一种估计过量能量的方法技术

一种估计在由太阳能电池板和电池供电的装备中的过量能量的方法，所述方法包括针对给定日的以下步骤：·定义理论功率曲线(C4)、实际功率曲线(C3)和效率曲线；·当效率曲线达到最大值并且给定日是阳光充足的一日时，从理论功率曲线和从实际功率曲线来估计过量能量；以及·当效率曲线没有达到预定的最大值或者当给定日不是阳光充足的一日时，从经调整的理论功率曲线和从实际功率曲线来估计可用的过量能量。

【技术实现步骤摘要】
一种估计过量能量的方法
本专利技术涉及由太阳能电池板和由电池供电的电气装备的领域，并且本专利技术还涉及估计和回收在这种电气装备中产生的过量电能的领域。
技术介绍
在日照持续时间相当长的某些国家，电话运营商利用包括电气电信装备(例如中继天线)的设备，该电气电信装备由一个或多个太阳能电池板以及一个或多个电池一起供电。在马达加斯加，存在超过两百个这种类型的设备。这种设备中的电气电信装备常规地由在48伏(V)的电压下的直流(DC)供电。电池允许设备运行相当长的时间(通常不少于五天)。参考图1，当电池是铅酸型电池并且当电池与I.Uo.U类型的充电器相关联时，对每个电池充电的“批量”阶段在给定日的早晨或在给定日的早晨结束时结束。在批量阶段期间，电池的充电电流Ic处于最大值，并且由太阳能电池板产生的所有电能通过电气电信装备并且通过对电池充电来消耗。在批量阶段之后，开始所谓的“吸收”阶段，其之后进而是所谓的“浮动”阶段。在吸收阶段和浮动阶段期间，电池的充电电流Ic减小，并且由太阳能电池板产生的一些电能未被使用。可能看上去特别有利的是估计在这种设备的电气电信装备中可用的过量能量的量。通过估计过量能量，可能在区域或国家的规模上绘制太阳能资源的地图。因此，当设备呈现出过量能量的巨大潜力时，可能实现该过量能量的有效回收和局部分配。此外，当设备呈现出过量能量的很小的潜力时，可能重新检查设备的设计尺寸，以便增加其过量能量潜力，从而提供用于局部回收和分配的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是以有效、简单以及便宜的方式估计在由太阳能电池板和由电池供电的电气装备中可用的过量能量。为了实现该目的，本专利技术提供了一种估计在由太阳能电池板和由电池供电的电气装备中的可用的过量能量的方法，对于给定的一日，该方法包括以下步骤：·定义随时间变化的理论功率曲线和由太阳能电池板提供的功率的实际功率曲线；·确定该日是否是阳光充足的一日；·从理论功率曲线和从实际功率曲线来定义效率曲线；以及·当效率曲线达到预定的最大值并且给定日是阳光充足的一日时，从与效率曲线达到预定的最大值的给定日的第二时刻接近的该给定日的第一时刻开始，通过从理论功率曲线中减去实际功率曲线来估计可用的过量能量；或者·当效率曲线没有达到预定的最大值或者给定日不是阳光充足的一日时，从该日的该第一时刻开始，通过调整理论功率曲线以获得经调整的理论功率曲线，然后从经调整的理论功率曲线中减去实际功率曲线来估计可用的过量能量。当给定日是阳光充足的一日时，效率曲线达到预定的最大值的时刻对应于对电池充电的批量阶段结束时的时刻。因此，可用的过量能量对应于理论能量与由太阳能电池板提供的实际能量之间的差。当给定日不是阳光充足的一日，或者当效率曲线没有达到预定的最大值时，理论功率不能由太阳能电池板完全产生，因此理论功率在估计可用的过量能量时被重新调整。因此，可用的过量能量被以简单且有效的方式估计，而不使用除了在由太阳能电池板和由电池供电的电气装备中被常规使用的电流和电压传感器之外的任何传感器。在阅读了下面的对特定的非限制性本专利技术的实施例之后，本专利技术的其他特征以及优点将变得显而易见。