专利名称：具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法
技术领域：
本发明涉及一种教学实验设备，特别是一种具有光伏特性实验和光电转换温度特 性检测的方法，适用于光电子专业、普通物理实验。
背景技术：
太阳能发电中，温度过高对太阳能组件有影响，使输出功率会降低，在25度时，太 阳能组件是最佳工作温度，45度以下可以正常使用。太阳能组件一般适用可以在-40度到 80度，输出功率有负的温度系数，大概是0. 5%/C，也就是说在25度是100W的组件，45度的 时候只有90W的输出了。因此现有的太阳能发电中，80%以上的时间太阳能组件是处在极低 或极高的温度下，极大的影响了太阳能的发电效率。而在现有的教学实验中，涉及太阳能发电专业的实验设备很少，涉及影响太阳能 发电效率的实验设备更是没有。
发明内容
本发明的目提供一种适用于光电子专业、普通物理实验教学的具有光伏特性实验 和光电转换温度特性检测的方法，以便让学生方便了解太阳能发电原理，影响发电效率的 因素，提供发电效率的方法。本发明的目的是这样实现的，设计一种具有光伏特性实验和光电转换温度特性检 测的方法，其特征是它包括上支架、下支架和支杆构成实验台，上支架有LED光源，LED光 源提供光伏板的光源，下支架的腔体内有光伏板；LED光源与光伏板之间对开，向光伏板提 供光源；光伏板在下支架的腔体内，腔体内有温度传感器；在腔体一侧有温控机构，控制电 路通过控制温控机构调节腔体的温度，检测光伏板输出光电流随温度变化；控制LED光源 的强度变化，检测光伏板随LED光源的强度变化的光电流输出变化，温度和LED光源的光 强、光电流输出通过显示器显示。所述的温控机构是一个半导体冷器，半导体冷器形成冷端和热端，冷端和热端在 冷室和热室内，冷室和热室通过通风双向电磁阀与腔体相通，通过控制通风双向电磁阀开 关位置可以调节腔体的温度，使光伏板工作在需要实验的温度。所述的控制电路包括一个带A/D输入端的单片机同时连接显示器、电压源、接口 和温度传感器，光伏板输出电流通过取样电阻Rl与地电连接，取样电阻Rl的电压的大小可 以给出光伏电流量，取样电阻Rl直接电连接在单片机的一个第3A/D端；LED光源可以是两 个一组LED串联连接构成一组，形成多组LED阵列；在LED阵列与地之间连接取样电阻R2， 由取样电阻R2直接电连接在单片机的一个第2A/D端，对LED光源的电流进行测量；每组 LED通过一个开关与地隔开，通过选择开关的断开，形成不同数量的LED组阵列工作；通过 取样电阻R2确定电流大小或光强大小；温度传感器同样通过一个取样电阻R3检测其温度， 温度传感器6可用AD590。所述的单片机通过接口与计算机电连接。
本发明的优点是由于实验台有LED照明机构、温度调节机构和光伏板，LED照 明机构提供光伏板的光源，通过控制LED照明机构的光强变化，使光伏板产生不同的电流 输出，通过控制温度调节机构，使光伏板处在不同的温度状态下，光伏板产生的电流输出和 LED照明机构的光强变化、环境温度显示在支杆的显示器上，同样，光伏板产生的电流输出 和恒流状态下不同温度的情况下光强变化、温度显示在支杆的显示器上。这样有利于学生 方便了解光电池的光伏地特性，温度特性，让学生方便了解对太阳能发电初步了解和影响 发电效率的因素。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明 图1是本发明实施例结构示意图2是本发明实施例电路原理图； 图3给出光伏板温度控制示意图。图中，1、上支架；2、LED光源；3、通风双向电磁阀；4、透气孔；5、下支架；6、温度传 感器；7、腔体；8、半导体冷器；9、冷室；10、热室；11、显示器；12、锁紧机构；13、可移动显示 架；14、支杆；15、光伏板；16、单片机；17、电压源；18、接口 ；19、计算机；20、LED组。
具体实施例方式实施例1
如图1所示，具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法，它包括上支架1、下 支架5和支杆14构成实验台，上支架1有LED光源2，LED光源2提供光伏板15的光源，下 支架5的腔体7内有光伏板15 ;LED光源2与光伏板15之间对开，向光伏板15提供光源； 光伏板15在下支架5的腔体7内，腔体7内有温度传感器6 ；在腔体7 —侧有腔体7温控机 构，通过控制温控机构调节腔体7的温度，检测光伏板15输出光电流随温度变化；控制LED 光源2的强度变化，检测光伏板15随LED光源2的强度变化的光电流输出变化，温度和LED 光源2的光强、光电流输出通过显示器11显示，显示器11可绕支杆14转动位置，转动时， 打于锁紧机构12，转动后锁紧锁紧机构12。如图3所示，在腔体7 —侧有一个半导体冷器8，半导体冷器8形成冷端和热端，冷 端和热端在冷室9和热室10内，冷室9和热室10通过通风双向电磁阀3与腔体7相通，腔 体7下端有透气孔4与外部相通，通过控制通风双向电磁阀3开关位置可以调节腔体7的 温度，使光伏板15工作在需要实验的温度。温度和LED光源2的光强通过显示器11显示。 显示器11和控制电路可固定在支杆14的可移动显示架13上。通过可移动显示架13观察 温度和设置参数。