CN214312312U

CN214312312U - 一种光伏实验教学仪

Info

Publication number: CN214312312U
Application number: CN202120366395.2U
Authority: CN
Inventors: 段春艳; 陈佳妍; 李颖; 陈潇跃; 柳淦元; 许继源; 赖华景; 连佳生; 冯泽君
Original assignee: Foshan Polytechnic
Current assignee: Foshan Polytechnic
Priority date: 2021-02-07
Filing date: 2021-02-07
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2031-02-07

Abstract

本实用新型公开了一种光伏实验教学仪，包括壳体、第一太阳模拟机构、倾角调节机构、调角控制机构和检测机构，第一太阳模拟机构设置在壳体的翻盖上，倾角调节机构设置在壳体内，倾角调节机构上设置有光伏组件，调角控制机构设置在壳体内，调角控制机构与倾角调节机构电性连接，检测机构设置在壳体内，检测机构与光伏组件电性连接；通过调角控制机构快速调节倾角调节机构的倾角，从而快速调节光伏组件的方位角，便于实验者可在较短时间测试多组对照实验，提高实验结果的可靠性；此外，整个光伏实验教学仪均集成于壳体内，极大的缩小了教学仪的体积，便于在课堂内使用，并且整个实验操作简单，使实验者可快速掌握整个实验原理，达到较好的教学效果。

Description

一种光伏实验教学仪

技术领域

本实用新型涉及光伏教育技术领域，特别涉及一种光伏实验教学仪。

背景技术

由于光伏行业的加速发展，所以对光伏人才的需求增大，急需储备大量光伏人才，所以培养更多光伏人才也是当下职业院校教育的重点之一，而培养光伏人才需要一套完整的相关设备辅助教学，目前还没有一套针对于光伏组件监测的教学仪器，而传统的测试仪器重量大，操作步骤繁琐，教学效果不理想，传统教学仪器难以匹配现行的光伏教学模式。

可见，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种光伏实验教学仪，其体积小，集成化程度高，操作使用简单。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种光伏实验教学仪，包括壳体、第一太阳模拟机构、倾角调节机构、调角控制机构和检测机构，所述第一太阳模拟机构设置在所述壳体的翻盖上，所述倾角调节机构设置在所述壳体内，所述倾角调节机构上设置有光伏组件，所述调角控制机构设置在所述壳体内，所述调角控制机构与所述倾角调节机构电性连接，所述检测机构设置在所述壳体内，所述检测机构与所述光伏组件电性连接。

所述的光伏实验教学仪中，所述第一太阳模拟机构包括X轴向滑轨、Y轴向滑轨和第一模拟光源，两所述X轴向滑轨分别位于所述Y轴向滑轨的两端，所述Y轴向滑轨的两端分别与所述X轴向滑轨滑动连接，所述X轴向滑轨与所述壳体固连，所述第一模拟光源设置在所述Y轴向滑轨，且与所述Y轴向滑轨滑动连接。

所述的光伏实验教学仪中，所述Y轴向滑轨的两端分别设置有驱动滑块，所述驱动滑块与所述X轴向滑轨。

所述的光伏实验教学仪中，所述第一模拟光源的底部设置有散热滑座，所述散热滑座与所述Y轴向滑轨。

所述的光伏实验教学仪中，所述倾角调节机构包括旋转机构、连接板和摆动机构，所述旋转机构与所述壳体固连，所述连接板与所述旋转机构的自由端固连，两个所述摆动机构设置在所述连接板的两端，所述光伏组件的底部两端分别与所述摆动机构固连；所述旋转机构和所述摆动机构分别与所述调角控制机构电性连接。

所述的光伏实验教学仪中，所述的光伏实验教学仪还包括第二太阳模拟机构，所述第二太阳模拟机构设置在所述壳体外，所述第一太阳模拟机构和所述第二太阳模拟机构均用于模拟太阳照射和太阳运行轨迹。

