太阳电池能量采集与存储系统模块化设计*

李正阳, 鲜 帅, 穆继亮

(1.中北大学 电子测试技术国防科技重点实验室,山西 太原 030051；2.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051)

0 引 言

随着社会工业现代化的全面推进，人们对于能源的需求也与日俱增。目前能源供给以石油、煤、天然气为主，从能源消耗状况以及环境安全等多方面考虑，清洁、微弱能量的收集在近年来受到了广泛的关注，成为研究热点[1]。同时，随着光伏电池产业的蓬勃发展，太阳能也成为了最具发展潜力的新型能源[2]，广泛应用于环境监测、能源补给等领域[3]。在能量采集过程中，电路系统的工作时间、电池电压、采集电量等诸多信息成为能量采集系统的重要衡量标准，因此,将电量信息发送至上位机实时监测就显得尤为重要。

传统的能量采集电路主要包括有桥式整流电路、电荷同步获取电路和电感同步开关电路，能量存储装置主要采用超级电容或者锂电池。以上的能量采集电路，存在电路压降大、自身功耗大、输出电压不稳定、能量采集电路效率低等问题[4,5]，这些情况都会影响微弱能量的采集、管理及应用。

本文针对太阳能采集电路的发展现状与技术瓶颈，设计了一种基于BQ25570电路的太阳能采集与能源存储系统，收集不同天气条件下的太阳能为电路系统供电，同时将多余的电能存储到锂电池中，并将锂电池中的电量信息通过无线传输模块在上位机上实时显示[6,7]。本文设计的太阳能采集系统可稳定输出3.3 V电压，BQ25570模块的最大输出功率可达采集能量的70 %～80 %，实现了太阳能的高效采集、智能存储与电量实时监测。……