[发明专利]一种用于太阳能电池输出特性研究的加速试验装置

摘要

本发明属于太阳能电池技术领域，具体的说是涉及一种用于太阳能电池输出特性研究的加速试验装置。本发明的装置主要包括光源模拟模块、太阳能电池特性参数检测模块、辅助散热模块、电源模块、信息交互模块和控制模块。通过对LED阵列模块的编程控制，可实现对多种光照环境的模拟，主要模拟对象包括恒定光照模拟、昼夜交替时的光照变化、云层遮挡时的光照变化、太阳能电池表面积灰时的光照变化，以及各种不均匀分布条件下的光照变化等等。首先单片机发出控制指令给LED阵列，控制LED阵列开关来控制LED的亮灭，控制PWM调光电路来控制光强度，LED光源输出稳定后，单片机采集太阳能电池的输出特性曲线，采集的数据存储在存储模块中，通过通信模块发送给上位机。

主权项

1.一种用于太阳能电池输出特性研究的加速试验装置，其特征在于，包括光源模拟模块、太阳能电池特性参数检测模块、辅助散热模块、电源模块、信息交互模块和控制模块；所述光源模拟模块用于模拟户外光照变化，为太阳能电池提供多种光照变化测试条件；所述光源模拟模块分别与电源模块和控制模块连接；所述太阳能电池特性参数检测模块用于检测太阳能电池对外输出的特性曲线，所述太阳能电池特性参数检测模块分别与太阳能电池和控制模块连接；所述辅助散热模块用于为光源模拟模块提供散热，保证光源模拟模块的稳定运行；所述电源模块用于为光源模拟模块、太阳能电池特性参数检测模块、辅助散热模块、信息交互模块和控制模块提供电源；所述信息交互模块与控制模块连接，用于提供装置与外界的多种信息交互模式；所述控制模块用于控制光源模拟模块的光照模式的变化周期，以及采集太阳能电池特性参数检测模块的数据，并进行数据的存储与发送；所述光源模拟模块包括多个LED阵列、LED驱动电路、LED控制开关和PWM调光电路；对应的所述电源模块包括DC‑DC稳压电路和AC‑DC降压电路；则PWM调光电路与DC‑DC稳压电路连接，PWM调光电路、LED控制开关、LED驱动电路和LED阵列依次连接；所述LED驱动电路与AC‑DC降压电路连接；所述控制模块分别与LED驱动电路、LED控制开关和PWM调光电路连接，控制模块可分别控制每一个LED驱动电路、LED控制开关和PWM调光电路；所述LED阵列可通过组合控制方法来模拟各种变化的光照测试环境，设LED阵列共有6个，则对应的具有6个LED控制开关，将LED控制开关依次编号为1‑6，通过排列组合规律顺序打开或闭合、逆序打开或闭合LED控制开关1‑2‑3‑4‑5‑6，并根据需要的光伏电池测试条件来调节PWM调光电路的电压，可提供不同变化规律的光照来模拟等效多样的变化环境，包括昼夜交替光照变化模拟、均匀降尘积灰过程模拟、清洗过程模拟、加速积灰模拟、光伏电池部分遮挡模拟，从而为待测太阳能电池提供各种变化的等效测试条件，至少包括以下几个方面：(1)通过6路LED控制开关的闭合或关闭来模拟一天12个小时的上午和下午各6小时的光照有无控制；(2)通过控制PWM调光电路的电压值大小来模拟光照的强弱变化规律；(3)通过LED控制开关1‑2‑3‑4‑5‑6的顺序打开，然后顺序关闭LED控制开关1‑2‑3‑4‑5‑6，可等效模拟周期性昼夜交替的变化光照条件；(4)通过递减控制PWM调光电路的电压来降低LED输出光强，即按照一个变化周期内递减0.1V，来模拟光伏组件表面均匀降尘规律；(5)通过在递减控制PWM调光电路的过程中，在某一时刻将PWM调光电路的输出初始化到最大值，用来模拟光伏电池片经过清洗后的接收光照特性；(6)通过控制LED控制开关1‑2‑3‑4‑5‑6的任意部分打开和闭合，可模拟光伏电池片接收光照部分遮挡条件；(7)通过增大或减小LED控制开关和PWM调光电路的控制变化周期，实现加速或减缓测试周期。