太阳能电池性能参数测试系统的试验研究

【摘要】：随着能源危机和环境污染问题的日益严峻，世界各国都高度重视利用太阳能电池对太阳能进行开发和应用。目前，在国家政策的支持和引导下，太阳能电池产业出现了爆炸性增长，从而对太阳能电池的测试和测量解决方案有着极为紧迫的需要。有效改善太阳能电池的测试方法和测试方案、提高太阳能电池的测试能力，是提高太阳能电池生产和应用效率的一个重要因素。 本文首先介绍了太阳能测试系统的分类与组成，然后根据太阳能电池的测试原理以及测试系统所具备的功能，研究并设计了一套太阳能电池户外性能参数测试系统。系统包括硬件和软件两部分，硬件部分主要完成太阳能电池支架、实验操作台、温度采集电路的设计与总辐射表、直流电子负载、数据采集卡的选型，软件部分是基于LabVIEW平台的编程，实现数据的自动采集。该系统不仅能够同时测试单晶硅、多晶硅和非晶硅等太阳能电池的伏安特性曲线，而且可以测试太阳能电池在光照入射角、负载类型、阴影、温度等因素影响下的输出特性，在综合测试能力上具有创新性。 系统自搭建完成以来，对单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池进行了各种各样的测试，从测试结果可以看出系统运行稳定可靠，数据测量的准确度高、重复性好。并且通过数据分析得出了光照入射角对太阳能电池输出功率有较大的影响且呈现一定规律，负载类型对太阳能电池的输出基本没有影响以及小面积阴影对太阳能电池的输出具有较大影响且功率输出的下降幅度与阴影面积成正比等有用的结论，对太阳能电池的安装利用具有一定的参考意义。 【关键词】：太阳能电池 数据采集 伏安特性 影响因素
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 图清单11-13
• 表清单13-14
• 1 绪论14-18
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 国内外发展现状15-16
• 1.3 课题研究的意义16
• 1.4 论文的研究目的和主要内容16-18
• 2 太阳能电池测试系统原理18-29
• 2.1 太阳能电池测试系统的分类与组成18-20
• 2.2 太阳能电池分类与原理20-22
• 2.2.1 太阳能电池分类与现状20-22
• 2.2.2 太阳能电池工作原理22
• 2.3 太阳能电池测试原理22-26
• 2.3.1 伏安特性测试原理23-26
• 2.3.2 影响因素条件下的测试原理26
• 2.4 温度传感器原理26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 太阳能电池性能参数测试系统的总体设计29-37
• 3.1 太阳能电池测试系统的总体组成29-35
• 3.1.1 太阳能电池支架29-31
• 3.1.2 数据采集与显示模块31-33
• 3.1.3 系统供电设备33
• 3.1.4 实验操作台33-34
• 3.1.5 软件平台的选择与简介34-35
• 3.2 总体设计35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 测试系统硬件的设计与选型37-52
• 4.1 太阳能电池支架的设计37-39
• 4.2 数据采集与显示模块的选型39-48
• 4.2.1 总辐照度采集模块39-42
• 4.2.2 温度采集模块42-45
• 4.2.3 电子负载45-48
• 4.3 不间断电源的选型48-50
• 4.4 实验操作台的设计50
• 4.5 系统整体硬件的搭建50-51
• 4.6 本章小结51-52
• 5 基于 LabVIEW 的软件设计52-64
• 5.1 仪器与计算机通信52-53
• 5.2 系统软件部分设计53-63
• 5.2.1 用户登录模块53-56
• 5.2.2 参数配置模块56
• 5.2.3 温度采集56-57
• 5.2.4 总辐射表数据采集57-60
• 5.2.5 直流电子负载数据采集60-61
• 5.2.6 曲线显示模块61-62
• 5.2.7 系统总体主程序62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 6 实验及数据分析64-80
• 6.1 伏安特性曲线的测试64-65
• 6.2 输出功率的影响因素分析65-79
• 6.2.1 光照入射角对太阳能电池输出功率的影响65-68
• 6.2.2 负载类型对太阳能电池输出功率的影响68-71
• 6.2.3 小面积阴影对太阳能电池输出功率的影响71-79
• 6.2.4 温度对太阳能电池输出功率的影响79
• 6.3 误差分析79
• 6.4 本章小结79-80
• 7 全文总结与展望80-82
• 7.1 研究工作总结80-81
• 7.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 作者简介86

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