CN103904996A - 用于太阳能模块的测试系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳能模块的测试系统及其方法，包括：一水平调整机构，用以放置该太阳能模块，并调整该太阳能模块的倾斜度；一光源装置，用以投射一平行光线于该太阳能模块；以及一处理器，电性连接该太阳能模块，用以测量该太阳能模块的输出功率，其中该水平调整机构被调整复数次，使该处理器测量出该太阳能模块的复数个输出功率，并使该处理器找出该些输出功率的最大值。
Description
技术领域
本发明有关于一种太阳能模块的测试方法，特别是有关于一种用于太阳能模块的测试系统，即使在太阳能模块与光源装置的光线不垂直的情形下，能够通过本发明的方法快速的调整至太阳能模块与光源装置的光线垂直，而进一步找出最大输出功率并且快速地完成接下来的模块量测。
背景技术
在石油燃料用量激增，石油日益减少，随科技发展，太阳能的利用已经普遍化，举例来说，以阳光照射于特殊材质的芯片上，将太阳的光能转成电能(光电转换)即为太阳能运用的实际例子，亦即为太阳能电池原理。
太阳能电池的种类有很多，较新颖的是高聚光太阳光发电(High Concentration Photovoltaic, HCPV)装置，如图1所示，高聚光太阳光发电装置900其能量转换的主要组件为太阳能芯片910(solar cell或PV cell)，太阳能芯片910的上方设有聚光镜片组920，使投射准直光源的平行光线930聚集，并投射至太阳能芯片910上。由于一聚光镜片组920与一太阳能芯片910所构成的高聚光太阳光发电装置900只能产生微弱的电力，无法达到需求，故可利用矩阵式排列，制成太阳能模块940，而产生较大的能量。
理论上，当准直光源的平行光线930垂直打在聚光镜片组920上时，太阳能芯片910可得到最大转换效率，但是结构上的误差，经常无法让准直光源的平行光线930垂直打在聚光镜片组920上，造成在测试光电转换的效率时会有较大的误差存在。
发明内容
本发明的一目的为提供一种用于太阳能模块的测试系统，即使在太阳能模块与光源装置的光线不垂直的情形下，也能够通过本发明的方法快速的调整至太阳能模块与光源装置的光线垂直，而进一步找出最大输出功率。
本发明的另一目的为能快速且准确的测量多个太阳能模块的光电转换效率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于太阳能模块的测试系统，包括有：
一水平调整机构，用以放置该太阳能模块，并调整该太阳能模块的倾斜度；
一光源装置，用以投射一平行光线于该太阳能模块；以及
一处理器，电性连接该太阳能模块，用以测量该太阳能模块的输出功率，其中该水平调整机构被调整复数次，使该处理器测量出该太阳能模块的复数个输出功率，并使该处理器找出该些输出功率的最大值。
进一步地，还包括一水平传感器，设置于该太阳能模块的周围，用以测量该太阳能模块的三个点的相对高度，即该太阳能模块的倾斜度。
进一步地，该处理器还包括一记录单元，电性连接该水平传感器，用以储存该太阳能模块的倾斜度。
进一步地，其中该水平调整机构包括两伺服马达，用以将该太阳能模块沿X轴转动而具有一第一倾斜度，并将该太阳能模块沿Y轴转动而具有一第二倾斜度。
进一步地，还包括一输送带，用以输送该太阳能模块至该水平调整机构上。
本发明还提供一种用于太阳能模块的测试方法，包括下列步骤：
放置一第一太阳能模块至一水平调整机构上；
投射一平行光线至该第一太阳能模块；
调整复数次该水平调整机构，并测量出复数个该第一太阳能模块的输出功率；以及
从该些第一太阳能模块的输出功率之中，找出具有最大输出功率的该第一太阳能模块的倾斜度。
进一步地，其中该水平调整机构有两个维度的转动方向。
进一步地，其中调整复数次该水平调整机构，并测量出复数个该第一太阳能模块的输出功率包括下列步骤：调整至少5次该水平调整机构，并测量出至少5个该第一太阳能模块的输出功率以及至少5个该第一太阳能模块的倾斜度。
进一步地，还包括：利用一输送带将该第一太阳能模块带离该水平调整机构，并将一第二太阳能模块放置在该水平调整机构上。
进一步地，还包括：调整该水平调整机构，使该第二太阳能模块的倾斜度与具有最大输出功率的该第一太阳能模块的倾斜度相同。
本发明还提供一种用于太阳能模块的测试系统，包括：
一光源装置，用以投射一平行光线于该太阳能模块；以及
一水平调整机构，用以放置该太阳能模块，并调整该太阳能模块的倾斜度，直到该平行光线垂直投射到该太阳能模块。
进一步地，还包括一处理器，电性连接该太阳能模块，用以测量该太阳能模块的输出功率，其中该水平调整机构被调整复数次，使该处理器测量出该太阳能模块的复数个输出功率，以及当该处理器找出该些输出功率的最大值时，该平行光线垂直投射到该太阳能模块。
