一种双面光伏电池测试装置的制作方法

文档序号:22749057发布日期:2020-10-31 09:41阅读:183来源:国知局

本发明涉及光伏电池功率测试技术领域,尤其是涉及一种双面光伏电池测试装置。



背景技术:

随着平价上网的逐步逼近,双面光伏电池等高效发电技术逐渐兴起。由于双面光伏电池发电的特性,既有来自正面的输出功率,也有来自背面的输出功率。现有手段测试光伏电池时一次只能测量光伏电池的单面功率,而双面光伏电池的测试时每次只能测量光伏电池的一面,需要测量两次,之后再通过公式拟合计算出双面光伏电池的总输出功率,这种测试结果会与双面光伏电池的实际输出功率有一定的偏差。

如何准确标定双面光伏电池的功率,便成了当下的难点,造成买卖双方在功率标定上存在较大分歧,制约了该产品的商业化路线;此外,双面光伏电池功率的最终标称取值会直接影响终端电站的系统设计,设计不当会造成严重的火灾等危害。在双面光伏电池的实际发电中,背面的辐照度不能达到标准状态下的强度。且由于硅材料电池的弱光效应,也使得光伏电池的功率不随光强成线性变化,故用上述测量方法测量出来的双面光伏电池功率与双面光伏电池实际工作有一定的误差。因此,如何提供一种提高双面光伏电池功率准确率的测试方法,成为本领域内迫切解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种双面光伏电池测试装置,以校正双面光伏电池功率随光强非线性变化对双面光伏电池测试结果造成的误差。

本发明的目的是这样实现的:

一种双面光伏电池测试装置,特征是:包括太阳能模拟器、测试电源、镜面反射板、反射罩、电池支架和暗室,在暗室左侧板的内壁中间设有太阳能模拟器,在暗室右侧板的内壁中间、与太阳能模拟器的正对面设有反射罩,在暗室的中间、太阳能模拟器和反射罩之间设有用于放置双面光伏电池的电池支架,测试电源通过导线与电池支架连接,反射罩的中心、双面光伏电池的中心和太阳能模拟器的中心在同一条直线上,使双面光伏电池的背面及正面所受太阳能模拟器辐射均匀;两个结构完全相同、对称放置的镜面反射板的一端分别铰接在电池支架和反射罩之间的暗室前侧板、后侧板的内壁中间,两个镜面反射板的另一端伸向中间,两个镜面反射板分别与暗室的前侧板、后侧板的夹角为锐角且反射面朝向太阳能模拟器。

镜面反射板与暗室前侧板、后侧板之间角度可改变,通过改变镜面反射板与暗室前侧板、后侧板之间的角度,来改变镜面反射板反射光的角度,从而控制收集太阳能模拟器的辐射量并反射至反射罩中,角度控制范围为0-30°。

反射罩的内表面为抛物线形,反射罩将通过抛物线焦点的入射光光垂直反射至双面光伏电池的背面;反射罩的抛物线焦点以下的内表面光滑,反射罩的抛物线焦点以上的内表面粗糙,且焦距尽可能大,以提高反射光的均匀性。

在电池支架的支撑杆的底端设有带止动开关的滚轮,使得电池支架在暗室中能根据需要移动位置固定双面光伏组件。

所述双面光伏电池为双面光伏组件或双面电池片。

测试电源用于测试双面光伏电池的整体电学参数。暗室为测试提供黑暗的环境。

镜面反射板可更换,双面光伏电池在实际应用中会根据安装背景的不同,电池背面受到的辐照度会有一定的差异,根据tüv制定标准,背面反射系数与安装背景关系如下表1所示。因此,通过更换不同反射率的镜面反射板来控制反射到反射罩的辐照度,从而调控双面光伏电池背面的辐照度。

此外,双面光伏电池背面的辐照度也可通过镜面反射板与暗室前侧板、后侧板之间角度来控制。调节角度时与更换镜面反射板相结合,可实现发射系数由0-30%的转变,优选的,调节镜面反射板与暗室前侧板、后侧板之间的角度以改变镜面反射板反射光的角度,使反射光尽可能通过至反射罩抛物线的焦点。

