第一篇:太陽能電池最新政策
太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金管理暫行辦法
第一條 根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》(國發(fā)[2007]15號)及《財政部建設(shè)部關(guān)于印發(fā)<可再生能源建筑應(yīng)用專項資金管理暫行辦法>的通知》(財建[2006]460號)精神,中央財政從可再生能源專項資金中安排部分資金,支持太陽能光電在城鄉(xiāng)建筑領(lǐng)域應(yīng)用的示范推廣。為加強太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金(以下簡稱補助資金)的管理,提高資金使用效益,特制定本辦法。
第二條 補助資金使用范圍
(一)城市光電建筑一體化應(yīng)用,農(nóng)村及偏遠地區(qū)建筑光電利用等給予定額補助。
(二)太陽能光電產(chǎn)品建筑安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程的編制。
(三)太陽能光電建筑應(yīng)用共性關(guān)鍵技術(shù)的集成與推廣。
第三條 補助資金支持項目應(yīng)滿足以下條件:
(一)單項工程應(yīng)用太陽能光電產(chǎn)品裝機容量應(yīng)不小于50kWp;
(二)應(yīng)用的太陽能光電產(chǎn)品發(fā)電效率應(yīng)達到先進水平,其中單晶硅光電產(chǎn)品效率應(yīng)超過16%,多晶硅光電產(chǎn)品效率應(yīng)超過14%,非晶硅光電產(chǎn)品效率應(yīng)超過6%;
(三)優(yōu)先支持太陽能光伏組件應(yīng)與建筑物實現(xiàn)構(gòu)件化、一體化項目;
(四)優(yōu)先支持并網(wǎng)式太陽能光電建筑應(yīng)用項目;
(五)優(yōu)先支持學(xué)校、醫(yī)院、政府機關(guān)等公共建筑應(yīng)用光電項目。
第四條 鼓勵地方出臺與落實有關(guān)支持光電發(fā)展的扶持政策。滿足以下條件的地區(qū),其項目將優(yōu)先獲得支持。
(一)落實上網(wǎng)電價分攤政策;
(二)實施財政補貼等其他經(jīng)濟激勵政策;
(三)制定出臺相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及工法、圖集;
第五條 本通知印發(fā)之日前已完成的項目不予支持。
第六條 2009年補助標(biāo)準(zhǔn)原則上定為20元/Wp,具體標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)與建筑結(jié)合程度、光電產(chǎn)品技術(shù)先進程度等因素分類確定。以后年度補助標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r予以適當(dāng)調(diào)整。
第七條 申請補助資金的單位應(yīng)為太陽能光電應(yīng)用項目業(yè)主單位或太陽能光電產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè),申請補助資金單位應(yīng)提供以下材料:
(一)項目立項審批文件(復(fù)印件);
(二)太陽能光電建筑應(yīng)用技術(shù)方案;
(三)太陽能光電產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)與建筑項目等業(yè)主單位簽署的中標(biāo)協(xié)議;
(四)其他需要提供的材料。
第八條 申請補助資金單位的申請材料按照屬地原則,經(jīng)當(dāng)?shù)刎斦?、建設(shè)部門審核后,報省級財政、建設(shè)部門。
第九條 省級財政、建設(shè)部門對申請補助資金單位的申請材料進行匯總和核查,并于每年的4月30日、8月30日前聯(lián)合上報財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部(附表)。
第十條 財政部會同住房城鄉(xiāng)建設(shè)部對各地上報的資金申請材料進行審查與評估,確定示范項目及補助資金的額度。
第十一條 財政部將項目補貼總額預(yù)算的70%下達到省級財政部門。省級財政部門在收到補助資金后,會同建設(shè)部門及時將資金落實到具體項目。
第十二條 示范項目完成后,財政部根據(jù)示范項目驗收評估報告,達到預(yù)期效果的,通過地方財政部門將項目剩余補助資金撥付給項目承擔(dān)單位。
第十三條 補助資金支付管理按照財政國庫管理制度有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
第十四條 各級財政、建設(shè)部門要切實加強補助資金的管理,確保補助資金??顚S?。對弄虛作假、冒領(lǐng)、截留、挪用補助資金的,一經(jīng)查實,按國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
第十五條 本辦法由財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部負責(zé)解釋。
第十六條 本辦法自印發(fā)之日起執(zhí)行。
附表:太陽能光電技術(shù)建筑應(yīng)用財政補助資金申請匯總表(略)
第二篇:太陽能電池專業(yè)英語
A 1.中文:暗飽和電流
英文:Dark Saturation Current 解釋:沒有光照的條件下,將PN結(jié)反偏達到飽和時的電流。降低暗飽和電流利于提高電池品質(zhì)
在以下的理想二極管公式中,I =流過二極管的總電流;I0 = “暗飽和電流”, V = 加在二極管兩端的電壓
B 1.中文:包裝密度
英文:Packing density 解釋:組件中被太陽能電池覆蓋的面積對比于整個組件的面積。它影響了組件的輸出功率及工作溫度
2.中文:背電場
英文:Back Surface Field 解釋:在電池背面由于重摻雜引起的電場。該電場會排斥少數(shù)載流子以使它們遠離高復(fù)合率的背表面
3.中文:背面反射/底面反射
英文:Rear Surface Reflection 解釋:穿過電池而未被吸收的長波光會被電池背面的金屬或染料反射回電池,增大吸收概率
4.中文:本底摻雜 英文:Background Doping 解釋:電池襯底的摻雜濃度
5.中文:表面制絨
英文:Surface Texturing 解釋:用物理或化學(xué)的方法將平滑的硅電池表面變得粗糙,增大光捕獲,減小反射
6.中文:并網(wǎng)系統(tǒng)
英文:Grid-connected Systems 解釋:并網(wǎng)系統(tǒng)指由光伏組件供電的,接入公用電網(wǎng)的光伏系統(tǒng)。這類系統(tǒng)無須蓄電池
7.中文:薄膜太陽能電池