进一步地，还包括一水平传感器，设置于该太阳能模块的周围，用以测量该太阳能模块的三个点的相对高度，亦即该太阳能模块的倾斜度。
进一步地，该处理器还包括一记录单元，电性连接该水平传感器，用以储存该太阳能模块的倾斜度。
进一步地，其中该水平调整机构包括两伺服马达，用以将该太阳能模块沿X轴转动而具有一第一倾斜度，并将该太阳能模块沿Y轴转动而具有一第二倾斜度。
进一步地，还包括一输送带，用以输送该太阳能模块至该水平调整机构上。
本发明利用了输送带、水平调整机构及水平传感器的配合，就不须要考虑光源装置的平行光线一开始是否垂直打在太阳能模块上，只要通过水平调整机构的调整至太阳能模块与光源装置的光线垂直，而进一步找出太阳能模块的最大输出功率，亦即测试光电转换的最大效率，也可快速的检测在输送带每一个太阳能模块的输出功率，就可统计出全部太阳能模块输出功率的误差范围和太阳能模块的制造优良率。
附图说明
图1为现有的高聚光太阳光发电装置部分结构示意图；
图2为本发明用于太阳能模块的测试系统一实施例的侧视图；
图3为本发明用于太阳能模块的测试系统立体图；
图4为本发明用于太阳能模块的测试系统方块图；
图5为用于太阳能模块的测试系统的生产线示意图；
图6为本发明用于太阳能模块的测试系统方法流程图。
图中，100.测试系统， 110.基座；
111.桌面， 120.水平传感器；
130.输送带， 140.水平调整机构；
141.承载器， 150.太阳能模块；
151.第一太阳能模块， 152.第二太阳能模块；
160.光源装置， 170.平行光线；
180.处理器， 181.记录单元；
900.高聚光太阳光发电装置；
910.太阳能芯片， 920.聚光镜片组；
930.平行光线， 940.太阳能模块；
S100~S116. 步骤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图2及图3所示，为本发明用于太阳能模块的测试系统的侧视图及立体图。如图4所示，为本发明用于太阳能模块的测试系统方块图。该测试系统100包括：一基座110、一水平调整机构140、一光源装置160、一输送带130、一水平传感器120以及一处理器180。其中基座110包括一桌面111，该桌面111的中央有一孔洞。
输送带130设置在基座110的桌面111上方，并经过孔洞的两侧，用以输送该太阳能模块150至该水平调整机构140上。
水平调整机构140设置在桌面111的孔洞下方，并有一承载器141由该孔洞穿出，并可顶出太阳能模块150。该承载器141用来承载太阳能模块150，承载器141通过水平调整机构140控制可调整该太阳能模块150的倾斜度。举例而言，水平调整机构140具有两个维度的转动方向。以XYZ坐标为例，例如可通过水平调整机构140的两伺服马达，将该太阳能模块150沿X轴转动而具有一第一倾斜度，并将该太阳能模块150沿Y轴转动而具有一第二倾斜度。第一倾斜度与第二倾斜度的合成为该太阳能模块150的最后倾斜度。
光源装置160设置在基座110的上方，用以投射一平行光线170于该太阳能模块150上。该光源装置160优选的为一太阳光仿真器。
水平传感器120设置于该太阳能模块150的周围，用以测量该太阳能模块150至少三个点的相对高度。在本发明实施方式中，水平传感器120为三个高度测量装置，例如激光测距仪、红外线测距仪或超音波测距仪，用以测量太阳能模块150上的三个点的相对高度(亦即该太阳能模块150的倾斜度)。其中水平传感器120可电性连接处理器180，将太阳能模块150上的三个点的相对高度，由处理器180内的记录单元181所储存。
处理器180除了上述电性连接水平传感器120外，也电性连接太阳能模块150，用以测量太阳能模块150感受到平行光线170后的电流及电压曲线，进而计算出输出功率，并由记录单元181储存太阳能模块150的输出功率值，并同时储存水平传感器120所测到的太阳能模块150上的三个点的相对高度(亦即该太阳能模块150的倾斜度)。该水平调整机构140被调整多次，以使该处理器180测量出该太阳能模块150的多个输出功率及所对应的该太阳能模块150的多个倾斜度，并使该处理器180找出该些输出功率的最大值(亦即最大输出功率)及所对应的该太阳能模块150的最佳倾斜度。
因此，本发明用于太阳能模块的测试系统不须考虑一开始光源装置160的平行光线是否垂直打在太阳能模块150上，只要利用水平调整机构140调整至太阳能模块150与光源装置160的光线垂直，仍可找出最大输出功率，亦即测试光电转换的最大效率。
图6为本发明用于太阳能模块的测试系统方法流程图。请同时参阅图2、图4及图5，图5为用于太阳能模块的测试系统的生产线示意图。
本发明太阳能模块的测试方法，包括下列步骤：
