一種聚光光伏戶外性能測試系統的製作方法

2023-09-22 08:12:45 2

一種聚光光伏戶外性能測試系統的製作方法
【專利摘要】一種聚光光伏戶外性能測試系統，包括太陽能聚光發電測試平臺、高精度太陽能特性測量裝置、數據採集裝置和上位機；所述太陽能聚光發電測試平臺包括太陽能跟蹤裝置及設置其上的透鏡和電池固定裝置、全輻照計、直射輻照計、風速計和參考太陽能電池；所述透鏡和電池固定裝置包括一框架體，其內設有豎向位置可調的移動平臺，移動平臺中部設有用於安裝聚光太陽能電池和溫度傳感器的凹槽，框架體的頂面設有一對透鏡裝夾條和位移傳感器；太陽能跟蹤裝置、高精度太陽能特性測量裝置和數據採集裝置分別通過通用接口總線與上位機連接，聚光太陽能電池與高精度太陽能特性測量裝置的A通道串聯組成測試電路，其B通道與參考太陽能電池串聯組成參考電路。
【專利說明】一種聚光光伏戶外性能測試系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於太陽能利用領域，具體地指一種聚光光伏戶外性能測試系統。
【背景技術】
[0002]隨著傳統能源的不斷萎縮，由於太陽能具有綠色環保、分布廣、可持續利用等優點。已逐漸成為了各國發展和研究的熱點。其中，光伏發電是太陽能應用領域的重要方面。第一、第二代太陽能光伏發電技術，分別使用晶矽電池和薄膜電池進行光電轉換，均已得到了應用。由於太陽能電池價格昂貴而發電效率較低等原因，利用光學元件將太陽光匯聚，再使用太陽能電池發電的第三代聚光太陽能發電技術，已成為太陽能發電的未來發展趨勢。
[0003]將聚光太陽能電池、聚光透鏡、二次光學元件等封裝成太陽能光伏組件，若干組件再組成陣列安裝於太陽跟蹤器上，通過太陽跟蹤器實時將太陽光匯聚到聚光太陽能電池表面是第三代聚光太陽能發電的方式之一。在第三代聚光太陽能發電技術的研究中，聚光太陽能電池和聚光透鏡是該技術的重點研究對象。
[0004]聚光太陽能電池是聚光太陽能發電技術的核心器件。精確的測試聚光太陽能電池的伏安特性，可以得到一系列重要的參數，如:開路電壓(V。。)、短路電流(Is。)、工作電壓(Vmax)、工作電流(Imax)、最大輸出功率(Pmax)、填充因子(FF)、轉化效率(n cell)等，特別是在自然光線下測量不同輻照度值的電池伏安特性，能夠直觀的表徵聚光太陽能電池的特性。
[0005]聚光透鏡也是聚光太陽能發電技術的重要光學器件。其聚光光斑外形、聚光焦距
[5]、透鏡透過率(nlm)、接收角(a)、光斑能量分布特性等光學參數的測試，尤其是戶外自然光條件下的測試，對評價聚光太陽能發電技術中光學系統的優劣和整體系統的設計具有重要指導意義。
[0006]在聚光太陽能發電系統運行前，對聚光太陽能發電技術重點研究對象的測試和評價是最終太陽能發電系統能夠穩定、高效運行的重要保證。近年來市場上陸續有一些聚光光伏測試裝置的出現。根據調查分析，現有聚光光伏測試裝置的不足，一方面是，大多數測試裝置的光源為太陽能模擬器。由於實際輻照條件受環境溫度、空氣溼度、大氣環境等諸多因素的影響，與自然光線下的輻照度相比有一定偏差，因而不能準確地反應實際條件下的發電性能，且太陽能模擬器的工作和維修成本較高；另一方面是，現有測試裝置僅能進行聚光太陽能電池的測試，而對於聚光太陽能發電技術中其他關鍵器件不能進行有效、實際的測試和評價，其測試具有局限性。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題就是提供一種聚光光伏戶外性能測試系統，能夠在自然光線下實現聚光太陽能電池和聚光透鏡的性能測試，對評價聚光太陽能發電技術中核心元件的優劣和聚光太陽能發電系統的設計具有重要指導意義。