所述的光伏实验教学仪中，所述第二太阳模拟机构包括伸缩机构、滑移机构、滑架和第二模拟光源，所述滑移机构设置在所述伸缩机构的顶部，所述滑架与所述滑移机构滑动连接，所述第二模拟光源与所述滑架可拆卸连接。

所述的光伏实验教学仪中，所述的光伏实验教学仪还包括结果计算机构，所述结果计算机构设置在所述壳体内，所述结果计算机构分别与所述光伏组件和所述检测机构连接。

所述的光伏实验教学仪中，所述的光伏实验教学仪还包括调光机构，所述调光机构设置在所述壳体内，所述调光机构与所述第一太阳模拟光源电性连接。

所述的光伏实验教学仪中，所述的光伏实验教学仪还包括供电机构，所述供电机构设置在所述壳体内，所述供电机构分别与所述第一太阳模拟机构、所述倾角调节机构、所述调角控制机构和所述检测机构电性连接。

有益效果：

本实用新型提供了一种光伏实验教学仪，通过所述调角控制机构快速调节所述倾角调节机构的倾角，从而快速调节所述光伏组件的方位角，便于实验者可在较短时间测试多组对照实验，提高实验结果的可靠性；此外，整个所述光伏实验教学仪均集成于所述壳体内，极大的缩小了教学仪的体积，便于在课堂内使用，并且整个实验操作简单，使实验者可快速掌握整个实验原理，从而达到较好的教学效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的光伏实验教学仪的使用状态图一；

图2为本实用新型提供的光伏实验教学仪的俯视图；

图3为本实用新型提供的光伏实验教学仪的使用状态图二。

主要元件符号说明：1-壳体、2-第一太阳模拟机构、3-倾角调节机构、4-光伏组件、5-调角控制机构、6-结果计算机构、7-检测机构、8-调光机构、9-供电机构、10-第二太阳模拟机构、21-X轴向滑轨、22-Y轴向滑轨、23-第一模拟光源、24-散热滑座、25-驱动滑块、31-旋转机构、32-连接板、33-摆动机构、34-指南针、71-储能单元、72-电流表、73-电压表、101-伸缩机构、102-滑移机构、103-滑架、104-第二模拟光源。

具体实施方式

本实用新型提供一种光伏实验教学仪，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为本实用新型基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。另外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种光伏实验教学仪，包括壳体1、第一太阳模拟机构2、倾角调节机构3、调角控制机构5和检测机构7，所述第一太阳模拟机构2设置在所述壳体1的翻盖上，所述倾角调节机构3设置在所述壳体1内，所述倾角调节机构3上设置有光伏组件4，所述调角控制机构5设置在所述壳体1内，所述调角控制机构5与所述倾角调节机构3电性连接，所述检测机构7设置在所述壳体1内，所述检测机构7与所述光伏组件4电性连接。

请参阅图1和图2，在实际使用时，所述光伏实验教学仪分为手动模式和智能模式，手动模式下实验者需要手动对所述调角控制机构5的张角进行调节以及根据所述调角控制机构5的张角对所述倾角调节机构3进行相关角度的调节，而智能模式下，实验者调节所述调角控制机构5的张角，将角度拉开至目标参数，所述倾角调节机构3则读取所述调角控制机构5的张角参数值，并根据该张角参数值自动完成对所述光伏组件4的方位角的调节；当启动所述第一太阳模拟单元后，所述第一太阳模拟单元模拟太阳运动轨迹移动，并照射所述光伏组件4，当所述光伏组件4受到关照后，所述检测机构7则实时检测所述光伏组件4的输出电压、输出电流和输出功率，以为实验者提供有效数据分析光伏实验的结果；通过所述调角控制机构5快速调节所述倾角调节机构3的倾角，从而快速调节所述光伏组件4的方位角，便于实验者可在较短时间测试多组对照实验，提高实验结果的可靠性；此外，整个所述光伏实验教学仪均集成于所述壳体1内，极大的缩小了教学仪的体积，便于在课堂内使用，并且整个实验操作简单，使实验者可快速掌握整个实验原理，从而达到较好的教学效果。

