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一種太陽能組件測試方法及其裝置的制作方法

文檔序號:6129834閱讀:156來源:國知局
專利名稱:一種太陽能組件測試方法及其裝置的制作方法
技術領域
本發明涉及一種電學測試方法及其裝置,具體涉及一種用于測試太陽能組 件性能的測試方法,以及用以實現該測試方法的測試裝置。
背景技術
當前化石能源逐漸枯竭,由于太陽光的普遍性、長久性和廉潔性,陽光發 電將是未來能源組成的一個重要來源。光伏電站是利用太陽能電池的光伏特 性,接受輻射陽光,產生光生電流,通過調、變、存貯、分配等供給各種負載 使用的一種能源生產裝置,其基本組成為①太陽電池組陣;②貯電設備;③ 充放電、逆變控制調解器;④輸、送、配電設備。其中,太陽電池組陣(亦或 稱為太陽能組件),由串、并聯的太陽能電池板及支架等組成,負責接收太陽 輻射,產生光伏電能,是電站的核心部件,其性能的優劣直接決定電站的產生 能源的能力。目前,對太陽能組件性能的測試方法有多種,如中國發明專利所公布的《多 路光伏電池性能實時測試方法》(CN1769886),由計算機發出的控制信號到數 據采集卡,數據采集卡發出驅動信號驅動電子負載,電子負載給連接在電子負 載兩端的被測光伏電池施加一個由負到正的電壓,通過四線測試法中的電流測 量線測出被測光伏電池與電流線的回路中變化的電流,電壓測量線測出對應每 一個電流值的電池端電壓,依次改變電子負載值,測出相應的電壓與電流值, 最后得到電池伏安曲線(I-V曲線)的測量數據。通過測得的I-V曲線,可推 算出組件其他參數,包括Isc、 Voc、 Pm、 Im、 Vm、 FF、 Ef、 Rs、 Rsh等, 實現對被測組件性能的測試。然而,上述對組件的測試,適用于對電站建立后的組件日常維護,在建站 前的可行性論證階段,首要考慮的是電站位置的選取及組成電站所需的組件數 量,其中,電站選址需考慮自然地理條件氣象數據(太陽輻射能資源等), 經度、緯度、海拔、地質、地震、洪水、氣溫、風速、年最長陰雨天數、雷暴
雨、沙塵暴、冰雹、空氣潔凈度(酸雨)、環境影響等,根據當地的太陽能輻射照度(就我們地球表面來說,按日照強度最大為1000w/m',平均約為710 w/m2 ),年日照量-平均日照強度x年日照時間,計算太陽能電池的需要量; 同時,跟據當地太陽輻射量、氣象和地理資料、系統的效率和要求、負載日耗 電量估算太陽能電池的容量;另一方面,由于當地氣候的變化或是負載的變化,檢測己建立的電站是否仍符合原設計要求,根據當地自然條件能否擴容等問 題,以目前的測試方法及測試裝置無法在被測現場一次完成,需測得數據返回 基地反復計算后得出。發明內容本發明目的是提供一種太陽能組件測試方法,采用該方法可在被測地直接 得出建站所需數據,估算電站的使用率及建站的合理性。本發明的另一目的是提供一種太陽能組件測試裝置,采用該裝置以實現可 在被測地直接得出建站所需數據,估算電站的使用率的測試方法,測試方便、 快速。為達到上述目的,本發明采用的技術方案是 一種太陽能組件測試方法, 包括如下步驟a. 利用太陽光作為檢測光源,測得太陽能組件的性能參數;b. 通過GPS全球定位系統獲得被測地的經度與緯度;c. 根據步驟b中的經、緯度,通過GPS全球定位系統調用氣象數據,得 到被測地全年的光照及溫度數據;d. 結合步驟a與步驟c獲得的數據,計算出待測太陽能組件在被測地全年 的發電量。