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供的一種聚光光伏戶外性能測試系統，包括太陽能聚光發電測試平臺、高精度太陽能特性測量裝置、數據採集裝置和上位機；所述太陽能聚光發電測試平臺包括太陽能跟蹤裝置、透鏡和電池固定裝置、全輻照計、直射輻照計、風速計和參考太陽能電池；所述太陽能跟蹤裝置包括安裝支架，用於在驅動機構的驅動下跟蹤太陽、保持與入射太陽光垂直，所述透鏡和電池固定裝置、全輻照計、直射輻照計、風速計和參考太陽能電池分別設置於安裝支架上、隨安裝支架一起移動；所述透鏡和電池固定裝置包括一框架體，框架體內設有豎向位置可調的移動平臺，移動平臺中部設有凹槽，用於安裝聚光太陽能電池，凹槽內還設有溫度傳感器，框架體的頂面設有一對透鏡裝夾條，用於安裝聚光透鏡，框架體的頂面還設有位移傳感器，用於測量聚光太陽能電池與聚光透鏡的間距；
[0009]所述太陽能跟蹤裝置通過通用接口總線與上位機連接，用於在上位機控制下實現安裝支架跟蹤太陽的動作；所述透鏡和電池固定裝置上的聚光太陽能電池與高精度太陽能特性測量裝置的A通道串聯組成測試電路，參考太陽能電池與高精度太陽能特性測量裝置的B通道串聯組成參考電路，高精度太陽能特性測量裝置通過通用接口總線與上位機連接；所述全輻照計、直射輻照計、風速計、溫度傳感器和位移傳感器分別通過通用接口總線與數據採集裝置連接，數據採集裝置通過通用接口總線與上位機連接。
[0010]上述技術方案中，所述透鏡和電池固定裝置包括由下框架、支柱和上框架構成的矩形框架體，下框架和上框架之間豎向安裝有一根滾珠絲槓和兩根第一導向杆，滾珠絲槓的兩端分別設有滾動軸承，滾動軸承設置於下框架和上框架的軸承座內，第一導向杆通過設置於下框架和上框架上的第一導向杆底座固定；所述移動平臺的一側通過絲槓螺母與滾珠絲槓螺紋配合，移動平臺的另外兩側分別通過直線軸承與兩根第一導向杆連接。
[0011]進一步地，所述上框架上通過第二導向杆底座平行安裝有兩根第二導向杆，所述一對透鏡裝夾條分別與兩根第二導向杆連接，用於通過第二導向杆的平移調整一對透鏡裝夾條的間距；所述透鏡裝夾條上設有夾緊螺釘，用於固定聚光透鏡。
[0012]進一步地，所述滾珠絲槓上設有手輪，用於通過旋轉手輪使滾珠絲槓繞軸轉動。
[0013]上述技術方案中，所述太陽能跟蹤裝置包括下支座、立柱、方位迴轉裝置、上支架、高度俯仰裝置和安裝支架；所述下支座設置於地面，立柱的下端與下支座連接、上端與方位迴轉裝置相連，所述上支架設置於方位迴轉裝置上、可在方位迴轉裝置的驅動下繞軸旋轉；所述高度俯仰裝置的中部與連杆一端鉸接，連杆的另一端與上支架連接；所述安裝支架的中部通過鉸座與上支架鉸接，安裝支架的一端與所述高度俯仰裝置的伸縮杆端鉸接。
[0014]進一步地，所述高度俯仰裝置為電動推桿或者液壓缸。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果在於:太陽能跟蹤裝置的設置，使得本系統能夠在自然光線下實現測試，進而可準確地反應實際條件下聚光太陽能發電系統的性能，且較現有測試系統的成本更低；透鏡和電池固定裝置在系統使用時，可通過安裝標準聚光透鏡實現待測聚光太陽能電池的測試，通過安裝標準聚光太陽能電池實現待測聚光透鏡的測試，利用一套系統即可完成聚光太陽能發電系統核心元件的測試，且能夠實施、準確、自動化測量，對評價核心元件的優劣和聚光太陽能發電系統的設計具有重要指導意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明一個實施例的模塊連接圖；
[0017]圖2為圖1系統的結構示意圖；[0018]圖3為圖2中太陽能跟蹤裝置的結構示意圖；
[0019]圖4為圖2中透鏡和電池固定裝置的結構示意圖；
[0020]圖5為待測樣品在透鏡和電池固定裝置上的安裝示意圖；
[0021]圖6為待測樣品是聚光太陽能電池時的測試流程圖；
[0022]圖7為待測樣品是聚光透鏡時的測試流程圖；
[0023]圖8為某天太陽直射輻照度、全輻照度和環境溫度測試曲線圖；
[0024]圖9為某聚光太陽能電池在一天的某時刻的伏安特性曲線圖；