步骤S100：输送带130将该第一太阳能模块151放置到一水平调整机构140。于本实施例中，在太阳能模块的测试系统的生产在线，由输送带130传输第一太阳能模块151至测试系统100上，并放置到一水平调整机构140上。
步骤S102：投射一平行光线170至该第一太阳能模块151。于本实施例中，由光源装置160投射平行光线至该第一太阳能模块151。
步骤S104：调整该水平调整机构140，控制该平行光线170与该第一太阳能模块151的角度。于本实施例中，水平调整机构140的承载器141承载第一太阳能模块151，并通过水平调整机构140控制第一太阳能模块151被平行光线170所照射的角度。
步骤S106：测量该第一太阳能模块151的电流及电压曲线，进而计算出输出功率。于本实施例中，由处理器180测量第一太阳能模块151的输出功率，并由处理器180的记录单元181储存该输出功率。
步骤S108：记录该第一太阳能模块151的倾斜度。于本实施例中，处理器180的记录单元181记录相对于第一太阳能模块151的输出功率的倾斜度，其中倾斜度是水平传感器120测量第一太阳能模块151上的三个点的相对高度。
步骤S110：重复多次步骤S104至步骤S108。于本实施例中，每调整一次水平调整机构140，就记录一次第一太阳能模块151的输出功率及倾斜度，并重复多次，如果水平调整机构140具有两个维度的转动方向，至少就要记录五个不同倾斜度以及所相对应的第一太阳能模块151的输出功率。举例而言，水平调整机构140具有两个维度的转动方向并用伺服马达驱动。以XYZ坐标为例，第一个倾斜度和输出功率为第一太阳能模块151不沿着X轴及Y轴转动，所测到的该第一太阳能模块151的倾斜度及输出功率。第二倾斜度和输出功率为该第一太阳能模块151沿X轴以顺时针转动一个角度，所测到的该第一太阳能模块151的倾斜度及输出功率。第三倾斜度和输出功率为该第一太阳能模块151沿X轴以逆时针转动一个角度，所测到的该第一太阳能模块151的倾斜度及输出功率。第四倾斜度和输出功率为该第一太阳能模块151沿Y轴以顺时针转动一个角度，所测到的该第一太阳能模块151的倾斜度及输出功率。第五倾斜度和输出功率为该第一太阳能模块151沿X轴以逆时针转动一个角度，所测到的该第一太阳能模块151的倾斜度及输出功率。
步骤S112：找出具有最大输出功率的该第一太阳能模块151的倾斜度。于本实施例中，处理器180由记录单元181内所存储的五个不同倾斜度以及相对应的输出功率，找出第一太阳能模块151倾斜度为哪个值时，具有最大出输出功率。
步骤S114：利用输送带130将该第一太阳能模块151带离该水平调整机构140，并将一第二太阳能模块152放置在该水平调整机构140上。于本实施例中，因为第一太阳能模块151的测量已经结束，并得到第一太阳能模块151的最大输出功率的倾斜度，因此利用输送带130将该第一太阳能模块151带离该水平调整机构140，同时将第二太阳能模块152放置在该水平调整机构140上。
步骤S116：调整该水平调整机构140，使该第二太阳能模块152的倾斜度与具有最大输出功率的该第一太阳能模块151的倾斜度相同。于本实施例中，利用由该第一太阳能模块151所测到的具有最大输出功率的倾斜度，使该第二太阳能模块152的倾斜度与该第一太阳能模块151的倾斜度相同，使测量第二太阳能模块152时的条件，与测量第一太阳能模块151的条件相同。
因此，本发明利用了输送带130、水平调整机构140及水平传感器120的配合，就不须要考虑光源装置160的平行光线一开始是否垂直打在太阳能模块150上，只要通过水平调整机构140的调整至太阳能模块150与光源装置160的光线垂直，而进一步找出最大输出功率，亦即测试光电转换的最大效率，也可快速的检测在输送带130每一个太阳能模块150的输出功率，就可统计出全部太阳能模块150输出功率的误差范围和太阳能模块150的制造优良率。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (16)
1.一种用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，包括有：
一水平调整机构，用以放置该太阳能模块，并调整该太阳能模块的倾斜度；
一光源装置，用以投射一平行光线于该太阳能模块；以及
一处理器，电性连接该太阳能模块，用以测量该太阳能模块的输出功率，其中该水平调整机构被调整复数次，使该处理器测量出该太阳能模块的复数个输出功率，并使该处理器找出该些输出功率的最大值。
2.如权利要求1所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，还包括一水平传感器，设置于该太阳能模块的周围，用以测量该太阳能模块的三个点的相对高度，即该太阳能模块的倾斜度。