上述技術方案中,步驟a中測試太陽能組件性能的方法可采用現有技術, 如光伏電池測試標準規定的四線測試法,通過傳感器測得與被測太陽能組件兩 端的電子負載的電壓及電流值,依次改變電子負載值,測出相應的電壓與電流 值,繪制成組件的伏安曲線(I-V曲線),然后與溫度、照度傳感器測得數據 相擬合、轉換,計算出被測組件的各項性能參數,其中,與目前最常見的室內 測試不同的是,采用太陽光作為檢測光源,而不是采用人造模擬太陽光; 所述步驟b通過GPS全球定位系統,確定被測地的經、緯度,有利于確 定太陽能電池板的安裝傾角以及方位角,從而可有效的利用太陽輻射,達到充 分利用太陽能源的作用;并且,由于GPS全球定位系統中,收集有全球各地 的氣象數據,因而,可以結合步驟b與c,根據獲得的經、緯度調用NASA(美 國航天局)氣象數據庫內存貯的該地區的氣象數據以及太陽輻射情況,通過計 算機軟件程序的計算(該計算軟件可采用現有技術),推算出被測地全年的發 電量,即被測太陽能組件在被測地的發電能力,該數據為電站的前期設計提供 科學的依據(預測組件或電站的發電情況),而對于已建成的電站來說,該測 試可用于檢測被測電站的建設合理性,能否充分利用當地的太陽能源,以及作 為是否需要進行擴建的依據等。為達到上述目的,本發明采用的另一種技術方案是一種太陽能組件測試 裝置,包括處理器、A/D轉換器、電子負載以及傳感器組,所述傳感器組包括 光強傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器及電流傳感器,所述處理器經A/D轉 換器接收由傳感器組測得的信號,所述電子負載連接在被測太陽能組件的輸出 回路中,所述電壓及電流傳感器分別測量所述被測太陽能組件的電壓和電流, 還包括有一 GPS定位模塊,該定位模塊經數據接口與所述處理器連接。上述技術方案中,由光強傳感器與溫度傳感器采集被測地的自然環境,測 得數據經A/D轉換器輸入處理器,同時電壓傳感器及電流傳感器將在自然光 下測得的電子負載變化信號經A/D轉換器輸入處理器,經軟件程序的整合, 將實時的曲線變換成標準狀態(AM1.5 1000w/nf,溫度25度)下的曲線;所 述GPS定位模塊經數據接口與處理器連接,所述數據接口可以是串口 (如 RS232接口 ),GPS定位模塊接收GPS衛星信號并獲得當前所測地的經、緯度, 然后經串口發送給處理器,為組件電池片的安裝傾角及方位角提供地理依據; 同時,處理器再次通過GPS定位模塊調用NASA數據庫的地理信息,用于計 算機被測太陽能組件在當地的年發電能力。由于上述技術方案運用,本發明與現有技術相比具有下列優點1.本發明中的測試方法通過GPS定位系統測得被測太陽能組件所在地的 經度與緯度,該地理信息一方面為組件電池板的安裝傾角及方位角提供地理依 據,另一方面,根據經緯度調用NASA美國航天局氣象數據,結合該地區的
氣象數據與測得的太陽能組件的各項性能參數,從而可估算出該地區組件的發 電量,為建設或是檢測電站提供科學依據,且檢測數據在被測當地隨即得出, 免去了以往反復來往被測地與換算地之間的煩瑣過程,隨測即得,簡化且縮短 了檢測過程;2.本發明為實現上述測試方法,在測試裝置中通過處理器串口接入GPS 定位模塊,以接收被測地的地理信息,該信息傳送至處理器內作為計算程序的 參數值,從而實現調用NASA氣象數據庫的數據并進而實時完成估算電量值 的功能。


圖1是本發明實施例一的結構框圖;圖2是本發明實施例一的測試過程流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例一參見圖1、 2所示, 一種太陽能組件測試方法,包括如下步驟a. 以當地太陽光作為檢測光源,測得太陽能組件的性能參數;b. 通過GPS全球定位系統獲得被測地的經度與緯度;c. 根據步驟b中的經、緯度,調用NASA數據庫中的氣象數據,得到被測 地全年的光照及溫度數據;d. 結合步驟a與步驟c得出的數據,推算出太陽能組件在被測地全年的發 電量;為完成上述測試方法,采用了一種太陽能組件測試裝置,如圖1所示,包 括處理器、A/D轉換器、電子負載、GPS定位模塊以及傳感器組,所述傳感器 組包括光強傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器及電流傳感器,所述處理器經 A/D轉換器接收由傳感器組測得的信號(A/D轉換器經USB接口與處理器連 接),所述電壓及電流傳感器接于所述電子負載上,由該電子負載與被測太陽 能組件的正負端連接,所述GPS定位模塊經串口 RS232與所述處理器連接;其工作流程參見l、 2所示,由處理器發出的控制信號經A/D轉換器驅動