英文:Thin-film Solar Cells 解釋:薄膜太陽能電池是通過在襯底上鍍光伏材料薄層制成的,厚度從幾微米到幾十微米不等。成本較低
但效率普遍較低
8.中文:復(fù)合
英文:Recommbination 解釋:又稱為載流子復(fù)合,是指半導(dǎo)體中的載流子(電子和空穴)成對消失的過程。
9.中文:表面復(fù)合速率
英文:Surface Recombination Velocity 解釋:當(dāng)少子在表面消失時,由于濃度梯度,少子會從電池體流向表面。表面復(fù)合速度表征表面復(fù)合的強弱。C 1.中文:摻雜
英文:Doping 解釋:在本征半導(dǎo)體里加入施主或受主雜質(zhì)(通常是磷或硼)使半導(dǎo)體內(nèi)自由載流子濃度變高并使其具有p型或n型半導(dǎo)體的性質(zhì)
2.中文:串聯(lián)電阻
英文:Series Resistance 解釋:由電池體、電極接觸等產(chǎn)生的分壓電阻。電池運作時,部分電壓降在電池的串聯(lián)電阻上,影響了電池輸出效率
D 1.中文:大氣質(zhì)量/大氣光學(xué)質(zhì)量
英文:Air Mass 解釋:定義為1/cos(太陽與法線夾角)。表征太陽光到達電池前穿越的大氣厚度。不同的AM值還對應(yīng)不同的太陽光譜
2.中文:帶隙
英文:Band Gap 解釋:半導(dǎo)體導(dǎo)帶與價帶之間的能級差。常溫下,本征硅的帶隙是1.1eV 3.中文:導(dǎo)帶 英文:Conduction Band 解釋:又名傳導(dǎo)帶,是指半導(dǎo)體或是絕緣體材料中,一個電子所具有能量的范圍。這個能量的范圍高于價帶(valence band),而所有在導(dǎo)帶中的電子均可經(jīng)由外在的電場加速而形成電流。
4.中文:電池工作溫度
英文:Cell Operating Temperature 解釋:太陽能電池在受到光照激發(fā)產(chǎn)生電流時的實際溫度。工作溫度通常高于標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC)規(guī)定的25攝氏度,并且會影響電池的開路電壓
5.中文:電池互聯(lián)
英文:Cell Interconnection 解釋:將電池板串聯(lián)一起組成電池組件
6.中文:電池降格
英文:Cell Degradation 解釋:電池降格指組件在戶外工作一段時間后,效能降低。對晶硅電池來說原因包括:電極脫落或被腐蝕,電極金屬遷移透過P-N節(jié)而降低了并聯(lián)電阻,減反膜老化,P型材料中形成了硼氧化物 等
7.中文:電流電壓特性
英文:Current-Voltage Charateristic 解釋:又稱為伏安特性,是電子器件的在外部電壓偏置的情況下電流隨外部變壓變化的特性,常用伏安特性曲線來表征。8.中文:電子空穴對
英文:Electron-hole Pair 解釋:半導(dǎo)體中,吸收了一個光子能量的電子離開原子束縛,成為自由載流電子,原來的原子則產(chǎn)生了正電荷,等效于一個孔穴,它們合稱電子空穴對
9.中文:獨立系統(tǒng)
英文:Stand-alone Systems 解釋:不接入公用電網(wǎng)的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng),通常需要蓄電池蓄能以備夜間及陰天使用,也常裝備柴油發(fā)電機作為補充
10.中文:短路電流
英文:Short Circuit Current(Isc)
解釋:在光照下將電池短路,此時流過電池的電流為短路電流。表征電池能產(chǎn)生的光電流強度。
11.中文:多晶硅
英文:Polycrystalline/Multicrystalline silicon
解釋:在硅晶體里面,晶向的分布式隨機的而不是同一的,相較于單晶硅生產(chǎn)成本低但材料品質(zhì)也較差
12.中文:等離子增強化學(xué)氣相沉積法
英文:Plasma enhanced, Chemical Vapor Deposition(PECVD)
解釋:一種鍍膜技術(shù)。常用于在晶硅電池表面鍍氮化硅,二氧化硅,氧化鋁等薄膜。
E 1.中文:額定功率
英文:Rated Power/Rated Watt 解釋:太陽能電池板在國際通行標(biāo)準(zhǔn)條件下(光譜AM1.5,光強1000W/平米,溫度25C)測試出來的輸出功率,實際的輸出功率受使用環(huán)境影響
F 1.中文:反偏
英文:Reverse Bias 解釋:對于p-n節(jié)來說,指n-type接高電勢,p-type接低電勢
2.中文:方塊電阻率/薄層電阻率
英文:Sheet Resistivity 解釋:通常表征發(fā)射極摻雜濃度的高低。高摻雜則電阻率低但削弱藍光響應(yīng)??赏ㄟ^四點探針測量
3.中文:非晶硅/無定形硅
英文:Amorphous Silicon 解釋:硅的一種同素異形體,它的原子間的晶格網(wǎng)絡(luò)呈無序排列,不存在晶體硅的延展性晶格結(jié)構(gòu)。無定形硅中的部分原子含有懸空鍵(dangling bond),雖然可以被氫所填充,但在光的照射下,氫化無定形硅的導(dǎo)電性能將會顯著衰退。
4.中文:分布式光伏系統(tǒng)
英文:Distributed PV Systems 解釋:小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的,依靠光伏組件發(fā)電的電力系統(tǒng)。
5.中文:分流電阻/并聯(lián)電阻
英文:Shunt Resistance 解釋:在太陽能電池等效電路中,并聯(lián)于電池兩端的漏電阻。該電阻會分流掉部分光電流,因此并聯(lián)電阻越大越好
6.中文:封裝
英文:Encapsulation 解釋:指將已互聯(lián)的電池通過層壓密封到電池組件里。封裝可以實現(xiàn)電池組件防水,防潮,并且增強電池的機械性能。
7.中文:峰瓦
英文:Peak Watts 解釋:組件在理想的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的輸出功率,該功率值也是組件的額定功率。
8.中文:峰值日照小時數(shù)
英文:Peak Sun Hours 解釋:這是一個等效概念,表征一天中太陽的輻射總能量。數(shù)值上等于一天中太陽的總輻射能量(千瓦時/平方米)除以1 千瓦/平方米
9.中文:伏安特性曲線
英文:I-V Curve 解釋:用來表征電子器件的在外部電壓偏置的情況下電流隨外部變壓變化的特性曲線。10.中文:復(fù)合
英文:Recommbination
解釋:又稱為載流子復(fù)合,是指半導(dǎo)體中的載流子(電子和空穴)成對消失的過程。
11.中文:復(fù)合損失
英文:Recombination Loss
解釋:在被電極收集之前 電子與空穴的復(fù)合使電能流失。
12.中文:副柵線
英文:Fingers
解釋:太陽能電池的電極的一部分,用于收集積累于電池表面的電荷從而形成外電路電流。副柵線通常由絲網(wǎng)印刷金屬漿料或者電鍍金屬形成,寬度小于130微米,與主柵(bus bar)相連。
