一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置及方法

技术领域

本发明属于光伏检测设备领域，尤其涉及一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置及方法。

背景技术

太阳能光伏组件在生产过程中需要使用光伏模拟太阳组件功率测试仪对成品组件进行功率测试，以根据功率的测试结果对组件进行功率分档，而测试仪模拟的太阳光需要保证相对均匀，即在组件测试时其面积上各个位置接受的模拟太阳光的光强都一样，这样才能保证组件测试出的功率稳定、可靠、一致。而实际生产中随着设备的运行、光源的衰减变化，会导致测试时组件表面各点出现光强不一致的情况，这时就需要对光强的均匀性进行调整，将各点的光强调整到同一数值。

现有技术测试仪出现光强均匀性不合格的情况，一般都采取调整光源角度的方法调整测试位置上各点的光强。通常情况下，光源由4根灯管组成，其成长方形排布，且灯管背面有反光装置，就是通过调整4个反光装置的角度，来调整测试位置各点的光强。

上述调节光强均匀性的装置和方法具有以下缺点：

1、操作流程复杂，需要反复调整4个反光装置的角度，来调整测试位置各点的光强；

2、调整精度低，依靠改变灯管的反射光来调整测试位置光的均匀性，只能是区域性的调整，需要考虑4个光源的光线重叠问题，调整难度大、速度慢，且只能是一个区域一个区域的调整，最小可调点的对应面积偏大；

4、调整具有局限性，调整只能通过改边4个灯管的光总发出量，在测试不同大小组件时（尤其是小组件变成大组件）需要从新调整，且测试面积边缘的光强极难调整。

为此，本发明针对现有技术的不足，提出一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置及方法，以克服上述技术困难。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置及方法，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，在一个方面，本发明提供了一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置，设置于模拟太阳光源和光伏组件之间，包括光均匀调节板和可拆卸固定在所述光均匀调节板上的若干调节片，所述调节片分别对应所述光伏组件的不同区域，所述调节片具有不同分级的阻光效果。

优选地，相邻两所述调节片之间采用拼接方式固定。

优选地，所述调节片远离所述光均匀调节板的一面上压盖有透光压板。

优选地，所述光均匀调节板和所述透光压板均为透光率≥99%的透光玻璃板。

优选地，所述调节片为电致变色材料，对所述光均匀调节板按照所述调节片所在分区施加正负电压，以调整每个所述调节片的颜色深浅。

优选地，所述调节片为磁致变色材料，在所述模拟太阳光源背对所述光均匀调节板的一面设置有若干磁场发射源，且所述磁场发射源与所述调节片一一对应。

优选地，所述模拟太阳光源发射圆形磁场，所述调节片为正方形。

优选地，所述光均匀调节板上均匀排布有72个所述调节片，分别对应所述光伏组件的72个区域。

上述结构旨在提供一种组件功率测试仪上调整控制模拟太阳光均匀性的装置。光源发出恒定的光线，在光线射出后，达到组件测试受光位置的中间，设置有光线调节板，调节板为高透明玻璃，光线调节板上有72个位置，每个位置都设置一个小调节片，小调节片为带静电的薄膜片，小调节片根据透光率不同分类，以1%为梯度区分，即透光率从99%-0%共分100张，72个小调节片贴合在高透明玻璃上，根据均匀性测试时每个电池片位置的电流值，更换不同透光率的小调节片，通过更换对应位置的小调节片，改变均匀性测试时电池片的电流，需要电流增加0.1A，则选择透光率降低1%的小调节片，需要电流减少0.1A，则选择透光率升高1%的调节片。

