92、基于微控制器的便携式太阳能辐照度计的开发

基于微控制器的便携式太阳能辐照度计的开发

1. 引言

1.1 太阳能与光伏系统

未来能源需求的不断增长促使人类探索更多环保的替代能源，如太阳能、风能、地热能和水能。由于马来西亚靠近赤道，太阳能是一种极具应用潜力的替代能源。

光伏系统（PV）能将阳光直接转化为电能，这一过程基于“光电效应”原理。太阳能发电的基本单元是太阳能电池，多数由硅制成。在安装光伏系统前，设计师需确定所选地点的太阳能获取情况和可用太阳能资源。目前，有多种技术和设备可用于测量某一地点的太阳辐照度，如气象卫星测量、光伏地理信息系统（PVGIS）网络应用、日射强度计、总辐射表、长波（红外）测量、太阳辐照度计和光电日照记录仪等。然而，现有的太阳辐射仪器，如日射强度计和总辐射表，体积大且笨重，商业可用性差，需要专业知识操作，且成本高昂。

本项目旨在开发一种便携式太阳辐照度计，使用硅太阳能电池作为参考电池来获取和显示太阳辐照度，方便用户在任何位置监测太阳辐射。

1.2 全球太阳辐射测量系统的近期发展

人们研究了多种监测全球太阳辐射的方法和仪器：
- 计算机程序估算 ：通过输入纬度、经度、日期和温度，使用安格斯特罗姆方程估算水平太阳辐射。该方法虽易于使用，但不够准确，不适用于实际现场勘测。
- 统计分析 ：使用基于改进的安格斯特罗姆型回归方程的经验模型，预测1990 - 1998年的太阳辐射。该方法适用于晴天的特定位置。
- PIC可编程工业控制器 ：通过电压传感器和电流传感器监测太阳能电池板的功率输出，并将电压、电