在本实施方式中，所述调角控制机构5包括数显角度尺和读数编码器，所述读数编码器分别与所述数显角度尺和所述倾角调节机构3电性连接；在使用时，实验者根据目标参数调节所述数显角度尺的张角，所述读数编码器读取所述数显角度尺的张角数值，并将该张角数值转换为电信号发送至所述倾角调节机构3，所述倾角调节机构3根据电信号进行相应的倾角调节。

如图1所述，进一步地，所述检测机构7包括储能单元71、电流表72和电压表73，所述储能单元71、所述电流表72和所述电压表73分别与所述光伏组件4连接，所述储能单元71用于存储和显示所述光伏组件4的发电量，所述电流表72用于实时显示所述光伏组件4的输出电流，所述电压表73用于实时显示所述光伏组件4的输出电压。

在本实施方式中，所述储能单元71可以为MPPT降压恒压恒电源。

在本实施方式中，所述电流表72可以为高精度电流表72。

在本实施方式中，所述电压表73可以为高精度电压表73。

如图1所示，进一步地，所述第一太阳模拟机构2包括X轴向滑轨21、Y轴向滑轨22和第一模拟光源23，两所述X轴向滑轨21分别位于所述Y轴向滑轨22的两端，所述Y轴向滑轨22的两端分别与所述X轴向滑轨21滑动连接，所述X轴向滑轨21与所述壳体1固连，所述第一模拟光源23设置在所述Y轴向滑轨22，且与所述Y轴向滑轨22滑动连接；所述第一太阳模拟机构2内存储有太阳运行轨迹数据，所述X轴向滑轨21和所述Y轴向滑轨22根据该数据驱使所述第一模拟光源23按照太阳运行轨迹移动，从而模拟实际太阳运行轨迹，提高实验数据的真实性和可靠性。

如图1所示，进一步地，所述Y轴向滑轨22的两端分别设置有驱动滑块25，所述驱动滑块25与所述X轴向滑轨21；所述Y轴向滑轨22通过所述驱动滑块25沿所述X轴向滑轨21的长度方向滑移。

如图1所示，进一步地，所述第一模拟光源23的底部设置有散热滑座24，所述散热滑座24与所述Y轴向滑轨22；所述第一模拟光源23通过所述散热滑座24沿所述Y轴向滑轨22的长度方向滑移；此外，所述散热滑座24还可对所述第一模拟光源23进行散热，提高所述第一模拟光源23的使用寿命。

在一个实施方式中，所述散热滑座24内设置有散热风扇(未在图中示出)；当所述第一模拟光源23的温度达到预设阈值时，所述散热风扇则启动对所述第一模拟光源23进行散热。

如图1所示，进一步地，所述倾角调节机构3包括旋转机构31、连接板32和摆动机构33，所述旋转机构31与所述壳体1固连，所述连接板32与所述旋转机构31的自由端固连，两个所述摆动机构33设置在所述连接板32的两端，所述光伏组件4的底部两端分别与所述摆动机构33固连；所述旋转机构31和所述摆动机构33分别与所述调角控制机构5电性连；当所述倾角调节机构3接收到所述调角控制机构5发送的调角信号后，所述旋转机构31根据调角信号旋转所述连接板32，以此调节所述光伏组件4在水平面内的方位角，所述摆动机构33根据调角信号摆动所述光伏组件4，以此调节所述光伏组件4的仰角，从而调节所述光伏组件4在空间内的方位角；在本实施方式中，所述旋转机构31可以为伺服电机。

