CN101398454A - 一种太阳能组件测试方法及其装置 - Google Patents

一种太阳能组件测试方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101398454A
CN101398454A CNA200710133633XA CN200710133633A CN101398454A CN 101398454 A CN101398454 A CN 101398454A CN A200710133633X A CNA200710133633X A CN A200710133633XA CN 200710133633 A CN200710133633 A CN 200710133633A CN 101398454 A CN101398454 A CN 101398454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
sensor
solar
gps
processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200710133633XA
Other languages
English (en)
Inventor
章灵军
闫广川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSI Solar Technologies Inc
Original Assignee
CSI Solar Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CSI Solar Technologies Inc filed Critical CSI Solar Technologies Inc
Priority to CNA200710133633XA priority Critical patent/CN101398454A/zh
Publication of CN101398454A publication Critical patent/CN101398454A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种太阳能组件测试方法及其装置，其特征在于：a.测得太阳能组件的性能参数；b.通过GPS定位***获得被测地的经度与纬度；c.以经纬度调用NASA数据库中的气象数据，得到全年光照及温度数据；d.由a与c推算出组件在被测地全年发电量；装置包括处理器、A/D转换器、电子负载以及传感器组，所述处理器经A/D转换器接收由传感器组测得的信号，由接于传感器上的电子负载作为被测组件的模拟负载，其特征在于：还包括有一GPS定位模块，该定位模块经位于所述处理器上的数据接口与处理器连接。本发明利用GPS定位***检测数据调用NASA气象数据，实现对被测组件全年发电量的预估，有助于电站的建设与维护检测。

