[發(fā)明專利]太陽模擬器輻照不均勻度和不穩(wěn)定度測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310391070.X
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN103472430A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟永輝;劉海濤;張彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): G01R35/02
• 分類號(hào): G01R35/02;G01J1/42
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測設(shè)備。

背景技術(shù)

太陽模擬器是模擬自然太陽光的光譜和輻照度的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于光伏器件的電性能參數(shù)和耐久性測量，按照工作模式可以劃分為穩(wěn)態(tài)型和脈沖型兩大類。脈沖型太陽模擬器一般只用于光伏器件的I-V特性測量，穩(wěn)態(tài)型太陽模擬器可用于光伏器件I-V特性測量和耐久性測量。地面用光伏器件測量所用的太陽模擬器等級根據(jù)光譜分布、輻照不均勻度、輻照不穩(wěn)定度三個(gè)指標(biāo)依次進(jìn)行評價(jià)。

隨著越來越多的太陽模擬器在光伏行業(yè)投入使用，太陽模擬器的性能評價(jià)成為當(dāng)前測試技術(shù)的一大熱門研究方向。專利201020577557.9采用一塊標(biāo)準(zhǔn)光伏電池作為光照傳感器來進(jìn)行采集，在有效輻照面內(nèi)所劃分單元格里通過手動(dòng)順次移動(dòng)來測量輻照不均勻度。采集到的信號(hào)通過一個(gè)數(shù)據(jù)采集器經(jīng)AD轉(zhuǎn)化后傳送給計(jì)算機(jī)。使用該裝置進(jìn)行測試，不能規(guī)避脈沖型太陽模擬器的各次閃光輻照度值的變化所引起的偏差，從而導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確，不能很好地評價(jià)太陽模擬器的不均勻度指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種太陽模擬器輻照不均勻度和不穩(wěn)定度的測試系統(tǒng)。本發(fā)明可以更精確地測試太陽模擬器輻照不均勻度和不穩(wěn)定度，在具有光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，高精度高采樣率獨(dú)立AD硬件的基礎(chǔ)上，通過采用多塊標(biāo)準(zhǔn)光伏電池作為光照傳感器同步采集數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了不同時(shí)間點(diǎn)太陽模擬器輻照不穩(wěn)定度對不均勻度測試的影響。本測試系統(tǒng)體積較小，便于攜帶，適用于不同類型的太陽模擬器。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明測試系統(tǒng)包括：

四塊經(jīng)過標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池，所述的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池作為本發(fā)明測試系統(tǒng)的光照傳感器；

一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元，該數(shù)據(jù)采集單元與四塊標(biāo)準(zhǔn)光伏電池相連接，對本系統(tǒng)所采集的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；

一臺(tái)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集單元通過USB數(shù)據(jù)線連接，對本系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)顯示和處理；

本系統(tǒng)用于測試太陽模擬器輻照不均勻度和不穩(wěn)定度值，并得出該指標(biāo)的性能等級。

所述的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池尺寸為2cm×2cm，材料為多晶硅或單晶硅。所述的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池經(jīng)過標(biāo)定，有穩(wěn)定的標(biāo)定值。該標(biāo)準(zhǔn)光伏電池按照國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60904-2:2007的規(guī)定制作。

所述的數(shù)據(jù)采集單元包括一個(gè)四通道獨(dú)立AD數(shù)據(jù)采集卡和四個(gè)阻值為0.1歐姆的高精密標(biāo)準(zhǔn)電阻；所述的數(shù)據(jù)采集卡的四個(gè)通道與高精密標(biāo)準(zhǔn)電阻是一一對應(yīng)的關(guān)系。

所述的數(shù)據(jù)采集卡有四個(gè)通道，每個(gè)通道包含正、負(fù)兩個(gè)接口，每個(gè)通道的正、負(fù)接口分別連接對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端。所述的數(shù)據(jù)采集卡用于采集電阻兩端的電壓值，所采集的電壓值信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集卡AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳送給計(jì)算機(jī)。

所述的數(shù)據(jù)采集單元包含四個(gè)輸入通道，一個(gè)輸出通道。

所述的數(shù)據(jù)采集單元的輸入通道通過高頻電纜線與標(biāo)準(zhǔn)光伏電池連接，四個(gè)輸入通道分別與四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)光伏電池連接。所述的輸出通道通過帶屏蔽環(huán)的高速USB數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接。

所述的計(jì)算機(jī)將采集到的信號(hào)顯示出數(shù)據(jù)曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得出太陽模擬器的輻照均勻度值和不穩(wěn)定度值，依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60904-9:2007做出等級評定。

本發(fā)明的工作過程是：

確定被測太陽模擬器的有效輻照面大小后，根據(jù)IEC60904-9:2007國際標(biāo)準(zhǔn)將有效輻照面等分為若干單元格。將其中一塊標(biāo)準(zhǔn)光伏電池固定在被測太陽模擬器有效輻照面的邊緣處，其余三塊標(biāo)準(zhǔn)光伏電池依次布置在太陽模擬器有效輻照面的三個(gè)左右相鄰的等分單元格內(nèi)。把三塊待移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池作為一個(gè)整體，從太陽模擬器有效輻照面的左上角開始，從左往右在第一行單元格中，以三格為一個(gè)單位不重疊地手動(dòng)順序移動(dòng)，覆蓋完第一行單元格以后，接著以同樣順序在第二行單元格手動(dòng)移動(dòng)，依次類推，覆蓋太陽模擬器有效輻照面的所有行。若從左往右的等分單元格不是三的整數(shù)倍，可在移動(dòng)到最右側(cè)時(shí)減少一塊或兩塊標(biāo)準(zhǔn)光伏電池，確保正好覆蓋太陽模擬器有效輻照面內(nèi)的所有單元格，避免多測。

將在每個(gè)太陽模擬器有效輻照面的等分單元格里標(biāo)準(zhǔn)光伏電池產(chǎn)生的電流信號(hào)，連同固定在被測太陽模擬器有效輻照面邊緣處的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池產(chǎn)生的電流信號(hào)，通過高頻電纜線傳送給數(shù)據(jù)采集單元。

經(jīng)過數(shù)據(jù)采集單元里的標(biāo)準(zhǔn)精密電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，并經(jīng)AD轉(zhuǎn)化后，將數(shù)字信號(hào)通過USB數(shù)據(jù)線傳送給計(jì)算機(jī)。

通過計(jì)算機(jī)處理分析數(shù)據(jù)，分別得出該太陽模擬器的輻照不均勻度和不穩(wěn)定度，并做出該指標(biāo)的性能等級評價(jià)。