CN102621474A - 太阳能电池检测用光源模拟仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池检测用光源模拟仪，包括工作平台、热辐射光源，还包括控制装置、光照传感器以及温度传感器，所述控制装置的输出端连接热辐射光源，控制装置的输入端分别与光照传感器和温度传感器的输出端连接；所述热辐射光源为阻性发光光源，阻性发光光源通过可调节支架设置在工作平台的上方；所述工作平台上设置有调节按钮，调节按钮与可调节支架连接。本发明可根据被测件的检测条件，通过调节光源的工作电压范围以及频率，改变光源至被测件的距离，进一步改变模拟光源的辐射范围，来达到改变光源的发光强度和色温的目的。

Description

太阳能电池检测用光源模拟仪
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电领域，特别是一种用于检测太阳能光伏发电性能时所用的光源模拟仪。
背景技术
随着太阳能光伏发电行业不断发展，各种太阳能模拟检测设备需求逐渐扩大，稳态太阳光模拟光源是太阳能光伏发电的基本实验检测仪器之一。太阳能光伏电池广泛安装在各个不同的地区，由于安装地区位置不同太阳能光伏电池的发电量也有较大变化，不同地区经度、纬度、海拔高度的太阳光的强度和色温是不同的，太阳能电池的性能参数会随着太阳光的光照度、测试温度等发生变化，这就要求测试仪能够理想化的模拟太阳能光，测量在不同光照度及温度下太阳能电池的输出特性。
目前是商品化的太阳光模拟光源产品都是采用氙灯作为光源，模拟标准太阳能的照度去测量太阳能电池产品。该系列光源在工作时，必须根据氙灯的工作特点，采用较为复杂的电路结构才能支持氙灯工作，造成了整个太阳光模拟光源系统的结构庞大，并且还易出现故障，成本较高；不利于太阳能检测仪器的普及推广使用。另外，此种光源的光照度及光源的色温不可调，只能固定在标准的1000瓦/平方米的标准照度和色温，不能模拟全天不同时段太阳光的照度和色温，且测量范围较小。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是克服上述缺点，提供一种能够模拟不同地区、不同时段光照度及色温的太阳光模拟光源。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是。
太阳能电池检测用光源模拟仪，包括工作平台、以及设置在工作平台上方的热辐射光源，还包括设置在工作平台内的用于调节热辐射光源工作电压及频率的控制装置、设置在工作平台台面上的用于检测热辐射光源光照度的光照传感器以及用于检测工作平台工作温度的温度传感器，所述控制装置的输出端连接热辐射光源，控制装置的输入端分别与光照传感器和温度传感器的输出端连接；所述热辐射光源为阻性发光光源，阻性发光光源通过可调节支架设置在工作平台的上方；所述工作平台上设置有用于调节阻性发光光源位置的调节按钮，调节按钮与可调节支架连接。
本实用所述热辐射光源的改进在于：所述阻性发光光源为白炽灯或碘钨灯。
所述控制装置的改进在于：所述控制装置包括电压稳定模块和频率控制模块，电压稳定模块和频率控制模块 的输入端分别连接工作电源，输出端连接阻性发光光源；所述电压稳定模块和频率控制模块的输入端还分别连接光照传感器和温度传感器的输出端。
本发明的进一步改进在于：所述可调节支架上设置有用于显示阻性发光光源高度的标准刻度以及模拟太阳光线相对于被测物光线辐照度的刻度。
本发明的改进还在于：所述工作平台上设置有用于指示测试环境温度的温度表。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步在于。
本发明克服了现有太阳能模拟光源光照度和色温不可调整的缺点，可根据被测件的检测条件，改变光源至被测件的距离，进一步改变模拟光源的辐射范围，通过调节光源的工作电压范围以及频率，来达到改变光源的发光强度和色温的目的，更好地模拟了太阳光在上午九点到下午五点之间不同时段的光源色温和照度。
本发明利用阻性发光光源代替氙气灯作为热辐射光源，无需设置复杂的气体放电控制电路，具有较低的制造和维护成本，使用简单方便，利于太阳能光伏模拟测试仪器的普及化推广使用。本发明利用改变光源的额定工作电压和电源频率来降低光源的工作温度，延长了光源的使用寿命，还能够自动控制光源的工作电压和频率在一定范围内稳定工作，保证整个设备的前级用电电压和频率的一致性，使后级待调整的工作频率和电压建立在稳定的入户电压和频率的基础上工作，提高了 设备工作的稳定性。
附图说明
图1为本发明的主视示意图。
图2为图1的侧视图。
其中：1.工作平台，2.热辐射光源，3.可调节支架，41.上升按钮，42.停止按钮，43.下降按钮，5.光照传感器，6.温度传感器，7.电压表，8.电流表，9.温度表，10.开关。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种太阳能电池检测用光源模拟仪用于检测太阳能光伏电池性能指标时提供光源。包括工作平台1、可调节支架3、热辐射光源2、以及控制装置。
本实施例中工作平台放置在地面上，为长方体。热辐射光源采用白炽灯，当然还可以是碘钨灯等其他阻性反光光源。
可调节支架安装在工作平台的两侧，可以进行升降，以达到对热辐射光源进行高低调节的目的，进一步保证放置在工作平台上被测件的光源辐射范围。工作平台的侧面上设置有上升按钮41、停止按钮42和下降按钮43，用于对可调节支架进行高低调节。可调节支架上还设置有标准刻度，用于显示白炽灯光源的高度。
工作平台上放置被测件的台面上设置有光照传感器5和温度传感器6。光照传感器用于检测热辐射的光源光照度，并将检测结果通过数据线传输给控制装置，以便控制装置根据被测件的被测条件调节白炽灯的光照度。温度传感器用于检测工作平台上被测件的工作温度，并将检测结果通过数据线传输给控制装置和设置在工作平台上的温度表，温度表用于显示工作环境温度。
控制装置包括电压稳定模块和频率控制模块，电压稳定模块和频率控制模块的输入端分别连接工作电源，输出端连接阻性发光光源；所述电压稳定模块和频率控制模块的输入端还分别与光照传感器和温度传感器的输出端连接。
工作电源通过电压稳定模块和频率控制模块后向白炽灯或碘钨灯提供工作的电压和频率，并将电压控制在标准220±5伏范围内，频率控制在50±5赫兹的范围内；或者根据对不同的被测件要求设定电压、频率以及关于色温的变化，然后输出到白炽灯或碘钨灯作为模拟太阳光的光源进行测试工作。
本实施例在工作过程中电压稳定模块和频率控制模块根据光照传感器采集的白炽灯或碘钨灯由于工作环境、光源光衰等光照度变化而产生的数据，对白炽灯或碘钨灯工作电源的电压和频率进行不断修正，使光照度达到设定测量要求的范围内。
本发明的工作过程如下所述。
首先将被测件的测量条件输入到控制装置中，控制装置根据测量条件，调节白炽灯的工作电压以及电源频率，使之在10赫兹-120赫兹之间变化，模拟太阳光在上午九点到下午五点之间不同时段的光源色温和照度，以达到满足被测件检测条件的发光强度和色温。并通过光照度传感器采集的光照度信号，判断白炽灯光源发出的光源是否满足被测件的检测条件。当不满足检测条件时，可通过控制装置自动改变控制元件的参数，调节白炽灯的工作电压以及工作频率，达到改变光源光照度及输出热量的目的。
当被测件与白炽灯之间的距离较近时，可通过工作平台的上升按钮将白炽灯升高，使白炽灯与被测件之间的距离增大，进一步增大白炽灯的辐射范围。当被测件与白炽灯之间的距离较远时，可通过下降按钮向下调节白炽灯，减小白炽灯的辐射范围。
工作平台上还设置有电压表和电流表，用于显示被测件的测量结果。
本发明工作过程中，在满足被测件检测条件的发光强度和色温状态下，先对标准件进行测量，并采用标准件在该辐照度下所发出的电压值和电流值作为基准数据。然后移开标准件，对被测件开始检测，通过将电压表和电流表显示的被测件该辐照度下所发出的电压值和电流值，与基准数据作比对来评价被测件的性能。

