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