本项目采用无线物联网概念，现场传感控制物联网节点STM32 Nucleo F401RE采集光伏板状态性能、环境参数等数据，后台服务算法在云端ARM® mbed™ IoT实现，可以为家庭、商户、乃至大型光伏电站提供节能助手软件工具/效率提升管理系统。采用基于无线传感器网的智能控制器，自适应地根据太阳照射阴影分布的变化优化热电阵列的串并电连接拓扑，从而在负载上产生最大的功率，同时消除负载电压不稳，过低或停电。 智能太阳能发电机光伏阵列优化重构控制策略将极大地提高局部阴影条件下的最大输出功率，具有巨大的应用前景。未来几年内的光伏市场目标将极有可能是阵列拓扑动态重构控制器在各级光伏电站的大规模安装，结合政府的税收优惠，采用第三代智能光伏组件将为电站运营商带来20%的经济效益提升。

光伏发电一个严重问题是在运行过程中，由于阴影、碎片、污垢、鸟粪、云雾遮盖、地形地貌或其他因素，光伏板组件效率会有不同程度的下降，而单个组件效率下降会带来系统整体的效率大幅下降，大量光能不能转换成有用能量, 造成很大的太阳能浪费。光伏电源中，由于这种光照的不均匀性，光伏发电阵列中各模块的电动势与内阻严重不等，迫切需要创新革命性的智能控制技术以减少输出功率的失配损失。

传统光伏阵列的串并联接方式是固定的，而不同阴影分布对光伏阵列最大输出功率影响很大，所以减弱局部阴影对辐照度的影响是减弱光伏阵列输出功率损耗的最好办法。光伏阵列的重构通过改变光伏阵列中组件的连接方式，进而改变了光伏阵列结构，实际上也是改变了局部阴影在阵列上的分布；选出能传递最大功率的阵列结构就改善了局部阴影下光伏阵列的输出特性，减轻了局部阴影对辐照度的影响，达到减少全局峰值功率下降的目的。

本项目采用无线物联网概念，现场传感控制物联网节点STM32 Nucleo F401RE采集光伏板状态性能、环境参数等数据，后台服务算法在云端ARM® mbed™ IoT实现，可以为家庭、商户、乃至大型光伏电站提供节能助手软件工具/效率提升管理系统。采用基于无线传感器网的智能控制器，自适应地根据太阳照射阴影分布的变化优化热电阵列的串并电连接拓扑，从而在负载上产生最大的功率，同时消除负载电压不稳，过低或停电。

智能太阳能发电机光伏阵列优化重构控制策略将极大地提高局部阴影条件下的最大输出功率，具有巨大的应用前景。未来几年内的光伏市场目标将极有可能是阵列拓扑动态重构控制器在各级光伏电站的大规模安装，结合政府的税收优惠，采用第三代智能光伏组件将为电站运营商带来20%的经济效益提升。

 

上图中原型系统共有4个光伏电池，其中1，3光伏板固定， 2，4光伏板是可重构的，也就是可配置。为此，各光伏板配置了光传感器和开关，光传感器用来探测光伏板的光照强度：根据传感器感知的光照强度分布，控制各开关闭/开，优化光伏板串并连接，提高发电效率。上述逻辑通过基于STM32 Nucleo F401RE的现场传感控制物联网节点完成，其GPIO有能力驱动开关。

 

STM32 Nucleo F401RE嵌入式程序在mbed的网络编译环境中开发，既可以通过ADC访问光伏板状态性能、环境参数等数据，上传至云端服务供智能手机等终端实时察看，并通过大数据分析技术为家庭、商户、乃至大型光伏电站提供节能助手软件工具/效率提升管理系统；也可以在发电系统扩展的时候作为主机，集中运行后台算法。采用STM32 Nucleo F401RE可以实现联网和真正的分布式计算处理，可以提供小巧紧凑可靠的现场监控和备份。云端后台设计采用开源软件PHP5＋mysql（管理数据）＋mangoo（大数据）模式，balance算法平衡未来的数据流量，API接口（接收各种传感器数据 ）采用JSON格式。