Description

一种太阳能组件测试方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种电学测试方法及其装置，具体涉及一种用于测试太阳能组件性能的测试方法，以及用以实现该测试方法的测试装置。
背景技术
当前化石能源逐渐枯竭，由于太阳光的普遍性、长久性和廉洁性，阳光发电将是未来能源组成的一个重要来源。光伏电站是利用太阳能电池的光伏特性，接受辐射阳光，产生光生电流，通过调、变、存贮、分配等供给各种负载使用的一种能源生产装置，其基本组成为：①太阳电池组阵；②贮电设备；③充放电、逆变控制调解器；④输、送、配电设备。其中，太阳电池组阵(亦或称为太阳能组件)，由串、并联的太阳能电池板及支架等组成，负责接收太阳辐射，产生光伏电能，是电站的核心部件，其性能的优劣直接决定电站的产生能源的能力。
目前，对太阳能组件性能的测试方法有多种，如中国发明专利所公布的《多路光伏电池性能实时测试方法》(CN1769886)，由计算机发出的控制信号到数据采集卡，数据采集卡发出驱动信号驱动电子负载，电子负载给连接在电子负载两端的被测光伏电池施加一个由负到正的电压，通过四线测试法中的电流测量线测出被测光伏电池与电流线的回路中变化的电流，电压测量线测出对应每一个电流值的电池端电压，依次改变电子负载值，测出相应的电压与电流值，最后得到电池伏安曲线(I-V曲线)的测量数据。通过测得的I-V曲线，可推算出组件其他参数，包括Isc、Voc、Pm、Im、Vm、FF、Ef、Rs、Rsh等，实现对被测组件性能的测试。
然而，上述对组件的测试，适用于对电站建立后的组件日常维护，在建站前的可行性论证阶段，首要考虑的是电站位置的选取及组成电站所需的组件数量，其中，电站选址需考虑自然地理条件：气象数据(太阳辐射能资源等)，经度、纬度、海拔、地质、地震、洪水、气温、风速、年最长阴雨天数、雷暴雨、沙尘暴、冰雹、空气洁净度(酸雨)、环境影响等，根据当地的太阳能辐射照度(就我们地球表面来说，按日照强度最大为1000w/m2，平均约为710w/m2)，年日照量＝平均日照强度×年日照时间，计算太阳能电池的需要量；同时，跟据当地太阳辐射量、气象和地理资料、***的效率和要求、负载日耗电量估算太阳能电池的容量；另一方面，由于当地气候的变化或是负载的变化，检测已建立的电站是否仍符合原设计要求，根据当地自然条件能否扩容等问题，以目前的测试方法及测试装置无法在被测现场一次完成，需测得数据返回基地反复计算后得出。
发明内容
本发明目的是提供一种太阳能组件测试方法，采用该方法可在被测地直接得出建站所需数据，估算电站的使用率及建站的合理性。
本发明的另一目的是提供一种太阳能组件测试装置，采用该装置以实现可在被测地直接得出建站所需数据，估算电站的使用率的测试方法，测试方便、快速。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能组件测试方法，包括如下步骤：
a.利用太阳光作为检测光源，测得太阳能组件的性能参数；
b.通过GPS全球定位***获得被测地的经度与纬度；
c.根据步骤b中的经、纬度，通过GPS全球定位***调用气象数据，得到被测地全年的光照及温度数据；
d.结合步骤a与步骤c获得的数据，计算出待测太阳能组件在被测地全年的发电量。
上述技术方案中，步骤a中测试太阳能组件性能的方法可采用现有技术，如光伏电池测试标准规定的四线测试法，通过传感器测得与被测太阳能组件两端的电子负载的电压及电流值，依次改变电子负载值，测出相应的电压与电流值，绘制成组件的伏安曲线(I-V曲线)，然后与温度、照度传感器测得数据相拟合、转换，计算出被测组件的各项性能参数，其中，与目前最常见的室内测试不同的是，采用太阳光作为检测光源，而不是采用人造模拟太阳光；
所述步骤b通过GPS全球定位***，确定被测地的经、纬度，有利于确定太阳能电池板的安装倾角以及方位角，从而可有效的利用太阳辐射，达到充分利用太阳能源的作用；并且，由于GPS全球定位***中，收集有全球各地的气象数据，因而，可以结合步骤b与c，根据获得的经、纬度调用NASA(美国航天局)气象数据库内存贮的该地区的气象数据以及太阳辐射情况，通过计算机软件程序的计算(该计算软件可采用现有技术)，推算出被测地全年的发电量，即被测太阳能组件在被测地的发电能力，该数据为电站的前期设计提供科学的依据(预测组件或电站的发电情况)，而对于已建成的电站来说，该测试可用于检测被测电站的建设合理性，能否充分利用当地的太阳能源，以及作为是否需要进行扩建的依据等。
为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种太阳能组件测试装置，包括处理器、A/D转换器、电子负载以及传感器组，所述传感器组包括光强传感器、温度传感器、电压传感器及电流传感器，所述处理器经A/D转换器接收由传感器组测得的信号，所述电子负载连接在被测太阳能组件的输出回路中，所述电压及电流传感器分别测量所述被测太阳能组件的电压和电流，还包括有一GPS定位模块，该定位模块经数据接口与所述处理器连接。
上述技术方案中，由光强传感器与温度传感器采集被测地的自然环境，测得数据经A/D转换器输入处理器，同时电压传感器及电流传感器将在自然光下测得的电子负载变化信号经A/D转换器输入处理器，经软件程序的整合，将实时的曲线变换成标准状态(AM1.5 1000w/m2，温度25度)下的曲线；所述GPS定位模块经数据接口与处理器连接，所述数据接口可以是串口(如RS232接口)，GPS定位模块接收GPS卫星信号并获得当前所测地的经、纬度，然后经串口发送给处理器，为组件电池片的安装倾角及方位角提供地理依据；同时，处理器再次通过GPS定位模块调用NASA数据库的地理信息，用于计算机被测太阳能组件在当地的年发电能力。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明中的测试方法通过GPS定位***测得被测太阳能组件所在地的经度与纬度，该地理信息一方面为组件电池板的安装倾角及方位角提供地理依据，另一方面，根据经纬度调用NASA美国航天局气象数据，结合该地区的气象数据与测得的太阳能组件的各项性能参数，从而可估算出该地区组件的发电量，为建设或是检测电站提供科学依据，且检测数据在被测当地随即得出，免去了以往反复来往被测地与换算地之间的烦琐过程，随测即得，简化且缩短了检测过程；
2.本发明为实现上述测试方法，在测试装置中通过处理器串口接入GPS定位模块，以接收被测地的地理信息，该信息传送至处理器内作为计算程序的参数值，从而实现调用NASA气象数据库的数据并进而实时完成估算电量值的功能。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构框图；
图2是本发明实施例一的测试过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图1、2所示，一种太阳能组件测试方法，包括如下步骤：
a.以当地太阳光作为检测光源，测得太阳能组件的性能参数；
b.通过GPS全球定位***获得被测地的经度与纬度；
c.根据步骤b中的经、纬度，调用NASA数据库中的气象数据，得到被测地全年的光照及温度数据；
d.结合步骤a与步骤c得出的数据，推算出太阳能组件在被测地全年的发电量；
为完成上述测试方法，采用了一种太阳能组件测试装置，如图1所示，包括处理器、A/D转换器、电子负载、GPS定位模块以及传感器组，所述传感器组包括光强传感器、温度传感器、电压传感器及电流传感器，所述处理器经A/D转换器接收由传感器组测得的信号(A/D转换器经USB接口与处理器连接)，所述电压及电流传感器接于所述电子负载上，由该电子负载与被测太阳能组件的正负端连接，所述GPS定位模块经串口RS232与所述处理器连接；
其工作流程参见1、2所示，由处理器发出的控制信号经A/D转换器驱动电子负载，模拟施加于被测太阳能组件两端的负载，通过对负载的电阻从0～∞的变化来确定各个工作点的电压和电流对应关系，由与电子负载连接的电压、电流传感器将信号经A/D转换器传送至处理器内，从而得出在被测地自然光及温度下实测的组件或组件阵列的性能参数(I-V曲线及Isc、Voc、Pm、Im、Vm、FF、Ef、Rs、Rsh等参数)，然后通过光强传感器及温度传感器采集当地实时的自然环境参数，经A/D转换器传送至处理器内，与实时参数、曲线经转换程序整合成标准光照、温度(AM1.5 1000w/m2，温度25度)状态下的组件或组件阵列的性能参数、曲线；当需要预估组件发电量时，处理器驱动GPS定位模块，取得被测地的经度与纬度，以经纬度为参数调用NASA数据库，得到该地区的全年光照及温度数据，结合组件本身的各项性能参数经软件计算，预估出被测组件在被测地区全年发电量。
利用上述测试方法与测试装置相配合，测得的组件在被测地的发电量，整个检测及计算过程均在被测地实地实时完成，检测方便，数据即时，为在被测地建立太阳能电站的前期设计工作提供科学依据，而为已建成的电站提供性能检测的功能，以便电站能够尽可能的利用当地的太阳光照；因此，本实施例在具有检测组件性能的同时，还具有预估组件或电站发电量，检测组件电板安装合理性(即建站合理性)的能力。

