CN204991658U - 一种太阳电池户外测试平台 - Google Patents

Abstract

一种太阳电池户外测试平台，属于太阳电池测试测量领域，包括追日装置、托架腔体、托架窗口、电池托架、太阳电池温度传感器、标准太阳电池、光谱仪、支架、恒温装置和控制电路板；追日装置包括伺服电机和辐照度探测器，伺服电机设置于电池托架与支架间；辐照度探测器安装在托架腔体或电池托架两者之一的上端面；托架腔体设置于支架上；托架窗口设置于托架腔体上端面；电池托架设置于托架腔体与托架窗口间；标准太阳电池设置于电池托架的上端面一侧；太阳电池温度传感器设置于电池托架上端面。通过改进，使得测试平台整体可以作为移动部件通过车辆或其它交通工具运输至不同位置进行使用，也可以作为固定测试点放置于特定位置进行长期测试。

Description

一种太阳电池户外测试平台

技术领域

本实用新型属于太阳电池测试测量领域，尤其涉及一种太阳电池户外测试平台。

背景技术

目前，在太阳电池的研究和生产过程中，光伏企业及相关研究单位一般使用室内太阳模拟器对其进行电参数测量。在测试过程中，可以人为地控制太阳电池所处的环境，从而获得其在不同条件下的IV特性曲线等参数。该测试方法的优势在于，可以人为地控制辐照度、温度等条件，模拟不同环境下太阳电池的工作性能。然而，该方法存在的缺陷在于，室内太阳模拟器的出射光线与自然条件下的太阳光，在光谱分布、出射角度等方面存在较大差异，人为模拟环境不能有效反应太阳电池在户外复杂条件下的真实工作状态，因此，建立符合IEC60904-1和GB/T6495.1所规定的太阳电池户外测试平台对其进行户外环境下的IV特性测试显得尤为重要。

在太阳电池测试中，辐照度和温度是两个对IV特性影响较大的因素，特别对于商业用太阳电池，由于自身面积较大，在不使用控温措施时，太阳电池内部各电池片及电池片上不同区域之间存在较大温差，在室外坏境下，这种温差更加显著，对IV特性测量准确度造成较大影响。如中国专利CN202102080U提出的“额定太阳电池组件工作温度的测试平台”，使用温度传感器测量太阳电池的温度，即使用太阳电池上有限点的温度代替太阳电池内所有电池片的温度进行计算，忽略了自然环境下太阳电池内部的温差，并且该测试平台没有相应的方法保证测试平面与太阳光垂直角度偏差在相关标准规定范围内，依据IEC60904-1，该角度偏差在±5°以内，依据GB/T6495.1，该角度偏差在±10°以内。

发明内容

本实用新型旨在对上述现有技术中存在的不足提供一种太阳电池户外测试平台，以满足当前太阳电池在户外条件下电性能精确测试的环境要求。

一种太阳电池户外测试平台，包括追日装置、托架腔体、托架窗口、电池托架、太阳电池温度传感器、标准太阳电池、光谱仪、支架、恒温装置和控制电路板；所述追日装置包括伺服电机和辐照度探测器，伺服电机设置于电池托架与支架之间，伺服电机在控制电路板的控制下，实现对电池托架的角度调整，使待测太阳电池与太阳光入射方向可调；辐照度探测器安装在托架腔体或电池托架两者之一随伺服电机运动的部件的上端面，并且正面不被测试平台上的任何部件遮挡；所述托架腔体设置于支架上；所述托架窗口设置于前述托架腔体的上端面，所述托架窗口可以打开或关闭，关闭时，待测太阳电池不受光照，打开时，待测太阳电池可以接收光照。托架窗口同时还具有热隔绝的作用；所述电池托架设置于托架腔体与托架窗口之间，用于放置待测太阳电池；所述标准太阳电池设置于电池托架的上端面的任意一侧，在托架窗口内部边缘处，为经过具有相关资质的检测机构标定的一级标准太阳电池，通过连接线与控制电路板相连；所述太阳电池温度传感器设置于电池托架上端面的一侧，且垂直于电池托架上端面，对待测太阳电池温度进行测量，同时，不对垂直照射到待测太阳电池上的太阳光造成遮挡；所述光谱仪与前述标准太阳电池设置于同一侧，与控制电路板间电连接，用于采集测量待测太阳电池时的太阳光谱，其探头安装在标准太阳电池旁边，并且与标准太阳电池在同一平面；所述恒温装置设置于前述托架腔体的腔体内，与控制电路板间电连接；恒温装置包括半导体制冷片、温度传感器和散热风扇。控制电路板实时采集托架腔体内部温度，并与设定值对比，驱动半导体制冷片进行制冷或制热或两者同时工作，将托架腔体内部温度调整至设定值。所述控制电路板设置于托架腔体的腔体内；