在另一方面，本发明还提供了一种组件功率测试仪光强均匀性调节方法，用于调节如上述任一项所述的组件功率测试仪光强均匀性调节装置，调节方法包括以下步骤：

步骤S101、调节模拟太阳光源初始光强；

步骤S102、安装阻光效果10‰的调节片；

步骤S103、调整所述调节片，使各调节片对应位置光强至1000cd；

步骤S104、测试调节片对应光伏组件上的各位置的光强，并计算各位置的光强误差，当光强误差≤1‰时，可投入使用，当光强误差＞1‰时，返回步骤S103进行二次调节。

在又一方面，本发明还提供了一种组件功率测试仪光强均匀性校准方法，用于校准如上述任一项所述的组件功率测试仪光强均匀性调节装置，校准方法包括以下步骤：

步骤S201、测试调节装置中各调节片对应位置的光强；

步骤S202、识别并标记光强误差超过1‰位置所对应的调节片；

步骤S203、调整所述调节片，使所述调节片对应位置光强至1000cd；

步骤S204、测试各调节片对应光伏组件上的位置的光强，并计算各位置的光强误差，当光强误差≤1‰时，可投入使用，当光强误差＞1‰时，返回步骤S203进行二次调节。

本发明的具有以下技术效果和优点：

本发明的组件功率测试仪光强均匀性调节装置及方法，在光源发射口处设置有光均匀调节板，调节板平均分成N个区域，每个区域可以单独控制透光率，光线通过调节板后照射在测试位置，根据测试位对应光均匀调节板N个区域的光强测试结果，通过建立的光强调节对照系统，对比并调整光均匀调节板上各个区域的透光率，以实现各测试位光强的统一。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的控制装置的工作原理图；

图2为本发明实施例1的控制装置的结构示意图；

图3为本发明实施例1的控制装置中调节片的一种安装方式示意图；

图4为本发明实施例2的控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例3的控制装置的工作原理图；

图6为本发明实施例3的控制装置的结构示意图；

图7为本发明实施例4的控制方法的流程图。

图中：100、模拟太阳光源；200、光均匀调节板；300、调节片；400、光伏组件；500、对接凸块；600、对接凹块；700、磁场发射源。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1～图7，下面结合图1～图7描述本发明的组件功率测试仪光强均匀性调节装置及控制方法。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置，设置在模拟太阳光源100（简称光源）和光伏组件400之间，且靠近光源处，用于调节光照强度和均匀性，如图1所示；该控制装置包括光均匀调节板200和单独可拆卸固定在光均匀调节板200上的若干调节片300：若干调节片300形状大小相同，作为一个单独了可调节单元，且均具有阻光作用，阻光效果按照每1‰分级，数字级别越小代表阻光效果越低，0‰代表完全透光，1000‰代表完全不透光；在本实施例中，调节片300设置为72个，且均为四边形，按照每12个为一排，共设置6排，72个调节片300可调节的遮光面积对应光伏组件400上的72个位置，如图2所示。

如图3所示，相邻两调节片300之间采用拼接方式连接，具体是，在调节片300的边缘设置有边缘拼接块，包括对接凸块500和对接凹块600；可以是每个调节片300结构相同，每个调节片300均包括分别固接在两对侧边缘的对接凸块500和对接凹块600，相邻两调节片300上的对接凸块500与对接凹块600凹凸对接，保证了拼接的强度和紧密度；还可以是调节片300结构不同，分为凸型调节片和凹型调节片，其中，凸型调节片的两对侧边缘固接对接凸块500，凹型调节片的两对侧边缘固接对接凹块600，拼接时，凸型调节片和凹型调节片交替拼接布置。更换调节片300时，采用静电吸附的方式拿取和放置调节片300。

进一步优化方案，在调节片300的上方（远离光均匀调节板200的一面）压盖有透光压板（图中未示出）。

进一步优化方案，对接凹块600采用与调节片300材质相同的高透光板，对接凸块500采用高于调节片300透光率1%的高透光板。

进一步优化方案，光均匀调节板200、透光压板均采用99%透光率以上的高透玻璃板。

光源发出恒定光强的光，照射到光伏组件400上，此时功率测试仪收集光伏组件400的数据参数，得到功率测试结果，本发明控制装置设置光源和光伏组件400之间，靠近光源处。假设恒定光源需求1000cd，可以在初始光源时设定为1010cd，调节片300初始时使用10‰级别，在光伏组件400上与72个调节片300对应位置测试光强，根据测试结果更换更大或者更小级别的调节片300，直至测试光强为1000cd，72个位置都采用此方法进行调节，使光伏组件400测试时每个位置的光强都达到1000cd，这种方法可以精准的控制光伏组件400在测试时每个位置的光强均匀性。

实施例2：

本发明实施例2提供了另一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置，控制装置的结构与实施例1大体相同，区别在于调节片300采用电致变色材料，如图4所示，将光均匀调节板200横向和纵向两个方向以长条型分区，对应施加电压，以此来控制长条型分区的电压，进而改变调节片300的颜色深浅，最终控制透光率，在电路控制系统中，任意一组“＋、－”极施加电压都可以改变其连接通路上调节片300的颜色，根据光源的特性，以中间为发散点，以方形的趋势向外扩散延伸，光强逐渐减弱，可以利用“回”字型的模型进行调整，在四角位置也可以灵活的使用“＋、－”极施加电压。