Claims (2)

1.一种太阳能组件测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.利用太阳光作为检测光源，测得太阳能组件的性能参数；
b.通过GPS全球定位***获得被测地的经度与纬度；
c.根据步骤b中的经、纬度，通过GPS全球定位***调用气象数据，得到被测地全年的光照及温度数据；
d.结合步骤a与步骤c获得的数据，计算出待测太阳能组件在被测地全年的发电量。
2.一种太阳能组件测试装置，包括处理器、A/D转换器、电子负载以及传感器组，所述传感器组包括光强传感器、温度传感器、电压传感器及电流传感器，所述处理器经A/D转换器接收由传感器组测得的信号，所述电子负载连接在被测太阳能组件的输出回路中，所述电压及电流传感器分别测量所述被测太阳能组件的电压和电流，其特征在于：还包括有一GPS定位模块，该定位模块经数据接口与所述处理器连接。
CNA200710133633XA 2007-09-26 2007-09-26 一种太阳能组件测试方法及其装置 Pending CN101398454A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA200710133633XA CN101398454A (zh) 2007-09-26 2007-09-26 一种太阳能组件测试方法及其装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA200710133633XA CN101398454A (zh) 2007-09-26 2007-09-26 一种太阳能组件测试方法及其装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101398454A true CN101398454A (zh) 2009-04-01

Family

ID=40517152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200710133633XA Pending CN101398454A (zh) 2007-09-26 2007-09-26 一种太阳能组件测试方法及其装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101398454A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403927A (zh) * 2010-09-19 2012-04-04 国立虎尾科技大学 辅助安装太阳能板的导引***及其导引方法
CN102445645A (zh) * 2011-09-22 2012-05-09 西北工业大学 一种测量太阳电池特性的装置及测试方法
CN102928787A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 中原工学院 非稳态环境中测试太阳能服装蓄电能力的装置及方法
CN103294865A (zh) * 2013-05-30 2013-09-11 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 太阳能发电***的设计方法及***
CN103543356A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 国家电网公司 一种光伏发电***发电效率的测定方法及设备
CN104242701A (zh) * 2013-06-13 2014-12-24 台达电子工业股份有限公司 直流转交流转换器、微逆变器及其太阳能***
CN104635038A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 江苏天宇光伏科技有限公司 一种采用电子负载仪测量电池板小组件的方法
CN109000737A (zh) * 2018-09-21 2018-12-14 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种输电线路监测传感器用太阳能-蓄电池组试验方法
CN112146047A (zh) * 2020-09-25 2020-12-29 深圳大学 一种太阳能光纤照明设备及电化学测试***