G 1.中文:跟蹤
英文:Tracking 解釋:在電池組件上安裝智能的制動系統(tǒng)使組件始終朝向太陽以獲得最大輻射量
2.中文:光捕獲/光陷阱
英文:Light Trapping 解釋:通過散射與折射使光進入電池后就被限制在電池內(nèi)部傳播直至大部分被完全吸收
3.中文:光伏效應(yīng) 英文:Photovoltaic Effect 解釋:指在光照激發(fā)下的半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的部位間產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象。由于材料內(nèi)部的參雜不均勻,在內(nèi)建電場的作用下,受到激勵的電子和失去電子的空穴向相反方向移動,而形成了正負兩級。此效應(yīng)最早于1839年由法國物理學(xué)家亞歷山大·埃德蒙·貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。
4.中文:光譜響應(yīng)
英文:Spectral Response 解釋:指電池對不同波長的單色光的響應(yīng)。通常以量子效率來呈現(xiàn)這種響應(yīng)。
5.中文:光學(xué)損失
英文:Optical Loss 解釋:入射光由于受到電池的表面反射,電極遮擋等因素影響而無法在電池中激發(fā)載流子形成的損失。通過光陷阱的設(shè)計和對電極遮擋的優(yōu)化可以有效減少光學(xué)損失。
6.中文:光照強度
英文:Light Intensity 解釋:單位面積接收到的光照功率,單位是 瓦/平方米
7.中文:光子
英文:Photon 解釋:是傳遞電磁相互作用的基本粒子,也是電磁輻射的載體。光子具有波利二象性:既能表現(xiàn)經(jīng)典波的折射、干涉和衍射等性質(zhì),作為粒子性的光子只能傳遞量子化的能量,即: E=hv,其中h是普朗克常數(shù),v是光波的頻率。8.中文:光伏建筑一體化
英文:Building Integrated PV(BIPV)解釋:是使用太陽能光伏材料取代傳統(tǒng)建筑材的一種應(yīng)用方式,通常利用天窗和外墻是作為最大的接光面,使建筑物本身能夠為自身提供能源,可以部分或全部供應(yīng)建筑用電,而不必用外加方式加裝太陽能板。由于在建筑設(shè)計階段提前規(guī)劃,所以發(fā)電率和成本比值最佳。
H 1.中文:耗盡區(qū)/耗盡層
英文:Depletion Region 解釋:指在P-N節(jié)中P型與N型的交界面周圍的區(qū)域,通常有幾個微米寬。由于該區(qū)域內(nèi)建電場的存在,多數(shù)載流子被排斥而形成耗盡區(qū)。
J 1.中文:激光刻槽埋柵太陽能電池
英文:Laser Grooved, Buried Contact Solar Cells 解釋:由新南威爾士大學(xué)研究中心開發(fā)的電極設(shè)計。激光刻槽使副柵線深埋入電池,在減少電極遮光的同時保持良好的導(dǎo)電。
2.中文:寄生電阻
英文:Parasitic Resistance 解釋:電池串聯(lián)電阻與并聯(lián)電阻的總稱。
3.中文:價帶 英文:Valence Band 解釋:通常是指半導(dǎo)體中在絕對零度下能被電子占滿的最高能帶。全充滿的價帶中的電子不能在固體中自由運動。
4.中文:交錯背接觸電池
英文:Interdigitated Back Contact(IBC)Cell 解釋:電池的正負極接觸都在背面,并且相互交叉,其結(jié)構(gòu)如圖所示。
5.中文:減反膜
英文:Antireflection Coating 解釋:在電池表面鍍上的薄膜,它使入射光由于干涉相消而減少反射率,理想情況下,單層減反膜可使一個特定波長的光的反射率降為零
6.中文:金屬化(形成電極)
英文:Metallisation 解釋:在電池的正表面或背表面上加上金屬使電池形成電極接觸 7.中文:金字塔(表面制絨結(jié)構(gòu))
英文:Pyramids 解釋:堿溶液對單晶硅的腐蝕是各項異性的,在制絨過程中單晶硅的特定晶面會暴露出來,使得制絨后的硅表面出現(xiàn)數(shù)微米高的金字塔
8.中文:禁帶
英文:Forbidden Gap 解釋:在能帶結(jié)構(gòu)中能態(tài)密度為零的能量區(qū)間。常用來表示價帶和導(dǎo)帶之間的能態(tài)密度為零的能量區(qū)間。
9.中文:單晶硅/晶體硅
英文:Crystalline Silicon/Monocrystalline Silicon 解釋:硅的單晶體,具有基本完整的點陣結(jié)構(gòu),純度高。
10.中文:接觸電阻
英文:Contact Resistance
解釋:指電流流過半導(dǎo)體與電極金屬界面所克服的電阻。該電阻是電池總串聯(lián)電阻的一部分
11.中文:間接帶隙半導(dǎo)體
英文:Indirect Band-gap semiconductor
解釋:指半導(dǎo)體的能帶圖上導(dǎo)帶底與價帶頂不在同一動量上。需要光子與聲子共同作用來激發(fā)電子孔穴對。硅就是常見的間接帶隙半導(dǎo)體
12.中文:聚光光伏
英文:Concentrator PV(CPV)
解釋:通過光學(xué)器件將太陽光聚集到電池表面,等效于太陽能電池有了更大的受光面積
K 1.中文:開路電壓
英文:Open Circuit Voltage(Voc)解釋:電池光照下并且電路處于開路狀態(tài)時,正負電極之間產(chǎn)生的電勢差。開路電壓衡量了電池可以達到的最高電壓。
2.中文:擴散
英文:Diffusion 解釋:是粒子通過隨機運動從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的網(wǎng)狀的傳播。在光伏應(yīng)用中,擴散用于向襯底中參雜施主或受主原子以形成p-n結(jié)或高低結(jié)
3.中文:擴散長度/載流子擴散長度
英文:Diffusion Length 解釋:半導(dǎo)體中載流子在復(fù)合前平均移動的距離。與少子壽命及擴散系數(shù)成正比,一般擴散長度越長材料的質(zhì)量越高。
L 1.中文:理想二極管定律
英文:Ideal Diode Law 解釋:電池在無光照情況下的電流電壓關(guān)系滿足如下理想二極管公式 I=I_0*(exp(qV/kT)-1)2.中文:理想因子
英文:Ideality Factor 解釋:用于描述電池等效電路模型中的二極管和理想二極管的接近程度。由于理想二極管方程有一些前提假設(shè),而實際二極管會因一些二階效應(yīng)的影響表現(xiàn)出與理想二極管不同,理想因子被用于表征這種差異。
3.中文:硫化(蓄電池)
英文:Sulfation 解釋:由于長期處在低充電量狀態(tài)下,蓄電池電極出現(xiàn)硫酸鉛晶體的現(xiàn)象稱為硫化。硫化會使電池容量及充放電效率降低。
M 1.中文:漫射輻射
