CN212486463U - 一种具有温度调节功能的光学隧道 - Google Patents

Abstract

本实用公开了一种具有温度调节功能的光学隧道，包括光学隧道，所述光学隧道通过第二隔板将内部空间分隔为光学隧道前半段和光学隧道后半段，所述光学隧道前半段背离光学隧道后半段的一端设有光源，所述光学隧道前半段通过第一隔板分隔为两个部分，且第一隔板和第二隔板相互平行。本实用涉及一种光学隧道，特别涉及一种具有温度调节功能的光学隧道，属于太阳能光伏组件电性能(电流、电压、功率、转换效率、辐照强度等)测量设备配备的光学隧道技术领域。本实用通过将温控单元有机的结合到光学隧道结构上，在满足光学调整功能的前提下，实现对待测组件的精准温度控制。

Description

一种具有温度调节功能的光学隧道

技术领域

本实用涉及一种光学隧道，特别涉及一种具有温度调节功能的光学隧道，属于太阳能光伏组件电性能(电流、电压、功率、转换效率、辐照强度等) 测量设备配备的光学隧道技术领域。

背景技术

在光伏组件测试领域，组件温度补偿系数是组件电性能测试过程中需要应用的重要参数，这些组件的温度系数的过程是在15℃到75℃的温度区间内多点测量光伏组件的电流、电压、串联电阻等关键电性能数据，通过数据的整合得到电流、电压、串联电阻等参数随温度变化的规律，从而得到该型组件的温度补偿系数。而角度测量也是IEC关于光伏组件在0度到90度之间电性能测量的技术需求。目前，各大核心第三方检测机构以及组件生产厂家实验室普遍使用独立温控设备配备IV测试仪来实现组件温度系数的测量，或者采用将独立的温控单元放置于阳光模拟器光学隧道(暗室)内进行测量。然而，这种测试方案存在以下问题：

1、由于温度测试范围大，点数多，造成测试人员需要将待测组件频繁的在温控设备与IV测试仪之间转移，工作量大，测试效率低下；

2、待测组件的温度在转移过程中，存在温度的变化，无法第一时间准确得到设定温度下的电性能参数。

3、因为光伏组件的材料组成有玻璃、EVA、合金、硅电池、焊带等组成，组件转移过程中造成的组件各个部位升降温不同会造成测量结果的偏差。

4、部分机构或实验室采用的将温控腔体放置于光学隧道内部(暗室)的方法，均采用前部增加玻璃模式，玻璃造成的光强度损失或对模拟器光源光谱造成的改变会影响测量结果。

5、如果采用将光学隧道改变为温度控制光学隧道，则目前实际无解决模拟器的监控电池或WPVS国际标准电池控温在25+/-2℃的方法。

目前，各大核心第三方检测机构以及组件生产厂家实验室普遍使用氙灯点光源的IV测试仪，这类测试仪配备有改善光源性质的光学隧道结构。

实用新型内容

本实用的目的在于提供一种通过将温控单元有机的结合到光学隧道结构上，在满足光学调整功能的前提下，实现对待测组件的精准温度控制的设计方案。

为实现上述目的，本实用提供如下技术方案：一种具有温度调节功能的光学隧道，包括光学隧道，所述光学隧道通过第二隔板将内部空间分隔为光学隧道前半段和光学隧道后半段，所述光学隧道前半段背离光学隧道后半段的一端设有光源，所述光学隧道前半段通过第一隔板分隔为两个部分，且第一隔板和第二隔板相互平行，所述第一隔板和第二隔板上分别开设有一号窗口和二号窗口，所述二号窗口上设有做开合运动的温控移动门，所述光学隧道后半段上端设有温控送风装置，所述光学隧道后半段上端固定安装有温控送风装置，所述光学隧道后半段内部上端设有待测组件，所述待测组件通过驱动机构朝二号窗口方向做前后位移运动，且待测组件通过驱动机构做旋转运动，所述待测组件上端设有独立监控电池腔体。

作为本实用的一种优选技术方案，所述光学隧道后半段背离光学隧道前半段的一端设有手动移动门。

作为本实用的一种优选技术方案，所述驱动机构包括固定安装在光学隧道后半段内部顶端的自动轨道马达机构，所述待测组件通过待测光伏组件支架固定安装在自动轨道马达机构下端，所述自动轨道马达机构带动待测光伏组件支架朝二号窗口方向做前后位移运动，所述待测光伏组件支架下端固定安装有旋转电机，且待测组件固定安装在旋转电机输出端。