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403927B (zh) * 2010-09-19 2014-06-04 国立虎尾科技大学 辅助安装太阳能板的导引***及其导引方法
CN102403927A (zh) * 2010-09-19 2012-04-04 国立虎尾科技大学 辅助安装太阳能板的导引***及其导引方法
CN102445645A (zh) * 2011-09-22 2012-05-09 西北工业大学 一种测量太阳电池特性的装置及测试方法
CN102928787A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 中原工学院 非稳态环境中测试太阳能服装蓄电能力的装置及方法
CN102928787B (zh) * 2012-11-02 2014-12-10 中原工学院 非稳态环境中测试太阳能服装蓄电能力的装置及方法
CN103294865A (zh) * 2013-05-30 2013-09-11 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 太阳能发电***的设计方法及***
CN103294865B (zh) * 2013-05-30 2017-05-03 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 太阳能发电***的设计方法及***
CN104242701A (zh) * 2013-06-13 2014-12-24 台达电子工业股份有限公司 直流转交流转换器、微逆变器及其太阳能***
CN104242701B (zh) * 2013-06-13 2017-06-16 台达电子工业股份有限公司 直流转交流转换器、微逆变器及其太阳能***
CN103543356A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 国家电网公司 一种光伏发电***发电效率的测定方法及设备
CN103543356B (zh) * 2013-10-18 2016-01-13 国家电网公司 一种光伏发电***发电效率的测定方法及设备
CN104635038A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 江苏天宇光伏科技有限公司 一种采用电子负载仪测量电池板小组件的方法
CN109000737A (zh) * 2018-09-21 2018-12-14 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种输电线路监测传感器用太阳能-蓄电池组试验方法
CN112146047A (zh) * 2020-09-25 2020-12-29 深圳大学 一种太阳能光纤照明设备及电化学测试***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shukla et al. Design, simulation and economic analysis of standalone roof top solar PV system in India
CN109494723B (zh) 一种微电网***及其控制与发电量预测方法
Santiago et al. Modeling of photovoltaic cell temperature losses: A review and a practice case in South Spain
Seme et al. Analysis of the performance of photovoltaic systems in Slovenia
CN101398454A (zh) 一种太阳能组件测试方法及其装置
Sinha et al. Analysis of fixed tilt and sun tracking photovoltaic–micro wind based hybrid power systems
Yang et al. A novel optimization sizing model for hybrid solar-wind power generation system
Sinha et al. Prospects of solar photovoltaic–micro-wind based hybrid power systems in western Himalayan state of Himachal Pradesh in India
Sinha et al. Improving the reliability of photovoltaic-based hybrid power system with battery storage in low wind locations
CN201141897Y (zh) 便携式太阳能组件测试仪
CN102419394B (zh) 一种预测分辨率可变的风光功率预测方法
KR101847346B1 (ko) 태양광 발전 설비의 시뮬레이션 시스템
CN106156455A (zh) 一种基于全时段模拟积分的光伏发电***发电量计算方法
Aktas et al. Solar hybrid systems: Design and application
Lurwan et al. Predicting power output of photovoltaic systems with solar radiation model
Dhakal et al. Towards a net zero building using photovoltaic panels: a case study in an educational building
Salmi et al. Desing and simulation of an autonomous 12.6 kW solar plant in the Algeria’s M’sila region using PVsyst software
CN201865847U (zh) 风力、太阳能发电***
Elhassan Utilizing homer power optimization software for a techno-economic feasibility, study of a sustainable grid-connected design for urban electricity in, Khartoum
Yuliza et al. The effect of tilt angle and orientation of solar surface on solar rooftop miniature system in Bengkulu University
Satria et al. Sensitivity of solar panel energy conversion at sunrise and sunset on three weather fluctuations in equatorial climate.
Deokar et al. Simulation modeling and experimental validation of solar photovoltaic PMBLDC motor water pumping system
Zhou Simulation and optimum design of hybrid solar-wind and solar-wind-diesel power generation systems
Sinha et al. Optimum tilt angles for maximum power generation by photovoltaic systems in western himalayan state Of himachal Pradesh, India
Musafa et al. Combining stand alone PV rooftop, small scale PHS, rainfall storage systems for increasing electric power production based on hybrid pumping technique

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20090401