本实用新型所述的太阳电池户外测试平台，所述电池托架上设置有可伸缩式夹持装置。通过调整夹持位置，实现太阳电池在托架上的高度调整。

本实用新型所述的太阳电池户外测试平台，所述托架窗口为卷帘状或盖状。

本实用新型所述的太阳电池户外测试平台，所述托架窗口可以与托架腔体组成密闭腔体，也可以是所述托架窗口与托架腔体、电池托架三者之间组成密闭腔体。

本实用新型所述的太阳电池户外测试平台，所述支架包括支撑杆和支撑架，支撑架为普通钢板，支撑杆在支撑架的正中心与其焊接，支撑架通过螺丝螺接方式与地面或其它平面相连接，实现测试平台的稳定放置。

本实用新型所述的太阳电池户外测试平台，通过太阳电池测试平台的改进，使得测试平台整体可以作为移动部件通过车辆或其它交通工具运输至不同位置进行使用，也可以作为固定测试点放置于特定位置进行长期测试。并且为太阳电池户外测试提供了一个可开关的恒温腔体，可以使待测太阳电池平面上各区域温度一致且为可控的值，并且在该可控目标下进行电性能测试，并且追日装置能够使待测太阳电池与太阳光角度可控，提高了户外太阳电池测试的准确度，提升了同一太阳电池在不同时间和不同太阳电池之间测试结果对比的可信度。

附图说明

图1为本实用新型太阳电池户外测试平台的结构示意图；

其中：1-追日装置、2-托架腔体、3-托架窗口、4-电池托架、5-太阳电池温度传感器、6-标准太阳电池、7-光谱仪、8-支架、9-恒温装置、10-控制电路板。

具体实施方式

本实用新型所述的太阳电池户外测试平台，在技术方案中所描述的“太阳电池”仅指以光生伏特效应为原理的光电转换器件，不对其生产工艺及连接方式、数量等作限制，其可以是晶体硅、薄膜、异质结等类型太阳电池，也可以是单片太阳电池以及多片太阳电池经过一定的串联或并联连接而成的组合形式。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，为太阳电池户外测试平台实施例1，该测试平台包括：包含追日装置1、托架腔体2、托架窗口3、电池托架4、太阳电池温度传感器5、标准太阳电池6、光谱仪7、支架8、恒温装置9、控制电路板10。所述的电池托架4作为整个测试平台的主体框架，通过支撑杆8a和支撑架8b与地面或其它装置连接。电池托架4与支撑杆8a之间使用追日装置1的伺服电机连接。伺服电机在控制电路板10的控制下，实现对电池托架4及其上所有部件的角度调整，使待测太阳电池与太阳光入射方向调整为设定值。追日装置1使用双轴追日系统，由两个转动方向平行地伺服电机组成。两个竖直方向辐照度探测器1a和两个水平方向辐照度探测器1b分别与两个伺服电机的转动方向平行。控制电路板10实时采集电池托架4上的四个辐照度探测器上的电流，通过比较同一方向上的两个辐照度探测器1采集的电流大小确定相应方向伺服电机的转动方向，直至该方向上两个辐照度探测器1采集到的电流大小与计算出来的太阳光角度对应。

