一種光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光伏測(cè)試裝置，尤其涉及一種光伏組件入射角影響因子測(cè)試 裝置，屬于太陽能光伏組件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能作為一種低碳可再生能源，正在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，各國安裝量逐年增 長。光伏系統(tǒng)通過安裝光伏組件接收太陽光能源將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電，再通過光伏逆變 器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。光伏組件的發(fā)電量直接影響到光伏電站擁有者的收益，行業(yè)內(nèi) 專業(yè)的公司機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行組件高發(fā)電量的提升研究。
[0003] 光伏組件發(fā)電量的高低受到很多因素的影響，如：電池片工藝、組件材料、生產(chǎn)工 藝等。光伏組件在應(yīng)用中，受日出日落的影響，每一時(shí)刻照射在光伏組件表面上的光線入射 角都不同。入射角是指光伏組件安裝后所在平面的法線與太陽光入射線的角度，用Θ表示。 入射角影響因子是指入射角對(duì)光伏組件性能影響程度的定義，用t(0)來表示。不同的入射 角時(shí)入射角影響因子的值不同，但有一定的規(guī)律性。不同工藝、材料的光伏組件在不同的入 射角下表現(xiàn)出不同的發(fā)電性能。為更好的研究和掌握入射角對(duì)光伏組件性能的影響，提升 光伏組件的發(fā)電性能，需要設(shè)計(jì)一種光伏組件入射角影響因子的測(cè)試方法和裝置，實(shí)時(shí)、動(dòng) 態(tài)地測(cè)量用于分析研究不同太陽光入射角度對(duì)組件發(fā)電性能的影響。目前，鮮見該類測(cè)試 方法和測(cè)試裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量太陽能入射角與光伏組件發(fā)電性能的方法復(fù) 雜，人為干擾因素多，測(cè)量結(jié)果偏差較大等技術(shù)問題，提供一種光伏組件入射角影響因子測(cè) 試裝置，簡化測(cè)量步驟，使測(cè)量結(jié)果更加精確。
[0005] 為此，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，包括具有俯仰角驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)的雙軸 跟蹤支架，待測(cè)試的光伏組件安裝在雙軸跟蹤支架上，其特征在于:在所述光伏組件的背面 設(shè)置有溫度傳感器;在所述雙軸跟蹤支架上設(shè)置有氣象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表、傾角測(cè)量儀 和組件短路電流測(cè)試模塊，所述氣象跟蹤測(cè)量儀包括光傳感器，直射光傳感器和直射光法 面傾角測(cè)試儀，氣象跟蹤測(cè)量儀根據(jù)光傳感器測(cè)試反饋實(shí)時(shí)跟蹤太陽，由直射光傳感器檢 測(cè)直射光輻照，由直射光法面傾角測(cè)試儀測(cè)試入射光法面與水平面的夾角β;所述總輻照表 進(jìn)行總輻照的實(shí)時(shí)測(cè)量和累計(jì)測(cè)量;所述傾角測(cè)量儀實(shí)時(shí)測(cè)量光伏組件安裝面與水平面的 夾角α;所述組件短路電流測(cè)試模塊用于測(cè)量入射角為Θ時(shí)組件的實(shí)際短路電流值;還包括 一用于采集記錄數(shù)值、運(yùn)算和輸出控制指令的采集控制柜。
[0007] 進(jìn)一步地，所述采集控制柜包括用于采集記錄數(shù)值的多通道數(shù)據(jù)采集儀和用于運(yùn) 算并輸出控制指令的工控機(jī)。
[0008] 進(jìn)一步地，在每一光伏組件的背面間隔地設(shè)置有數(shù)個(gè)溫度傳感器。
[0009] 進(jìn)一步地，所述雙軸跟蹤支架上設(shè)置有一安裝座，該安裝座的安裝面與光伏組件 的安裝面在同一平面上，所述氣象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表和傾角測(cè)量儀均安裝在該安裝座 上。
[0010] 本實(shí)用新型的光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，通過設(shè)置雙軸跟蹤支架以及安 裝在支架上的氣象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表、傾角測(cè)量儀和組件短路電流測(cè)試模塊，自動(dòng)采集 對(duì)光伏組件性能有影響的各項(xiàng)因子的信息，由采集控制柜的工控機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，得出準(zhǔn)確的 入射角影響因子值;測(cè)試過程中省去了人工手動(dòng)操作的環(huán)節(jié)，減少了干擾因素，測(cè)試結(jié)果更 加精準(zhǔn);提高了作業(yè)效率;可動(dòng)態(tài)測(cè)量組件模擬運(yùn)行狀態(tài)下、不同外部環(huán)境下組件性能，為 優(yōu)化組件性能提供最真實(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為圖1的A部放大圖；