[0025]圖10為某聚光太陽能電池在一天不同時刻的伏安特性曲線圖；
[0026]圖11為聚光透鏡在不同聚光焦距測量值(h)下標準太陽能電池的伏安特性曲線圖；
[0027]圖12為不同待測聚光透鏡的透鏡透過率(nlm)直方圖；
[0028]圖中:1一太陽能聚光發電測試平臺，2—太陽能跟蹤裝置(其中:201—安裝支架、202—上支架、203—高度俯仰裝置、204—方位迴轉裝置、205—立柱、206—下支座)，3—透鏡和電池固定裝置(其中:301—下框架、302—支柱、303—上框架、304—滾珠絲槓、305—第一導向杆、306—滾動軸承、307—軸承座、308—第一導向杆底座、309—手輪、310—移動平臺、311—絲槓螺母、312—直線軸承、313—溫度傳感器、314—第二導向杆、315—第二導向杆底座、316—透鏡裝夾條、317—夾緊螺釘、318—位移傳感器)，4一全輻照計，5—直射輻照計，6—風速計，7—參考太陽能電池，8—高精度太陽能特性測量裝置，9一數據採集裝置，10 一上位機，11 一待測聚光太陽能電池，12 一標準聚光透鏡，13 一標準聚光太陽能電池，14 一待測聚光透鏡。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發明的具體實施例作進一步地詳細描述:
[0030]如圖1至圖4所示，本發明的一種聚光光伏戶外性能測試系統，包括太陽能聚光發電測試平臺1、高精度太陽能特性測量裝置8、數據採集裝置9和上位機10。其中，太陽能聚光發電測試平臺I包括太陽能跟蹤裝置2、透鏡和電池固定裝置3、全輻照計4、直射輻照計
5、風速計6和參考太陽能電池7。
[0031]本實施例的太陽能跟蹤裝置2包括下支座206、立柱205、方位迴轉裝置204、上支架202、高度俯仰裝置203和安裝支架201。下支座206設置於地面，立柱205的下端與下支座206連接、上端與方位迴轉裝置204相連，上支架202設置於方位迴轉裝置204上、可在方位迴轉裝置204的驅動下繞軸旋轉。高度俯仰裝置203的中部與連杆一端鉸接，連杆的另一端與上支架202連接。安裝支架201的中部通過鉸座與上支架202鉸接，安裝支架201的一端與高度俯仰裝置203的伸縮杆端鉸接。這樣，在方位迴轉裝置204和高度俯仰裝置203的共同作用下，可實現安裝支架201對太陽的跟蹤動作，始終保持其位於與入射太陽光垂直的方位。上述透鏡和電池固定裝置3、全輻照計4、直射輻照計5、風速計6和參考太陽能電池7分別設置於安裝支架201上、隨安裝支架201 —起移動。
[0032]本實施例的透鏡和電池固定裝置3包括由下框架301、支柱302和上框架303構成的矩形框架體，矩形框架體內設有豎向位置可調的移動平臺310。矩形框架體的下框架301和上框架303之間豎向安裝有一根滾珠絲槓304和兩根第一導向杆305,滾珠絲槓304的兩端分別設有滾動軸承306，滾動軸承306設置於下框架301和上框架303的軸承座307內，滾珠絲槓304上設有手輪309，旋轉手輪309可使滾珠絲槓304繞軸轉動。第一導向杆305則通過設置於下框架301和上框架303上的第一導向杆底座308固定。移動平臺310的一側通過絲槓螺母311與滾珠絲槓304螺紋配合，移動平臺310的另外兩側分別通過直線軸承312與兩根第一導向杆305連接，滾珠絲槓304的轉動可通過絲槓螺母311驅動移動平臺310升降。移動平臺310中部設有凹槽，用於安裝聚光太陽能電池，凹槽內還設有溫度傳感器313。上述上框架303上通過第二導向杆底座315平行安裝有兩根第二導向杆314，兩根第二導向杆314連有一對透鏡裝夾條316，通過第二導向杆314的平移可調整一對透鏡裝夾條316的間距，以適於不同規格的聚光透鏡，透鏡裝夾條316上設有夾緊螺釘317，用於安裝聚光透鏡。上框架303上還設有位移傳感器318，用於測量聚光太陽能電池與聚光透鏡的間距。