进一步地，所述摆动机构33包括铰接座(未在图中示出)和旋转电机(未在图中示出)，所述光伏组件4的底部与所述铰接座铰接，所述旋转电机设置在所述铰接座的一侧，且所述旋转电机的自由端与所述光伏组件4的底部固连；在使用时，通过所述旋转电机驱动所述光伏组件4在竖直平面内上下摆动，

在本实施方式中，所述倾角调节机构3该包括指南针34，所述指南针34设置在所述旋转机构31的正后方；通过所述指南针34确定所述光伏组件4的方位角。

如图3所示，在另一实施方式中，所述的光伏实验教学仪还包括第二太阳模拟机构10，所述第二太阳模拟机构10设置在所述壳体1外，所述第一太阳模拟机构2和所述第二太阳模拟机构10均用于模拟太阳照射和太阳运行轨迹；当所述第一太阳模拟机构2不足以支撑实验活动范围及功率时，由第二太阳模拟机构10替代所述第一太阳模拟机构2，所述第二太阳模拟机构10可根据实验需求任意摆放在所述壳体1外的空间，并且模拟太阳运行轨迹并对所述光伏组件4进行照射，完成对所述光伏组件4的测试实验；所述第二太阳模拟机构10可在空间内任意摆放，因此所述第二太阳模拟机构10可模拟不同季节以及不同地区的太阳轨迹，并搭配所述倾角调节机构3的方位角改变可采集更为真实的实验数据，提高教学质量。

如图2所示，进一步地，所述第二太阳模拟机构10包括伸缩机构101、滑移机构102、滑架103和第二模拟光源104，所述滑移机构102设置在所述伸缩机构101的顶部，所述滑架103与所述滑移机构102滑动连接，所述第二模拟光源104与所述滑架103可拆卸连接；所述第二模拟光源104通过所述伸缩机构101和所述滑移机构102完成在空间内的移动，使所述第二模拟光源104可模拟实际太阳运行轨迹，并且所述第二模拟光源104与所述滑架103之间可拆卸连接，所述第二模拟光源104可根据实际需要更换不同参数的光源。

在一个实施方式中，所述第一模拟光源23和所述第二模拟光源104可以为卤素灯，使实验者可研究不同光源对所述光伏组件4功率的影响，提升对实验者的教学效果。

在另一个实施方式中，所述第一模拟光源23和所述第二模拟光源104还可以为红外线灯，使实验者可研究不同光源对所述光伏组件4功率的影响，提升对实验者的教学效果。

在另一个实施方式中，所述第一模拟光源23和所述第二模拟光源104还可以为紫外线灯，使实验者可研究不同光源对所述光伏组件4功率的影响，提升对实验者的教学效果。

在另一个实施方式中，所述第一模拟光源23和所述第二模拟光源104还可以为LED冷光灯，使实验者可研究不同光源对所述光伏组件4功率的影响，提升对实验者的教学效果。

在另一个实施方式中，所述第一模拟光源23和所述第二模拟光源104还可以为LED暖光灯，使实验者可研究不同光源对所述光伏组件4功率的影响，提升对实验者的教学效果。

在另一个实施方式中，所述第一模拟光源23和所述第二模拟光源104还可以为钨丝灯，使实验者可研究不同光源对所述光伏组件4功率的影响，提升对实验者的教学效果。

如图2所示，进一步地，所述的光伏实验教学仪还包括结果计算机构6，所述结果计算机构6设置在所述壳体1内，所述结果计算机构6分别与所述光伏组件4和所述检测机构7连接；通过所述结果计算机构6快速计算所述光伏组件4的输出功率；在一个实施方式中，所述结果计算机构6可以为太阳功率计。

如图2所示，进一步地，所述的光伏实验教学仪还包括调光机构8，所述调光机构8设置在所述壳体1内，所述调光机构8与所述第一太阳模拟光源电性连接；通过所述调光机构8调节所述第一太阳模拟机构2的输入功率，从而调节所述第一太阳模拟光源的光照强度，使所述第一太阳模拟机构2可在一定范围内任意调节光照强度；在一个实施方式中，所述调光机构8可以为电阻箱，通过调节电阻箱的阻值来调节所述第一太阳模拟机构2的输入功率，从而调节所述第一太阳模拟机构2的光照强度。

