CN109274333B - 一种日光模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种日光模拟装置，包括底架、调节机构、遮挡组件、光源支架及模拟光源，底架上端连接调节机构，光源支架一端连接底架，另一端连接模拟光源，光源支架可转动，光源支架连接光伏组件，光伏组件连接遮挡组件，光伏组件设有调节机构连接装置，调节机构用于驱动光伏组件转动或调节光伏组件的角度；调节机构连接装置包括连接块，所述连接块设有预压顶珠，所述连接块设置于光伏组件的两侧。本发明光源支架、转动机构及角度调节机构能够全方位的模拟太阳与光伏组件的相对位置及角度。连接块的预压顶珠及支撑架二的通孔或凹槽设计能够满足光伏组件快速拆装的需求，遮挡组件能够对于遮挡面积实现快速、精确的调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种日光模拟装置，属于日光模拟技术领域。
背景技术
现有的光伏发电装置将光伏组件固定在铝型材支架上，构成光伏电池方阵，再利用与俯仰运动机构的旋转轴相连接的两个可转动支撑架将设有光伏电池方阵的铝型材支架固定，当机构水平或俯仰运动时，带动光伏电池方阵一同运动。
在研究光伏组件发电性能影响因素时，需要对多种类型的光伏组件进行研究，因此经常需要更换光伏组件，现有的光伏发电装置光伏组件更换时间较长、拆装过程繁琐、耗费时间颇长，效率低下。阴影遮挡对光伏组件的输出特性影响较大，现有的光伏发电系统只能人为手持其他物体对组件粗略遮挡，不能较为准确的按照一定比例递增光伏组件的遮挡范围，致使实验数据不够准确；现有的模拟光源，采用多盏卤素灯，通过点亮不同数量的卤素灯改变模拟光源的光照强度，不能线性可调，并且卤素灯的色温约3000K，然而太阳色温可达5500K，与实际太阳光光照情况差距较大，无法满足实验的真实性、逼真性需求。因此设计一种色温接近真实太阳、能够快速更换光伏组件且能够模拟阴影遮挡环境、不同光辐照度，以及实时监测组件表面温度的日光模拟装置，模拟一个较为贴近光伏组件的标准测试环境，研究其环境下光伏组件输出特性及发电性能的影响因素具有很重要的价值。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种色温接近真实太阳、能够快速更换光伏组件且能够模拟阴影遮挡环境、不同光辐照度，以及实时监测组件表面温度的日光模拟装置。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种日光模拟装置，包括底架、调节机构、遮挡组件、光源支架、模拟光源及用于驱动光源支架转动的光源支架驱动装置，底架上端连接调节机构，光源支架连接模拟光源；
遮挡组件包括支撑板、导向杆、遮挡本体、收卷轴及滑槽板，滑槽板连接支撑板且设有滑槽，导向杆的两端连接滑槽板，遮挡本体收卷于导向杆，遮挡本体的一端还连接收卷轴，收卷轴的两端连接滑槽，收卷轴两端设有紧定旋钮；
光伏组件连接支撑板，支撑板连接调节机构，调节机构用于驱动支撑板转动或调节支撑板的角度；
调节机构连接装置包括连接块，连接块设有预压顶珠，连接块连接于支撑板。
具体的，前述的一种日光模拟装置，支撑板还设有设有底部挡块。
具体的，前述的一种日光模拟装置，调节机构包括转动机构及角度调节机构，转动机构包括支撑架一、水平电机、水平减速机及转轴一，支撑架一下端连接底架，转轴一上端连接水平减速机的输出端，下端连接支撑架一；
角度调节机构包括俯仰电机、俯仰减速机、转轴二及支撑架二，俯仰减速机的输入端连接俯仰电机，输出端连接转轴二，转轴二的两端连接支撑架二，支撑架二连接连接块，支撑架二设有若干通孔或凹槽，当支撑架二连接连接块时，预压顶珠连接通孔或凹槽。
具体的，前述的一种日光模拟装置，底架包括底座及立柱，立柱上端连接调节机构，下端连接底座，底座包括若干根铝型材、外角连接件及脚轮，外角连接件连接铝型材，脚轮连接铝型材，脚轮是具有制动功能的万向轮。
具体的，前述的一种日光模拟装置，光源支架驱动装置包括支架电机及支架减速机，支架减速机的输出端及输入端分别连接光源支架的端部、支架电机。
具体的，前述的一种日光模拟装置，模拟光源的色温是5000K-6000K。
具体的，前述的一种日光模拟装置，连接块有四个。
具体的，前述的一种日光模拟装置，还包括光辐照度传感器、角度传感器、温度检测传感器、摆动传感器，光辐照度传感器连接于光伏组件，温度检测传感器设置在光伏组件的背面，角度传感器设置于光伏组件，摆动传感器连接于光源支架。
具体的，前述的一种日光模拟装置，滑槽板还设有刻度尺。
具体的，前述的一种日光模拟装置，模拟光源模拟光源还设有滤光片。
本发明所达到的有益效果：
1. 光源支架、转动机构及角度调节机构能够全方位的模拟太阳与光伏组件的相对位置及角度。