[0013] 圖中，1為雙軸跟蹤支架，11為安裝座、2為溫度傳感器，3為氣象跟蹤測(cè)量儀，4為總 輻照表，5為傾角測(cè)量儀，6為采集控制柜，100為光伏組件。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，本實(shí)用新型中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部分將參考現(xiàn)有 技術(shù)。
[0015] 如圖1-2所示，本實(shí)用新型的光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，包括具有俯仰角 驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)的雙軸跟蹤支架1，待測(cè)試的光伏組件100安裝在雙軸跟蹤支架上，在所述 光伏組件100的背面設(shè)置有溫度傳感器2,作為優(yōu)選，在每一光伏組件100的背面間隔地設(shè)置 有數(shù)個(gè)溫度傳感器2,多點(diǎn)采集光伏組件的溫度信息，使測(cè)量結(jié)果更加精確。
[0016] 雙軸跟蹤支架上安裝有多塊光伏組件100,在本實(shí)施例中為四塊，在雙軸跟蹤支架 1上設(shè)置有一安裝座11，該安裝座的安裝面與光伏組件的安裝面在同一平面上，在安裝座11 上設(shè)置有氣象跟蹤測(cè)量儀3、總輻照表4、傾角測(cè)量儀5和組件短路電流測(cè)試模塊（圖中未示 出）。
[0017] 氣象跟蹤測(cè)量儀3包括光傳感器，直射光傳感器和直射光法面傾角測(cè)試儀，氣象跟 蹤測(cè)量儀根據(jù)光傳感器測(cè)試反饋實(shí)時(shí)跟蹤太陽，由直射光傳感器檢測(cè)直射光輻照，由直射 光法面傾角測(cè)試儀測(cè)試入射光法面與水平面的夾角β;氣象跟蹤測(cè)量儀可以與雙軸跟蹤系 統(tǒng)一同進(jìn)行太陽的跟蹤，也可以單獨(dú)跟蹤，雙軸跟蹤系統(tǒng)是否跟蹤太陽不影響跟蹤測(cè)量儀 的實(shí)時(shí)跟蹤。
[0018] 總輻照表4進(jìn)行總輻照的實(shí)時(shí)測(cè)量和累計(jì)測(cè)量;傾角測(cè)量儀5實(shí)時(shí)測(cè)量光伏組件安 裝面與水平面的夾角α;所述組件短路電流測(cè)試模塊用于測(cè)量入射角為Θ時(shí)組件的實(shí)際短路 電流值。
[0019] 采集控制柜6包括用于采集記錄數(shù)值的多通道數(shù)據(jù)采集儀和用于運(yùn)算并輸出控制 指令的工控機(jī)。
[0020] 本實(shí)用新型中的雙軸跟蹤支架，采用現(xiàn)有技術(shù)中具有俯仰角驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)、可 自動(dòng)跟蹤太陽的雙軸跟蹤支架，不詳述。
[0021 ]使用本實(shí)用新型測(cè)試光伏組件的入射角影響因子時(shí)，步驟如下：
[0022] S1:將待測(cè)試的光伏組件安裝于測(cè)試裝置的雙軸跟蹤支架上；
[0023] S2:接入并檢查溫度傳感器、氣象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表和傾角測(cè)量儀、組件短路 電流測(cè)試模塊，檢查各傳感器、儀表及功能模塊與采集控制柜中的工控機(jī)的通訊是否正常；
[0024] S3:通過采集控制柜調(diào)控雙軸跟蹤支架的俯仰角和轉(zhuǎn)角，直至固定在需要測(cè)試的 入射角Θ位置；
[0025] S4:利用采集控制柜中的多通道數(shù)據(jù)采集儀同步自動(dòng)記錄組件溫度、總輻照、直射 光輻照、組件Isc(短路電流)值；
[0026] S5:調(diào)整雙軸跟蹤支架其它入射角角度，重復(fù)以上步驟進(jìn)行測(cè)量，工控機(jī)通過下述 計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算并顯示該入射角角度下的入射角影響因子t(0):
[0028] 式中：
[0029] Isco為光伏組件在STC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的短路電流值，該值在光伏組件銘牌上可 以獲得，或測(cè)試中通過室內(nèi)常規(guī)測(cè)試方法重新測(cè)量得到準(zhǔn)確值；
[0030] lsc(0)為入射角為Θ時(shí)直射光對(duì)光伏組件產(chǎn)生光生短路電流值貢獻(xiàn)的部分，Isc (Θ)通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：
[0032] 式中：
[0033] lscm(0)為入射角為Θ時(shí)測(cè)得的組件實(shí)際短路電流值，可以由電子負(fù)載和電壓、電 流測(cè)試裝置直接測(cè)得；
[0034] alsc為光伏組件的溫度系數(shù)，該值在光伏組件銘牌上可以獲得，或測(cè)試中通過室內(nèi) 常規(guī)測(cè)試方法重新測(cè)量得到準(zhǔn)確值；
[0035] Tc為光伏組件的實(shí)測(cè)溫度，是測(cè)試過程中的直測(cè)值；
[0036] Go為參考輻照值1000W/m2;
