CN109991692A - 一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器及其调节方法 - Google Patents

一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器及其调节方法 Download PDF

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吴瑞阳
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Xie Xingrong
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Shanghai Quanzhi New Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器及其调节方法，属于光伏电池检测领域，本调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器具体包括方形减光板，所述减光板上设有多个贯通所述减光板的透光孔，所述减光板连接在所述太阳模拟器的照射端上，所述太阳模拟器照射光线穿过所述透光孔。本调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器的有益效果是能够在不改变电源的电流大小的情况下对直射式太阳模拟器的辐照度进行调节，使得照射的光线保持稳定和均匀，不影响对太阳能电池的检测。

Description

一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器及其调节方法
技术领域
本发明属于光伏电池检测领域，具体涉及一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器及其调节方法。
背景技术
对太阳能电池检测中需要使用模拟太阳照射检测，目前使用直射式氙灯太阳模拟器，检测出太阳电池在低的辐照度下对光的敏感性及光敏范围，因此需要对直射式氙灯太阳模拟器的辐照度进行调节，而直射式氙灯太阳模拟器的辐照度可实现很宽的调节范围，如700-1200W/m2，有的低辐照度甚至达到200W/m2。目前直射式氙灯太阳模拟器最常用的辐照度强度调节方式，主要是通过调节电源的电流，来改变氙灯光源的输入功率，达到对光源的强度变化，以满足不同辐照度的要求。但此种方法调节到低辐照度时，会出现电源的电流的不稳定性而导致辐照度不能满足检定的标准。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器及其调节方法，能够在不改变电源的电流大小的情况下对直射式太阳模拟器的辐照度进行调节，使得照射的光线保持稳定和均匀，不影响对太阳能电池的检测。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器，包括方形减光板，所述减光板上设有多个贯通所述减光板的透光孔，所述减光板连接在所述太阳模拟器的照射端上，所述太阳模拟器照射光线穿过所述透光孔。
本发明减光器的有益效果是：将减光器连接在直射式太阳模拟器的输出光路上，使光经过减光器衰减后照射到测试面，测试面得到衰减后的均匀光，从而完成对辐照度的衰减调节。通过插入减光器能够保持氙灯的输出功率不变，不会出现照射不稳定的情况，同时通过插入不同孔数的减光器，可得到所需的不同辐照度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述减光板的边长为450-500mm。
采用上述进一步方案的有益效果是：适用多种直射式太阳模拟器。
进一步，所述透光孔为方形，所述透光孔成矩阵式排列，所述透光孔的边长为11.25-22.5mm，所述透光孔的数量为100-400个。
采用上述进一步方案的有益效果是：方形透光孔制造更容易控制。
进一步，所述透光孔为圆形，所述透光孔成矩阵式排列，所述透光孔的面积为312.5-1250mm2，所述透光孔的数量为100-400个。
采用上述进一步方案的有益效果是：圆形透光孔照射的光线更均匀。
进一步，所述减光板的厚度小于等于1mm。
采用上述进一步方案的有益效果是：减光板越薄，光线穿过每个孔时，光路更不易发生改变，从而不影响辐照面的均匀性。
本发明还提供一种直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，其特征在于，包括具体以下步骤：
S1、根据使用需要确定直射式太阳模拟器的辐照度；
S2、根据步骤S1中确定的辐照度与直射式太阳模拟器的额定辐照度计算得到需要减光倍数；
