一種光伏電池特性測試裝置，其光照強(qiáng)度傳感器和待測光伏電池板均放置在室外；溫度傳感器緊貼在光伏電池板的背面。充電電容的負(fù)端接地，正端連接單刀雙擲開關(guān)的公共引腳。放電電阻的一端接地，另一端連接在單刀雙擲開關(guān)的一個選擇引腳上。待測光伏電池的正極接在單刀雙擲開關(guān)的另一個選擇引腳上，待測光伏電池負(fù)極接地?；魻栯娏鱾鞲衅鞯囊欢颂捉釉诠夥姵氐恼龢O輸出導(dǎo)線上，另一端連接示波器探頭。示波器自帶的電壓探頭并聯(lián)在光伏電池的正負(fù)極之間。光照強(qiáng)度傳感器放置在室外距離待測光伏電池較近位置，光照強(qiáng)度傳感器和待測光伏電池位于同一角度接收光照。上述傳感器所接收的信號送入示波器顯示。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光伏電池測試裝置。
技術(shù)介紹
光伏電池在一定輸出電壓范圍內(nèi)是恒流輸出，在接近電壓拐點(diǎn)的特定電壓值下產(chǎn)生最大功率點(diǎn)，如圖1所示。為了得到光伏電池電壓-電流曲線，傳統(tǒng)方法通常在輸出端接入一個滑動變阻器，通過改變電阻值，得到若干電壓-電流坐標(biāo)點(diǎn)，然后建立坐標(biāo)軸描出電壓-電流曲線。若想得到連續(xù)變化的曲線，則需要自動變化的電阻，進(jìn)而要求用到電機(jī)控制，控制及測試方法十分繁瑣。也正因為如此，傳統(tǒng)測試設(shè)備通常成本高。而且，大部分現(xiàn)有的電壓-電流曲線測試儀器都是用于50千瓦以上的檢測，類似產(chǎn)品單價在幾萬元到幾十萬元不等，如意大利HT公司開發(fā)的IV400測試儀。而對于小型光伏矩陣以及單個太陽能電池板的VI曲線測試儀器幾乎沒有。中國專利CN201010046547. 7 “具有光伏陣列IV測試功能的光伏并網(wǎng)逆變器及測試方法”公開了一種具有光伏陣列電壓-電流測試功能的光伏并網(wǎng)逆變器，由逆變器主電路和系統(tǒng)控制器構(gòu)成，如圖5所示。逆變器主電路采用電壓型逆變器，包括單相和三相并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是在光伏陣列輸入端口和濾波電容Cl之間設(shè)置用于測量光伏陣列輸入電流的電流傳感器CTl ;設(shè)置用于測量濾波電容Cl端電壓的直流母線電壓傳感器VTl ;在光伏陣列的輸出端口設(shè)置直流斷路器Kl，光伏陣列的輸出總電流經(jīng)所述直流斷路器Kl輸入光伏并網(wǎng)逆變器、直流母線電壓傳感器VTl和電流傳感器CT1。此項專利技術(shù)適用于常規(guī)的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，可以方便對光伏陣列的電壓-電流特性進(jìn)行測試，但不能靈活應(yīng)用到單個光伏電池的電壓-電流特性測試。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服傳統(tǒng)光伏電池電壓-電流測試儀器成本高又不能靈活測試單個光伏電池輸出特性的缺點(diǎn)，提出一種光伏電池特性測試裝置。本專利技術(shù)可實現(xiàn)對光伏電池的電壓、電流、功率的精確測量，為進(jìn)一步實現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本專利技術(shù)還可以對溫度和光照實時檢測，進(jìn)而對不同工作狀況下的光伏電池電氣特性進(jìn)行測量。本專利技術(shù)裝置包括充電電容、放電電阻、單刀雙擲開關(guān)、光照強(qiáng)度傳感器、溫度傳感器、霍爾電流傳感器、光強(qiáng)信號處理模塊、溫度信號處理模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和示波器等。光照強(qiáng)度傳感器用于測量待測光伏電池接受到的輻射量，光照強(qiáng)度傳感器和待測光伏電池板一并放置室外，光照強(qiáng)度傳感器放置在距離待測光伏電池較近位置。溫度傳感器緊貼在光伏電池板的背面，用于測量光伏電池的工作溫度。光強(qiáng)信號處理模塊用以放大和濾波由光照強(qiáng)度傳感器產(chǎn)生的光強(qiáng)信號，其輸入端連接光照強(qiáng)度傳感器，光強(qiáng)信號處理模塊的輸出端接入示波器。溫度信號處理模塊的輸入端連接溫度傳感器，溫度信號處理模塊的輸出端接入示波器，用以放大和濾波由溫度傳感器產(chǎn)生的溫度信號。電源轉(zhuǎn)換模塊是一個整流器，其輸入端直接接在220V交流電網(wǎng)，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部的整流電路、穩(wěn)壓電路和濾波電路，最終輸出24V直流電，所述的24V直流電源連接在電流傳感器的電源引腳為其供電，同時24V直流電源還連接到溫度信號處理模塊中的信號放大器的電源引腳，為溫度信號處理模塊供電。