RU111314U1 - Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов - Google Patents
Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU111314U1 RU111314U1 RU2011108500/28U RU2011108500U RU111314U1 RU 111314 U1 RU111314 U1 RU 111314U1 RU 2011108500/28 U RU2011108500/28 U RU 2011108500/28U RU 2011108500 U RU2011108500 U RU 2011108500U RU 111314 U1 RU111314 U1 RU 111314U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar cells
- battery
- solar
- laboratory research
- studying
- Prior art date
Links
- 238000011160 research Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
1. Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов, содержащий батарею солнечных элементов, источник света, закрепленный на подвижном штативе над солнечными элементами, а также переменную нагрузку, люксметр, амперметр, вольтметр, демонстрационную нагрузку, которые соединены в электрическую цепь с помощью проводов, отличающийся тем, что в качестве переменной нагрузки используют два резистора, а для измерения темновой характеристики измеряемого солнечного элемента его затеняют, остальные элементы освещают и используют в качестве внешнего источника питания постоянного тока. ! 2. Лабораторно-исследовательский стенд по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен аккумулятором, заряжаемым от солнечных элементов и используемым для измерения темновой характеристики.
Description
Полезная модель относится к учебным пособиям и может быть использована для проведения лабораторных исследований по курсам «Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии», «Физика», «Полупроводниковые приборы», «Электротехника», «Экология» и др.; для демонстрационных целей и изучения физических процессов преобразования солнечной энергии, важнейших параметров и характеристик солнечных элементов; а также для изучения методов их сборки в фотоэлектрические модули и включения в электрическую цепь.
Известны устройства для экспериментального изучения законов оптики - полезные модели «Лабораторно-исследовательский стенд для изучения отражения света и концентраторов солнечного излучения» (RU №66071 от 2006.11.12), «Лабораторно-исследовательский стенд для исследования концентраторов излучения и отражения света с моделями на магнитной основе» (RU №71784 от 20.03.2008). Эти устройства позволяют проводить исследования в соответствующих областях оптики и электротехники.
Наиболее близкий к разрабатываемой модели по сущности и достижения результатов является устройство, применяемое в качестве лабораторного стенда для изучения характеристик солнечных элементов - полезная модель «Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик батареи солнечных элементов» (RU №75759 от 20.08.2008). Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов содержит батарею солнечных элементов, источник света, закрепленный на подвижном штативе над солнечными элементами, а также переменную нагрузку, люксметр, амперметр, вольтметр, демонстрационную нагрузку, которые соединены в электрическую цепь с помощью проводов.
Недостатком этого устройство является то, что для изучения темновых характеристик солнечных элементов необходимо использование блока питания постоянного напряжения, при включении которого в состав стенда существенно увеличивает его стоимость.
Задачей является обеспечение проведения измерений в натурных условиях при естественном солнечном излучении для изучения параметров и характеристик солнечных элементов, удешевление лабораторного стенда за счет исключения из схемы дорогого блока питания, а также изучение принципов конструирования солнечного модуля при различных комбинациях соединения элементов - последовательного, параллельного и смешанного соединения, согласование солнечных элементов и модулей с нагрузкой, наглядная демонстрация физических процессов преобразования солнечной энергии.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность изучения характеристик солнечных элементов:
- проведение измерений всех видов характеристик в полевых условиях (при снятой лампе, имитирующей Солнце) при естественном солнечном излучении;
- снятие световой вольтамперной характеристики элемента;
- снятие темновой (диодной) характеристики элемента;
- снятие характеристики p-n перехода;
- снятие указанных характеристик при частичном или полном затенении элементов без использования блока питания;
- снятие указанных характеристик для батареи солнечных элементов с различными типами соединения элементов - последовательным, параллельным, смешанным;
- вычисление параметров эквивалентной схемы замещения после снятия характеристик и анализ полученной эквивалентной схемы замещения.