[0037] Gzhi(0)為直射光輻照，是測(cè)試過程中的直測(cè)值；
[0038] Gsan(0)為散射光輻照，通過下面公式計(jì)算：
[0039] Gsan(9) =Gce(9)-Gzhi(9) * COS0
[0040] Gee (θ)為實(shí)測(cè)的總輻照值。
[0041]入射角Θ自-80°~80°范圍內(nèi)每間隔3°~5°進(jìn)行選取，優(yōu)選間隔5°。便于繪制入射 角Θ與入射角影響因子t(0)的曲線，以增加曲線的光滑度。
[0042]在步驟S4中，每間隔5-10s測(cè)試一次組件溫度、總輻照、直射光輻照、組件Isc(短路 電流)值，取多次測(cè)量值的平均值進(jìn)行計(jì)算，平均值可以是固定次數(shù)的平均值，如10次測(cè)量 值的平均值，也可以是固定時(shí)間段內(nèi)多次測(cè)量值的平均值，如1分鐘內(nèi)數(shù)次測(cè)量值的平均 值;以獲得更加準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0043] 入射角Θ可以通過工控機(jī)界面直接讀取，入射角Θ的測(cè)試和計(jì)算原理為:通過雙軸 跟蹤支架上傾角測(cè)試儀和直射光法面傾角測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算，傾角測(cè)試儀測(cè)得組件安 裝平面與水平面的夾角為α，氣象跟蹤測(cè)量儀跟蹤直射光，安裝在其上的直射光傾角測(cè)試儀 測(cè)得直射光法面與水平面夾角為β;根據(jù)三角計(jì)算原理可以算得:入射角θ=β_α。
[0044] 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所 有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，包括具有俯仰角驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)的雙軸跟 蹤支架，待測(cè)試的光伏組件安裝在雙軸跟蹤支架上，其特征在于:在所述光伏組件的背面設(shè) 置有溫度傳感器;在所述雙軸跟蹤支架上設(shè)置有氣象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表、傾角測(cè)量儀和 組件短路電流測(cè)試模塊，所述氣象跟蹤測(cè)量儀包括光傳感器，直射光傳感器和直射光法面 傾角測(cè)試儀，氣象跟蹤測(cè)量儀根據(jù)光傳感器測(cè)試反饋實(shí)時(shí)跟蹤太陽，由直射光傳感器檢測(cè) 直射光輻照，由直射光法面傾角測(cè)試儀測(cè)試入射光法面與水平面的夾角β;所述總輻照表進(jìn) 行總輻照的實(shí)時(shí)測(cè)量和累計(jì)測(cè)量;所述傾角測(cè)量儀實(shí)時(shí)測(cè)量光伏組件安裝面與水平面的夾 角α;所述組件短路電流測(cè)試模塊用于測(cè)量入射角為Θ時(shí)組件的實(shí)際短路電流值;還包括一 用于采集記錄數(shù)值、運(yùn)算和輸出控制指令的采集控制柜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，其特征在于:所述采集控 制柜包括用于采集記錄數(shù)值的多通道數(shù)據(jù)采集儀和用于運(yùn)算并輸出控制指令的工控機(jī)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，其特征在于:在每一光伏 組件的背面間隔地設(shè)置有數(shù)個(gè)溫度傳感器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，其特征在于:所述雙軸跟 蹤支架上設(shè)置有一安裝座，該安裝座的安裝面與光伏組件的安裝面在同一平面上，所述氣 象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表和傾角測(cè)量儀均安裝在該安裝座上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光伏組件入射角影響因子測(cè)試裝置，包括具有俯仰角驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)的雙軸跟蹤支架，待測(cè)試的光伏組件安裝在雙軸跟蹤支架上，其特征在于：在所述光伏組件的背面設(shè)置有溫度傳感器；在所述雙軸跟蹤支架上設(shè)置有氣象跟蹤測(cè)量儀、總輻照表、傾角測(cè)量儀和組件短路電流測(cè)試模塊等，還包括一用于采集記錄數(shù)值、運(yùn)算和輸出控制指令的采集控制柜。本實(shí)用新型可自動(dòng)采集對(duì)光伏組件性能有影響的各項(xiàng)因子的信息，由采集控制柜的工控機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，得出準(zhǔn)確的入射角影響因子值；測(cè)試簡單，準(zhǔn)確。
【IPC分類】H02S50/10
【公開號(hào)】CN205178985
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521049352
【發(fā)明人】夏登福, 張瑩, 全鵬
【申請(qǐng)人】常州天合光能有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日