英文:Diffuse Radiation 解釋:通常指陰天條件下的太陽光輻射,其特點是輻射能量沿各個方向傳播且光強低。
2.中文:冥王星電池
英文:Pluto solar cells 解釋:由尚德電力主導(dǎo)研發(fā)的一種高效率太陽能電池。它具備激光參雜,選擇性發(fā)射級,以及背表面局部接觸等特點。2012年初,其在6英寸直拉單晶硅片轉(zhuǎn)換效率達到20.3%。
N 1.中文:N 型(半導(dǎo)體)
英文:N-type(semiconductor)解釋:在半導(dǎo)體中由于摻入施主元素而使得電子成為半導(dǎo)體內(nèi)的多數(shù)載流子。常用來制成N型半導(dǎo)體的施主元素為磷
2.中文:逆變器
英文:Inverter 解釋:又稱變流器、反流器,或稱反用換流器、電壓轉(zhuǎn)換器,是一個利用高頻電橋電路將直流電變換成交流電的電子器件,其目的與整流器相反。
P 1.中文:P-N 結(jié)
英文:p-n junction 解釋:P型與N型半導(dǎo)體相接處形成的特殊界面。由于內(nèi)建電場存在,電流容易從P型流向N型,反之則困難。太陽能電池利用P-N節(jié)將被光激發(fā)的少數(shù)載流子從P-N節(jié)的一端遷移到另一端
2.中文:P 型(半導(dǎo)體)
英文:p-type(semiconductor)解釋:在半導(dǎo)體中由于摻入受主元素而使得空穴成為半導(dǎo)體內(nèi)的多數(shù)載流子。常用來制成P型半導(dǎo)體的施主元素為硼
3.中文:旁路二極管 英文:Bypass diode 解釋:是電池組件中用于防止組件由于遮擋產(chǎn)生局部過熱而附加的安全器件。旁路二極管與其所保護的電池并聯(lián),但是二極管極性與電池相反。
R 1.中文:日照常數(shù)
英文:Solar Constant 解釋:數(shù)值上等于峰值日照小時數(shù),沒有單位。
S 1.中文:砷化鎵
英文:Gallium Arsenide 解釋:由ⅢA族元素Ga和ⅤA族元素As化合而成的半導(dǎo)體材料。分子式為GaAs。室溫下禁帶寬度為1.42eV,屬直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)。
2.中文:失諧損失
英文:Mismatch Losses 解釋:如果組件中串聯(lián)的電池板輸出電流的不一致,則總電流受最小電流限制,因而造成功率損失。
3.中文:死層
英文:Dead Layer 解釋:參雜濃度過高的電池前表面參雜區(qū)域。這會導(dǎo)致表層載流子壽命顯著減少,電池對短波長光譜反映嚴重衰減。T 1.中文:體電阻
英文:Bulk Resistance 解釋:電流流穿電池襯底時所需克服的電阻。由電池的本底摻雜濃度決定
2.中文:填充因子
英文:Fill Factor 解釋:定義了電池最大輸出功率和開路電壓與短路電流乘積的比值。在圖形上,填充因子描述了電池伏安特性曲線的“直方性”。填充因子越大,伏安曲線約接近于方形。
3.中文:銅銦鎵硒薄膜電池
英文:CuInxGa(1-x)Se2(CIGS)解釋:具有穩(wěn)定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高等優(yōu)點。但也面臨三個主要的問題:制程復(fù)雜,投資成本高;關(guān)鍵原料的供應(yīng)不足;緩沖層CdS具有潛在的毒性。
4.中文:同質(zhì)節(jié)
英文:Homojunctions 解釋:P-N節(jié)兩端由同種半導(dǎo)體組成,例如晶硅太陽能電池
5.中文:太陽光譜
英文:solar spectrum 解釋:太陽光在各個波長的輻射能量分布。不同的太陽光譜可能導(dǎo)致不同的電池效率,即使總光強一致。通常測試所用光譜的 AM1.5的太陽光譜
X 1.中文:吸收系數(shù)
英文:absorption coefficient 解釋:吸收系數(shù)決定了某一波長的光在材料中被吸收前能穿透的深度。例如藍光在硅中的吸收系數(shù)高,所以藍光在穿透很薄的硅后就被吸收了
2.中文:效率
英文:efficiency 解釋:又稱為光電轉(zhuǎn)換效率,是衡量電池質(zhì)量的最重要標(biāo)準(zhǔn)之一。電池效率由電池的最大輸出功率和輸入功率的比值決定。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC)下,輸入功率為:1瓦每平方米 X 電池面積。
Y 1.中文:異質(zhì)結(jié)
英文:Heterojunctions 解釋:P-N節(jié)兩端由不同的半導(dǎo)體組成
Z 1.中文:載流子壽命
英文:carrier lifetime 解釋:是一個等效概念,指載流子從產(chǎn)生到復(fù)合經(jīng)歷的平均時長。載流子壽命高的材料通常能做出電壓更高的電池。
2.中文:遮光
英文:shading 解釋:電池運作時部分面積被遮擋而接收不到光照。
3.中文:遮光損失
英文:shading losses 解釋:由于遮光到來的光電流乃至效率的損失
4.中文:折射率
英文:refractive index 解釋:簡單來說,某材料的折射率表征光在真空中的速度與光在該材料中的速度之比率。
5.中文:主柵線
英文:busbars 解釋:電池受光面上較粗的導(dǎo)電電極。通常有兩三根貫穿整個電池,寬度幾毫米
6.中文:阻流二極管 /阻滯二極管
英文:blocking diode 解釋:串聯(lián)在組件上,阻止與之并聯(lián)的其它組件向其輸送電流的二極管
7.中文:組件 英文:modules 解釋:具有封裝及內(nèi)部連接的、能單獨提供直流電輸出的、不可分割的太陽能電池組合裝置。通常由太陽能電池片、鋼化玻璃、EVA、透明TPT背板以及鋁合金邊框組成。
8.中文:最大功率點
英文:maximum power point 解釋:指電池或組件在特定光照條件下輸出功率最大的工作點
9.中文:最大功率點跟蹤器
英文:maximum power point tractor 解釋:整合到光伏系統(tǒng)電路中能自動調(diào)整組件運作電壓使其輸出功率達到最大的電子器件
10.中文:載流子注入
英文:carrier injection
解釋:指多過剩流子的注入??梢酝ㄟ^在電池上加正偏電壓或提供光照來實現(xiàn)
11.中文:雜質(zhì)
英文:Impurities
解釋:半導(dǎo)體中除了半導(dǎo)體材料本身以外的其它雜質(zhì)。
12.中文:直接帶隙半導(dǎo)體
英文:direct band-gap semiconductor
解釋:指半導(dǎo)體的能帶圖上導(dǎo)帶底與價帶頂在同一動量上。單一光子作用即可激發(fā)電子空穴對。砷化鎵是常見的直接帶隙半導(dǎo)體
第三篇:太陽能電池專業(yè)自薦信
我是一名好范文,馬上就要面臨畢業(yè),即將走上工作崗位,這將關(guān)系到我的前途,所以我做了一次慎重的選擇,貴醫(yī)院一直是我的第一就業(yè)目標(biāo),因此我決定遞交這封自薦信!感謝您能繼續(xù)閱讀我的自薦信!