單刀雙擲開關(guān)和示波器由220V交流直接供電。充電電容的負(fù)端接地，充電電容的正端連接在單刀雙擲開關(guān)的公共引腳上。放電電阻的一端接地，放電電阻的另一端連接在單刀雙擲開關(guān)的一個選擇引腳上。待測光伏電池正極接在單刀雙擲開關(guān)的另一個選擇引腳上，待測光伏電池負(fù)極接地。通過單刀雙擲開關(guān)，充電電容可以在光伏電池和放電電阻之間切換電路?；魻栯娏鱾鞲衅鞯囊欢颂捉釉诠夥姵氐恼龢O輸出導(dǎo)線上，測量光伏電池的輸出電流波形，霍爾電流傳感器的另一端連接示波器探頭，將電流波形送入示波器。示波器自帶的電壓探頭并聯(lián)在光伏電池的正負(fù)極之間，測量光伏電池的輸出電壓波形。將電壓信號和電流信號相乘，便得到光伏電池的功率曲線，一并顯示在示波器上。光照強(qiáng)度傳感器用來測量待測光伏電池接收到的光照強(qiáng)度，使用時放在室外距離待測光伏電池較近位置。通過調(diào)整光照強(qiáng)度傳感器角度，使光照強(qiáng)度傳感器和待測光伏電池位于同一角度接受光照，光強(qiáng)傳感器將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，通過光強(qiáng)信號處理模塊將此電壓信號放大后送入示波器顯示。溫度傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，傳感器輸出端接過低通濾波連接示波器探頭，將溫度信號送入示波器顯示。附圖說明圖1為光伏電池的電氣特性曲線；圖2為本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為光伏電池?zé)o云遮狀態(tài)下的測試結(jié)果；圖4為光伏電池模擬云遮狀態(tài)下的測試結(jié)果；圖5為中國專利CN201010046547. 7摘要附圖。具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式進(jìn)一步說明本專利技術(shù)。如圖2所示，本專利技術(shù)包括充電電容、放電電阻、定時單刀雙擲開關(guān)、光照強(qiáng)度傳感器、溫度傳感器、霍爾電流傳感器、光強(qiáng)信號處理模塊、溫度信號處理模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和不波器。光照強(qiáng)度傳感器用于測量待測光伏電池接受到的輻射量，光照強(qiáng)度傳感器和待測光伏電池板一并放置室外，光照強(qiáng)度傳感器放置在距離待測光伏電池較近位置。溫度傳感器緊貼在光伏電池板的背面，用于測量光伏電池的工作溫度。光強(qiáng)信號處理模塊用以放大和濾波由光照強(qiáng)度傳感器產(chǎn)生的光強(qiáng)信號，其輸入端連接光照強(qiáng)度傳感器，光強(qiáng)信號處理模塊的輸出端接入示波器。溫度信號處理模塊的輸入端連接溫度傳感器，溫度信號處理模塊的輸出端接入示波器，用以放大和濾波由溫度傳感器產(chǎn)生的溫度信號。電源轉(zhuǎn)換模塊是一個整流器，將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成24V直流電壓，為以上各個傳感器及模塊供電。所述的充電電容的負(fù)端接地，充電電容的正端連接在單刀雙擲開關(guān)的公共引腳上。放電電阻的一端接地，放電電阻的另一端連接在單刀雙擲開關(guān)的一個選擇引腳上。待測光伏電池正極接在單刀雙擲開關(guān)的另一個選擇引腳上，待測光伏電池負(fù)極接地。通過單刀雙擲開關(guān)，充電電容可以在光伏電池和放電電阻之間切換電路。霍爾電流傳感器的一端套接在光伏電池的正極輸出導(dǎo)線上，測量光伏電池的輸出電流波形，霍爾電流傳感器的另一端連接示波器探頭，將電流波形送入示波器顯示。示波器自帶的電壓探頭并聯(lián)在光伏電池的正負(fù)極之間，測量光伏電池的輸出電壓波形，并在示波器上顯示。將電壓信號和電流信號相乘，便得到光伏電池的功率曲線，一并顯示在示波器上。光照強(qiáng)度傳感器用來測量待測光伏電池接收到的太陽光照的輻射量。通過調(diào)整光照強(qiáng)度傳感器的角度，使光照強(qiáng)度傳感器和待測光伏電池位于同一角度接受光照。光強(qiáng)傳感器將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，通過光強(qiáng)信號處理模塊將此信號放大后送入示波器顯示。光強(qiáng)信號處理模塊的型號為CHT-50mV/V0o溫度傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號送入不波器顯不。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連接在待測光伏電池端時，待測光伏電池和充電電容構(gòu)成一個充電回路。