Поставленная задача решается тем, что в лабораторно-исследовательском стенде для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов, содержащем батарею солнечных элементов, источник света, закрепленный на подвижном штативе над солнечными элементами, а также переменную нагрузку, амперметр, вольтметр, демонстрационную нагрузку, которые соединены в электрическую цепь с помощью проводов, согласно полезной модели в качестве переменной нагрузки используют два резистора, а для измерения темновой характеристики одного из солнечных элементов используют другие солнечные элементы, включенные по схеме. Также стенд дополнительно снабжен аккумулятором, заряжаемым от солнечных элементов и используемым для измерения темновой характеристики. Аккумулятор используют также для моделирования работы фотоэлектрических систем с накопителями электроэнергии. Используемые в качестве переменной нагрузки два резистора позволяют более точно выставлять необходимые значения тока и напряжения.
Лабораторно-исследовательский стенд выполнен на плоском основании из изолирующего материала - листового пластика. На основании расположены:
- батарея из солнечных элементов;
- источник освещения, расположенный над батареей солнечных элементов. Для имитации солнечного излучения используется галогенная лампа. Она закреплена на штативе, позволяющем изменять расстояние от батареи солнечных элементов до лампы, меняя таким образом освещенность солнечных элементов. Также штатив вместе с лампой легко снимаются для проведения измерений в полевых условиях.
- изменяемая нагрузка (переменный резистор);
- амперметр и вольтметр;
- люксметр для контроля освещенности поверхности стенда;
- шунтирующие диоды, соединительные провода для коммутации батареи солнечных элементов с нагрузкой, источником напряжения и измерительными приборами.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема лабораторного стенда сверху, на фиг.2 - схема лабораторного стенда спереди. На фиг.3 - вариант полезной модели для проведения измерений в полевых условиях. На фиг.4 - схема электрической цепи для снятия характеристик солнечных элементов.
Лабораторный стенд содержит батарею солнечных элементов 1, галогенную лампу 2 на штативе, переменную нагрузку (резистор) 3, люксметр 4, амперметр 5, вольтметр 6, демонстрационную нагрузку 7, клеммы солнечных элементов 8, основание стенда 9, электрическую розетку 10 на 220 в и аккумулятор 11.
Устройство работает следующим образом.
Галогенная лампа 2, подключенная к розетке 10 на 220 в, освещает солнечную батарею 1. Соединительные провода подключают к клеммам 8, измерительным приборам 5 и 6, к изменяемой нагрузке 3 и к демонстрационной нагрузке 7, образуя электрическую цепь для снятия характеристик элементов. При измерении темновой характеристики солнечного элемента, его затеняют, остальные элементы освещают, которых используют в качестве внешнего источника питания постоянного тока, как это показано на схеме. Для проведения измерительных работ в полевых условиях штатив вместе с лампой снимают.
На поверхность стенда нанесены метки, отражающие полярность солнечных элементов, и другие надписи, облегчающие понимание работы стенда. Все соединения элементов, а также провода от блоков питания мультиметров, смонтированы с нижней стороны основания.
Взаимное расположение компонентов стенда выбрано таким образом, чтобы все они находились в пределах доступности рук человека, выполняющего исследование, а также обеспечивали визуальный контроль, не загораживали друг друга и освещение батареи солнечных элементов.
Комплект соединительных проводов обеспечивает различные варианты коммутации солнечных элементов, нагрузки и измерительных приборов: последовательное, параллельное и смешанное соединение солнечных элементов; снятие вольтамперной характеристики; согласование солнечных элементов и модулей с нагрузкой, наглядная демонстрация физических процессов преобразования солнечной энергии,
За счет снабжения стенда аккумулятором, заряжаемым от солнечных элементов, то есть исключения внешнего источника питания постоянного тока; а также использования для измерения темновой характеристики одного из солнечных элементов других солнечных элементов появилась возможность для проведения измерений в натурных условиях и снизилась стоимость лабораторного стенда.
