光纤传能系统中新型光伏电池的应用研究

【摘要】：随着物联网的发展,传感技术与设备在内容与类型上不断丰富,传感应用的环境更加多元化、复杂化,不同环境、不同应用中传感系统稳定可靠实现的需求更加迫切。任何传感的实现均离不开能量的供给,而极端环境中传统电力线的供能方式或不可实现,或存在诸多弊端,例如易燃易爆环境存在很大安全隐患,强磁强电环境不易铺设,同时易对敏感微弱传感信号产生电磁干扰等,这些问题均使得特殊环境中的能量供应成为一大难题。光纤具有的内在绝缘、防水和不受电磁干扰等特性,使得新型的光纤传能方式成为在极端环境下一种独特的解决方案。本文针对光纤传能系统中新型光伏电池的应用展开了相关研究,理论介绍相关光伏原理,分析电阻、温度、材料对于光伏电池的影响。设计搭建相关实验验证系统,完成了不同光照、不同温度下的激光光伏电池及三级聚光光伏电池的性能表征。针对温度对于光伏电池的影响,提出相应的解决方案,实验研究了不同面积、不同材料散热器对于光伏电池温度的影响,对于实际应用具备一定参考价值。最终,利用光纤传能技术及光伏电池最大功率跟踪技术成功实现简单传感网络,对其性能做了相关测试及分析。 【关键词】：光纤传能 光伏电池 电磁干扰 最大功率点跟踪 物联网
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 光纤传能系统研究背景与意义8-9
• 1.2 激光光伏电池的特性与发展9-10
• 1.3 多结聚光光伏电池的特性与发展10-12
• 1.4 国内外光纤传能系统研究概况12-14
• 1.5 论文的主要研究内容14-16
• 第二章 光伏电池原理16-26
• 2.1 光伏原理16-22
• 2.2 电阻效应对光伏电池的影响22-23
• 2.3 温度对光伏电池的影响23-24
• 2.4 光伏电池材料的选择24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 激光光伏电池实验研究26-44
• 3.1 激光光伏电池结构及原理26-27
• 3.2 实验系统设计及搭建27-37
• 3.2.1 实验原理简介27-29
• 3.2.2 实验装置介绍29-32
• 3.2.3 实验仪器可靠性测试32-37
• 3.3 实验测量结果与分析37-43
• 3.3.1 光电响应表征37-40
• 3.3.2 温度性能表征40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 三结聚光光伏电池探索性应用研究44-56
• 4.1 三结聚光光伏电池的结构与原理44-46
• 4.2 实验系统设计与实现46-50
• 4.3 实验测量结果与分析50-55
• 4.3.1 三结聚光光伏电池光电响应表征51-53
• 4.3.2 三结聚光光伏电池温度性能表征53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 光纤传能传感系统应用56-61
• 5.1 系统结构及原理56-57
• 5.2 电源管理模块设计与实现57-58
• 5.3 通信协议设计58-59
• 5.3.1 远程单元数据发送协议58
• 5.3.2 中心基站数据接收协议58-59
• 5.4 系统测试59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 参考文献63-67
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文67-68
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利68-69
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目69-70
• 致谢70

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