光伏组件背面辐照度测量系统的制作方法

本实用新型涉及光伏领域，尤其涉及一种可以测量并收集光伏组件背面的辐照度数据的光伏组件背面辐照度测量系统。

背景技术：

太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，是重要的可再生能源之一。在太阳能应用中，光伏发电作为太阳能应用的重要方式之一，其无噪音、无排放、免维护等优点正得到快速普及。

光伏组件作为光伏发电的核心部件，提高光伏组件发电性能是降低发电成本的重要途径。传统的光伏组件通过吸收光伏组件正面的光线进行发电，因此其发电量的高低与光伏组件背面接收到的辐照量没有关系，工作人员可以使用传统的模拟分析软件相对快速准确的对该系统进行发电性能的模拟评估。

随着光伏组件技术的发展，一种可以充分利用光伏组件背面接收到的辐照度的双面发电光伏组件被开发出来。由于其发电量的高低与光伏组件背面接收的辐照度存在直接的关系，而背面辐照度与光伏组件背面所处的环境密切相关。因此，想要对双面光伏组件的发电性能进行相对准确的模拟评估，其关键是如何准确的获取光伏组件背面的辐照度数据。

有鉴于此，有必要设计一种光伏组件背面辐照度测量系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光伏组件背面辐照度测量系统，该光伏组件背面辐照度测量系统可以测量并收集光伏组件背面的辐照度数据，用于评估双面发电光伏组件的户外实际发电性能。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种光伏组件背面辐照度测量系统，包括光伏组件、设置于所述光伏组件背面的硅辐照度仪、与所述硅辐照度仪电性连接的电压数据采集仪以及连接所述硅辐照度仪和所述电压数据采集仪的通讯电缆，所述硅辐照度仪包括正极、负极以及将所述正极与负极短路连接的分流器。

作为本实用新型的进一步改进，所述分流器的两端分别通过所述通讯电缆与所述电压数据采集仪电性连接，以便所述电压数据采集仪对所述分流器两端的电压进行数据采集。

作为本实用新型的进一步改进，所述光伏组件的背面具有由若干电池片组成的电池片区域以及形成于相邻两个电池片之间的电池片间隙，所述硅辐照度仪设置于所述电池片区域内。

作为本实用新型的进一步改进，所述硅辐照度仪设置有若干个，且单个硅辐照度仪对应设置于单片所述电池片上。

作为本实用新型的进一步改进，每个所述硅辐照度仪内的所述分流器的规格相同。

作为本实用新型的进一步改进，若干所述硅辐照度仪分散设置于所述光伏组件的背面，且每个所述硅辐照度仪均通过所述通讯电缆与所述电压数据采集仪电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述光伏组件背面的四个角均设置有所述硅辐照度仪。

作为本实用新型的进一步改进，所述光伏组件为双面发电光伏组件。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的光伏组件背面辐照度测量系统通过在光伏组件的背面分散设置若干硅辐照度仪，并将硅辐照度仪与电压数据采集仪电性连接，从而通过测量硅辐照度仪内的分流器的短路电流，即可得到硅辐照度仪的电流，进而可以推算出硅辐照度仪所在的电池片所接收到的辐照强度，本实用新型的光伏组件背面辐照度测量系统安装简便、可靠性高，适用于户外长期运行。

附图说明

图1为本实用新型光伏组件背面辐照度测量系统的结构示意图。

图2为图1中I区域的局部放大图。

图3为本实用新型光伏组件背面辐照度测量系统的侧面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

请参阅图1至图3所示，本实用新型提供了一种光伏组件背面辐照度测量系统100，其包括光伏组件1、设置于所述光伏组件1背面的硅辐照度仪2、与所述硅辐照度仪2电性连接的电压数据采集仪4以及连接所述硅辐照度仪2和所述电压数据采集仪4的若干通讯电缆3。

在本实用新型中，所述光伏组件1为双面发电光伏组件。所述光伏组件1的背面具有由若干电池片6组成的电池片区域以及形成于相邻两个所述电池片6之间的电池片间隙7。

所述硅辐照度仪2设置于所述电池片区域内。在本实用新型中，所述硅辐照度仪2设置有若干个，且单个所述硅辐照度仪2对应设置于单片所述电池片6上，从而不会对所述光伏组件1内的电池片间隙7形成遮挡。

若干所述硅辐照度仪2分散设置于所述光伏组件1的背面，且每个所述硅辐照度仪2均通过所述通讯电缆3与所述电压数据采集仪4电性连接。在本实施方式中，所述光伏组件1背面的四个角均设置有所述硅辐照度仪2，以测量所述光伏组件1背面的四个角处的辐照强度；当然，所述硅辐照度仪2还可设置在所述光伏组件1背面的其他位置处，以进一步对所述光伏组件1背面的其他位置处的辐照强度进行测量，于此不予限制。