作为本实用的一种优选技术方案，所述温控移动门通过PLC控制在二号窗口上做开合运动。

作为本实用的一种优选技术方案，所述二号窗口的面积大于一号窗口的面积。

作为本实用的一种优选技术方案，所述光学隧道内部表面上设有一层吸光率为99％的黑色涂料。

作为本实用的一种优选技术方案，所述光学隧道内部表面上设有陷光结构。

与现有技术相比，本实用的有益效果是：

本实用通过将温控单元有机的结合到光学隧道结构上，在满足光学调整功能的前提下，实现对待测组件的精准温度控制。

附图说明

图1为本实用的结构示意图。

图中：1、光学隧道；2、第一隔板；3、第二隔板；4、一号窗口；5、二号窗口；6、光源；7、温控移动门；8、温控送风装置；9、自动轨道马达机构；10、待测光伏组件支架；11、独立监控电池腔体；12、待测组件；13、手动移动门；14、光学隧道前半段；15、光学隧道后半段。

具体实施方式

下面将结合本实用实施例中的附图，对本实用实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用保护的范围。

请参阅图1，本实用提供了一种具有温度调节功能的光学隧道，包括光学隧道1，光学隧道1通过第二隔板3将内部空间分隔为光学隧道前半段14和光学隧道后半段15，光学隧道前半段14背离光学隧道后半段15的一端设有光源6，光学隧道前半段14通过第一隔板2分隔为两个部分，且第一隔板2 和第二隔板3相互平行，第一隔板2和第二隔板3上分别开设有一号窗口4 和二号窗口5，二号窗口5上设有做开合运动的温控移动门7，光学隧道后半段15上端设有温控送风装置8，通过PLC控制温控送风装置8吹入光学隧道 1内部的温度，光学隧道后半段15上端固定安装有温控送风装置8，光学隧道后半段15内部上端设有待测组件12，待测组件12通过驱动机构朝二号窗口5方向做前后位移运动，且待测组件12通过驱动机构做旋转运动，待测组件12上端设有独立监控电池腔体11。

其中，光学隧道后半段15背离光学隧道前半段14的一端设有手动移动门13。

其中，驱动机构包括固定安装在光学隧道后半段15内部顶端的自动轨道马达机构9，待测组件12通过待测光伏组件支架10固定安装在自动轨道马达机构9下端，9包括轨道、电机和皮带，待测光伏组件支架10安装在皮带上，通过电机驱动，自动轨道马达机构9带动待测光伏组件支架10朝二号窗口5 方向做前后位移运动，待测光伏组件支架10下端固定安装有旋转电机，且待测组件12固定安装在旋转电机输出端。

其中，温控移动门7通过PLC控制在二号窗口5上做开合运动。

其中，二号窗口5的面积大于一号窗口4的面积。

其中，光学隧道1内部表面上设有一层吸光率为99％的黑色涂料。

其中，光学隧道1内部表面上设有陷光结构，通过增加表面的反射面来提高吸光率，陷光结构呈均匀分布的金字塔状突起。

一种具有温度调节功能的光学隧道制造方法，包括步骤一，根据要求有效测试面积，设计并制造光学隧道主体分割结构；

步骤二，设计并制造非保温处理的光学隧道前半段；

步骤三，设计并制造具有保温功能的光学隧道后半段；

步骤四，设计并制造可旋转的待测组件支撑结构；

步骤五，根据适用温度范围及温度调整及控制要求，设计并制造温度调节自控系统；

步骤六，设计并制造高透光率的光谱玻璃，结合模拟器自身光谱滤镜，满足最终AM1.5G国际A+级标准光谱设计，将光谱透光滤镜移动到模拟器光源位置，采用整体光学隧道全部控温的方式，以减少以上设计的电动开门步骤，实现太阳能模拟器滤镜作为温控光学隧道内部整体控温并与外界在完成一个 15℃到75℃测试循环中的全部隔离；

步骤七，设计并制造独立控制监控电池或WPVS国际标准电池的温度控制腔体，并在光源与电池之间设计并制造切换门或安装步骤六的高透光谱滤镜；

步骤八，完成整体具有温度调节功能的光学隧道的安装及调试；

步骤九，完成光学温度控制隧道(温度控制光学暗室)的PLC控制单元设计和安装，与阳光模拟器进行联动调试，实现光学隧道、温控系统、角度旋转控制、阳光模拟器闪光和数据输出的集成一体化软硬件控制。