如图2所示，进一步地，所述的光伏实验教学仪还包括供电机构9，所述供电机构9设置在所述壳体1内，所述供电机构9分别与所述第一太阳模拟机构2、所述倾角调节机构3、所述调角控制机构5和所述检测机构7电性连接；通过所述供电机构9为所述所述第一太阳模拟机构2、所述倾角调节机构3、所述调角控制机构5和所述检测机构7供电；在一个实施方式中，所述供电机构9可以为Gopher CPS-3205可调直流稳压电源。

综上所述，通过所述调角控制机构5快速调节所述倾角调节机构3的倾角，从而快速调节所述光伏组件4的方位角，便于实验者可在较短时间测试多组对照实验，提高实验结果的可靠性；此外，整个所述光伏实验教学仪均集成于所述壳体1内，极大的缩小了教学仪的体积，便于在课堂内使用，并且整个实验操作简单，使实验者可快速掌握整个实验原理，从而达到较好的教学效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种光伏实验教学仪，其特征在于，包括壳体、第一太阳模拟机构、倾角调节机构、调角控制机构和检测机构，所述第一太阳模拟机构设置在所述壳体的翻盖上，所述倾角调节机构设置在所述壳体内，所述倾角调节机构上设置有光伏组件，所述调角控制机构设置在所述壳体内，所述调角控制机构与所述倾角调节机构电性连接，所述检测机构设置在所述壳体内，所述检测机构与所述光伏组件电性连接。

2.根据权利要求1所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述第一太阳模拟机构包括X轴向滑轨、Y轴向滑轨和第一模拟光源，两所述X轴向滑轨分别位于所述Y轴向滑轨的两端，所述Y轴向滑轨的两端分别与所述X轴向滑轨滑动连接，所述X轴向滑轨与所述壳体固连，所述第一模拟光源设置在所述Y轴向滑轨，且与所述Y轴向滑轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述Y轴向滑轨的两端分别设置有驱动滑块，所述驱动滑块与所述X轴向滑轨。

4.根据权利要求2所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述第一模拟光源的底部设置有散热滑座，所述散热滑座与所述Y轴向滑轨。

5.根据权利要求1所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述倾角调节机构包括旋转机构、连接板和摆动机构，所述旋转机构与所述壳体固连，所述连接板与所述旋转机构的自由端固连，两个所述摆动机构设置在所述连接板的两端，所述光伏组件的底部两端分别与所述摆动机构固连；所述旋转机构和所述摆动机构分别与所述调角控制机构电性连接。

6.根据权利要求1所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述的光伏实验教学仪还包括第二太阳模拟机构，所述第二太阳模拟机构设置在所述壳体外，所述第一太阳模拟机构和所述第二太阳模拟机构均用于模拟太阳照射和太阳运行轨迹。

7.根据权利要求6所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述第二太阳模拟机构包括伸缩机构、滑移机构、滑架和第二模拟光源，所述滑移机构设置在所述伸缩机构的顶部，所述滑架与所述滑移机构滑动连接，所述第二模拟光源与所述滑架可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述的光伏实验教学仪还包括结果计算机构，所述结果计算机构设置在所述壳体内，所述结果计算机构分别与所述光伏组件和所述检测机构连接。

9.根据权利要求1所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述的光伏实验教学仪还包括调光机构，所述调光机构设置在所述壳体内，所述调光机构与所述第一太阳模拟光源电性连接。

10.根据权利要求1所述的光伏实验教学仪，其特征在于，所述的光伏实验教学仪还包括供电机构，所述供电机构设置在所述壳体内，所述供电机构分别与所述第一太阳模拟机构、所述倾角调节机构、所述调角控制机构和所述检测机构电性连接。