以超级电容为电源载体的太阳能电池板清洁装置

以超级电容为电源载体的太阳能电池板清洁装置

在众多节约型能源中，太阳能是离人们最近的一种环保能源，利用太阳能最直接的方式是使用太阳能电池板，太阳能电池板在使用一段时间以后，表面的灰尘等颗粒物覆盖导致光电转换效率逐渐低下，本系统因此孕育而生，本系统投入实际生活中，将节约更多的人力，物力，财力，因此，更加切合了本系统设计的最初的环保理念。

一、系统原理

本系统采用STC15F2K60S为主控芯片，使用其内部的定时器，以用户自定义时间来定时驱动电机达到清洁太阳能电池板的目的，使用超级电容为电源载体，以其采用涓流式充电和电容量大的优点，在太阳能电池板在早晨和傍晚光线及弱的状态下给电容进行充电，达到电能合理化利用的目的，更加切合了环保理念，在恶劣天气下，采用按键触发清洁，使其一键清洁电池板，使系统在各种条件下能正常使用，更加人性化。

二、硬件结构

（一）主控芯片。主控芯片为STC15F2K60S2相比普通的51单片机，增加了8路10位AD,两路PWM输出，处理速度加快至8倍以上，内部集成复位电路和高精度时钟，片内外资源更加丰富。

二）超级电容。电容由储能方式分为三类，分别为静态电容，电解电容电化学电容。电化学电容则被称为超级电容，以固态电极与电解液分离电荷储能，高密度，当今热点研究方向。超

级电容由多个电容串并关系，达到电压要求和容量要求，工

作效率达到90%- 96%是一种新型的电能储能方式，采用涓流

式充电方式，将在未来各领域发挥重要作用。

（四）电机模块与继电器模块。本系统采用四相5V步进电机作模型演示、采用ULN2003乍为电机驱动，电机摆幅为180°，电源由供电系统提供，继电器采用LY2NJ最大承受电压为AC250V最大电流10A，继电器模块主要作用于超级电容的充电，当电压小于6V 时，继电器摆脱时限，在任何时候导通，当超级电容电压大于6V 时，继电器只在早晨傍晚光电转换效率低的时间段才导通，依托超级电容采用涓流式充电的优点进行充电，不影响电池板内正常储能的蓄电池，使系统更加合理地利用电能资源。

三、软件部分

序首先进行初始化，由片内AD检测超级电容的电压，保证其能稳定提供系统所需的电量，定时采用片内定时，定时时间到之后启动清洁装置，步进电机沿着程序设定好的角度进行旋转，达到清洁太阳能电池板表面微小颗粒提高光电转换效率的目的，还设定一外部中断进行任意时刻启动清洁装置。

四、结束语

本文设计中，不仅解决了太阳能电池板表面颗粒影响光电转

换效率的问题，还考虑到了早晚光线较低，采用超级电容使其能源最大化的问题。本系统发展空间极大，对将来的市场需求也大，完全有可能集成化生产，使之提高工作效率，减轻电网的压力，更加节能环保。