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Arduinoを使用したソーラーパネルのリアルタイムデータ取得

コンポーネントと消耗品

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Arduino UNO
× 1
Electric Imp TDC-M20-36PVパネル
× 1
Adafruit B25 0〜25V電圧センサーモジュール
× 1
AdafruitINA169アナログDC電流センサー
× 1
ElectricImpRhéostat330オーム
× 1

必要なツールとマシン

Parallax PLX-DAQ
Arduino IDE

このプロジェクトについて

このプロジェクトは、電圧、電流、電力などのPVパネルの特性をリアルタイムで監視するための低コストの仮想計測方法を提案します。システム設計は、低コストのArduino取得ボードに基づいています。取得は低コストの電流および電圧センサーを介して行われ、データはPLX-DAQデータ取得マクロを使用してExcelに表示されます。

使用した機器の構造を下図に示します。 PVの電流と電圧は、電流センサーと電圧センサーを介して取得されます。次に、2つのセンサーの出力がArduinoUNOボードのマイクロコントローラーに送信されます。取得プロセス中に、取得されたデータはExcelスプレッドシートにリアルタイムで保存され、プロットされます。

<図>

このプロジェクトはこれにリンクされています 研究論文

説明 ビデオ:

コード

  • ArduinoとExcelを使用したソーラーパネルのリアルタイムデータ取得
ArduinoとExcelを使用したソーラーパネルのリアルタイムデータ取得 Arduino
Arduino UNOボードに埋め込まれたプログラムコードは、センサーからPVパネルの測定データを取得し、それをPLX-DAQスプレッドシートに送信することを可能にします。
 / ********** ************************************************** ***************** Aboubakr El Hammoumi ****************************** *********************************************** // * ************************************************** ***************************プロジェクト:PVパネル特性の計測機能:ArduinoとExcelを使用したソーラーパネルのリアルタイムデータ取得** ************************************************** ************************** * *作成者:Aboubakr El Hammoumi日付:2018年4月5日* *メール:aboubakr.elhammoumi@usmba .ac.ma ********************************************** ************ ******************** / *初期化関数* / voidsetup(){//シリアル接続セットアップ//シリアルポートを開き、データレートを9600bpsSerial.beginに設定します(9600); //すでにSerial.println( "CLEARDATA");に配置されているすべてのデータをクリアします; //列見出しを定義します(PLX-DAQコマンド)Serial.println( "LABEL、t、volatile、current、power");} / *メインコード* / voidloop(){//「B25 0〜25V」を使用して電圧を測定する電圧センサー//「INA169」を使用して電流を測定する電流センサー//センサーからの電流と電圧の読み取りフロート電圧=analogRead (A0)* 5 * 5.0 / 1023; // PVパネルの電圧フロート電流=analogRead(A1)* 5.0 / 1023; // PVパネルの電流フロート電力=電圧*電流; // PVパネルの電源//シリアルポートがリアルタイムでExcelにデータを送信できるようにしますSerial.print( "DATA、TIME、"); // PLX-DAQコマンドSerial.print(電圧); //電圧をシリアルポートに送信Serial.print( "、"); Serial.print(current); //電流をシリアルポートに送信Serial.print( "、"); Serial.println(power); //電源をシリアルportdelay(1000);に送信します//繰り返す前に1秒待つ} 

回路図

電圧センサーは負荷と並列に配置されます。電流センサーモジュールがPVパネルのプラス側と負荷のプラス側の間に直列に配置されている間。 PLX-DAQ Excelマクロは、ArduinoマイクロコントローラーからExcelスプレッドシートへのデータ取得に使用されます。ダウンロードするだけです。インストール後、「PLX-DAQスプレッドシート」という名前のショートカットが含まれているPC上に「PLX-DAQ」という名前のフォルダが自動的に作成されます。次に、ボードとExcelの間の通信を確立するには、スプレッドシートを開き、PLX-DAQウィンドウで接続設定(ボーレートとポート)を定義する必要があります。 Arduinoボードのマイクロコントローラーは、センサーによって測定されたPVパネルの出力電圧と電流を取得し、出力を計算しますパワー。 ArduinoボードがUSBケーブルでコンピューターに接続されたら、PLX-DAQ Excelマクロを起動し、表示後にPLX-DAQウィンドウで、Arduinoボードがコンピューターに接続されているシリアルポートとボーを定義します。レート(9600ビット/秒)。 PLX-DAQウィンドウで定義されているボーレートは、Arduinoボードに埋め込まれているプログラムコードで使用されているボーレートと同じである必要があることに注意してください。その後、「接続」をクリックすると、出力データが収集され、Excelスプレッドシートにリアルタイムで表示されます。光の強度は、0〜330Ωの可変抵抗を手動で変化させることによって駆動されます(I-VおよびP-V特性をトレースするため)。日射計は、光の放射を測定するためにも使用されます(必要に応じて!)。マイクロコントローラは、PV電流、電圧、および電力を毎秒連続して測定するようにプログラムされています。 仮想計測器によって得られたPVパネルのI-VおよびP-V特性を次の図に示します。 前のテストと同様のテストの結果を下の図に示しますが、違いは各測定間の時間ステップ。ステップサイズを1秒からわずか100ミリ秒に減らします。この図に示されているように、計測器システムによって取得されたデータの不正確さのために、I-V曲線とP-V曲線に振動が現れていますが、その程度はわずかです。ただし、ステップサイズが小さいと、測定値のサンプルが大きくなるため、重要な結果が多すぎます。結果として、小さなステップサイズと大きなステップサイズの間の妥協が必要です。一般に、PV特性の正確な変化に注意したい場合は、小さいステップサイズを使用することをお勧めします。正確な変更を気にせず、計測器システムをより高速に実行したい場合は、大きなステップサイズを使用してください。 PVパネルの電流、電圧、電力の監視テストの結果を次の図に示します。実験結果から、14.15Vの電圧と1.20Aの電流が現れると、PVパネルは「15h14min02s」で17.07Wの最大電力を生成したことがわかります。その後、18.23Vの電圧と45.1mAの電流がある場合、出力電力は最小値822.2mWになる傾向があります。したがって、本システムは、実際の運用条件下でPVパネルの特性を取得するための仮想機器などに使用されるため、PVシステムのフィールド定期監視活動にも使用できます。

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