S3、测量减光板的面积，再根据减光倍数计算出透光孔的面积与数量，制作减光器或选择已制作的减光器；
具体计算公式如下：
A孔N＝βA
A孔-透光孔面积；
A-减光板面积；
N-透光孔数量；
β-减光倍数；
S4、将步骤S3中制作的减光器或选择的减光器放在直射式太阳模拟器的照射端。
本发明调节方法的有益效果是：能够根据需要的辐照度，计算后出对应减光器，再使用对应的减光器进行减光后，使得直射式太阳模拟器的辐照度直接达到测试要求，提高检测效率。
进一步，所述减光倍数的计算公式如下：
β-减光倍数；
Q1-需要辐照度；
Q2-额定辐照度。
采用上述进一步方案的有益效果是：用于快速计算减光倍数。
进一步，所述减光器的计算公式如下：
βL2＝Nα2
β-减光倍数；
L-减光器的边长；
α-透光孔的边长。
采用上述进一步方案的有益效果是：当透光孔为方形孔时，能够计算出透光孔的边长，利于对减光器进行加工制造。
进一步，所述额定辐照度为采用标准电池标定的短路电流值计算得到的辐照度值
采用上述进一步方案的有益效果是：利于得到额定辐照度进行计算。
附图说明
图1为本发明实施例1减光板俯视图；
图2为本发明实施例2减光板俯视图；
图3为本发明减光板安装位置示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、减光板，2、透光孔，3、太阳模拟器，4、太阳能电池，5、螺纹孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，包括具体以下步骤：
S1、根据使用需要确定直射式太阳模拟器3的辐照度，需要使用的直射式太阳模拟器3的辐照度为200W/m2，即Q1为200W/m2；
S2、根据步骤S1中确定的辐照度与直射式太阳模拟器3的额定辐照度计算得到需要减光倍数；所述额定辐照度为采用标准电池标定的短路电流值计算得到的辐照度值；
所述减光倍数的计算公式如下：
β-减光倍数；
Q1-需要辐照度；
Q2-额定辐照度。
其中Q2为800W/m2，将Q1和Q2带入公式，计算出减光倍数β为0.25；
S3、测量减光板1的面积，再根据减光倍数计算出透光孔2的面积与数量，制作减光器；
具体计算公式如下：
βL2＝Nα2
L-减光器的边长；
α-透光孔的边长
N-透光孔数量；
β-减光倍数；
其中减光板1的面积为0.2025m2，带入算得出透光孔2的面积与数量之间的关系为Nα2＝0.050625m2，由于透光孔2阵列分布，当透光孔2的数量为100时，透光孔2的面积为0.00050625m2，透光孔2的边长为22.5mm；当透光孔2的数量为400时，透光孔2的面积为0.0001265625m2，透光孔2的边长为11.25mm。根据加工工艺需要，选择适合的透光孔2数量以及透光孔2边长。
S4、将步骤S3中制作的减光器或者选择上述计算数量透光孔2以及边长的减光器，通过螺栓安装放在直射式太阳模拟器3的照射端，使得直射式太阳模拟器3照射出来的光线从透光孔2中穿过照射到太阳能电池4上，而无法从透光孔2中穿过的光线被遮挡住，使得直射式太阳模拟器3的辐照度达到检测要求，同时在辐照面上通过放置标准太阳电池或组件，并测试标准太阳电池或组件的短路电流值的大小，因短路电流与辐照度呈线性比例，故通过换算对比标准电池不同辐照度下的短路电流值，可检测出通过减光器后，辐照度的实际值，经过检测安装减光器后的直射式太阳模拟器3的辐照度为200W/m2；以此来判断通过采用本减光器能够达到检测太阳电池的作用。其中短路电流与辐照度呈线性比例是本领域技术人员均公知的事实，因此本发明不再对其原理和结果再详细描述。
另外，本实施例还提供一种采用上述直射式太阳模拟器辐照度的调节方法计算得出的减光器，具体包括方形减光板1，所述减光板1的厚度为1mm，所述减光板1上设有方形的贯通所述减光板1的透光孔2，所述透光孔2成矩阵式排列；透光孔2的数量为400个，透光孔2的边长为11.25mm，减光板1的四侧边均设有用于与直射式太阳模拟器3连接的螺纹孔5，通过螺栓穿过螺纹孔5与直射式太阳模拟器3的照射端拆卸连接，其中太阳模拟器3为现有技术，具体结构不再详细描述，具体如图1所示。
实施例2
本实施例提供一种直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，包括具体以下步骤：
S1、根据使用需要确定直射式太阳模拟器3的辐照度，需要使用的直射式太阳模拟器3的辐照度为400W/m2，即Q1为400W/m2；
S2、根据步骤S1中确定的辐照度与直射式太阳模拟器3的额定辐照度计算得到需要减光倍数；所述额定辐照度为采用标准电池标定的短路电流值计算得到的辐照度值；
所述减光倍数的计算公式如下：
β-减光倍数；
Q1-需要辐照度；
Q2-额定辐照度。