[0033]太陽能跟蹤裝置2通過通用接口總線與上位機10連接，用於在上位機10控制下實現安裝支架201跟蹤太陽的動作。透鏡和電池固定裝置3上的聚光太陽能電池與高精度太陽能特性測量裝置8的A通道串聯組成測試電路，參考太陽能電池7與高精度太陽能特性測量裝置8的B通道串聯組成參考電路，高精度太陽能特性測量裝置8通過通用接口總線與上位機10連接。全輻照計4、直射輻照計5、風速計6、溫度傳感器313和位移傳感器318分別通過通用接口總線與數據採集裝置9連接，數據採集裝置9也通過通用接口總線與上位機10連接。
[0034]本實施例中，高度俯仰裝置203採用由綠源公司生產的GSA-800型電動推桿，通過電動推桿的直線運動使得安裝支架201做俯仰運動，即高度角的變化。方位迴轉裝置204採用由凱邁公司生產的SE7型迴轉驅動裝置，通過迴轉驅動裝置的迴轉運動使得安裝支架201做方位運動，即方位角的變化。高精度太陽能特性測量裝置8採用採用美國Keithley公司生產的Keithley2602型數字源表，它具有雙通道功能，可以同時測量兩路信號。數據採集裝置9採用日本日置公司生產的H10KI8422-50型數據採集儀，可同時採集20路信號並將信號傳送至上位機10。全輻照計4採用華創維想科技開發有限公司生產的TBQ-2-B-1總輻射表，用於測量波長範圍0.3?3微米的太陽總輻射。直射輻照計5採用華創維想科技開發有限公司生產的TBS-2-B-1標準直接輻照表，用於測量垂直於太陽表面的輻射和太陽周圍很窄的環日天空散射輻射。風速計6採用星火創儀電子科技有限公司生產的HL-FS2型風速計。參考太陽能電池7和標準聚光太陽能電池13均採用美國Emcore公司生產的聚光太陽能電池。溫度傳感器313採用K型熱電偶，用以檢測太陽能電池的溫度和環境溫度。位移傳感器318採用精浦機電有限公司生產的GWS100型位移傳感器，用於測量聚光透鏡到聚光太陽能電池的距離，即聚光透鏡的聚光焦距測量值(h)。上位機10採用聯想揚天系列A4680型計算機。
[0035]如圖5所示，當待測樣品是聚光太陽能電池時，將待測聚光太陽能電池11放置於移動平臺310的凹槽內，且待測聚光太陽能電池11與高精度太陽能特性測量裝置8的A通道串聯組成測試電路，將標準聚光透鏡12通過一對透鏡裝夾條316安裝，並用夾緊螺釘317夾緊；當待測樣品是聚光透鏡時，將標準聚光太陽能電池13放置於移動平臺310的凹槽內，且標準聚光太陽能電池13與高精度太陽能特性測量裝置8的A通道串聯組成測試電路，將待測聚光透鏡14通過一對透鏡裝夾條316安裝，並用夾緊螺釘317夾緊。[0036]如圖6所示，當待測樣品是聚光太陽能電池時，其測試操作如下(該實施例在NI公司的LabVIEW環境下編程，設計程序與系統配套):
[0037]I)機器運行:打開太陽能跟蹤裝置2、高精度太陽能特性測量裝置8、數據採集裝置9和上位機10，通過上位機10的控制界面運行太陽能跟蹤裝置2對太陽進行實時跟蹤；
[0038]2)調整焦距:將標準聚光透鏡12安裝在透鏡和電池固定裝置3的透鏡裝夾條316中，調節透鏡和電池固定裝置3上的手輪309並輔以位移傳感器318，使得標準聚光透鏡12與移動平臺310之間的距離達到測試焦距；
[0039]3)待測聚光太陽能電池11的安裝:將待測聚光太陽能電池11放置於透鏡和電池固定裝置3的移動平臺310凹槽內，待測聚光太陽能電池11與高精度太陽能特性測量裝置8的A通道串聯組成測試電路，高精度太陽能特性測量裝置8的B通道與標準參考太陽能電池7串聯組成參考電路；
[0040]4)測試:在上位機10輸入界面輸入所需的測試參數，包括通道類型、聚光透鏡尺寸、測試次數、測試間隔等,並點擊開始按鈕進行測試；
[0041]5)數據輸出:輸出伏安特性曲線，聚光焦距測量值(h)、透鏡透過率(nlm)、開路電壓(V。。)、短路電流(Is。)、工作電壓(Vmax)、工作電流(1_)、最大輸出功率(Pmax)、填充因子(FF)、轉化效率(nMll)等相關特徵參數。測試完成後，測試者可以重複步驟3)、4)繼續測試，直到測試者結束本次測試嗎，也可結束本次測試，更換待測聚光太陽能電池11按步驟3)、4)進行下一次測試。
