[發明專利]一種用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置及系統

有效

• 申請號: 201710407509.1
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107294495B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 韋鈺;邵晨;周滬生;劉濤
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 劉朵朵

1.一種用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置，其特征在于：包括封閉的箱體，設置在所述箱體內部的環境模擬裝置、灰塵揚散裝置、傾角控制裝置、輸出功率檢測裝置、攝像頭及光伏組件；

所述環境模擬裝置用于模擬光伏組件所處的環境狀況；所述灰塵揚散裝置用于模擬光伏組件所受到的灰塵狀況；所述攝像頭用于監視箱體內部的各個部件的工作狀況；所述輸出功率檢測裝置用于檢測光伏組件的輸出功率；所述傾角控制裝置用于調節光伏組件與箱體的底部平面的傾斜角度；

所述環境模擬裝置包括執行器、光源和風機，所述執行器用于向箱體內部施加制冷、加熱、加濕和除濕操作，所述光源設置在箱體頂部，用于調節箱體內部的光照強度，所述風機設置有多個，用于調節箱體內部的風向及風速；還包括設置在箱體內部的溫濕度傳感器、輻照度傳感器、風速和風向傳感器，分別用于測量箱體內部的溫濕度、輻照度、風速和風向，

所述灰塵揚散裝置包括呈圓錐狀的揚散器，所述揚散器的圓頂面上設置有多個灰塵存儲罐，錐底部設置有電磁閥，每個所述灰塵存儲罐整體均呈圓柱狀，圓頂面采用門結構，用于灰塵的倒入，底端呈錐形狀，所述錐形狀穿過揚散器的圓頂面設置在揚散器的內部，所述錐形狀的底部設置也有電磁閥，每個所述灰塵存儲罐的內部頂端設置有紅外測距傳感器，用于測量灰塵頂面與灰塵存儲罐頂部的距離。

2.根據權利要求1所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置，其特征在于：所述風機設置有四個，四個所述風機所處的平面與揚散器的錐底部處于同一平面，所述風速和風向傳感器設置在風機下方中心且靠近光伏組件的位置。

3.根據權利要求1所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置，其特征在于：所述傾角控制裝置包括能夠旋轉的支架，所述支架的旋轉軸和電機的輸出軸相連，所述支架上設置有光伏組件。

4.一種基于權利要求1-3之一所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置的控制系統，其特征在于：包括上位機，所述上位機和揚散控制器、傾角控制器、環境控制器、功率檢測控制器、可調電子負載及攝像頭相連；

所述揚散控制器和多個紅外測距傳感器和多個電磁閥相連，所述揚散控制器通過內部計時器計量各個電磁閥的連通時間；

所述傾角控制器和PWM信號驅動器、編碼器相連，所述PWM信號驅動器及編碼器和電機相連，所述編碼器用于檢測電機的轉動角位移；

所述環境控制器和執行器、光源、多個風機、溫濕度傳感器、輻照度傳感器、風速及風向傳感器相連；

所述功率檢測控制器與電流調理電路、電壓調理電路和可調電子負載相連，所述電流調理電路和電流霍爾元件相連，所述電壓調理電路和電壓霍爾元件相連，所述電流霍爾元件和電壓霍爾元件均與光伏組件相連，所述光伏組件和可調電子負載相連。

5.一種基于權利要求1-3之一所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置的實驗方法，其特征在于包括針對不同時間段的環境狀況和灰塵狀況，測量對同一被測光伏組件的性能影響的步驟和針對不同的灰塵狀況和相同的環境狀況，測量對同一被測光伏組件的性能影響的步驟。

6.根據權利要求5所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實驗裝置的實驗方法，其特征在于針對不同時間段的環境狀況和灰塵狀況的實驗方法包括：

步驟一、將被測光伏組件設置在支架上；

步驟二、在上位機上設置所述被測光伏組件所處地區的某一時間段的環境參數及光伏組件的傾角參數，利用上位機控制環境控制器完成設置的環境模擬，控制傾角控制器使光伏組件置于設置的傾角位置；

步驟三、在各個灰塵存儲罐中分別裝入所需種類的灰塵，由上位機控制揚散控制器打開各個灰塵存儲罐對應的電磁閥進行灰塵收集，收集完畢后，打開揚散器的電磁閥進行揚散作業；

步驟四、通過上位機設置光伏組件的不同的負載值，控制可調電子負載對光伏組件施加對應的負載，通過輸出功率檢測裝置測量對應的電壓值和電流值，上傳至上位機，進行繪制并顯示相應的功率曲線；

步驟五、重復步驟二至四，測量對應其他時間段的功率曲線。