具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法
2023-05-26 21:35:06
專利名稱：具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法
技術領域：
本發明涉及一種教學實驗設備，特別是一種具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特 性檢測的方法，適用於光電子專業、普通物理實驗。
背景技術：
太陽能發電中，溫度過高對太陽能組件有影響，使輸出功率會降低，在25度時，太 陽能組件是最佳工作溫度，45度以下可以正常使用。太陽能組件一般適用可以在-40度到 80度，輸出功率有負的溫度係數，大概是0. 5%/C，也就是說在25度是100W的組件，45度的 時候只有90W的輸出了。因此現有的太陽能發電中，80%以上的時間太陽能組件是處在極低 或極高的溫度下，極大的影響了太陽能的發電效率。而在現有的教學實驗中，涉及太陽能發電專業的實驗設備很少，涉及影響太陽能 發電效率的實驗設備更是沒有。
發明內容
本發明的目提供一種適用於光電子專業、普通物理實驗教學的具有光伏特性實驗 和光電轉換溫度特性檢測的方法，以便讓學生方便了解太陽能發電原理，影響發電效率的 因素，提供發電效率的方法。本發明的目的是這樣實現的，設計一種具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢 測的方法，其特徵是它包括上支架、下支架和支杆構成實驗臺，上支架有LED光源，LED光 源提供光伏板的光源，下支架的腔體內有光伏板；LED光源與光伏板之間對開，向光伏板提 供光源；光伏板在下支架的腔體內，腔體內有溫度傳感器；在腔體一側有溫控機構，控制電 路通過控制溫控機構調節腔體的溫度，檢測光伏板輸出光電流隨溫度變化；控制LED光源 的強度變化，檢測光伏板隨LED光源的強度變化的光電流輸出變化，溫度和LED光源的光 強、光電流輸出通過顯示器顯示。所述的溫控機構是一個半導體冷器，半導體冷器形成冷端和熱端，冷端和熱端在 冷室和熱室內，冷室和熱室通過通風雙向電磁閥與腔體相通，通過控制通風雙向電磁閥開 關位置可以調節腔體的溫度，使光伏板工作在需要實驗的溫度。所述的控制電路包括一個帶A/D輸入端的單片機同時連接顯示器、電壓源、接口 和溫度傳感器，光伏板輸出電流通過取樣電阻Rl與地電連接，取樣電阻Rl的電壓的大小可 以給出光伏電流量，取樣電阻Rl直接電連接在單片機的一個第3A/D端；LED光源可以是兩 個一組LED串聯連接構成一組，形成多組LED陣列；在LED陣列與地之間連接取樣電阻R2， 由取樣電阻R2直接電連接在單片機的一個第2A/D端，對LED光源的電流進行測量；每組 LED通過一個開關與地隔開，通過選擇開關的斷開，形成不同數量的LED組陣列工作；通過 取樣電阻R2確定電流大小或光強大小；溫度傳感器同樣通過一個取樣電阻R3檢測其溫度， 溫度傳感器6可用AD590。所述的單片機通過接口與計算機電連接。
本發明的優點是由於實驗臺有LED照明機構、溫度調節機構和光伏板，LED照 明機構提供光伏板的光源，通過控制LED照明機構的光強變化，使光伏板產生不同的電流 輸出，通過控制溫度調節機構，使光伏板處在不同的溫度狀態下，光伏板產生的電流輸出和 LED照明機構的光強變化、環境溫度顯示在支杆的顯示器上，同樣，光伏板產生的電流輸出 和恆流狀態下不同溫度的情況下光強變化、溫度顯示在支杆的顯示器上。這樣有利於學生 方便了解光電池的光伏地特性，溫度特性，讓學生方便了解對太陽能發電初步了解和影響 發電效率的因素。
下面結合實施例附圖對本發明做進一步說明 圖1是本發明實施例結構示意圖2是本發明實施例電路原理圖； 圖3給出光伏板溫度控制示意圖。圖中，1、上支架；2、LED光源；3、通風雙向電磁閥；4、透氣孔；5、下支架；6、溫度傳 感器；7、腔體；8、半導體冷器；9、冷室；10、熱室；11、顯示器；12、鎖緊機構；13、可移動顯示 架；14、支杆；15、光伏板；16、單片機；17、電壓源；18、接口 ；19、計算機；20、LED組。
具體實施例方式實施例1
如圖1所示，具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法，它包括上支架1、下 支架5和支杆14構成實驗臺，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的腔體7內有光伏板15 ;LED光源2與光伏板15之間對開，向光伏板15提供光源； 光伏板15在下支架5的腔體7內，腔體7內有溫度傳感器6 ；在腔體7 —側有腔體7溫控機 構，通過控制溫控機構調節腔體7的溫度，檢測光伏板15輸出光電流隨溫度變化；控制LED 光源2的強度變化，檢測光伏板15隨LED光源2的強度變化的光電流輸出變化，溫度和LED 光源2的光強、光電流輸出通過顯示器11顯示，顯示器11可繞支杆14轉動位置，轉動時， 打於鎖緊機構12，轉動後鎖緊鎖緊機構12。如圖3所示，在腔體7 —側有一個半導體冷器8，半導體冷器8形成冷端和熱端，冷 端和熱端在冷室9和熱室10內，冷室9和熱室10通過通風雙向電磁閥3與腔體7相通，腔 體7下端有透氣孔4與外部相通，通過控制通風雙向電磁閥3開關位置可以調節腔體7的 溫度，使光伏板15工作在需要實驗的溫度。溫度和LED光源2的光強通過顯示器11顯示。 顯示器11和控制電路可固定在支杆14的可移動顯示架13上。通過可移動顯示架13觀察 溫度和設置參數。