与控制工程学院, 广西 桂林 541006)

0 引 言

传感器网络中传感器节点能量供应是无线传感器网络研究的一项关键技术, 制约着无线传感器网络的性能和工作周期。当前主要依靠降低系统硬件能耗、 优化网络拓扑管理等降低功耗的方法来延长传感器网络工作周期[1-2]。然而, 这些方法虽然可以减少能耗, 延长节点的使用时间, 但有限的储电量总会耗尽, 仍然不能保证无线传感器网络运行的持续性。解决传感器节点能量问题, 延长网络生命周期的重要方案是采集和存储自然环境中的能量, 为传感器节点运行供应能量, 实现自供自足[3]。从环境中获取可持续的自然能量中, 太阳能的能量密度相比风能、 振动能等其他能量源的能量密度要高很多， 将太阳能光伏供电应用在无线传感器网络节点的自供电具有很好的应用前景[4]。

近年来, 随着生活环境日益恶化, 可再生能源利用与节能技术逐渐成为全球研究热点[5-6]。以太阳能为代表的新型清洁能源越来越受到人们的关注, 光伏发电作为太阳能利用的主要手段已经逐渐被人们所熟知[7]。合理的光伏阵列安装角度可提升太阳能利用效率, 使光伏发电系统的输出功率最大化[8]。在无线传感器网络节点光伏自供电系统中, 由于光伏电池板面积小, 配置光照跟踪装置会带来额外的大量能量消耗, 增加系统的复杂程度和成本。因此, 无线传感器网络节点自供电太阳能光伏系统采用固定式部署方式更合适。……