根據(jù)公式V = CX / I dt，其中，V電容電壓，I光伏電池輸出電流，C為電容值。當(dāng)待測光伏電池對電容恒流充電時，電容電壓線性上升，電壓與電流的比值也在增大,此時電容的外特性就可以看成一個阻值增大的滑動變阻器。當(dāng)電容電壓從OV充電到光伏電池板的開環(huán)電壓時，完成了一個測量周期。因電容充電時間極短，可看成一個時間點(diǎn)，因此可得到該時刻待測光伏電池的電氣特性。為了實時監(jiān)控光伏電池板的電氣特性，需要對電容進(jìn)行反復(fù)的充放電，本專利技術(shù)采用單刀雙擲開關(guān)實現(xiàn)電路切換。將單刀雙擲開關(guān)電容切到放電電阻時，電容與放電電阻構(gòu)成一個電容電阻的放電回路，將電容電壓還原到本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光伏電池特性測試裝置，其特征在于，所述的測試裝置包括充電電容、放電電阻、定時單刀雙擲開關(guān)、光照強(qiáng)度傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、光強(qiáng)信號處理模塊、溫度信號處理模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和示波器；待測光伏電池板放置在室外；所述的光照強(qiáng)度傳感器放置在室外距離待測光伏電池較近位置；所述的溫度傳感器緊貼在光伏電池板的背面；所述的光強(qiáng)信號處理模塊的輸入端連接在光照強(qiáng)度傳感器，所述的光強(qiáng)信號處理模塊的輸出端接入示波器，用以放大和濾波由光照強(qiáng)度傳感器產(chǎn)生的光強(qiáng)信號；所述的溫度信號處理模塊的輸入端連接溫度傳感器，所述的溫度信號處理模塊的輸出端接入示波器，用以放大和濾波由溫度傳感器產(chǎn)生的溫度信號；電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接在220V交流電網(wǎng)，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部的整流電路、穩(wěn)壓電路和濾波電路，最終輸出24V直流電，所述的24V直流電源連接在電流傳感器的電源引腳為其供電，同時24V直流電源還連接到溫度信號處理模塊中的信號放大器的電源引腳，為溫度信號處理模塊供電；所述的充電電容的負(fù)端接地，充電電容的正端連接單刀雙擲開關(guān)的公共引腳；所述的放電電阻的一端接地，放電電阻的另一端連接在單刀雙擲開關(guān)的一個選擇引腳上；待測光伏電池的正極接在單刀雙擲開關(guān)的另一個選擇引腳上，待測光伏電池負(fù)極接地；所述的霍爾電流傳感器的一端套接在光伏電池的正極輸出導(dǎo)線上，霍爾電流傳感器的另一端連接示波器探頭；示波器自帶的電壓探頭并聯(lián)在光伏電池的正負(fù)極之間。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光伏電池特性測試裝置，其特征在于，所述的測試裝置包括充電電容、放電電阻、定時單刀雙擲開關(guān)、光照強(qiáng)度傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、光強(qiáng)信號處理模塊、溫度信號處理模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和示波器；待測光伏電池板放置在室外；所述的光照強(qiáng)度傳感器放置在室外距離待測光伏電池較近位置；所述的溫度傳感器緊貼在光伏電池板的背面；所述的光強(qiáng)信號處理模塊的輸入端連接在光照強(qiáng)度傳感器，所述的光強(qiáng)信號處理模塊的輸出端接入示波器，用以放大和濾波由光照強(qiáng)度傳感器產(chǎn)生的光強(qiáng)信號；所述的溫度信號處理模塊的輸入端連接溫度傳感器，所述的溫度信號處理模塊的輸出端接入示波器，用以放大和濾波由溫度傳感器產(chǎn)生的溫度信號；電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接在220V交流電網(wǎng)，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部的整流電路、穩(wěn)壓電路和濾波電路，最終輸出24V直流電，所述的24V直流電源連接在電流傳感器的電源引腳為其供電，同時24...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊子龍，馬明景，孫振奧，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院電工研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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