[0042]如圖7所示，當待測樣品是是聚光透鏡時，其測試操作如下(該實施例在NI公司的LabVIEW環境下編程，設計程序與系統配套):
[0043]I)機器運行:打開太陽能跟蹤裝置2、高精度太陽能特性測量裝置8、數據採集裝置9和上位機10，通過上位機10的控制界面運行太陽能夠跟蹤器2對太陽進行實時跟蹤；
[0044]2)待測透鏡安裝:將待測聚光透鏡14安裝在透鏡和電池固定裝置3的透鏡裝夾條316中，並用夾緊螺釘317夾緊；將標準聚光太陽能電池13放置於透鏡和電池固定裝置3的移動平臺310凹槽內，標準聚光太陽能電池13與高精度太陽能特性測量裝置8的A通道串聯組成測試電路，高精度太陽能特性測量裝置8的B通道與參考太陽能電池7串聯組成參考電路；
[0045]3)調整焦距:通過透鏡和電池固定裝置3上的手輪309調節待測聚光透鏡14到標準聚光太陽能電池13的距離；
[0046]4)測試:在上位機10輸入界面輸入所需的測試參數，包括通道類型、聚光透鏡尺寸、測試次數、測試間隔等,並點擊開始按鈕進行測試；
[0047]5)數據輸出:輸出聚光焦距測量值(h)、透鏡透過率(nlm)等相關參數，通過透鏡和電池固定裝置3上的手輪309改變待測聚光透鏡14到標準聚光太陽能電池13的測試距離，重複步驟3)、4)繼續測試，直到測試者結束本次測試，根據標準聚光太陽能電池13輸出的最佳性能參數確定所測試的聚光透鏡的聚光焦距(s);也可結束本次測試，更換待測聚光透鏡14按步驟2)、3)、4)進行下一次測試。
[0048]圖8至圖12為部分測試結果。
[0049]如圖8所示，測試某天太陽直射輻照度與全輻照度曲線，輸出的參數總輻照度(GNI)和直射輻照度(DNI)均由上午到中午逐漸增強，總輻照度(GNI)在正午時分到達最強(960ff/m2)後逐漸減弱，環境溫度在26?37 °C之間變化。
[0050]如圖9所示，某待測聚光太陽能電池11在一天的某時刻利用本測試系統進行測試，其伏安特性曲線如圖所示，參數輸出為:總輻照度(GNI) =929.604ff/m2，直射輻照度(DNI)=730.66ff/m2,開路電壓(V。。)=2.98386V，短路電流(Ise) =2.98386A，工作電壓Vmax=2.6341V，工作電流(Imax) =0.18506A,最大輸出功率(Pmax) =0.48746W,填充因子(FF)=0.83873，轉化效率(ncell) =0.26686 ；
[0051]如圖10所示，某待測聚光太陽能電池11在一天的不同時刻的伏安特性曲線如圖所示，其中:
[0052]上午8:30，參數輸出為:總輻照度(GNI) =728W/m2，直射輻照度(DNI) =542W/m2，開路電壓(V。。)=2.984V，短路電流(Ise) =0.14018A,工作電壓(Vmax) =2.66755V，工作電流(Imax)=0.13499A，最大輸出功率(Pmax)=0.3601W，填充因子(FF)=0.86088，轉化效率(ncell)=0.26538 ；
[0053]上午10:30，參數輸出為:總輻照度(GNI) =933W/m2，直射輻照度(DNI) =741W/m2，開路電壓(V。。)=3.01766V，短路電流(Ise) =0.212868A,工作電壓(Vmax) =2.66789V，工作電流(Imax) =0.20234A,最大輸出功率(Pmax) =0.53982W，填充因子(FF) =0.84037，轉化效率(Jlcell) =0.29136 ；
[0054]中午12:30，參數輸出為:總輻照度(GNI) =917ff/m2，直射輻照度(DNI) =688ff/m2，開路電壓(V。。)=2.98418V，短路電流(Isc) =0.19643A，工作電壓(Vmax) =2.63431V，工作電流(Imax) =0.18465A，最大輸出功率(Pmax) =0.48644W，填充因子(FF) =0.82982，轉化效率(Jlcell) =0.82244 ；