图2给出图1的控制电路原理图，控制电路包括一个带A/D输入端的单片机16同 时连接显示器11、电压源17、接口 18和温度传感器6，光伏板15输出电流端通过取样电阻 Rl与地电连接，取样电阻Rl直接电连接在单片机16的一个第3A/D端；LED光源2是一个 LED 一组或两个LED —组串联连接构成一组，形成多组LED阵列；在LED阵列与地之间连接 取样电阻R2，取样电阻R2电压输出端直接电连接在单片机16的一个第2A/D端，对LED光 源2的电流进行测量；每组LED通过一个开关与地隔开，通过选择开关的断开，形成不同数量的LED组阵列工作；通过取样电阻R2确定电流大小或光强大小；温度传感器6同样通过 一个取样电阻3检测其温度，温度传感器6可用AD590。单片机16通过接口 18与计算机电 连接。通过调节光源光强开关或调节电位器改变LED的光强变化，开关数量或电位器的变 化值、光强值显示在显示器和存贮在存贮器内，显示器可用于观察实验数据，存贮在存贮器 的数据可通过接口 18电路由计算机19读取进行处理。实施例2
对于本发明也可单独设计成温度对光电转换影响的实验方法，省去光源变化控制。其 结构与如图1相同。而在图2中同样是一个带A/D输入端的单片机16同时连接显示器 11、电压源17、接口 18和温度传感器6，光伏板15输出电流通过取样电阻Rl与地电连接， 取样电阻Rl的电压的大小可以给出光伏电流量，取样电阻Rl直接电连接在单片机16的一 个第3A/D端。LED光源2可以是一个恒流原或恒压源控制多组LED阵列。由于电压源17 的电压恒定，每一 LED组20工作时，电流相同。温度传感器6同样通过一个取样电阻3检 测其温度，温度传感器6可用AD590。单片机16通过接口 18与计算机电连接。通过调节光 源光强开关或调节电位器改变LED的光强变化，开关数量或电位器的变化值、光强值显示 在显示器和存贮在存贮器内，显示器可用于观察实验数据，存贮在存贮器的数据可通过接 口 18电路由计算机19读取进行处理。实施例3
对于本发明也可单独设计成一种光伏板光强实验方法，省去图1中图3的部分。其电 路图与实施例1的图2部分相同。
权利要求
具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法，其特征是它包括上支架(1)、下支架(5)和支杆(14)构成实验台，上支架(1)有LED光源(2)，LED光源(2)提供光伏板(15)的光源，下支架(5)的腔体(7)内有光伏板(15)；LED光源(2)与光伏板(15)之间对开，向光伏板(15)提供光源；光伏板(15)在下支架(5)的腔体(7)内，腔体(7)内有温度传感器(6)；在腔体(7)一侧有腔体(7)温控机构，通过控制温控机构调节腔体(7)的温度，检测光伏板(15)输出光电流随温度变化；控制LED光源(2)的强度变化，检测光伏板(15)随LED光源(2)的强度变化的光电流输出变化，温度和LED光源(2)的光强、光电流输出通过显示器(11)显示。
2.根据权利要求1所述的具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法，其特征 是所述的温控机构是一个半导体冷器(8)，半导体冷器(8)形成冷端和热端，冷端和热端 在冷室(9)和热室(10)内，冷室(9)和热室(10)通过通风双向电磁阀(3)与腔体(7)相通， 控制电路通过控制通风双向电磁阀(3)开关位置可以调节腔体(7)的温度，使光伏板(15) 工作在需要实验的温度。
3.根据权利要求2所述的具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法，其特 征是所述的控制电路包括一个带A/D输入端的单片机(16)同时连接显示器(11)、电压源 (17)、接口(18)和温度传感器(6)，光伏板(15)输出电流端通过取样电阻Rl与地电连接，取 样电阻Rl直接电连接在单片机(16)的一个第3A/D端；LED光源(2)是一个LED —组或两 个LED—组串联连接构成一组，形成多组LED阵列；在LED阵列与地之间连接取样电阻R2， 取样电阻R2电压输出端直接电连接在单片机(16)的一个第2A/D端，对LED光源(2)的电 流进行测量；每组LED通过一个开关与地隔开，通过选择开关的断开，形成不同数量的LED 组阵列工作；通过取样电阻R2确定电流大小或光强大小；温度传感器(6)同样通过一个取 样电阻R3检测其温度，温度传感器(6)可用AD590。
4.根据权利要求1所述的具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法，其特征 是所述的单片机(16)通过接口(18)与计算机电连接。
全文摘要
本发明涉及一种教学实验设备，特别是一种具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法，其特征是它包括上支架、下支架和支杆构成实验台，上支架有LED光源，LED光源提供光伏板的光源，下支架的腔体内有光伏板；LED光源与光伏板之间对开，向光伏板提供光源；光伏板在下支架的腔体内，腔体内有温度传感器；在腔体一侧有温控机构，控制电路通过控制温控机构调节腔体的温度，检测光伏板输出光电流随温度变化；控制LED光源的强度变化，检测光伏板随LED光源的强度变化的光电流输出变化。它提供了一种适用于光电子专业、普通物理实验教学的具有光伏特性实验和光电转换温度特性检测的方法。
文档编号G09B23/18GK101986374SQ201010529249
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者刘崇朴 申请人:西安福安创意咨询有限责任公司