2. 连接块的预压顶珠及支撑架二的通孔或凹槽设计能够满足光伏组件快速拆装的需求，拆装时，只需用力按压或拉动光伏组件即可完成。
3. 遮挡组件能够实现对于光伏组件的快速遮挡调节，并且能够通过紧定旋钮及刻度尺对于遮挡面积实现快速、精确的调节。
4. 模拟光源的色温的范围是5000K-6000K，更接近太阳的实际色温，且线性可调，可模拟太阳任意时段的光照辐射度。
5. 增加光辐照度传感器、光伏组件温度传感器，并在模拟光源灯罩出光处设置AM1.5滤光片，模拟较贴近标准的光伏组件测试环境。
附图说明
图1是本发明整体结构图；
图2是本发明调节机构结构图；
图3是本发明光伏组件及遮挡组件结构图；
图中附图标记的含义：1-底座；2-立柱；3-外角连接件；4-脚轮；5-调节机构；6-支架电机；7-支架减速机；8-光源支架；9-模拟光源；10-支撑板；11-光伏组件；12-导向杆；13-遮挡本体；14-收卷轴；15-滑槽板；16-滑槽；17-刻度尺；18-底部挡块；19-预压顶珠；20-光辐照度传感器；51-支撑架一；52-水平电机；53-水平减速机；54-俯仰电机；55-俯仰减速机；56-转轴一；57-转轴二；58-支撑架二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示：本实施例公开了一种日光模拟装置，包括底架、调节机构5、遮挡组件、光源支架8、模拟光源9及用于驱动光源支架8转动的光源支架驱动装置，底架上端连接调节机构5，光源支架8连接模拟光源9。
如图3所示：遮挡组件包括支撑板10、导向杆12、遮挡本体13（一种柔性卷料）、收卷轴14及滑槽板15，滑槽板15连接支撑板10且设有滑槽16，导向杆12的两端连接滑槽板15，遮挡本体13收卷于导向杆12，遮挡本体13的一端还连接收卷轴14，收卷轴14的两端连接滑槽16，并可以沿着滑槽16滑动，当收卷轴14沿滑槽16滑动时，可以带动遮挡本体13在导向杆12上收卷或放卷，实现对支撑板10的上表面光伏组件11遮挡面积的调节。为了便于将调节之后的收卷轴14固定，优选在收卷轴14两端设置紧定旋钮，为了精确调节有效遮挡面积，在滑槽板15还设有刻度尺17，通过刻度尺17能够实现对于收卷轴14位置的精确读取，更有利于快速得知遮挡本体13对于光伏组件11的有效遮挡面积。
具体的，调节机构连接装置包括连接块19，连接块19设有预压顶珠，连接块19连接于支撑板10的底部，连接块19优选有四个。具体的，调节机构连接装置还包括底部挡块18。底部挡块18的作用是起到限位的作用，当连接块19连接支撑架二58时，底部挡块18与调节机构5连接，能够快速使连接块19连接支撑架二58。
如图2所示：具体的，本实施例的调节机构5包括转动机构及角度调节机构，转动机构包括支撑架一51、水平电机52、水平减速机53及转轴一56，支撑架一51下端连接底架，转轴一56上端连接水平减速机53的输出端，下端连接支撑架一51。
角度调节机构包括俯仰电机54、俯仰减速机55、转轴二57及支撑架二58，俯仰减速机55的输入端连接俯仰电机54，输出端连接转轴二57，转轴二57的两端连接支撑架二58，支撑架二58连接连接块19，支撑架二58设有若干通孔或凹槽，当支撑架二58连接连接块19时，预压顶珠连接通孔或凹槽，所谓预压顶珠就是在连接块19的侧部设置顶珠，该顶珠内部具有一定的预设的弹力（一般由内部弹簧产生），当连接块19连接支撑架二58时，顶珠能够进入至支撑架二58的通孔或凹槽内部，实现固定，当需要将连接块19与支撑架二58分开时，只需用力使两者分开即可，两者分开时，顶珠缩入至连接块19内部即可将两者分离。
本实施例的，底架包括底座1及立柱2，立柱2上端连接调节机构5，下端连接底座1。
底座采用通用材料进行拼装，具体的，底座1包括若干根铝型材、外角连接件3及脚轮4，外角连接件3连接铝型材，脚轮4连接铝型材，脚轮4是具有制动功能的万向轮。
光源支架驱动装置包括支架电机6及支架减速机7，支架减速机7的输出端及输入端分别连接光源支架8的端部、支架电机6。支架减速机7连接于立柱2上，光源支架8穿过立柱2连接支架减速机7。
为了更准确的模拟光照情况，本实施例的模拟光源9的色温的范围是5000K-6000K。模拟光源9还设有滤光片，滤光片的作用是为了得到AM1.5的光谱，满足光伏组件11的标准测试环境（辐照度1000W/m²，光伏组件温度25℃，光源的光谱AM1.5）。
本实施例还还包括光辐照度传感器20、角度传感器、温度检测传感器、摆动传感器，光辐照度传感器20连接于光伏组件11，用于检测光伏组件11的光辐照度。温度检测传感器设置在光伏组件11的背面，用于检测光伏组件11的温度。角度传感器设置于光伏组件11，用于反馈光伏组件11的角度。
上述传感器的主要作用是检测实验工况是否满足上述光伏组件11的标准测试环境。