電子負載,模擬施加于被測太陽能組件兩端的負載,通過對負載的電阻從0 ~的變化來確定各個工作點的電壓和電流對應關系,由與電子負載連接的電 壓、電流傳感器將信號經A/D轉換器傳送至處理器內,從而得出在被測地自 然光及溫度下實測的組件或組件陣列的性能參數(I-V曲線及Isc、 Voc、 Pm、 Im、 Vm、 FF、 Ef、 Rs、 Rsh等參數),然后通過光強傳感器及溫度傳感器采 集當地實時的自然環境參數,經A/D轉換器傳送至處理器內,與實時參數、 曲線經轉換程序整合成標準光照、溫度(AM1.5 1000w/m2,溫度25度)狀態 下的組件或組件陣列的性能參數、曲線;當需要預估組件發電量時,處理器驅 動GPS定位模塊,取得被測地的經度與緯度,以經緯度為參數調用NASA數 據庫,得到該地區的全年光照及溫度數據,結合組件本身的各項性能參數經軟 件計算,預估出被測組件在被測地區全年發電量。利用上述測試方法與測試裝置相配合,測得的組件在被測地的發電量,整 個檢測及計算過程均在被測地實地實時完成,檢測方便,數據即時,為在被測 地建立太陽能電站的前期設計工作提供科學依據,而為已建成的電站提供性能 檢測的功能,以便電站能夠盡可能的利用當地的太陽光照;因此,本實施例在 具有檢測組件性能的同時,還具有預估組件或電站發電量,檢測組件電板安裝 合理性(即建站合理性)的能力。
權利要求
1. 一種太陽能組件測試方法,其特征在于,包括如下步驟a. 利用太陽光作為檢測光源,測得太陽能組件的性能參數;b. 通過GPS全球定位系統獲得被測地的經度與緯度;c. 根據步驟b中的經、緯度,通過GPS全球定位系統調用氣象數據,得到被測地全年的光照及溫度數據;d. 結合步驟a與步驟c獲得的數據,計算出待測太陽能組件在被測地全年的發電量。
2. —種太陽能組件測試裝置,包括處理器、A/D轉換器、電子負載以及 傳感器組,所述傳感器組包括光強傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器及電流傳 感器,所述處理器經A/D轉換器接收由傳感器組測得的信號,所述電子負載 連接在被測太陽能組件的輸出回路中,所述電壓及電流傳感器分別測量所述被 測太陽能組件的電壓和電流,其特征在于還包括有一 GPS定位模塊,該定 位模塊經數據接口與所述處理器連接。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能組件測試方法及其裝置,其特征在于a.測得太陽能組件的性能參數;b.通過GPS定位系統獲得被測地的經度與緯度;c.以經緯度調用NASA數據庫中的氣象數據,得到全年光照及溫度數據;d.由a與c推算出組件在被測地全年發電量;裝置包括處理器、A/D轉換器、電子負載以及傳感器組,所述處理器經A/D轉換器接收由傳感器組測得的信號,由接于傳感器上的電子負載作為被測組件的模擬負載,其特征在于還包括有一GPS定位模塊,該定位模塊經位于所述處理器上的數據接口與處理器連接。本發明利用GPS定位系統檢測數據調用NASA氣象數據,實現對被測組件全年發電量的預估,有助于電站的建設與維護檢測。
文檔編號G01R21/00GK101398454SQ20071013363
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月26日 優先權日2007年9月26日
發明者章靈軍, 閆廣川 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司
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