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具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法

文檔序號:2648931閱讀:286來源:國知局
專利名稱:具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種教學(xué)實驗設(shè)備,特別是一種具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特 性檢測的方法,適用于光電子專業(yè)、普通物理實驗。
背景技術(shù)
太陽能發(fā)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(fù)的溫度系數(shù),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(xiàn)有的太陽能發(fā)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(fā)電效率。而在現(xiàn)有的教學(xué)實驗中,涉及太陽能發(fā)電專業(yè)的實驗設(shè)備很少,涉及影響太陽能 發(fā)電效率的實驗設(shè)備更是沒有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目提供一種適用于光電子專業(yè)、普通物理實驗教學(xué)的具有光伏特性實驗 和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,以便讓學(xué)生方便了解太陽能發(fā)電原理,影響發(fā)電效率的 因素,提供發(fā)電效率的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的,設(shè)計一種具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢 測的方法,其特征是它包括上支架、下支架和支桿構(gòu)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(nèi)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(nèi),腔體內(nèi)有溫度傳感器;在腔體一側(cè)有溫控機(jī)構(gòu),控制電 路通過控制溫控機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)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(qiáng)度變化,檢測光伏板隨LED光源的強(qiáng)度變化的光電流輸出變化,溫度和LED光源的光 強(qiáng)、光電流輸出通過顯示器顯示。所述的溫控機(jī)構(gòu)是一個半導(dǎo)體冷器,半導(dǎo)體冷器形成冷端和熱端,冷端和熱端在 冷室和熱室內(nèi),冷室和熱室通過通風(fēng)雙向電磁閥與腔體相通,通過控制通風(fēng)雙向電磁閥開 關(guān)位置可以調(diào)節(jié)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(jī)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(jī)的一個第3A/D端;LED光源可以是兩 個一組LED串聯(lián)連接構(gòu)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(jī)的一個第2A/D端,對LED光源的電流進(jìn)行測量;每組 LED通過一個開關(guān)與地隔開,通過選擇開關(guān)的斷開,形成不同數(shù)量的LED組陣列工作;通過 取樣電阻R2確定電流大小或光強(qiáng)大??;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(jī)通過接口與計算機(jī)電連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于實驗臺有LED照明機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和光伏板,LED照 明機(jī)構(gòu)提供光伏板的光源,通過控制LED照明機(jī)構(gòu)的光強(qiáng)變化,使光伏板產(chǎn)生不同的電流 輸出,通過控制溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),使光伏板處在不同的溫度狀態(tài)下,光伏板產(chǎn)生的電流輸出和 LED照明機(jī)構(gòu)的光強(qiáng)變化、環(huán)境溫度顯示在支桿的顯示器上,同樣,光伏板產(chǎn)生的電流輸出 和恒流狀態(tài)下不同溫度的情況下光強(qiáng)變化、溫度顯示在支桿的顯示器上。這樣有利于學(xué)生 方便了解光電池的光伏地特性,溫度特性,讓學(xué)生方便了解對太陽能發(fā)電初步了解和影響 發(fā)電效率的因素。


下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明 圖1是本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)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(fēng)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(dǎo)體冷器;9、冷室;10、熱室;11、顯示器;12、鎖緊機(jī)構(gòu);13、可移動顯示 架;14、支桿;15、光伏板;16、單片機(jī);17、電壓源;18、接口 ;19、計算機(jī);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(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,它包括上支架1、下 支架5和支桿14構(gòu)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(nèi)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(nèi),腔體7內(nèi)有溫度傳感器6 ;在腔體7 —側(cè)有腔體7溫控機(jī) 構(gòu),通過控制溫控機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)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(qiáng)度變化,檢測光伏板15隨LED光源2的強(qiáng)度變化的光電流輸出變化,溫度和LED 光源2的光強(qiáng)、光電流輸出通過顯示器11顯示,顯示器11可繞支桿14轉(zhuǎn)動位置,轉(zhuǎn)動時, 打于鎖緊機(jī)構(gòu)12,轉(zhuǎn)動后鎖緊鎖緊機(jī)構(gòu)12。如圖3所示,在腔體7 —側(cè)有一個半導(dǎo)體冷器8,半導(dǎo)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(nèi),冷室9和熱室10通過通風(fēng)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(fēng)雙向電磁閥3開關(guān)位置可以調(diào)節(jié)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(qiáng)通過顯示器11顯示。 