圖2給出圖1的控制電路原理圖，控制電路包括一個帶A/D輸入端的單片機16同 時連接顯示器11、電壓源17、接口 18和溫度傳感器6，光伏板15輸出電流端通過取樣電阻 Rl與地電連接，取樣電阻Rl直接電連接在單片機16的一個第3A/D端；LED光源2是一個 LED 一組或兩個LED —組串聯連接構成一組，形成多組LED陣列；在LED陣列與地之間連接 取樣電阻R2，取樣電阻R2電壓輸出端直接電連接在單片機16的一個第2A/D端，對LED光 源2的電流進行測量；每組LED通過一個開關與地隔開，通過選擇開關的斷開，形成不同數量的LED組陣列工作；通過取樣電阻R2確定電流大小或光強大小；溫度傳感器6同樣通過 一個取樣電阻3檢測其溫度，溫度傳感器6可用AD590。單片機16通過接口 18與計算機電 連接。通過調節光源光強開關或調節電位器改變LED的光強變化，開關數量或電位器的變 化值、光強值顯示在顯示器和存貯在存貯器內，顯示器可用於觀察實驗數據，存貯在存貯器 的數據可通過接口 18電路由計算機19讀取進行處理。實施例2
對於本發明也可單獨設計成溫度對光電轉換影響的實驗方法，省去光源變化控制。其 結構與如圖1相同。而在圖2中同樣是一個帶A/D輸入端的單片機16同時連接顯示器 11、電壓源17、接口 18和溫度傳感器6，光伏板15輸出電流通過取樣電阻Rl與地電連接， 取樣電阻Rl的電壓的大小可以給出光伏電流量，取樣電阻Rl直接電連接在單片機16的一 個第3A/D端。LED光源2可以是一個恆流原或恆壓源控制多組LED陣列。由於電壓源17 的電壓恆定，每一 LED組20工作時，電流相同。溫度傳感器6同樣通過一個取樣電阻3檢 測其溫度，溫度傳感器6可用AD590。單片機16通過接口 18與計算機電連接。通過調節光 源光強開關或調節電位器改變LED的光強變化，開關數量或電位器的變化值、光強值顯示 在顯示器和存貯在存貯器內，顯示器可用於觀察實驗數據，存貯在存貯器的數據可通過接 口 18電路由計算機19讀取進行處理。實施例3
對於本發明也可單獨設計成一種光伏板光強實驗方法，省去圖1中圖3的部分。其電 路圖與實施例1的圖2部分相同。
權利要求
具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法，其特徵是它包括上支架(1)、下支架(5)和支杆(14)構成實驗臺，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)的腔體(7)內有光伏板(15)；LED光源(2)與光伏板(15)之間對開，向光伏板(15)提供光源；光伏板(15)在下支架(5)的腔體(7)內，腔體(7)內有溫度傳感器(6)；在腔體(7)一側有腔體(7)溫控機構，通過控制溫控機構調節腔體(7)的溫度，檢測光伏板(15)輸出光電流隨溫度變化；控制LED光源(2)的強度變化，檢測光伏板(15)隨LED光源(2)的強度變化的光電流輸出變化，溫度和LED光源(2)的光強、光電流輸出通過顯示器(11)顯示。
2.根據權利要求1所述的具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法，其特徵 是所述的溫控機構是一個半導體冷器(8)，半導體冷器(8)形成冷端和熱端，冷端和熱端 在冷室(9)和熱室(10)內，冷室(9)和熱室(10)通過通風雙向電磁閥(3)與腔體(7)相通， 控制電路通過控制通風雙向電磁閥(3)開關位置可以調節腔體(7)的溫度，使光伏板(15) 工作在需要實驗的溫度。
3.根據權利要求2所述的具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法，其特 徵是所述的控制電路包括一個帶A/D輸入端的單片機(16)同時連接顯示器(11)、電壓源 (17)、接口(18)和溫度傳感器(6)，光伏板(15)輸出電流端通過取樣電阻Rl與地電連接，取 樣電阻Rl直接電連接在單片機(16)的一個第3A/D端；LED光源(2)是一個LED —組或兩 個LED—組串聯連接構成一組，形成多組LED陣列；在LED陣列與地之間連接取樣電阻R2， 取樣電阻R2電壓輸出端直接電連接在單片機(16)的一個第2A/D端，對LED光源(2)的電 流進行測量；每組LED通過一個開關與地隔開，通過選擇開關的斷開，形成不同數量的LED 組陣列工作；通過取樣電阻R2確定電流大小或光強大小；溫度傳感器(6)同樣通過一個取 樣電阻R3檢測其溫度，溫度傳感器(6)可用AD590。
4.根據權利要求1所述的具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法，其特徵 是所述的單片機(16)通過接口(18)與計算機電連接。
全文摘要
本發明涉及一種教學實驗設備，特別是一種具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法，其特徵是它包括上支架、下支架和支杆構成實驗臺，上支架有LED光源，LED光源提供光伏板的光源，下支架的腔體內有光伏板；LED光源與光伏板之間對開，向光伏板提供光源；光伏板在下支架的腔體內，腔體內有溫度傳感器；在腔體一側有溫控機構，控制電路通過控制溫控機構調節腔體的溫度，檢測光伏板輸出光電流隨溫度變化；控制LED光源的強度變化，檢測光伏板隨LED光源的強度變化的光電流輸出變化。它提供了一種適用於光電子專業、普通物理實驗教學的具有光伏特性實驗和光電轉換溫度特性檢測的方法。
文檔編號G09B23/18GK101986374SQ201010529249
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年11月3日
發明者劉崇樸 申請人:西安福安創意諮詢有限責任公司