3.如权利要求2所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，该处理器还包括一记录单元，电性连接该水平传感器，用以储存该太阳能模块的倾斜度。
4.如权利要求1所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，其中该水平调整机构包括两伺服马达，用以将该太阳能模块沿X轴转动而具有一第一倾斜度，并将该太阳能模块沿Y轴转动而具有一第二倾斜度。
5.如权利要求1所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，还包括一输送带，用以输送该太阳能模块至该水平调整机构上。
6.一种用于太阳能模块的测试方法，其特征在于，包括下列步骤：
放置一第一太阳能模块至一水平调整机构上；
投射一平行光线至该第一太阳能模块；
调整复数次该水平调整机构，并测量出复数个该第一太阳能模块的输出功率；以及
从该些第一太阳能模块的输出功率之中，找出具有最大输出功率的该第一太阳能模块的倾斜度。
7.如权利要求6所述的用于太阳能模块的测试方法，其特征在于，其中该水平调整机构有两个维度的转动方向。
8.如权利要求6所述的用于太阳能模块的测试方法，其特征在于，其中调整复数次该水平调整机构，并测量出复数个该第一太阳能模块的输出功率包括下列步骤：调整至少5次该水平调整机构，并测量出至少5个该第一太阳能模块的输出功率以及至少5个该第一太阳能模块的倾斜度。
9.如权利要求6所述的用于太阳能模块的测试方法，其特征在于，还包括：利用一输送带将该第一太阳能模块带离该水平调整机构，并将一第二太阳能模块放置在该水平调整机构上。
10.如权利要求9所述的用于太阳能模块的测试方法，其特征在于，还包括：调整该水平调整机构，使该第二太阳能模块的倾斜度与具有最大输出功率的该第一太阳能模块的倾斜度相同。
11. 一种用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，包括：
一光源装置，用以投射一平行光线于该太阳能模块；以及
一水平调整机构，用以放置该太阳能模块，并调整该太阳能模块的倾斜度，直到该平行光线垂直投射到该太阳能模块。
12.如权利要求11所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，还包括一处理器，电性连接该太阳能模块，用以测量该太阳能模块的输出功率，其中该水平调整机构被调整复数次，使该处理器测量出该太阳能模块的复数个输出功率，以及当该处理器找出该些输出功率的最大值时，该平行光线垂直投射到该太阳能模块。
13.如权利要求12所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，还包括一水平传感器，设置于该太阳能模块的周围，用以测量该太阳能模块的三个点的相对高度，亦即该太阳能模块的倾斜度。
14.如权利要求13所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，该处理器还包括一记录单元，电性连接该水平传感器，用以储存该太阳能模块的倾斜度。
15.如权利要求11所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，其中该水平调整机构包括两伺服马达，用以将该太阳能模块沿X轴转动而具有一第一倾斜度，并将该太阳能模块沿Y轴转动而具有一第二倾斜度。
16.如权利要求11所述的用于太阳能模块的测试系统，其特征在于，还包括一输送带，用以输送该太阳能模块至该水平调整机构上。
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Cited By (1)
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| CN104459227A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-03-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种太阳能电池测试夹具 |
Citations (1)
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| JP2000196126A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Honda Motor Co Ltd | 太陽追尾式発電システムの太陽追尾装置及び太陽追尾方法 |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140702 |