所述电池托架4使用可伸缩式夹持装置与待测太阳电池连接，使之在放置不同厚度的待测太阳电池时，均可使待测太阳电池的前表面与标准太阳电池6、光谱仪7在同一平面。

所述的托架窗口3固定在托架腔体2的一面，在控制电路板10的控制下，驱动伺服电机完成打开和关闭操作。作为优选，托架窗口3的卷帘开关方向沿电池托架4的长边方向，并且沿中间对称分布，这样能够使其以最短的时间完成打开和关闭的操作。更短的打开时间能够保证测试时待测太阳电池上各单片太阳电池的温度均一致且为电池托架4的设定温度，过长的打开时间，使得打开过程中，电池托架4内部与外部之间的空气对流使得待测太阳电池平面上各区域之间存在温度偏差，并且偏离电池托架4的设定温度。

所述的太阳电池温度传感器5，包含温度传感器5a和支架5b，安装在电池托架4正面，使太阳电池温度传感器5从托架窗口3的窗口外对窗口内的待测太阳电池温度进行测量，同时，不对照射到待测太阳电池上的太阳光造成遮挡。

所述的标准太阳电池6为经过具有相关资质的检测机构标定的一级标准太阳电池，安装于电池托架4正面，在托架窗口3窗口内部边缘，通过连接线与控制电路板10相连。

所述的光谱仪7用于采集测量待测太阳电池时的太阳光谱，其探头安装在标准太阳电池6旁边，并且与标准太阳电池在同一平面。

所述的恒温装置9包括半导体制冷片、温度传感器和散热风扇。恒温装置9位于电池托架腔体2内部，控制电路板10实时采集托架腔体2内部温度，并与设定值对比，驱动半导体制冷片进行制冷或制热或两者同时工作，将托架内部温度调整至设定值。

所述的控制电路板10，实时采集四个辐照度探测器1a和1b的电流，驱动相应方向的伺服电机转动，从而调整相应方向上的电池托架4的角度，直至该方向上两个辐照度探测器采集到的电流大小与计算出来的太阳光角度对应;同时可以驱动恒温装置制冷片进行制冷或制热，直至托架腔体2内部温度恒定为目标值。

以上显示和描述了本实用新型的基本结构、主要特征和解决的当前技术中存在的问题。本行业的技术人员应该了解，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不超出权利要求书所要求的范围内，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种太阳电池户外测试平台，包括追日装置（1）、托架腔体（2）、托架窗口（3）、电池托架（4）、太阳电池温度传感器（5）、标准太阳电池（6）、光谱仪（7）、支架（8）、恒温装置（9）和控制电路板（10）；所述追日装置（1）包括伺服电机和辐照度探测器，其特征在于：伺服电机设置于电池托架（4）与支架（8）之间；辐照度探测器安装在托架腔体（2）或电池托架（4）两者之一的部件的上端面；所述托架腔体（2）设置于支架（8）上；所述托架窗口（3）设置于前述托架腔体（2）的上端面；所述电池托架（4）设置于托架腔体（2）与托架窗口（3）之间；所述标准太阳电池（6）设置于电池托架（4）的上端面的任意一侧；所述太阳电池温度传感器（5）设置于电池托架（4）上端面的一侧，且垂直于电池托架（4）上端面；所述光谱仪（7）与前述标准太阳电池（6）设置于同一侧，与控制电路板（10）间电连接；所述恒温装置（9）设置于前述托架腔体（2）的腔体内，与控制电路板（10）间电连接；所述控制电路板（10）设置于托架腔体（2）的腔体内。

2.根权利要求1所述的太阳电池户外测试平台，其特征在于所述电池托架（4）上设置有可伸缩式夹持装置。

3.根据权利要求2所述的太阳电池户外测试平台，其特征在于所述托架窗口（3）为卷帘状或盖状。

4.根据权利要求3所述的太阳电池户外测试平台，其特征在于所述支架（8）包括支撑杆和支撑架，支撑杆在支撑架的正中心与其焊接，支撑架通过螺接与地面或其它平面相连接。