本发明测试时应避免其它光源的干扰,除镜面反射板和反射罩外其它材料应被涂黑,整个环境置于暗室中,以减少杂光的干扰,提高测试结果的稳定性和准确性。

测试时,太阳能模拟器的一部分辐射直接辐射至双面光伏电池的正面;一部分辐射照射镜面反射板反射至反射罩中,反射罩将收集的辐照反射至双面光伏电池的背面(如图2所示),使双面光伏组件的正面、背面同时受到太阳能模拟器的辐射。因此,这种测法在采用单个太阳能模拟器的情况下可同时、准确的测量双面光伏电池的i-v曲线,从而最大程度上消除上述双面光伏电池测试环境与实际运行环境的不同而造成测试的偏差。

因此,本发明使双面光伏电池在测试时正面、背两面同时受到光的辐射,可准确、便捷地测量出双面光伏电池的整体电学性能,以校正双面光伏电池功率随光强非线性变化对双面光伏电池测试结果造成的误差,实现了同时测量双面光伏电池正面、背面整体的电学性能,消除了两步测试拟合而造成测试结果的偏差。

附图说明

图1为本发明的示意图;

图号标识:1、太阳能模拟器,2、测试电源,3、镜面反射板,4、反射罩,5、支架,6、暗室,7、导线;

图2为本发明的俯视光路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。需说明的是,本发明的附图均采用非常简化的非精准比例,仅用以方便、明晰的辅助说明本发明。

实施例1:

本实施例为测试双面光伏组件测试装置,如图1所示,包括太阳能模拟器1、测试电源2、镜面反射板3、反射罩4、电池支架5、暗室6和导线7,在暗室6左侧板的内壁中间设有太阳能模拟器1,在暗室6右侧板的内壁中间、与太阳能模拟器1的正对面设有内表面为抛物线形的反射罩4,在暗室6的中间、太阳能模拟器1和反射罩4之间设有用于放置双面光伏组件的电池支架5,测试电源2通过导线7与电池支架5连接,反射罩4的中心、双面光伏组件的中心和太阳能模拟器1的中心在同一条直线上,使双面光伏组件的背面及正面所受太阳能模拟器1的辐射均匀,通过移动固定不同尺寸大小的双面光伏组件且不遮挡来自电池内电池片背面及正面的太阳能模拟器的辐射;两个结构完全相同、对称放置的镜面反射板3的一端分别铰接在电池支架5和反射罩4之间的暗室6前侧板、后侧板的内壁中间,两个镜面反射板3的另一端伸向中间,两个镜面反射板3分别与暗室6的前侧板、后侧板的夹角为锐角且反射面朝向太阳能模拟器1。

在电池支架5的支撑杆的底端设有带止动开关的滚轮,使得电池支架5在暗室6中能根据需要移动位置,且电池支架5不遮挡太阳能模拟器1辐射到双面光伏电池上的光。

反射罩4的内表面为抛物线形,反射罩4将通过抛物线焦点的入射光光垂直反射至双面光伏电池的背面;反射罩4的抛物线焦点以下的内表面光滑,反射罩的抛物线焦点以上的内表面粗糙,且焦距尽可能大,以提高反射光的均匀性。

镜面反射板3与暗室6前侧板、后侧板之间角度的可改变,通过改变镜面反射板3与暗室6前侧板、后侧板之间的角度,来改变镜面反射板3反射光的角度,从而控制收集太阳能模拟器1的辐射量并反射至反射罩4中,角度改变范围为0-30°。

测试时,双面光伏组件﹙195.6cm*99.2cm﹚竖立放置在电池支架5上,电池支架5距太阳能模拟器1的距离为300cm,电池支架5的宽、高分别为100cm和200cm;两个镜面反射板3置于双面光伏组件两侧的后方,大小相等,宽、高分别为100cm和200cm;反射罩4置于双面光伏组件的正后方,反射罩4的抛物线焦距为50cm,反射罩4的端口尺寸半径为100cm,反射罩4的抛物线底部距双面光伏组件为300cm。

在标准测试中,双面电池正面辐照度为1000w/m2。由于大部分双面光伏组件安装在土壤中,本实施例采用反射系数为10%为例,即双面光伏组件背面的辐照度为100w/m2,使用标定反射率为50%的镜面反射板调节镜面反射板与暗室6前侧板、后侧板的角度7°,使双面光伏组件的背面接受到的辐照度为100w/m2。