[0055]下午15:30，參數輸出為:總輻照度(GNI) =850W/m2，直射輻照度(DNI) =657W/m2，開路電壓(V。。)=2.98403V,短路電流(Ise) =0.1881A,工作電壓(Vmax) =2.63399V，工作電流(Imax) =0.17791A，最大輸出功率(Pmax) =0.46811W,填充因子(FF) =0.83486，轉化效率(Jlcell) =0.28505 ；
[0056]下午17:30，參數輸出為:總輻照度(GNI) =657W/m2，直射輻照度(DNI) =495W/m2，開路電壓(V。。)=2.9835V，短路電流(Ise) =0.12575A，工作電壓(Vmax) =2.66708V,工作電流(Imax) =0.12141A，最大輸出功率(Pmax) =0.32381W，填充因子(FF) =0.86307，轉化效率(Jlcell) =0.26124。
[0057]如圖11所示，為某待測聚光透鏡14在不同聚光焦距測量值(h)下，相應的標準聚光太陽能電池13的伏安特性曲線。其中:
[0058]聚光焦距測量值(h) =90mm時，參數輸出為:開路電壓(V。。)=2.933V，短路電流(Isc)=0.1527A ；
[0059]聚光焦距測量值(h)=92mm時，參數輸出為:開路電壓(V。。)=2.9674V，短路電流(Isc)=0.1964A ；
[0060]聚光焦距測量值(h)=94mm時，參數輸出為:開路電壓(V。。)=3.0010V，短路電流(Isc)=0.2427A ；
[0061]聚光焦距測量值(h ) =96mm時，參數輸出為:開路電壓(V。。)=0.9674V，短路電流(Isc)=0.1864A。
[0062]圖12示意了不同待測聚光透鏡14的透鏡透過率(nlm)測試結果:[0063]樣品A參數輸出為:聚光焦距測量值(h) =15mm，透鏡透過率(nlen) =75% ；
[0064]樣品B參數輸出為:聚光焦距測量值(h) =94mm,透鏡透過率(nlen) =81% ；
[0065]樣品C參數輸出為:聚光焦距測量值(h) =500mm，透鏡透過率(nlen) =70% ；
[0066]樣品D參數輸出為:聚光焦距測量值(h) =316_，透鏡透過率(nlen) =73%。
[0067]本發明的核心在於太陽能跟蹤裝置及透鏡和電池固定裝置的設置，使得系統能夠在自然光線下實現聚光太陽能電池和聚光透鏡的性能測試，對評價聚光太陽能發電技術中核心元件的優劣和聚光太陽能發電系統的設計具有重要指導意義。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的範圍和精神，例如:太陽能跟蹤裝置不限於實施例中的優選結構，採用其它現有太陽能跟蹤器有效實現對入射陽光的跟蹤也能夠實現本發明技術方案；透鏡和電池固定裝置3也不限於上述實施例，只要能夠固定聚光太陽能電池和聚光透鏡並方便的調節其間距即可等。倘若這些改動和變形屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍內，則本發明也意圖包含這些改動和變形在內。
【權利要求】