我是畢業(yè)生,將在今年5月份離開母校。踏入社會大學(xué)校,心情既興奮又彷徨。我渴望找到一個適合自己并值得為其奉獻一切的工作單位。自從我從老師那里得知貴單位需太陽能電池生產(chǎn)的基層人員,我高興極了,貴單位是我慕名已久的地方,又是我的對口專業(yè),是我最喜歡最擅長的專業(yè)之一。因此我來不及斟酌詞句,就迫不及待地開始寫這封自薦信,希望您能在百忙之中審閱一下,也許你會發(fā)現(xiàn)一個非常稱職的未來下屬。
我出生于河南省遂平縣一個農(nóng)民家庭,一個生活清苦但又充滿濃濃厚親情的家庭,我自幼養(yǎng)成勤奮刻苦,謙虛謹慎,認真實務(wù)的生活態(tài)度.我身體健康,品貌端正,思想上進,做事認真,細致,簡潔。性格開朗,樂觀。我愛好學(xué)習(xí),在學(xué)校 十分珍惜來之不易的學(xué)習(xí)、鍛煉機會,自強不息,持之以恒,取得了優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績,除學(xué)習(xí)外我 積級參加學(xué)生工作各社會實踐活動。
我曾在校期間參加兵乓求大賽,并取得8強成績,雖未繼續(xù)晉級,但是過程讓我收獲了快樂,我愛好是籃球、乒乓球、看書等活動。對音樂也有濃厚的興趣,我自信我的熱情和能力能夠使我勝任貴單位的工作,我十分珍惜這次機會,請您給我這次機會,我將以全身心的投入來回報您的知遇之恩。
一年的實習(xí),讓我收獲頗多,.現(xiàn)在,萬事具備,只欠東風(fēng),就像揚帆遠航的船,要借您的東風(fēng).盡管在眾多應(yīng)聘中,我不一定是最優(yōu)秀的,當(dāng)我仍然很自信.因為我將以實力說話加上我的真心.為單位鞠躬盡瘁!謝謝.
第四篇:太陽能電池車間生產(chǎn)管理
太陽能電池車間生產(chǎn)管理
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太陽能電池車間生產(chǎn)管理包括很多基礎(chǔ)管理。
一、各工序生產(chǎn)人員配備情況:
電池車間各工序人員的配備情況:前清洗工序每臺RENA機器配7人,視實際生產(chǎn)情況略有變動;擴散工序每兩臺TEMPRESS機器配8人,視實際生產(chǎn)情況略有變動;后清洗工序每臺RENA機器配7人,視實際生產(chǎn)情況略有變動;PECVD每臺ROTH&RAU自動裝卸片機器配3-4人;每臺ROTH&RAU手動裝卸片機器配5人,視實際生產(chǎn)情況略有變動;絲網(wǎng)每兩臺BACCINI機器配9-10人,視實際生產(chǎn)情況略有變動;測試分選每兩臺機器配10人,視實際生產(chǎn)情況略有變動.(具體各工序工作任務(wù)如何細分在此不再贅述)
該行業(yè)的員工多為18---30歲的年輕人,其中又以18---25歲的年輕人為主,這個年齡段的員工思維活躍,管理應(yīng)該具有針對性.目前普遍存在的問題是,大多數(shù)的民營企業(yè)不注重思想工作教育,管理方法簡單,導(dǎo)致現(xiàn)在的員工流動性很大,不利于企業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量的提高,也不利于企業(yè)的自身形象建設(shè).這個問題在好多企業(yè)表現(xiàn)的都相當(dāng)?shù)耐怀?二、交接班管理:
在生產(chǎn)管理中,交接班占有很大的比重。交接班做的怎么樣,交接班管理的好不好,在很大程度上能體現(xiàn)出生產(chǎn)管理的水平。交接班屬于一項基礎(chǔ)管理,必須常抓不懈,有時為了體現(xiàn)交接班的重要性,或者是為了以點帶面,搞好交接班的工作,每過一段時間,車間領(lǐng)導(dǎo)都會彎下身子親自帶隊檢查。
(一)、交接班的內(nèi)容: 生產(chǎn)事項交接、操作工具交接、5S交接、設(shè)備運行情況交接、來料交接、半成品交接、工藝調(diào)整交接、產(chǎn)量交接 等等。
(二)、對交接班幾個問題的認識:
1、容易發(fā)生矛盾。交接班就是發(fā)現(xiàn)問題的,所以有時會發(fā)生矛盾,我們不能因為怕發(fā)生矛盾就不嚴格交接班。但在我們嚴格交接班的同時,應(yīng)盡量避免發(fā)生矛盾。
2、交接班不交清就下班的問題。反應(yīng)的是個責(zé)任心的問題。
3、交接班弄虛作假的問題。及時發(fā)現(xiàn),及時制止,及時教育。并從管理的環(huán)節(jié)上杜絕漏洞。
4、交接班給下班制造困難的問題。發(fā)現(xiàn)了要嚴懲。否則就會助長不正之風(fēng),時間長了所有的班長都會怨聲哉道,生產(chǎn)工作就會被動。這個本人有深刻體會。
在有的企業(yè),因為交接班搞不好,占的時間太多,以至于組長們都選擇了辭職,一方面說明這些組長的抗壓能力弱,另一方面也說明這些企業(yè)交接班工作搞的很不好。交接班要力求做到簡單、高效,明了,切忌越交接越復(fù)雜。總之,搞好交接班是很重要的。
三、產(chǎn)量管理:
產(chǎn)量管理的幾個原則:
1、抓瓶頸工序的產(chǎn)能,讓瓶頸工序發(fā)揮最大的產(chǎn)能,以最大限度的提高生產(chǎn)線的產(chǎn)量
2、抓最后一道成品工序的產(chǎn)能,減少DOWN機的時間
3、中間各工序只要保證正常生產(chǎn)就可以了,交接班可以適當(dāng)多交點產(chǎn)量,但不宜交的太多,因為交的過多,停留的時間過長,對電池片的影響較大。所以中間各工序的重點應(yīng)放在質(zhì)量上
4、具體產(chǎn)量考核的辦法主要體現(xiàn)在經(jīng)濟責(zé)任制上
附:某廠一個電池車間的產(chǎn)能計算:
前清洗(4臺RENA機器):1臺1小時的產(chǎn)量8*60分鐘*(0.9+0.2)*1000/(156+10MM)==3180片/小時*臺
4臺1小時的產(chǎn)量4*3180片/小時*臺==12720片/小時4臺22小時的產(chǎn)量22*12720片/小時==279840片
擴散(9臺TEMPRESS機器):一舟的容量440片,但最多放420片,放多了不好抬,出一舟要85分鐘。
1臺1小時的產(chǎn)量1680*60分鐘/85分鐘==1185/小時*臺9臺1小時的產(chǎn)量9*1185片/小時*臺==10665片/小時9臺24小時的產(chǎn)量24*10665片/小時==255960片
后清洗(4臺RENA機器):1臺1小時的產(chǎn)量8*60分鐘*(1.0+0.2)*1000/(156+10MM)==3469片/小時*臺
4臺1小時的產(chǎn)量4*3469片/小時*臺==13876片/小時4臺22小時的產(chǎn)量22*13876片/小時==305272片
PECVD(7臺PECVD機器):1臺1小時的產(chǎn)量1500片/小時*臺
7臺1小時的產(chǎn)量7*1500片/小時*臺==10500片/小時7臺23小時的產(chǎn)量23*10500片/小時==241500片(之所以算23小時,主要是換石英管的考慮)
絲網(wǎng)(8臺BACCINI機器): 1臺1小時的產(chǎn)量3600/2.7==1333片/小時*臺
8臺1小時的產(chǎn)量8*1333片/小時*臺==10664片/小時8臺24小時的產(chǎn)量24*10664片/小時==255936片
從以上計算可以得出以下結(jié)論:
1、瓶頸工序為PECVD工序,因此必須想方設(shè)法的提高PECVD的產(chǎn)能(比如可以安排專人負責(zé)PECVD,看看是不是可以在保證質(zhì)量的前提下,逐漸提高車速,或者如何減少PECVD的DOWN機時間)
2、絲網(wǎng)PM時間可以靈活安排,盡量安排在前工序供應(yīng)不足的情況下。因為前工序PECVD是瓶頸工序。這樣既保證了正常生產(chǎn),又維護了設(shè)備。
