[发明专利]一种用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置及系统

权利要求书

1.一种用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置，其特征在于：包括封闭的箱体，设置在所述箱体内部的环境模拟装置、灰尘扬散装置、倾角控制装置、输出功率检测装置、摄像头及光伏组件；

所述环境模拟装置用于模拟光伏组件所处的环境状况；所述灰尘扬散装置用于模拟光伏组件所受到的灰尘状况；所述摄像头用于监视箱体内部的各个部件的工作状况；所述输出功率检测装置用于检测光伏组件的输出功率；所述倾角控制装置用于调节光伏组件与箱体的底部平面的倾斜角度；

所述环境模拟装置包括执行器、光源和风机，所述执行器用于向箱体内部施加制冷、加热、加湿和除湿操作，所述光源设置在箱体顶部，用于调节箱体内部的光照强度，所述风机设置有多个，用于调节箱体内部的风向及风速；还包括设置在箱体内部的温湿度传感器、辐照度传感器、风速和风向传感器，分别用于测量箱体内部的温湿度、辐照度、风速和风向，

所述灰尘扬散装置包括呈圆锥状的扬散器，所述扬散器的圆顶面上设置有多个灰尘存储罐，锥底部设置有电磁阀，每个所述灰尘存储罐整体均呈圆柱状，圆顶面采用门结构，用于灰尘的倒入，底端呈锥形状，所述锥形状穿过扬散器的圆顶面设置在扬散器的内部，所述锥形状的底部设置也有电磁阀，每个所述灰尘存储罐的内部顶端设置有红外测距传感器，用于测量灰尘顶面与灰尘存储罐顶部的距离。

2.根据权利要求1所述的用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置，其特征在于：所述风机设置有四个，四个所述风机所处的平面与扬散器的锥底部处于同一平面，所述风速和风向传感器设置在风机下方中心且靠近光伏组件的位置。

3.根据权利要求1所述的用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置，其特征在于：所述倾角控制装置包括能够旋转的支架，所述支架的旋转轴和电机的输出轴相连，所述支架上设置有光伏组件。

4.一种基于权利要求1-3之一所述的用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置的控制系统，其特征在于：包括上位机，所述上位机和扬散控制器、倾角控制器、环境控制器、功率检测控制器、可调电子负载及摄像头相连；

所述扬散控制器和多个红外测距传感器和多个电磁阀相连，所述扬散控制器通过内部计时器计量各个电磁阀的连通时间；

所述倾角控制器和PWM信号驱动器、编码器相连，所述PWM信号驱动器及编码器和电机相连，所述编码器用于检测电机的转动角位移；

所述环境控制器和执行器、光源、多个风机、温湿度传感器、辐照度传感器、风速及风向传感器相连；

所述功率检测控制器与电流调理电路、电压调理电路和可调电子负载相连，所述电流调理电路和电流霍尔元件相连，所述电压调理电路和电压霍尔元件相连，所述电流霍尔元件和电压霍尔元件均与光伏组件相连，所述光伏组件和可调电子负载相连。

5.一种基于权利要求1-3之一所述的用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置的实验方法，其特征在于包括针对不同时间段的环境状况和灰尘状况，测量对同一被测光伏组件的性能影响的步骤和针对不同的灰尘状况和相同的环境状况，测量对同一被测光伏组件的性能影响的步骤。

6.根据权利要求5所述的用于研究积尘对光伏组件性能影响的实验装置的实验方法，其特征在于针对不同时间段的环境状况和灰尘状况的实验方法包括：

步骤一、将被测光伏组件设置在支架上；

步骤二、在上位机上设置所述被测光伏组件所处地区的某一时间段的环境参数及光伏组件的倾角参数，利用上位机控制环境控制器完成设置的环境模拟，控制倾角控制器使光伏组件置于设置的倾角位置；

步骤三、在各个灰尘存储罐中分别装入所需种类的灰尘，由上位机控制扬散控制器打开各个灰尘存储罐对应的电磁阀进行灰尘收集，收集完毕后，打开扬散器的电磁阀进行扬散作业；

步骤四、通过上位机设置光伏组件的不同的负载值，控制可调电子负载对光伏组件施加对应的负载，通过输出功率检测装置测量对应的电压值和电流值，上传至上位机，进行绘制并显示相应的功率曲线；

步骤五、重复步骤二至四，测量对应其他时间段的功率曲线。