使用于光伏組件探測的3A級太陽模擬器的設計

世界光伏產量近十年內的均勻增幅高達30%以上，我國已經是世界級的光伏產量大國，同時也是光伏產業上升速度最快的國家之一。我們知道，光伏發電使用在我國卻非常少見，和其產量大國的身份很不相稱，緊要原由是光伏發電的成本還是太高(約為火電發電的4倍)。

光伏組件制造業的健康快速發展離不開光伏組件探測技術的輔佐和推動。太陽電池工藝改進、產品定型、耐候試驗等都離不開光伏探測。為了使光伏探測報告具有可比性，國際組織規定了光伏器件的地面標準探測條件(簡稱STC)，但是這只是一種理想條件，實際中不可能筆直獲得，所以要一種模擬標準太陽輻射的裝置來為光伏器件探測供應光照，這種用燈光來模擬太陽輻射的裝置叫做太陽能模擬器。光伏組件探測尤其是太陽電池加工線上的探測，一般都是在太陽能模擬器供應的模擬光下進行的。

1太陽模擬器的相關標準

(1)國際電子電工委員會82技術委員會為地面用光伏組件的額定電氣參數提出了標準探測條件STC,其詳盡規定為：

組件溫度：25℃輻照度：1000W/m2光譜輻照分布：AMl.5(2)國際電工委員會(ⅢC)制定了太陽能模擬器的等級劃分標準，見表1所示。

2太陽能模擬器外形結構

為了達到較好的輻照平均性，絕大多數探測光伏組件的太陽能模擬器體積龐大。

圖1為光平均性計算示意圖，d為點光源到探測屏的距離，r為探測半徑。依據光在某點的強度和到電光源的距離平方成反比，依據IEC60904-9標準要求，計算得到滿足3A級光平均性要求的公式為：

,所以有d^2≥7r.一般在加工中光伏電池包件的長度可達2m,所以不依賴其他輔助光學系統的話，d的距離要大于9.9m,因此國際上有些設備廠家為了勻光的要，組件探測和光源距離達13m,距離的新增導致光的衰減非常厲害，因此要一個龐大的電源系統，整套系統制造昂貴，能耗高。

本設計對光學勻光系統進行專業設計，光源離組件距離2.2m,大大減少了設備的尺寸和電源的能耗，設備外觀圖如2所示。

整個探測在關閉環境內進行，減少了外界光線對探測結果的影響，電池板能夠自動通過流水線輸入和輸出，整個高度約3m.

3光源系統

3.1勻光系統

勻光系統采用專業光學設計軟件Tracepro仿真設計，Tracepro是一套可以做照明系統分解、傳統光學分解、輻射度以及光度分解的軟件，它也是第一套由符合工業標準的ACIS立體模型繪圖軟件所發展出來的光機軟件。為了減少光源和電池板的測量距離，基本思想是減少中間的光強，提高周邊的光強，基于這個思想建立模型如圖3所示。

基于這個模型系統仿真光照度的分布圖如圖4所示，從曲線分布可以看出這個模型在lm2m的區域不平均度小于2%.進行實驗實際探測不平均度小于1.5%符合IEC60904.9-2007的規定。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除