测试时,双面光伏组件固定在电池支架5上并将引线端口与测试电源2连接,使反射罩4的中心、双面光伏组件的中心和太阳能模拟器1的中心在同一条直线上;打开测试电源2,双面光伏组件的正面接收太阳能模拟器1的辐射;与此同时,双面光伏组件的背面接收反射罩4反射的辐射。这种测法可同时、准确地测量双面光伏组件的i-v曲线,从而最大程度上解决上述双面光伏电池测试环境与实际运用环境的不同造成测试误差。

实施例2:

本实施例为测试双面电池片测试装置,如图1所示,包括太阳能模拟器1、测试电源2、镜面反射板3、反射罩4、电池支架5、暗室6和导线7,在暗室6左侧板的内壁中间设有太阳能模拟器1,在暗室6右侧板的内壁中间、与太阳能模拟器1的正对面设有内表面为抛物线形的反射罩4,在暗室6的中间、太阳能模拟器1和反射罩4之间设有用于放置双面电池片的电池支架5,测试电源2通过导线7与电池支架5连接,反射罩4的中心、双面电池片的中心和太阳能模拟器1的中心在同一条直线上,使双面电池片的背面及正面所受太阳能模拟器1的辐射均匀,通过移动固定不同尺寸大小的双面电池片且不遮挡来自电池内电池片背面及正面的太阳能模拟器的辐射;两个结构完全相同、对称放置的镜面反射板3的一端分别铰接在电池支架5和反射罩4之间的暗室6前侧板、后侧板的内壁中间,两个镜面反射板3的另一端伸向中间,两个镜面反射板3分别与暗室6的前侧板、后侧板的夹角为锐角且反射面朝向太阳能模拟器1。

在电池支架5的支撑杆的底端设有带止动开关的滚轮,使得电池支架5在暗室6中能根据需要移动位置,且电池支架5不遮挡太阳能模拟器1辐射到双面电池片上的光。

反射罩4的内表面为抛物线形,反射罩4将通过抛物线焦点的入射光光垂直反射至双面光伏电池的背面;反射罩4的抛物线焦点以下的内表面光滑,反射罩的抛物线焦点以上的内表面粗糙,焦距尽可能大,以提高反射光的均匀性。

镜面反射板3与暗室6前侧板、后侧板之间角度的可改变,通过改变镜面反射板3与暗室6前侧板、后侧板之间的角度,来改变镜面反射板3反射光的角度,从而控制收集太阳能模拟器1的辐射量并反射至反射罩4中,角度改变范围为0-30°。

测试过程中,双面电池片﹙15.6cm*15.6cm﹚放置在电池支架5上,电池支架5距太阳能模拟器1的距离为30cm,电池支架5的宽、高分别为20cm和20cm,通过移动支架来固定双面电池片,并用黑色布料遮挡支架内的其他部分;两个镜面反射板3置于双面电池片两侧的后方,大小相等,宽、高分别为20cm和20cm,镜面反射板3的中心距太阳能模拟器1的垂直距离为35cm;反射罩4置于双面电池片的正后方,反射罩4焦距为5cm,反射罩4的端口尺寸半径为10cm,反射罩4的抛物线底部距双面光伏电池为30cm。

在标准测试中,双面电池片的正面辐照度为1000w/m2。本实施例采用反射系数为20%为例,即双面电池片的背面辐照度为200w/m2,使用标定反射率为70%的镜面反射板3和调节镜面反射板3与暗室6前侧板、后侧板的角度7°,使双面电池片的背面接受到的辐照度为200w/m2。

测试时,使反射罩4的中心、双面电池片的中心和太阳能模拟器1的中心在同一条直线上;打开测试电源2,测量双面电池片的整体电学性能。这种测法可同时、准确地测量双面电池片的i-v曲线,从而最大程度上解决上述双面电池片测试环境与实际运用环境的不同造成测试误差。

上述实施例,仅为本发明的一种实施方式,而非对其限制,本发明保护范围并不局限于此,本领域的技术人员依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改或者等同替换,这些修改和替换并不脱离本发明的范围,都应包涵在本发明的保护范围之内,应以本发明的保护范围所述权利要求书的保护范围为准。

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