1.一種聚光光伏戶外性能測試系統，其特徵在於:包括太陽能聚光發電測試平臺(I)、高精度太陽能特性測量裝置(8)、數據採集裝置(9)和上位機(10);所述太陽能聚光發電測試平臺(I)包括太陽能跟蹤裝置(2)、透鏡和電池固定裝置(3)、全輻照計(4)、直射輻照計(5)、風速計(6)和參考太陽能電池(7);所述太陽能跟蹤裝置(2)包括安裝支架(201)，用於在驅動機構的驅動下跟蹤太陽、保持與入射太陽光垂直，所述透鏡和電池固定裝置(3)、全輻照計(4)、直射輻照計(5)、風速計(6)和參考太陽能電池(7)分別設置於安裝支架(201)上、隨安裝支架(201) —起移動；所述透鏡和電池固定裝置(3)包括一框架體，框架體內設有豎向位置可調的移動平臺(310)，移動平臺(310)中部設有凹槽，用於安裝聚光太陽能電池，凹槽內還設有溫度傳感器(313)，框架體的頂面設有一對透鏡裝夾條(316)，用於安裝聚光透鏡，框架體的頂面還設有位移傳感器(318)，用於測量聚光太陽能電池與聚光透鏡的間距； 所述太陽能跟蹤裝置(2)通過通用接口總線與上位機(10)連接，用於在上位機(10)控制下實現安裝支架(201)跟蹤太陽的動作；所述透鏡和電池固定裝置(3)上的聚光太陽能電池與高精度太陽能特性測量裝置(8)的A通道串聯組成測試電路，參考太陽能電池(7)與高精度太陽能特性測量裝置(8)的B通道串聯組成參考電路，高精度太陽能特性測量裝置(8)通過通用接口總線與上位機(10)連接；所述全輻照計(4)、直射輻照計(5)、風速計(6)、溫度傳感器(313)和位移傳感器(318)分別通過通用接口總線與數據採集裝置(9)連接，數據採集裝置(9)通過通用接口總線與上位機(10)連接。
2.根據權利要求1所述的一種聚光光伏戶外性能測試系統，其特徵在於:所述透鏡和電池固定裝置(3)包括由下框架(301)、支柱(302)和上框架(303)構成的矩形框架體，下框架(301)和上框架(303)之間豎向安裝有一根滾珠絲槓(304)和兩根第一導向杆(305),滾珠絲槓(304)的兩端分別設有滾動軸承(306)，滾動軸承(306)設置於下框架(301)和上框架(303)的軸承座(307)內，第一導向杆(305)通過設置於下框架(301)和上框架(303)上的第一導向杆底座(308)固定；所述移動平臺(310)的一側通過絲槓螺母(311)與滾珠絲槓(304)螺紋配合，移動平臺(310)的另外兩側分別通過直線軸承(312)與兩根第一導向杆(305)連接。
3.根據權利要求2所述的一種聚光光伏戶外性能測試系統，其特徵在於:所述上框架(303)上通過第二導向杆底座(315)平行安裝有兩根第二導向杆(314)，所述一對透鏡裝夾條(316)分別與兩根第二導向杆(314)連接，用於通過第二導向杆(314)的平移調整一對透鏡裝夾條(316)的間距；所述透鏡裝夾條(316)上設有夾緊螺釘(317)，用於固定聚光透鏡。
4.根據權利要求2所述的一種聚光光伏戶外性能測試系統，其特徵在於:所述滾珠絲槓(304 )上設有手輪(309 )，用於通過旋轉手輪(309 )使滾珠絲槓(304 )繞軸轉動。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的一種聚光光伏戶外性能測試系統，其特徵在於:所述太陽能跟蹤裝置(2)包括下支座(206)、立柱(205)、方位迴轉裝置(204)、上支架(202)、高度俯仰裝置(203)和安裝支架(201);所述下支座(206)設置於地面，立柱(205)的下端與下支座(206)連接、上端與方位迴轉裝置(204)相連，所述上支架(202)設置於方位迴轉裝置(204)上、可在方位迴轉裝置(204)的驅動下繞軸旋轉；所述高度俯仰裝置(203)的中部與連杆一端鉸接，連杆的另一端與上支架(202)連接；所述安裝支架(201)的中部通過鉸座與上支架(202 )鉸接，安裝支架(201)的一端與所述高度俯仰裝置(203 )的伸縮杆端鉸接。
6. 根據權利要求5所述的一種聚光光伏戶外性能測試系統，其特徵在於:所述高度俯仰裝置(203)為電動推桿或者液壓缸。
【文檔編號】H02S50/10GK103684252SQ201310653518
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】李鵬, 羅琦, 嚴晗, 張清傑, 翟鵬程, 黃維蒂, 湯迪, 李賽, 周平旺, 曾亮 申請人:武漢理工大學