顯示器11和控制電路可固定在支桿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(shè)置參數(shù)。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(jī)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(jī)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(lián)連接構(gòu)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(jī)16的一個第2A/D端,對LED光 源2的電流進(jìn)行測量;每組LED通過一個開關(guān)與地隔開,通過選擇開關(guān)的斷開,形成不同數(shù)量的LED組陣列工作;通過取樣電阻R2確定電流大小或光強(qiáng)大??;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(jī)16通過接口 18與計算機(jī)電 連接。通過調(diào)節(jié)光源光強(qiáng)開關(guān)或調(diào)節(jié)電位器改變LED的光強(qiáng)變化,開關(guān)數(shù)量或電位器的變 化值、光強(qiáng)值顯示在顯示器和存貯在存貯器內(nèi),顯示器可用于觀察實驗數(shù)據(jù),存貯在存貯器 的數(shù)據(jù)可通過接口 18電路由計算機(jī)19讀取進(jìn)行處理。實施例2
對于本發(fā)明也可單獨(dú)設(shè)計成溫度對光電轉(zhuǎn)換影響的實驗方法,省去光源變化控制。其 結(jié)構(gòu)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(jī)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(jī)16的一 個第3A/D端。LED光源2可以是一個恒流原或恒壓源控制多組LED陣列。由于電壓源17 的電壓恒定,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(jī)16通過接口 18與計算機(jī)電連接。通過調(diào)節(jié)光 源光強(qiáng)開關(guān)或調(diào)節(jié)電位器改變LED的光強(qiáng)變化,開關(guān)數(shù)量或電位器的變化值、光強(qiáng)值顯示 在顯示器和存貯在存貯器內(nèi),顯示器可用于觀察實驗數(shù)據(jù),存貯在存貯器的數(shù)據(jù)可通過接 口 18電路由計算機(jī)19讀取進(jìn)行處理。實施例3
對于本發(fā)明也可單獨(dú)設(shè)計成一種光伏板光強(qiáng)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(quán)利要求
具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,其特征是它包括上支架(1)、下支架(5)和支桿(14)構(gòu)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(nèi)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(nèi),腔體(7)內(nèi)有溫度傳感器(6);在腔體(7)一側(cè)有腔體(7)溫控機(jī)構(gòu),通過控制溫控機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)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(qiáng)度變化,檢測光伏板(15)隨LED光源(2)的強(qiáng)度變化的光電流輸出變化,溫度和LED光源(2)的光強(qiáng)、光電流輸出通過顯示器(11)顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,其特征 是所述的溫控機(jī)構(gòu)是一個半導(dǎo)體冷器(8),半導(dǎo)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(nèi),冷室(9)和熱室(10)通過通風(fēng)雙向電磁閥(3)與腔體(7)相通, 控制電路通過控制通風(fēng)雙向電磁閥(3)開關(guān)位置可以調(diào)節(jié)腔體(7)的溫度,使光伏板(15) 工作在需要實驗的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,其特 征是所述的控制電路包括一個帶A/D輸入端的單片機(jī)(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(jī)(16)的一個第3A/D端;LED光源(2)是一個LED —組或兩 個LED—組串聯(lián)連接構(gòu)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(jī)(16)的一個第2A/D端,對LED光源(2)的電 流進(jìn)行測量;每組LED通過一個開關(guān)與地隔開,通過選擇開關(guān)的斷開,形成不同數(shù)量的LED 組陣列工作;通過取樣電阻R2確定電流大小或光強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述的具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,其特征 是所述的單片機(jī)(16)通過接口(18)與計算機(jī)電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種教學(xué)實驗設(shè)備,特別是一種具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)換溫度特性檢測的方法,其特征是它包括上支架、下支架和支桿構(gòu)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(nèi)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(nèi),腔體內(nèi)有溫度傳感器;在腔體一側(cè)有溫控機(jī)構(gòu),控制電路通過控制溫控機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)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(qiáng)度變化,檢測光伏板隨LED光源的強(qiáng)度變化的光電流輸出變化。它提供了一種適用于光電子專業(yè)、普通物理實驗教學(xué)的具有光伏特性實驗和光電轉(zhuǎn)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(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者劉崇樸 申請人:西安福安創(chuàng)意咨詢有限責(zé)任公司
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