本实施例通过控制调节片300局部电压，改变透光率，此技术优点在于不受拼接处的紧密性影响，相对成本较高。

实施例3：

本发明实施例3提供了另一种组件功率测试仪光强均匀性调节装置，控制装置的结构与实施例2大体相同，区别在于调节片300采用磁致变色材料，并在模拟太阳光源100上方（光源正对光均匀调节板200一面的相反面）设置有对应每个所述调节片300的若干磁场发射源700，磁场发射源700位于调节片300的正上方，通过调整单个磁场施加的大小，来改变单个所述调节片300的颜色，进而改变透光率，如图5所示。

磁场发射源700发射圆形磁场，对应地，调节片300设置为正方形，具体如图6所示。

在上述一些实施例中，模拟太阳光源100采用氙气灯管，具体包括四个灯管，四个灯管首尾相接，呈“口”字型排布，或者并排间隔排布，以保证每个测试区域受到的光源都是重叠光所形成，保证了光照强度。

在一些实施例中，例如实施例1中，调节片300采用固定遮光率的材料，包括聚酯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜等。

在另一些实施例中，例如实施例2中，调节片300采用可控透光率的电致变色材料，这些材料可以通过施加电压来改变其颜色和光的透过率，当施加电压时，材料会发生颜色变化，从而实现遮光效果，例如应用于智能眼镜和光学调节器等领域的材料。

在其他一些实施例中，例如实施例3中，调节片300采用控透光率的磁致变色材料，这些材料可以通过施加磁场来改变其颜色和光的透过率。类似于电致变色材料，磁致变色材料可以实现可控遮光效果。

实施例4：

本发明实施例4提供了一种组件功率测试仪光强均匀性调节方法，如图7所示，包括初始调节和定期校准。

所述初始调节包括以下步骤：

S101、设置光源初始强度；

S102、在调节装置中安装阻光效果10‰的调节片；

S103、对调节装置中的各调节片进行调节，使各位置光强至1000cd；

S104、测试调节片对应光伏组件上的各位置的光强，并计算各位置的光强误差，当光强误差≤1‰时，可投入使用，当光强误差＞1‰时，返回步骤S103进行二次调节。

所述定期校准包括以下步骤：

S201、测试当前调节装置中各调节片对应位置的光强；

S202、识别并标记光强误差超过1‰位置所对应的调节片；

S203、调节光强误差超过1‰位置的调节片，使所述调节片对应位置光强至1000cd；

S204、测试调节片对应光伏组件上的各位置的光强，并计算各位置的光强误差，当光强误差≤1‰时，可投入使用，当光强误差＞1‰时，返回步骤S203进行二次调节。

以上述实施例1为例进行调节，假设恒定光源需求1000cd，可以在初始光源时设定为1010cd，调节片初始时使用10‰级别，在组件上与72个调节片对应位置测试光强，根据测试结果更换更大或者更小级别的调节片，直至测试光强为1000cd，72个位置都采用此方法进行调节，使组件测试时每个位置的光强都达到1000cd，这种方法可以精准的控制组件在测试时每个位置的光强均匀性。

在均匀性定期检查校准时，首先测试组件上72个对应点的光强，根据结果确定哪个点距离目标光强1000cd差距超过1cd，通过更换更大或更小级别的调节片使此位置的光强再次到达1000cd，这就实现快速精准的调节均匀性。

上述一些实施例的工作原理：

根据光源实际照射的情况，在测试位使用单片电池测试每个位置此单片电池的电流，以对比各位置的光强，根据电流结果确定位置是否达到标准光强，以及光的均匀性，最终更换调节片或更改调节片局部的电压实现光透过后强度都达到标准值。调整前数据具体见表1所示。

表1

通过测试出的电流可以确定各位置点的光强度是否到标准，以最高电流点9.7884出为1000cd，其最小电流点通过电流折算，光强度低4.07%，最高电流电位置使用的是透光率90%的调节片，则需要调节最低电流点的光强就需要更换透光率94%的调节片，以此类推，根据电流相差的百分比更换调节片，更换后测试结果如表2所示。

表2

从目前的技术手段出发，认定均匀性误差低于1%即为合格，均匀性误差公式：（最大值-最小值）/（最大值+最小值）。

本发明的技术效果和优点详见发明内容部分，在此不做赘述。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。