水情遙測系統采集數據測量站點不少處于地形環境十分復雜、交通不便、傳輸距離遠、無電網供電的地方。作者在設計完成的一點二址的水情遙測系統中，對其中的一站點電源設計選用太陽能對蓄電池進行浮充的電源方案，現介紹如下：

首先，數據采集儀器應采用低功能耗的。

其次，選擇的太陽能發電板和蓄電池應是經濟、可靠性的。既要防止太陽能發電板在陰雨期容量不夠，達不到測量目的，又要避免容量過大，造成浪費。

一、 關于硅太陽能發電板容量


硅太陽能發電板容量是指平板式太陽能板發電功率ＷＰ。太陽能發電功率量值取決于負載２４ｈ所消耗的電力 ＨＷＨ，由負載額定電源與負載２４ｈ所消耗的電力，決定了負載２４ｈ消耗的容量ＰＡＨ，再考慮到平均每天日照時數及陰雨天造成的影響，計算出太陽能電池陣列工作電流ＩＰＡ。

由負載額定電源，選取蓄電池公稱電壓，由蓄電池公稱電壓來確定蓄電池串聯個數及蓄電池浮充電壓ＶＦ Ｖ，再考慮到太陽能電池因溫度升高而引起的溫升電壓ＶＴ Ｖ及反充二極管Ｐ－Ｎ結的壓降ＶＤＶ所造成的影響，則可計算出太陽能電池陣列的工作電壓ＶＰＶ，由太陽電池陣列工作電源ＩＰＡ與工作電壓ＶＰＶ，便可決定平板式太陽能板發電功率ＷＰＷ，從而設計出太陽能板容量，由設計出的容量ＷＰ與太陽能電池陣列工作電壓ＶＰ，確定硅電池平板的串聯塊數與并聯組數。

太陽能電池陣列的具體設計步驟如下：

１．計算負載２４ｈ消耗容量Ｐ：Ｐ＝Ｈ／ＶＶ－－負載額定電源
２．選定每天日照時數ＴＨ。
３．計算太陽能陣列工作電流。ＩＰ＝Ｐ１＋Ｑ／ ＴＱ－－按陰雨期富余系數，Ｑ＝０．２１～１．００
４．確定蓄電池浮充電壓ＶＦ。鎘鎳ＧＮ和鉛酸ＣＳ蓄電池的單體浮充電壓分別為１．４～１．６Ｖ和２．２Ｖ。
５．太陽能電池溫度補償電壓ＶＴ。ＶＴ＝２．１／４３０Ｔ－２５ＶＦ
６．計算太陽能電池陣列工作電壓ＶＰ。ＶＰ＝ＶＦ＋ＶＤ＋ＶＴ其中ＶＤ＝０．５～０．７約等于ＶＦ
７．太陽電池陣列輸出功率ＷＰ（平板式太陽能電板）。ＷＰ＝ＩＰ×ＵＰ
８．根據ＶＰ、ＷＰ在硅電池平板組合系列表格，確定標準規格的串聯塊數和并聯組數。

二、關于蓄電池的容量計算蓄電池的容量由下列因素決定：

１．蓄電池單獨工作天數。在特殊氣候條件下，蓄電池允許放電達到蓄電池所剩容量占正常額定容量的２０％。

２．蓄電池每天放電量。對于日負載穩定且要求不高的場合，日放電周期深度可限制在蓄電池所剩容量占額定容量的８０％。

３．蓄電池要有足夠的容量，以保證不會因過充電所造成的失水。一般在選蓄電池容量時，只要蓄電池容量大于太陽能發電板峰值電流的２５倍，則蓄電池在充電時就不會造成失水。

４．蓄電池自身漏掉的電能，隨著電池使用時間的增長及電池溫度的升高，自放電率會增加。對于新的電池自放電率通常小于容量的５％，但對于舊的質量不好的電池，自放電率可增至每月１０％～１５％。

在水情遙測系統中，連續陰雨天的長短決定了蓄電池的容量，由遙測設備在連續陰雨天中所消耗能量安時數加上２０％因子，再加上１０％電池自放電能安時數）便可計算出蓄電池的容量。

按照兩種容量方案的計算，作者計算完成了太陽能電源的設計：

１．測站的主要參數：

每隔５ｍｉｎ發射一次數據，發射時間２ｓｅｃ；
發射機輸入電壓ＤＣ１３．８Ｖ，輸出電流５Ａ；
當地日照時數７～８ｈ。

２．測站蓄電池容量經計算得出為３８ＡＨ。
３．測站太陽能電池容量陣列輸出功率ＷＰ Ｗ為２５～３５ｗ。

綜合以上結果，太陽能電源設計值為：蓄電池：采用鉛酸蓄電池，容量３８ＡＨ，采用２個容量２０ＡＨ并聯形式；太陽能電池陣列：輸出功率２５～３５Ｗ，采用標準塊板輸出容量２５～３８Ｗ，一塊正好。

三、太陽能電源安裝使用中注意的問題

１．陣列板選擇安裝在周圍無高大建筑物、樹木、電線桿等無遮擋太陽光和避風處。
２．太陽能電池陣列板配套的蓄電池在第一次使用時，要先充電到額定容量，不可過充或過放。
３． 注意定期的維護工作。此電源系統經濟可靠，安裝方便，利于維護，在實踐中取得了滿意的效果。