附图说明参见附图，在附图中：·图1示出了使用本专利技术的方法的绝缘体的电池充电曲线；·图2是示出本专利技术的方法的步骤的框图；·图3是校正测量数据的时间值之前和之后的测量数据的列表；·图4是呈现缺失时间段的测量数据的列表；·图5是呈现缺失测量数据的测量数据的列表；·图6是标绘表示图5的测量数据的曲线的图表；·图7是标绘从日出到曲线的最大值单调递增的理论功率曲线和实际功率曲线的图表；·图8是标绘从日出到曲线的最大值非单调递增的理论功率曲线和实际功率曲线的图表；·图9是包含太阳能电池板的技术特征的表格；·图10是标绘阳光充足的一日的理论功率曲线和实际功率曲线的图表；·图11是标绘无阳光日的理论功率曲线和实际功率曲线的图表；·图12和13是标绘阳光充足的一日的效率曲线的图表；·图14包括三个图表，其标绘了用达到预定的最大值的效率曲线来符号化在阳光充足的一日期间所估计的过量能量的曲线；·图15是标绘无阳光日的效率曲线的图表；·图16和17包括标绘符号化经调整的理论能量的计算的曲线的三个图表；·图18包括标绘符号化在无阳光日期间估计过量能量的曲线的两个图表；以及·图19包括两个图表，其标绘了使用没有达到预定的最大值的效率曲线来符号化在阳光充足的一日期间的过量能量的估计的曲线。具体实施方式在该示例中，本专利技术在包括电气电信装备，具体而言中继天线，的设备中执行。除中继天线之外，该设备还包括多个电池、电池充电器、多个太阳能电池板、传感器、处理器装置以及通信装置。电池是铅酸型电池。电池充电器是I.Uo.U类型的充电器。电池和太阳能电池板被用来向整个设备提供电力。传感器包括用于具体而言测量环境温度的温度传感器，用于测量跨太阳能电池板的端子的电压、跨电池的端子的电压以及跨中继天线的端子的电压的电压表，以及用于具体而言测量由太阳能电池板所递送的电流、由电池充电器所汲取的电流以及由中继天线消耗的和由设备整体所消耗的电流的电流表。处理器装置获取由传感器提供的各种测量数据项。测量数据包括温度数据、电压数据、电流数据以及与电池的充电状态(SOC)相关的数据。通信装置使得中继天线能够将测量数据发送到外部数据集中器。外部数据集中器接收来自当前描述的设备以及来自包括诸如中继天线的电气电信装备的多个其他类似设备的测量数据。本专利技术的用于估计中继天线中(以及多个其他设备的电气电信装备中)可用的过量能量的方法在外部数据集中器中执行。对于任何给定日，本专利技术的方法在于最初随时间变化为理论功率并为由太阳能电池板提供的实际功率定义相应的曲线，并且随后在实际功率曲线和理论功率曲线的基础上定义效率曲线。参考图2，本专利技术的方法包括获取从中继天线发送出的测量数据的步骤(步骤E1)，以及获取与设备的太阳能电池板相关联的一定数量的技术特征和参数的步骤(步骤E2)。从中继天线发送出的测量数据被用来估计由太阳能电池板提供的实际功率并且定义实际功率曲线(步骤E3)。与设备的太阳能电池板相关联的技术特征和参数被用来估计可能由太阳能电池板提供的理论功率并且定义理论功率曲线(步骤E4)。实施方式的描述从如何估计实际功率以及如何定义实际功率曲线开始。实际功率根据包含在测量数据中的电压数据和电流数据来估计。为了定义实际功率曲线，测量数据首先受到一定数量的校正以便使该测量数据可用。在该示例中，测量数据以通常等于十五分钟的时间步长(即，测量数据由处理器装置以连续的十五分钟间隔获取和储存)来生成。然而，测量数据有时被以小的时间偏移来测量。测量数据被校正使得连续的数据测量之间的时间步长总是等于恒定持续时间的间隔，在该示例中恰好等于十五分钟(步骤E5)。因此，参考图3，表示测量数据的日期和时间的初始时间值被校正以便获得经校正的时间值。该校正在于以值15代替分钟值14和16，以值00代替分钟值01和59，以值30代替分钟值29和31，并且以值45代替分钟值44和46。非零的第二个值由值00代替。对于给定的一日，当时间段在对应于日出的时刻与对应于日落的时刻之间缺失时，该给定日的测量数据集被消除(步骤E6)。