其中Q2为800W/m2，将Q1和Q2带入公式，计算出减光倍数β为0.5；
S3、测量减光板1的面积，再根据减光倍数计算出透光孔2的面积与数量，制作减光器；
具体计算公式如下：
A孔N＝βA
A孔-透光孔面积；
A-减光板面积；
N-透光孔数量；
β-减光倍数；
其中减光板1的面积为0.25m2，带入算得出透光孔2的面积与数量之间的关系为Nα2＝0.125m2，由于透光孔2阵列分布，当透光孔2的数量为100时，透光孔2的面积为0.00125m2；当透光孔2的数量为400时，透光孔2的面积为0.0003125m2。根据加工工艺需要，选择适合的透光孔2数量以及透光孔2面积。
S4、将步骤S3中制作的减光器或者选择上述计算数量透光孔2以及面积的减光器，通过螺栓安装放在直射式太阳模拟器3的照射端，使得直射式太阳模拟器3照射出来的光线从透光孔2中穿过照射到太阳能电池4上，而无法从透光孔2中穿过的光线被遮挡住，使得直射式太阳模拟器3的辐照度达到检测要求，同时在辐照面上通过放置标准太阳电池或组件，并测试标准太阳电池或组件的短路电流值的大小，因短路电流与辐照度呈线性比例，故通过换算对比标准电池不同辐照度下的短路电流值，可检测出通过减光器后，辐照度的实际值，经过检测安装减光器后的直射式太阳模拟器3的辐照度为400W/m2；以此来判断通过采用本减光器能够达到检测太阳电池的作用。其中短路电流与辐照度呈线性比例是本领域技术人员均公知的事实，因此本发明不再对其原理和结果再详细描述。
另外，本实施例还提供一种采用上述直射式太阳模拟器辐照度的调节方法计算得出的减光器，具体包括方形减光板1，所述减光板1的厚度为1mm，所述减光板1上设有圆形的贯通所述减光板1的透光孔2，所述透光孔2成矩阵式排列。透光孔2的数量为100个，透光孔2的边长为0.00125m2，减光板1的四侧边均设有用于与直射式太阳模拟器3连接的螺纹孔5，通过螺栓穿过螺纹孔5与直射式太阳模拟器3的照射端拆卸连接，其中太阳模拟器3为现有技术，具体结构不再详细描述，具体如图2所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器，其特征在于，包括方形减光板，所述减光板上设有多个贯通所述减光板的透光孔，所述减光板连接在所述太阳模拟器的照射端上，所述太阳模拟器照射光线穿过所述透光孔。
2.根据权利要求1所述的调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器，其特征在于，所述减光板的边长为450-500mm。
3.根据权利要求1所述的调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器，其特征在于，所述透光孔为方形，所述透光孔成矩阵式排列，所述透光孔的边长为11.25-22.5mm，所述透光孔的数量为100-400个。
4.根据权利要求1所述的调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器，其特征在于，所述透光孔为圆形，所述透光孔成矩阵式排列，所述透光孔的面积为312.5-1250mm2，所述透光孔的数量为100-400个。
5.根据权利要求1-4任一项所述的调节直射式太阳模拟器辐照度的减光器，其特征在于，所述减光板的厚度小于等于1mm。
6.一种直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据使用需要确定直射式太阳模拟器的辐照度；
S2、根据步骤S1中确定的辐照度与直射式太阳模拟器的额定辐照度计算得到需要减光倍数；
S3、测量减光板的面积，再根据减光倍数计算出透光孔的面积与数量，制作减光器或选择已制作的减光器；
具体计算公式如下：
A孔N＝βA
A孔-透光孔面积；
A-减光板面积；
N-透光孔数量；
β-减光倍数；
S4、将步骤S3中制作的减光器或选择的减光器放在直射式太阳模拟器的照射端。
7.根据权利要求6所述的直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，其特征在于，所述减光倍数的计算公式如下：
β-减光倍数；
Q1-需要辐照度；
Q2-额定辐照度。
8.根据权利要求6所述的直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，其特征在于，所述减光器的计算公式如下：
βL2＝Wa2
β-减光倍数；
L-减光器的边长；
α-透光孔的边长。
9.根据权利要求6-7任一项所述的直射式太阳模拟器辐照度的调节方法，其特征在于，所述额定辐照度为采用标准电池标定的短路电流值计算得到的辐照度值。
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