下面将具体阐述本实用的工作原理：光学隧道1根据是否要求进行温度调节的要求，分为前后两个区域；在非保温光学隧道部分，即光学隧道前半段14，设置有限制光照区域、改善光源光照品质的两层隔断结构(1号窗口和2号窗口)；非保温光学隧道结构与保温光学隧道(即光学隧道后半段15) 结构之间设有温控移动门，用于在IV测试工作环境与待测组件温度调节工作环境之间的切换；组件的温度调节采用温控送风系统实现；待测光伏组件支架10安装在轨道上(即自动轨道马达机构9)，其可在轨道上前后移动，安装待测组件12后，待测光伏组件支架10移动到测试位置处；独立监控电池腔体11，保证监控电池温度维持在25±2℃的范围内。

采用本实用IV测试仪测量并得到温度补偿系数的过程：

打开手动控制移动门，将待测组件放置到组件支架上，并将待测组件与 IV测试仪连接；

控制待测组件移动到测试位置处，并将手动控制移动门关闭；

控制温控单元将待测试组件温度调节到设定温度；

打开PLC控制温控移动门；

IV测试仪测试待测组件的电性能主要参数；

组件电性能参数测试完成后，关闭PLC控制温控移动门；

进行下一个温度点的测试流程；

得到该类型待测组件所有温度点的电性能参数；

数据整理，并得到该型组件电流、电压、串阻等电性能参数的温度补偿系数。

如需进行角度测量，则通过电脑设置角度，然后进行测量。

作为优选的方案，以上测试过程可实现完全自动测试过程，与太阳能模拟器进行数据额测量的集成整合、误测量的复测、测量结果偏差的二次自动测量等，一键得到温度补偿系数的软件数据输出和角度测量结果的数据保存。

非保温光学隧道段，采用标准国标铝型材及铝塑板搭建，中间窗口隔断采用1mm铝板，表面进行哑光黑处理；窗口的尺寸根据光照测试面积制定；

保温光学隧道段，外部主壳体采用真空隔热层的方式，进行保温；

温度调节系统采用滑模控制，提高温度控制的精准性，而不增加系统的复杂性；

待测组件支架10在自动前后移动的基础上，设置水平旋转及垂直俯仰结构，并可自动调整到设定角度；

独立监控电池腔体采用光谱滤镜隔离或气帘封闭及监控电池背板液冷调节的方式，保证监控电池温度维持在25±2℃的范围内。

尽管已经示出和描述了本实用的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种具有温度调节功能的光学隧道，包括光学隧道(1)，其特征在于，所述光学隧道(1)通过第二隔板(3)将内部空间分隔为光学隧道前半段(14)和光学隧道后半段(15)，所述光学隧道前半段(14)背离光学隧道后半段(15)的一端设有光源(6)，所述光学隧道前半段(14)通过第一隔板(2)分隔为两个部分，且第一隔板(2)和第二隔板(3)相互平行，所述第一隔板(2)和第二隔板(3)上分别开设有一号窗口(4)和二号窗口(5)，所述二号窗口(5)上设有做开合运动的温控移动门(7)，所述光学隧道后半段(15)上端设有温控送风装置(8)，所述光学隧道后半段(15)上端固定安装有温控送风装置(8)，所述光学隧道后半段(15)内部上端设有待测组件(12)，所述待测组件(12)通过驱动机构朝二号窗口(5)方向做前后位移运动，且待测组件(12)通过驱动机构做旋转运动，所述待测组件(12)上端设有独立监控电池腔体(11)。

2.根据权利要求1所述的一种具有温度调节功能的光学隧道，其特征在于：所述光学隧道后半段(15)背离光学隧道前半段(14)的一端设有手动移动门(13)。

3.根据权利要求1所述的一种具有温度调节功能的光学隧道，其特征在于：所述驱动机构包括固定安装在光学隧道后半段(15)内部顶端的自动轨道马达机构(9)，所述待测组件(12)通过待测光伏组件支架(10)固定安装在自动轨道马达机构(9)下端，所述自动轨道马达机构(9)带动待测光伏组件支架(10)朝二号窗口(5)方向做前后位移运动，所述待测光伏组件支架(10)下端固定安装有旋转电机，且待测组件(12)固定安装在旋转电机输出端。

4.根据权利要求1所述的一种具有温度调节功能的光学隧道，其特征在于：所述温控移动门(7)通过PLC控制在二号窗口(5)上做开合运动。

5.根据权利要求1所述的一种具有温度调节功能的光学隧道，其特征在于：所述二号窗口(5)的面积大于一号窗口(4)的面积。

6.据权利要求1所述的一种具有温度调节功能的光学隧道，其特征在于：所述光学隧道(1)内部表面上设有一层吸光率为99％的黑色涂料。

7.据权利要求1所述的一种具有温度调节功能的光学隧道，其特征在于：所述光学隧道(1)内部表面上设有陷光结构。

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