术语“缺失时间段”是指在其期间没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计在由太阳能电池板和由电池供电的电气装备中的可用的过量能量的方法，所述方法针对给定日包括使用传感器以测量跨所述太阳能电池板的端子的电压和由所述太阳能电池板所提供的电流的步骤，以及在数据集中器中所执行的以下步骤：·为由所述太阳能电池板提供的功率定义随时间变化的理论功率曲线(C4、C6、C8、C11)以及实际功率曲线(C1、C2、C3、C5、C9)，所述实际功率曲线是从所述电压和电流测量中获得的；·确定该日是否是阳光充足的一日；·从所述理论功率曲线和从所述实际功率曲线来定义效率曲线；以及·当所述效率曲线达到预定的最大值并且所述给定日是阳光充足的一日时，通过从接近于所述效率曲线达到所述预定的最大值的所述给定日的第二时刻(h2)的所述给定日的第一时刻(h1)开始从所述理论功率曲线中减去所述实际功率曲线来估计所述可用的过量能量；或者·当所述效率曲线没有达到所述预定的最大值或者所述给定日不是阳光充足的一日时，通过调整所述理论功率曲线以获得经调整的理论功率曲线(C12、C14)，然后从所述日的所述第一时刻开始从所述经调整的理论功率曲线中减去所述实际功率曲线来估计所述可用的过量能量。

【技术特征摘要】
2015.12.21 FR 15630151.一种估计在由太阳能电池板和由电池供电的电气装备中的可用的过量能量的方法，所述方法针对给定日包括使用传感器以测量跨所述太阳能电池板的端子的电压和由所述太阳能电池板所提供的电流的步骤，以及在数据集中器中所执行的以下步骤：·为由所述太阳能电池板提供的功率定义随时间变化的理论功率曲线(C4、C6、C8、C11)以及实际功率曲线(C1、C2、C3、C5、C9)，所述实际功率曲线是从所述电压和电流测量中获得的；·确定该日是否是阳光充足的一日；·从所述理论功率曲线和从所述实际功率曲线来定义效率曲线；以及·当所述效率曲线达到预定的最大值并且所述给定日是阳光充足的一日时，通过从接近于所述效率曲线达到所述预定的最大值的所述给定日的第二时刻(h2)的所述给定日的第一时刻(h1)开始从所述理论功率曲线中减去所述实际功率曲线来估计所述可用的过量能量；或者·当所述效率曲线没有达到所述预定的最大值或者所述给定日不是阳光充足的一日时，通过调整所述理论功率曲线以获得经调整的理论功率曲线(C12、C14)，然后从所述日的所述第一时刻开始从所述经调整的理论功率曲线中减去所述实际功率曲线来估计所述可用的过量能量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述理论功率曲线的调整在于将所述理论功率曲线乘以在所述第一时刻(h1)与所述第二时刻(h2)之间计算出的由所述太阳能电池板所提供的所述实际能量除以在所述第一时刻与所述第二时刻之间计算出的由所述太阳能电池板所提供的所述理论能量的比率。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，其中所述给定日的所述第一时刻(h1)对应于所述效率曲线达到所述预定的最大值的特定的预定百分比的时刻。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述特定的预定百分比等于90％。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，其中如果在所述第一时刻和在所述第二时刻由所述太阳能电池板所提供的所述实际功率值中只有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·萨巴捷，R·塔迪马克安东尼，
申请(专利权)人：萨基姆通讯能源及电信联合股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR