一种用于光伏热斑测试的测试装置及其方法与流程

1.本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种用于光伏热斑测试的测试装置及其方法。


背景技术：

2.在光伏发电系统中，由于受自然条件、环境污染等因素的影响，部分发电组件即光伏组件表面受到遮挡，被遮挡的组件在串联回路中由发电源转变为负载，吸收其余正常工作的光伏组件所产生的电能，吸收的电能在被遮挡的组件上以热能的形式耗散掉，从而在光伏发电系统中形成局部热源，这一现象通常被称为热斑，同时这也是产生热斑现象最为主要的原因，热斑现象会降低光伏组件的输出功率，并加速组件的老化与衰退，从而导致光伏发电系统所发出的功率逐渐衰减，为避免正常工作的光伏组件所产生的能量被受遮挡的组件所消耗，需要对热斑进行检测。
3.iec 61215是目前国际上最常用的光伏测试标准之一，其中关于标准中mqt 09的热斑耐久实验，是衡量组件可靠性的最关键的指标之一。现有的测试方法：首先要有大型太阳模拟器设备，随着组件尺寸越来越大，太阳模拟器也要不断升级尺寸，且设备价格高，能耗高；其次要制作测试组件，制样成本高，如果遇到新研发的版型，没有对应的生产线，无法制作样品；测试过程根据iec61215 mqt09热斑耐久实验条款里的要求，选电池片，选百分比，遮挡选定的电池片进行曝晒并监测热斑最高温度；测试过程复杂，其中选片需要依次遮挡每片电池片，通过功率测试仪闪光，测出iv曲线，整理数据选择出漏电流最大的3片和漏电流最小的1片，然后通过对选定的电池，遮挡不同的百分比进行热斑曝晒。整个过程耗费大量人力物力。
4.从新品研发到组件量产过程，光伏企业每年进行大量的组件热斑测试，并且热斑耐久实验过程发生的失效屡见不鲜；因此亟需一种简单快捷可靠的测试方法来验证组件的热斑可靠性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于光伏热斑测试的测试装置及其方法，节约测试成本，制样简单，灵活性高，可随意调节电压模拟不同电池片数量，提高测试效率。
6.本发明的目的是这样实现的：一种用于光伏热斑测试的测试装置，它包括外壳、底座、支架、升降装置、光照灯、步进电机、温控装置和控制器，所述底座上设置外壳，所述底座上的中部设有支架，用于支撑放置测试样品，所述外壳的顶面贯穿一个升降装置，所述升降装置的顶部连接步进电机，底部伸入外壳中连接一个光照灯，所述外壳的一侧还设有控制器；所述测试样品包括封装壳体，封装壳体内设有一个电池片，所述电池片通过电池端选择不同漏电流的电池，并将其正负极的汇流条引出，连接控制器，控制器接收测试样品的电流信号。
7.一种用于光伏热斑测试的测试装置，所述外壳内还设有一个温控装置。
8.一种用于光伏热斑测试的测试装置，所述温控装置设置在底座上。
9.一种用于光伏热斑测试的测试装置，所述控制器连接热电偶监控热斑温度。
10.一种用于光伏热斑测试的测试方法，它包括以下内容：采用上述一种用于光伏热斑测试的测试装置；制备测试样品：通过电池端选择不同漏电流的电池，将其封装成测试样品，并将电池的正负极汇流条引出；通过步进电机控制升降装置的升降，从而调节光照灯的高度；通过控制遮片遮挡测试样品，控制器接收信号；控制测试样品，使光生电流i
test
等于imp时，停止调节高度，imp是最大工作点电流；根据测试样品的版型，计算单个旁路二极管控制的电池片数，计算电压v
test
输入到控制器，从而确定测试样品的外接反向电压，外接反向电压v
test
=（v
单
）*（s-1）；v
单
是单个电池片的最大功率点电压；s是单个旁路二极管控制的电池片数量；；测试过程中，通过温控装置来控制环境温度，通过控制i
test
和v
test
这两个影响热斑温度的关键因素，即模拟iec61215 mqt09组件热斑测试。