Claims (5)

1.太阳能电池检测用光源模拟仪，包括工作平台（1）、以及设置在工作平台上方的热辐射光源（2），其特征在于：还包括设置在工作平台内的用于调节热辐射光源工作电压及频率的控制装置、设置在工作平台台面上的用于检测热辐射光源光照度的光照传感器（5）以及用于检测工作平台工作温度的温度传感器（6），所述控制装置的输出端连接热辐射光源，控制装置的输入端分别与光照传感器和温度传感器的输出端连接；所述热辐射光源为阻性发光光源，阻性发光光源通过可调节支架（3）设置在工作平台的上方；所述工作平台上设置有用于调节阻性发光光源位置的调节按钮，调节按钮与可调节支架连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池检测用光源模拟仪，其特征在于：所述阻性发光光源为白炽灯或碘钨灯。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池检测用光源模拟仪，其特征在于：所述控制装置包括电压稳定模块和频率控制模块，电压稳定模块和频率控制模块 的输入端分别连接工作电源，输出端连接阻性发光光源；所述电压稳定模块和频率控制模块的输入端还分别连接光照传感器和温度传感器的输出端。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池检测用光源模拟仪，其特征在于：所述可调节支架上设置有用于显示阻性发光光源高度的标准刻度以及模拟太阳光线相对于被测物光线辐照度的刻度。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池检测用光源模拟仪，其特征在于：所述工作平台上设置有用于指示测试环境温度的温度表。
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