摆动传感器连接于光源支架8，用于检测光源支架8的摆动角度，光源支架8的转动部位位于光源支架8与立柱2的连接点，其摆动方式可采用现有技术中的任意一种，本实施例不做限定，只需能够使光源支架8沿着其与立柱2的连接点在水平方向转动即可。
工作时，光源支架8在支架电机6及支架减速机7的作用下可在水平方向偏转，用以模拟太阳在一天中的位置变化，转动机构用于实现光伏组件的转动（以立柱2为轴心）；角度调节机构用于确定当前光伏组件的俯仰角与方位角。光源支架8、转动机构及角度调节机构能够全方位的模拟太阳与光伏组件11的相对位置及角度。
连接块19的预压顶珠及支撑架二58的通孔或凹槽设计能够满足光伏组件11快速拆装的需求，拆装时，只需用力按压或拉动光伏组件11即可完成。
遮挡本体13能够实现对于光伏组件11的快速遮挡调节，并且能够通过紧定旋钮及刻度尺17对于遮挡面积实现快速、精确的调节。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种日光模拟装置，其特征在于，包括底架、调节机构(5)、遮挡组件、光源支架(8)、模拟光源(9)及用于驱动光源支架(8)转动的光源支架驱动装置，所述底架上端连接调节机构(5)，所述光源支架(8)连接模拟光源(9)；
所述遮挡组件包括支撑板(10)、导向杆(12)、遮挡本体(13)、收卷轴(14)及滑槽板(15)，所述滑槽板(15)连接支撑板(10)且设有滑槽(16)，所述导向杆(12)的两端连接滑槽板(15)，所述遮挡本体(13)收卷于导向杆(12)，遮挡本体(13)的一端还连接收卷轴(14)，收卷轴(14)的两端连接滑槽(16)，所述收卷轴(14)两端设有紧定旋钮；
光伏组件(11)连接支撑板(10)，所述支撑板(10)连接调节机构(5)，所述调节机构(5)用于驱动支撑板(10)转动或调节支撑板(10)的角度；
所述调节机构连接装置包括连接块(19)，所述连接块(19)设有预压顶珠，所述连接块(19)连接于支撑板(10)；
其中，所述调节机构(5)包括转动机构及角度调节机构，所述转动机构包括支撑架一(51)、水平电机(52)、水平减速机(53)及转轴一(56)，所述支撑架一(51)下端连接底架，所述转轴一(56)上端连接水平减速机(53)的输出端，下端连接支撑架一(51)；
所述角度调节机构包括俯仰电机(54)、俯仰减速机(55)、转轴二(57)及支撑架二(58)，所述俯仰减速机(55)的输入端连接俯仰电机(54)，输出端连接转轴二(57)，所述转轴二(57)的两端连接支撑架二(58)，所述支撑架二(58)连接连接块(19)，所述支撑架二(58)设有若干通孔或凹槽，当支撑架二(58)连接连接块(19)时，所述预压顶珠连接通孔或凹槽；
所述底架包括底座(1)及立柱(2)，所述立柱(2)上端连接调节机构(5)，下端连接底座(1)，所述底座(1)包括若干根铝型材、外角连接件(3)及脚轮(4)，所述外角连接件(3)连接铝型材，所述脚轮(4)连接铝型材，所述脚轮(4)是具有制动功能的万向轮。
2.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，所述支撑板(10)还设有底部挡块(18)。
3.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，所述光源支架驱动装置包括支架电机(6)及支架减速机(7)，所述支架减速机(7)的输出端及输入端分别连接光源支架(8)的端部、支架电机(6)。
4.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，所述模拟光源(9)的色温是5000K-6000K。
5.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，所述连接块(19)有四个。
6.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，还包括光辐照度传感器(20)、角度传感器、温度检测传感器、摆动传感器，所述光辐照度传感器(20)连接于光伏组件(11)，所述温度检测传感器设置在光伏组件(11)的背面，所述角度传感器设置于光伏组件(11)，所述摆动传感器连接于光源支架(8)。
7.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，所述滑槽板(15)还设有刻度尺(17)。
8.根据权利要求1所述的一种日光模拟装置，其特征在于，所述模拟光源(9)模拟光源还设有滤光片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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