11.一种用于光伏热斑测试的测试方法，控制器可以连接热电偶监控热斑温度，也可以控制光照时间，在达到设定光照时间或热斑温度稳定后，自行停止实验，保存测试数据。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制作单个电池小样品，通过外接电压来模拟组件电路中的反向电压，方法更简单有效；控制光源的高度可调节辐照度，配合电池片遮挡面积，可控制光生电流大小；可控制电压大小，达到切换不同电池片数量的组件的目的；测试方法简单，测试装置简单有效。
13.本发明相对于现有技术中采用组件进行测试，本发明采用测试样品代替组件，节约测试成本。
附图说明
14.图1为本发明的测试装置的结构示意图。
15.图2为本发明的测试样品的俯视图。
16.其中：外壳1、底座2、支架3、测试样品4、电池片41、汇流条42、升降装置5、光照灯6、步进电机7、温控装置8、控制器9。
具体实施方式
17.为更好地理解本发明的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本发明的技术方案的具体实施态样，其仅为本发明技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如a部件位于b部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
18.实施例1：参见图1-2，本发明涉及的一种用于光伏热斑测试的测试装置，它包括外壳1、底座2、支架3、升降装置5、光照灯6、步进电机7、温控装置8和控制器9，所述底座2上设置外壳1，所述底座2上的中部设有支架3，用于支撑放置测试样品4，所述外壳1的顶面贯穿一个升降装置5，所述升降装置5的顶部连接步进电机7，底部伸入外壳1中连接一个光照灯6，所述步进电机7固定在外壳1的外壁上。
19.所述外壳1内还设有一个温控装置8，所述温控装置8设置在底座2上。
20.所述外壳1的一侧还设有控制器9，所述控制器9接收测试样品4的电流信号。
21.所述测试样品4包括封装壳体，封装壳体内设有一个电池片41，所述电池片41通过电池端选择不同漏电流的电池，并将其正负极的汇流条42引出，连接控制器9。
22.所述控制器9可以连接热电偶监控热斑温度，也可以控制光照时间，在达到设定光照时间或热斑温度稳定后，自行停止实验，保存测试数据。
23.本发明涉及的一种用于光伏热斑测试的测试方法，它包括以下内容：步骤一、制备测试样品通过电池端选择不同漏电流的电池，将其封装成测试样品，并将电池的正负极汇流条引出；步骤二、通过步进电机控制升降装置的升降，从而调节光照灯的高度；步骤三、通过控制遮片遮挡测试样品，控制器接收信号；步骤四、控制测试样品，使光生电流i
test
等于imp时，停止调节高度，imp是最大工作点电流；步骤五、根据测试样品的版型，计算单个旁路二极管控制的电池片数，计算电压v
test
输入到控制器，从而确定测试样品的外接反向电压，外接反向电压v
test
=（v
单
）*（s-1）；v
单
是单个电池片的最大功率点电压；s是单个旁路二极管控制的电池片数量；；步骤六、测试过程中，通过温控装置来控制环境温度，通过控制i
test
和v
test
这两个影响热斑温度的关键因素，就可以模拟iec61215 mqt09组件热斑测试；步骤七、控制器可以连接热电偶监控热斑温度，也可以控制光照时间，在达到设定光照时间或热斑温度稳定后，自行停止实验，保存测试数据。
24.工作原理：本发明采用单个电池封装，通过光照和施加反向电压，来模拟iec61215热斑测试条件。并且可以任意调整电压大小和光强大小，来模拟不同版型组件热斑情况。相比较现有技术中，标准iec61215 mot 09中采用组件来进行热斑测试，曝晒过程通过遮挡电池，来进行热斑测试，本发明使用小样品代替组件，节约成本；可控制电压大小，达到切换不同电池
片数量的组件的目的；控制光源的高度来达到不同辐照度的目的；本发明更适用于产品研发阶段，无对应的产线生产组件测试样品，便于对热斑温度范围的摸索。
25.以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。