所述硅辐照度仪2包括正极、负极以及将所述正极与负极短路连接的分流器5。所述分流器5的两端分别通过所述通讯电缆3与所述电压数据采集仪4电性连接，以便所述电压数据采集仪4对所述分流器5两端的电压进行数据采集。在本实用新型中，每一个所述分流器5分别与所述电压数据采集仪4电性连接，便于所述电压数据采集仪4分别采集并保存每一个所述分流器5的电压值。

所述分流器5一般选用规格为电压75mV，额定电流10A的分流器。当然，在实际应用中，所述分流器5的具体规格也可根据所述硅辐照度仪2所在的电池片6的面积和转换效率的大小进行选择，只需保证，在一个所述光伏组件背面辐照度测量系统100中，每个所述硅辐照度仪2内的所述分流器5的规格相同。

所述电压数据采集仪4用于对所述硅辐照度仪2进行数据采集与保存，且具体为对所述分流器5两端的电压进行数据采集与保存。

在所述光伏组件背面辐照度测量系统100的测试过程中，所述电压数据采集仪4与所述硅辐照度仪2电性连接，采集并保存所述分流器5两端的电压数值，所述光伏组件1并没有接入测试线路，所述光伏组件1处于断路状态。

在应用所述光伏组件背面辐照度测量系统100对所述光伏组件1背面的辐照强度进行测试时，主要包括以下步骤：

S1、在户外实际采集前，先在室内测量所述电池片6在预设辐照强度下的电流，得到所述电池片6的辐照强度与电流的线性关系式为Y＝kX；其中Y为辐照强度，X为电流。例如，在预设辐照强度为1000W/m²时，测得电流为10A，则可推算出k＝100。

S2、在户外实际采集时，先根据所述分流器5的规格，推算出所述分流器5的电阻值(例如，使用的分流器规格为电压75mV，额定电流为10A，则可知所述分流器5的电阻值为0.0075Ω)，然后，所述电压数据采集仪4对所述分流器5两端的电压值进行数据采集与保存，最后根据欧姆定律即可推算出所述分流器5的短路电流I短，该分流器的短路电流I短即为所述硅辐照度仪2的电流I。

S3、根据步骤S1中得到的辐照强度与电流的线性关系式Y＝kX、步骤S2中得到的硅辐照度仪2的电流I，推算出所述光伏组件1背面的电池片6在户外环境下所接收到的辐照强度。

此外，还可以结合不同硅辐照度仪2测量的数据，通过比较不同硅辐照度仪2的数据，评价所述光伏组件1背面的辐照强度的均匀性，为理论模拟双面发电光伏组件发电量提供背面辐照度均匀性的数据支撑。

还可以根据光伏组件1的发电效率推算出光伏组件1背面的发电增益。比如，测试得到的光伏组件1背面的最小辐照强度为200W/m²，光伏组件1的组件效率是10％，那么光伏组件1背面的发电功率就是20W/m²，而单面发电组件不存在背面发电的功能，由此可以准确的得出在此条件下光伏组件1背面的发电增益为20W/m²。

光伏组件1背面辐照强度的均匀性对光伏组件1背面的发电至关重要。如果光伏组件1背面有的区域辐照强度高，有的区域辐照强度低，那么该光伏组件1内不同部位的电池片6所产生的电流就会大小不一。根据串联电路原理，所有串联电池片的电流必须相等，在此条件下整个光伏组件1的输出电流将被辐照强度最低的电池片6的电流决定，这样就导致了光伏组件1内部的电流失配损失；而通过本实用新型的光伏组件背面辐照度测量系统100可以准确判断光伏组件1背面电池片6所接收的辐照强度的均匀性，为理论模拟双面组件发电增益提供更加精准的电流失配损失。

综上所述，本实用新型的光伏组件背面辐照度测量系统100通过在所述光伏组件1的背面分散设置若干硅辐照度仪2，并将所述硅辐照度仪2与电压数据采集仪4电性连接，从而，一方面可通过测量所述硅辐照度仪2内的分流器5的短路电流，得到所述硅辐照度仪2的电流，再根据辐照强度与电流的关系式推算出所述硅辐照度仪2所在的电池片6接收到的辐照强度，实现了所述光伏组件1背面辐照强度的测量；另一方面，可以通过比较不同硅辐照度仪2的测量结果来判定所述光伏组件1背面的不同区域接收到的辐照强度，继而判断所述光伏组件1背面辐照强度的均匀性，为理论模拟光伏组件的发电性能提供数据支持。本实用新型的光伏组件背面辐照度测量系统100安装简便、可靠性高，适用于户外长期运行。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。