Полезная модель применяется как учебный лабораторный стенд для проведения практических занятий, как в лабораторных, так и в натурных условиях по учебному курсу «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» а также другим курсам, например «Экология», в которых рассматриваются вопросы солнечной энергетики.
Claims (2)
1. Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов, содержащий батарею солнечных элементов, источник света, закрепленный на подвижном штативе над солнечными элементами, а также переменную нагрузку, люксметр, амперметр, вольтметр, демонстрационную нагрузку, которые соединены в электрическую цепь с помощью проводов, отличающийся тем, что в качестве переменной нагрузки используют два резистора, а для измерения темновой характеристики измеряемого солнечного элемента его затеняют, остальные элементы освещают и используют в качестве внешнего источника питания постоянного тока.
2. Лабораторно-исследовательский стенд по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен аккумулятором, заряжаемым от солнечных элементов и используемым для измерения темновой характеристики.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108500/28U RU111314U1 (ru) | 2011-03-05 | 2011-03-05 | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108500/28U RU111314U1 (ru) | 2011-03-05 | 2011-03-05 | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU111314U1 true RU111314U1 (ru) | 2011-12-10 |
Family
ID=45406225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011108500/28U RU111314U1 (ru) | 2011-03-05 | 2011-03-05 | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU111314U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208822U1 (ru) * | 2021-07-12 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов различной пространственной ориентации |
| RU234738U1 (ru) * | 2024-12-12 | 2025-06-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Переносной лабораторно-исследовательский стенд для изучения параметров и характеристик солнечных фотоэлектрических элементов |
-
2011
- 2011-03-05 RU RU2011108500/28U patent/RU111314U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208822U1 (ru) * | 2021-07-12 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов различной пространственной ориентации |
| RU234738U1 (ru) * | 2024-12-12 | 2025-06-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Переносной лабораторно-исследовательский стенд для изучения параметров и характеристик солнечных фотоэлектрических элементов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Benghanem et al. | Modeling of photovoltaic module and experimental determination of serial resistance | |
| CN201477774U (zh) | 太阳能电池检测与应用综合实验装置 | |
| CN201141897Y (zh) | 便携式太阳能组件测试仪 | |
| TW201200884A (en) | A method for parameters extraction of solar cells | |
| CN202041616U (zh) | 简化的太阳能电池模拟器 | |
| CN104135231A (zh) | 一种太阳能电池性能测试仪 | |
| CN109559611A (zh) | 一种新型光伏组件特性测试实验平台 | |
| CN201859578U (zh) | 太阳能光伏发电系统实验实训装置 | |
| CN204926629U (zh) | 一种新型全天候便携式太阳能教具 | |
| RU111314U1 (ru) | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов и батареи солнечных элементов | |
| CN104283490A (zh) | 一种间断功率负载独立光伏系统及其性能预测方法 | |
| Rezky et al. | Simple method for IV characterization curve for low power solar cell using arduino nano | |
| CN202221470U (zh) | 用于太阳能电池的自然光辐照i-v特性测试系统 | |
| CN104967406B (zh) | 一种光伏组件阵列直流发电特性的测量仪器及其测量方法 | |
| RU75759U1 (ru) | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик батареи солнечных элементов | |
| CN201532447U (zh) | 一种太阳能电源电性能自动监测系统 | |
| CN103606325B (zh) | 一种太阳能光伏发电综合实验平台 | |
| Apostolou et al. | Estimating the performance of product integrated photovoltaic (PIPV) cells under indoor conditions for the support of design processes | |
| CN201662913U (zh) | 太阳能光伏应用实验系统 | |
| RU112457U1 (ru) | Портативный лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов | |
| CN202838768U (zh) | 一种交直流混合光伏系统实验装置 | |
| CN209710044U (zh) | 用于测试太阳能电池性能的实验教学系统 | |
| CN204206107U (zh) | 一种太阳能电池性能测试仪 | |
| RU208822U1 (ru) | Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных элементов различной пространственной ориентации | |
| CN208655075U (zh) | 一种自供电的便携式物理原理演示箱 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150306 |