🌱 农业气象站 · 太阳能供电方案设计
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也能看懂的清洁能源课
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30章 · 从零到实战
01
课程导论
为什么需要太阳能？
农业气象站为什么需要太阳能供电？课程目标与学习路径。
02
负载分析
传感器功耗特性
常见传感器（温湿度、风速、雨量）的功耗特性与供电需求。
03
电池板基础
单晶·多晶·薄膜
单晶硅、多晶硅、薄膜电池的选型对比与效率分析。
04
光伏参数
开路电压·MPP
开路电压、短路电流、最大功率点（MPP）与I-V曲线解读。
05
安装设计
倾角·方位·阴影
倾角计算、方位角选择、阴影遮挡分析与支架设计。
06
蓄电池基础
铅酸 vs 锂电池
铅酸电池与锂电池的充放电特性、循环寿命与安全性对比。
07
容量计算
阴雨天续航
根据负载功耗与连续阴雨天天数，计算所需电池容量。
08
MPPT控制器
最大功率追踪
最大功率点追踪技术，PWM vs MPPT控制器效率对比。
09
控制器选型
电流·保护功能
额定电流、电压等级、保护功能（过充、过放、反接）。
10
电压等级
12V/24V/48V
12V、24V、48V系统的优缺点与适用场景。
11
供电策略
直供·电池·混合
直供模式、电池优先模式、混合模式的设计思路。
12
线缆与压降
线径·损耗
根据电流与距离，选择合适线径，降低线路损耗。
13
防雷接地
直击雷·感应雷
气象站直击雷防护、感应雷防护与接地系统。
14
保护电路
保险丝·TVS管
保险丝、断路器、防反二极管、TVS管的应用。
15
环境适应性
高温·盐雾
高温、低温、高湿、盐雾环境下的元器件选型。
16
功耗估算
日耗电清单
详细列出各传感器与通信模块的日耗电量。
17
组件功率计算
日发电量
根据日发电量与系统损耗，确定组件总功率。
18
系统配置实例
4G气象站
一个典型气象站（含4G通信）的完整供电方案。
19
低功耗设计
休眠·唤醒
传感器休眠、间歇采集、数据压缩与远程唤醒。
20
电源管理芯片
升压·LDO
升压、降压、LDO在气象站中的应用。
21
BMS电池管理
均衡·SOC
均衡充电、温度保护、SOC估算。
22
远程监控
4G/NB-IoT
通过4G/NB-IoT上报电池电压、发电功率等状态。
23
效率优化
组件匹配·MPPT
组件匹配、线损优化、MPPT参数整定。
24
成本与可靠性
初期vs维护
初期投资 vs 长期维护成本的分析方法。
25
故障排查
亏电·衰减
电池亏电、控制器损坏、组件功率衰减的解决思路。
26
调试与测试
万用表·热像仪
用万用表、电子负载、红外热像仪进行现场调试。
27
行业标准
IP·CE·FCC
IP防护等级、CE、FCC、UL认证要求。
28
案例研究
高山气象站
某高山气象站太阳能供电系统设计与运行数据。
29
未来趋势
柔性·AI预测
柔性太阳能板、储能新技术、AI预测性维护。
30
课程总结
实战项目报告
设计一个完整的农业气象站供电方案并撰写报告。