3、后清洗的開臺時間:241500/13876==17.4小時,所以要靈活安排后清洗的開臺時間,在保證正常生產(chǎn)的前提下,降低車速,以減少碎片和提高質(zhì)量.并可以靈活安排PM.4、擴散的開臺時間:241500/10665==22.64小時,所以要靈活安排擴散的開臺時間,在保證正常生產(chǎn)的前提下,可以靈活做PM.(比如8臺機器開24小時,則第9臺開15個小時就可以了,可留出大量的時間檢修機器)
5、瓶頸工序PECVD工序除了換石英管外必須開足馬力生產(chǎn),基本上沒有清潔時間,或者只有很少的清潔時間,因此在做設(shè)備PM的時候,機器的清潔必須做徹底。
6、該車間理論極限產(chǎn)能:241500片/天的156電池片。
其中Q1的極限產(chǎn)能在23萬到241500片之間。
四、良率管理:
如何提高良率是個很大的話題,它涉及到人、機、料、法、環(huán)的方方面面,需要設(shè)備,工藝,品管,生產(chǎn)的共同努力。這里僅從生產(chǎn)管理的角度,來制定良率的考核辦法,進而調(diào)動生產(chǎn)線提高良率的積極性。(實際上就是一個良率的考核辦法)這里化整為零,以班為單位來考核各條生產(chǎn)線的成品良率,各班再想方設(shè)法針對各個工序從前到后提高自身良率。具體良率的考核辦法在經(jīng)濟責(zé)任制中體現(xiàn)。
需要考慮的幾個問題:
1、月底盤存,對不上帳,每兩條線要差8000片左右,實際每兩條線每月產(chǎn)量170萬左右,影響良率0.47%
2、虛報產(chǎn)出,提高良率,沒有按實際碎片進行上報。
3、碎片的回收(碎片清潔徹底了,回收好了,在很大程度上可以解決1、2的問題,如果在碎片回收搞的很不錯的情況下,仍出現(xiàn)對不上帳,那直接扣所在線或所在班的良率)
一句花,良率按什么來算,按實際Q1產(chǎn)量/總產(chǎn)量來算,就可以解決這個問題(一定要記住是實際產(chǎn)量,而不是報表上的產(chǎn)量)
五、成本控制:
六、安全管理:
如何抓好安全管理?
一、加強安全教育;
二、加強安全檢查;
三、加強安全考核??傊?,安全上堅決不能出事,尤其是電池車間,安全隱患點往往較多。安全工作更需要常抓不屑。
七、5S管理:
5S管理是一項基礎(chǔ)管理,在電池車間尤為重要,因為電池片對車間的環(huán)境要求極高。要抓好5S管理,可從以下幾個方面來抓:
第一、明確區(qū)域責(zé)任制。這個很關(guān)鍵,現(xiàn)在在好多單位,職工都很反感5S,這跟區(qū)域責(zé)任人不
明確有很大的關(guān)系,結(jié)果一個很小的事情搞的往往很復(fù)雜;
第二、明確做5S時間。5S管理除了人員著裝,素質(zhì)外,就是機臺清潔跟地面清潔。在機臺清
潔,地面清潔中,有些是隨手清潔,有些是交接班清潔,有些是PM時的清潔。因此對不同的5S項目,一定要明確5S的時間,否則在5S跟生產(chǎn)各自為政的情況下就有可能讓員工很被動。在員工既要看機器,又要做5S的情況下,一個很小的事情都會讓員工變的很被動,小事也會變復(fù)雜。
第三、加強檢查,加強督導(dǎo),加強改善。這個是5S提高的關(guān)鍵。
第四、加強考核??己嗽u分有兩個辦法,一是每項都面面具到,有一項不合格,扣一項的分,有兩項不合格的,扣兩項的分,并且全部拍照,此種方法需要人力較多,效果不一定理想。二是相對比較評分或者計算條數(shù),僅對突出項目拍照,此種方法需要人力較少,效果還好。
5S管理重在改善,重在持續(xù)改善!
八、績效管理
績效管理是一項很重要的管理,主要根據(jù)員工平時的表現(xiàn),包括產(chǎn)量,質(zhì)量,5S,安全,出勤,開會,服從臨時安排等方面給員工打分,進而確定員工工資中的績效工資部分。
九、經(jīng)濟責(zé)任制
(一)、對班的指標(biāo)考核(可以試運行)
產(chǎn)量(45):前清洗(5)擴散(5)后清洗(5)PECVD(10)絲網(wǎng)(10)測
試分選(5)入庫(5)前面按交接班產(chǎn)量考核從絲網(wǎng)開始按實
際平均產(chǎn)量考核
良率(25):按 最終良率來考核 班內(nèi)部可以細分到各個工序
5S(20)
安全(5)成本若考核班,本項就按5分,否則本項10分一票否決,比最低班的分低5分,或以實際為主
成本(5)
(二)、對1-4線,5-8線的考核(或者把班的分加起來即為線的分)
產(chǎn)量(45)入庫產(chǎn)量
良率(25)按 最終良率來考核 班內(nèi)部可以細分到各個工序
5S(20)
安全(5)一票否決 比最低的四條線的分低5分,若本身低于5分則以實際為主
成本(5)
第五篇:太陽能電池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究論文
摘要:根據(jù)太陽能電池環(huán)境監(jiān)測具有分散、靈活、偏遠等特點以及傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)布線繁瑣、維護困難等問題,本設(shè)計提出一種基于CC2530-Zigbee的由太陽能電池進行供電的無線網(wǎng)絡(luò)電池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點和上位機實時監(jiān)測平臺組成,兩個數(shù)據(jù)采集節(jié)點均采用太陽能電池和鋰電池組合供電的方式,可以實時監(jiān)測和記錄溫度、太陽能電池電壓等參數(shù)信息,并可將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)Zigbee網(wǎng)絡(luò)無線傳輸?shù)奖O(jiān)測平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時顯示和存儲功能。
【關(guān)鍵詞】ZigbeeCC2530;溫度;太陽能電池;無線網(wǎng)絡(luò)
1引言
太陽能電池在其運行和操作過程中可能會因部分遮陰和老化而出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象,從而可能會嚴重影響太陽能電池的發(fā)電供電能力,又或者太陽能電池可能在某種情況下失去供電能力而在遠處的用戶又不能知曉。為了確保太陽能電池供電系統(tǒng)能夠正常的運行和工作,以及為了了解太陽能電池的周邊環(huán)境,使人們能夠更加高效地利用太陽能,我們需要對太陽能電池供電系統(tǒng)的各項周邊環(huán)境參數(shù)和太陽能電池的實時供電電量進行測量和監(jiān)控。早在2003年,美國國家自然科學(xué)基金委員會就開始了一系列的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究計劃的實施,并聯(lián)合一些大學(xué)開展了嵌入式智能傳感器項目的研究,旨在構(gòu)建一個關(guān)于太陽能電池?zé)o線動態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。而國內(nèi)的一些大學(xué)如武漢理工大學(xué)、湖南大學(xué)和華中科技大學(xué)等高校也陸續(xù)開始了對類似問題的研究,分別提出有線和無線的太陽能發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)。上訴研究雖然對太陽能電池環(huán)境方面作出了詳細的研究,但是很多關(guān)鍵細節(jié)往往不公開而且這些系統(tǒng)往往存在成本高、功耗大的缺陷。所以有必要設(shè)計一款基于成本比較低、功耗比較少的Zigbee無線傳感器技術(shù)、GPRS技術(shù)的太陽能電池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。本次研究結(jié)合公眾需求,基于無線網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)合傳感器,從而進行對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測,這次實驗具有一定的實際意義,也可滿足公眾對環(huán)境監(jiān)測方面的要求。
2Zigbee無線技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)源于20世紀70年代,這種技術(shù)最早是應(yīng)用于軍事科技領(lǐng)域,但是由于技術(shù)能力限制,該網(wǎng)絡(luò)只能獲取單一數(shù)據(jù)信號,兩個節(jié)點之間只能進行簡單的點對點的數(shù)據(jù)通信,并不能實現(xiàn)廣播和組播。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以分為WPAN、WLAN、WMAN和WWAN四種。Zigbee通信技術(shù)從2002年的Zigbee聯(lián)盟成立到2006年該聯(lián)盟推出了一種比較成熟協(xié)議—Zigbee-2006標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議已走過了多個年頭,而Zigbee技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。Zigbee通信技術(shù)有良好的應(yīng)用前景,比如智能家居、智能商業(yè)大樓、智能儀表控制。在智能的商業(yè)大樓中可以使用Zigbee完成智能設(shè)備的自動控制,其大樓管理人員可以對于燈光、空調(diào)、火災(zāi)系統(tǒng)等各項重要開關(guān)進行遠程智能控制,以此實現(xiàn)減少能源費用,降低人力資源管理成本的目的。對于消費者來說,若家中安裝有Zigbee管理系統(tǒng),可以遠程地監(jiān)控家里各種開關(guān)、水利電力、煤氣是否泄漏、是否有外來人進入等安全隱患,如若監(jiān)測到異樣可自動對戶主發(fā)出警報信號。作為全球經(jīng)濟總量排名第二的中國市場,Zigbee產(chǎn)品鏈的應(yīng)用有良好的發(fā)展前景,雖然本土的芯片供應(yīng)商的參與度有限,但是Zigbee應(yīng)用的成熟不需要很長時間。
3總體設(shè)計
傳統(tǒng)的太陽能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是以單片機和射頻技術(shù)模塊組合設(shè)計而成的,其特點是編程簡單、容易實現(xiàn)和移植,但功耗比較高,成本也相對比較高,實用性較差;另外,用到的元器件比較多,不易于系統(tǒng)的長時間的運行且不能進行休眠或休眠的功能不容易實現(xiàn)。因此本設(shè)計采用Zigbee無線通信技術(shù)進行開發(fā)和研究,通過采集子節(jié)點和協(xié)調(diào)器的通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)在兩個節(jié)點之間的通信。位于PC的上位機能實時顯示各項數(shù)據(jù)的情況,且增加高溫、高壓預(yù)警功能,保護系統(tǒng)的正常運行工作,在滿足大眾需求的情況下符合人性化、性價比比較高、功能容易實現(xiàn)。本設(shè)計主要分為兩部分制作:硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計方面:采用現(xiàn)成Zigbee核心板和底板結(jié)合溫濕度傳感器和AD模塊實現(xiàn)溫濕度和電量的測量;軟件設(shè)計方面:利用IAR集成開發(fā)環(huán)境進行軟件程序的編輯、編譯和采用C#編程語言在VS2012開發(fā)環(huán)境下進行上位機程序的編寫,系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。
4硬件設(shè)計
本設(shè)計主要分為四個部分:第一部分是由Zigbee芯片和傳感器模塊構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集子節(jié)點;第二部分是由Zigbee芯片和GPRS模塊構(gòu)成協(xié)調(diào)器模塊;第三部分為太陽能電池供電模塊;第四部分為信息收集模塊。
4.1CC2530Zigbee芯片Zigbee
通信技術(shù)要應(yīng)用于功耗比較低、成本比較低以及運行速率要求的低的監(jiān)控系統(tǒng)中。本設(shè)計采用的主控芯片為CC2530-Zigbee。CC2530芯片結(jié)合了強大的RF技術(shù),以及業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強型8051CPU。CC2530芯片有四種不同的閃存版本:CC2530F32/64/128/256,分別具有32/64/128/256KB的閃存。本設(shè)計采用的是CC2530F256,其具有幾種不同的運行模式,使得它可以適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng),非常適合用作以環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的主控芯片。同時,CC2530F256結(jié)合了業(yè)界領(lǐng)先的黃金單元Z-Stack協(xié)議棧,提供了一個強大而完整的Zigbee解決方案。同時為了便于設(shè)備的維護以及日后的拓展使用,將Zigbee芯片的硬件分為兩部分,即是CC2530核心板和底板。核心板集射頻收發(fā)及MCU控制功能于一體,也集成了CC2530芯片正常工作的所有外部電路,滿足監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的需要。同時模塊引出CC2530所有IO口,便于功能評估與二次開發(fā)。CC2530底板連接著CH340G芯片,該信芯片與串口0相接,方便使用USB線進行調(diào)試。同時,底板有CC_Debugger接口,可與仿真器連接直接下載或調(diào)試程序。由于CC2530芯片是3.3V供電的,所以底板連接著AMS1117-3.3芯片,實現(xiàn)5V到3.3V的轉(zhuǎn)變。
4.2Zigbee協(xié)議棧
由于傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)路協(xié)議很難適應(yīng)某些系統(tǒng)對低成本、低功耗、低容錯性的要求,而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)信息傳輸又以無線網(wǎng)路通信協(xié)議為基礎(chǔ),于是就出現(xiàn)了以IEEE802.15.4協(xié)議為基礎(chǔ)的Zigbee協(xié)議來支持于Zigbee技術(shù)的發(fā)展。Zigbee協(xié)議棧由物理層、介質(zhì)接入控制層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成。其中Zigbee應(yīng)用層包括應(yīng)用支持子層APS、應(yīng)用框架AF、Zigbee設(shè)備象ZDO等。其中設(shè)備之間的綁定是在協(xié)議棧的APS層實現(xiàn)的,應(yīng)用支持子層APS在NWK層和APL層之間,并提供了兩個接口:APSDE-SAP、APSME-SAP,兩個接口的功能如下:前者提供在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)兩個或多個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信;后者提供多種服務(wù)給應(yīng)用對象ZDO。IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物理層和MAC層的協(xié)議規(guī)范,而Zigbee聯(lián)盟中的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)定義了NWK層以及APL層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),讓用戶可在這個應(yīng)用層上開發(fā)實現(xiàn)自己應(yīng)用的開發(fā),其中Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如圖2所示。太陽能電池模塊是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分,其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,或送往電池中存儲起來,或推動負載工作。在硅晶類的太陽能電池板中,當(dāng)吸收了太陽光中0.4μm~1.1μm波長的光時,就能把光能轉(zhuǎn)化為電能輸出。本設(shè)計采用的是9V3W的單晶太陽能板,其開路電壓可達到10.5V、短路電流可達400MA,并且該電池板可以直接加在6.4V的鋰電池上而不需要添加穩(wěn)壓模塊。本設(shè)計配備一個發(fā)光二極管,可知道電池板是否正常。本設(shè)計溫濕度測量采用的模塊是DHT11,DHT11傳感器模塊是一款在市面上應(yīng)用很廣泛的數(shù)字溫濕度傳感器。濕度測量范圍為20%-95%RH測量誤差為±5%RH;溫度測量范圍為0℃-50℃和測量誤差為±2℃。DHT11傳感器模塊采用一根總線通信的方式,也就是說數(shù)據(jù)的傳輸和控制都是通過一根總線完成的,這在一定程度上節(jié)省了單片機IO端口的使用,同時該傳感的整體的體積很小、功耗也很低,使其受到了很多用戶的青睞,因此適合本設(shè)計中對太陽能環(huán)境中溫濕度的測量,它的單總線通訊過程流程圖如圖3所示。本設(shè)計電池電壓的測量方案采用的是內(nèi)部ADC功能實現(xiàn)的,其主要步驟如下:首先是確定ADC用要幾位進制表示,它的最大數(shù)值是多少。例如一個8位的ADC,最大值是0xFF,就是255。本設(shè)計中Zigbee的IO口ADC是12位的,故最大值是4095。然后確定最大值對應(yīng)的參考電壓。一般而言最大值對應(yīng)的參考電壓是加在芯片上的電壓,為3.3V。接著計算IO電壓值。就是把你ADC數(shù)值除以剛才確定的最大數(shù)值再乘以參考電壓。最后計算實際的電壓。因為IO口最大的輸入電壓不超過3.3V,故需要電阻分壓測量。本設(shè)計采用了兩個電阻:502歐姆和2K歐姆的電阻。故輸入電壓不超過3V,符合ADC電壓輸入的要求,所以電壓計算如式1所示。(1)其中Va表示AD轉(zhuǎn)換的值,V表示最終的電壓值。本設(shè)計使用到GPRS模塊的功能是發(fā)送短消息,故采用的是模塊是果云GA6mini。該模塊的供電電壓為5V,并支持GSM/GPRS的四個頻段,包括850、900、1800和1900MHZ。正常的工作溫度范圍是-30℃-+80℃,并且支持移動和聯(lián)通2G,支持GSM07.10協(xié)議,使用的AT指令支持標(biāo)準(zhǔn)AT指令集。該模塊具有尺寸較小、功耗較低和寬工位溫度范圍的特點,適合環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的要求。當(dāng)發(fā)生高溫、高壓警報時,由協(xié)調(diào)器和GPRS模塊通信發(fā)送警報短信到預(yù)設(shè)的手機號碼。短信信息包括:節(jié)點序號和何種預(yù)警信號,其流程圖如圖4所示。
5系統(tǒng)工作流程
在協(xié)調(diào)器主控程序中,首先進行了設(shè)備的初始化,當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)建好后開始等待終端設(shè)備的加入。當(dāng)設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)后開始向協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù),協(xié)調(diào)器收到數(shù)據(jù)后,通過串口0把收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC上位機顯示。若協(xié)調(diào)器接收的數(shù)據(jù)為警報數(shù)據(jù),協(xié)調(diào)器會判斷是哪個節(jié)點發(fā)出的何種警報,然后調(diào)用警報函數(shù)通過GPRS模塊把警報短信發(fā)送到預(yù)設(shè)的手機號碼上。若協(xié)調(diào)器收到上位機發(fā)送的數(shù)據(jù),則會把數(shù)據(jù)廣播到終端子節(jié)點上,其流程圖如圖5所示。在終端節(jié)點主控程序中,首先進行設(shè)備的初始化,然后根據(jù)Zigbee協(xié)議棧搜索附近的無線網(wǎng)絡(luò)并請求加入,加入網(wǎng)絡(luò)后會根據(jù)設(shè)置定時采集溫濕度和電壓數(shù)據(jù)并判斷是否超過預(yù)設(shè)值,然后把數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器。若該終端收到了協(xié)調(diào)器發(fā)送出來的數(shù)據(jù),則會判斷數(shù)據(jù)的類型,然后根據(jù)數(shù)據(jù)作出修改,修改后返回成功標(biāo)志,其流程圖如圖6所示。
6上位機設(shè)計
本設(shè)計采用C#語言來編寫上位機軟件程序。該語言是一門穩(wěn)定、簡單、安全的,是由C語言和C++語言衍變出來的編程語言,故其很好地繼承了C與C++語言的強大功能,同時又剔除了C與C++語言的一些特性。其可視化的界面、高運行效率、便捷的面向組件編程的支持受到了許多用戶的青睞。上位機的功能是與協(xié)調(diào)器進行通信,完成溫濕度、電壓數(shù)據(jù)的實時顯示、保存等功能,并且用戶可在上位機上進行操作,例如改變數(shù)據(jù)的定時發(fā)送的時間、獲取節(jié)點的實時數(shù)據(jù)以及停止/開始節(jié)點的數(shù)據(jù)采集功能,方便用戶對數(shù)據(jù)的分析和處理,其中上位機效果圖如圖7所示。本文設(shè)計的系統(tǒng)采集實時數(shù)據(jù)效果圖如圖8所示,電壓警報的效果圖如圖9所示,上位機高溫高壓警報如圖10所示。
7結(jié)語
本設(shè)計是基于Zigbee技術(shù)的一項應(yīng)用,通過終端、協(xié)調(diào)器和上位機之間的通信,形成一個功能強大的太陽能電池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)不僅可以采集各個節(jié)點的溫濕度、電池電壓數(shù)據(jù),也可以通過控制GPRS模塊實現(xiàn)遠程短信報警。同時位于PC端的上位機可以改變終端節(jié)點的狀態(tài),以實現(xiàn)更加智能化的效果。這類監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用前景是很廣泛的,比如太陽能路燈、共享單車供電系統(tǒng)、森林、海島、沙漠供電系統(tǒng)中都使用了大量的太陽能電池板,而Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)功耗低、制作成本低、數(shù)據(jù)傳輸性能好,故太陽能電池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)很適合應(yīng)用于這些場合。
作者:徐國保 黃清文