一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及太陽能電池的測(cè)量系統(tǒng)，具體是一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，主要由主控芯片、數(shù)控恒流負(fù)載、數(shù)控恒壓負(fù)載、電子開關(guān)、按鍵模塊和液晶顯示屏組成。電子開關(guān)通過導(dǎo)線與按鍵模塊相連，主控芯片輸入按鍵模塊的輸出信號(hào)，數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載輸入按鍵模塊傳送給主控芯片的信號(hào)，數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載的輸出通過主控芯片處理后顯示為液晶顯示屏上的I?V（電流?電壓）曲線和P?V（功率?電壓）曲線。在測(cè)量太陽能電池功率曲線時(shí)，先自動(dòng)掃描整個(gè)恒流負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的負(fù)載電壓，然后掃描整個(gè)恒壓負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的電流，數(shù)據(jù)處理找出兩組數(shù)據(jù)的重合點(diǎn)，以數(shù)據(jù)重合點(diǎn)為界點(diǎn)，取恒壓負(fù)載前段數(shù)據(jù)和恒流負(fù)載后段數(shù)據(jù)以完成太陽能電池功率曲線測(cè)定。本實(shí)用新型專利技術(shù)具有測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)單、功耗低、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及太陽能電池的測(cè)量系統(tǒng)，具體是一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
當(dāng)代社會(huì)是個(gè)能源化的社會(huì)，太陽能作為一種綠色能源不斷得到發(fā)展并顯得越發(fā)重要。太陽能電池在不同的輸出電壓即不同負(fù)載時(shí)，輸出功率是變化的，即存在一個(gè)最大功率點(diǎn)。隨著當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展，太陽能電池功率測(cè)量即如何最大程度上利用太陽能也成為了一個(gè)重要課題，而傳統(tǒng)的太陽能電池功率曲線測(cè)量技術(shù)主要是采用數(shù)控恒流負(fù)載模式或數(shù)控恒壓負(fù)載模式。如圖1所示，在使用恒流負(fù)載模式時(shí)，電流從零開始增加，當(dāng)電流低于Im時(shí)電流每增加一個(gè)分辨率所測(cè)的電壓跳變較小，因此可以獲得高精度的數(shù)據(jù)。但當(dāng)電流增加到Im以上時(shí)，電流再每增加一個(gè)分辨率電壓急劇減小，這樣獲得的電壓具有較差的連續(xù)性。由此可知：采用恒流負(fù)載模式測(cè)量電壓時(shí)可以獲得精確度較高的后段曲線即Vm到Voc段的曲線，而前段0到Vm段曲線精確度較差。使用恒壓負(fù)載模式時(shí)，電壓從零開始增加，當(dāng)電壓從0增加到Vm時(shí)電流變化較小僅從Isc變化到Im，但電壓從Vm增加到Voc時(shí)電流急劇變化。由此可知：采用恒壓負(fù)載模式測(cè)電流時(shí)可以獲得精確度較高的前段曲線0到Vm段而后段曲線Vm到Voc段測(cè)量精度不高。由上述情況可知，僅單一地采用數(shù)控恒壓負(fù)載模式或數(shù)控恒流負(fù)載模式測(cè)量太陽能電池功率曲線的方法其精確度有待進(jìn)一步提高。為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高太陽能電池功率曲線測(cè)量的精確度，本技術(shù)提出將數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載兩種方式測(cè)得的功率曲線結(jié)合起來，分別選取兩種方式的高精度數(shù)據(jù)共同用于太陽能電池功率曲線的測(cè)量。本專利技術(shù)可高效精確地測(cè)量太陽能電池的I-V（電流-電壓）曲線和P-V（功率-電壓）曲線，并在液晶屏上顯示。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種能提高太陽能電池功率曲線測(cè)量精確度的新型太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)。本技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，主要由主控芯片、數(shù)控恒流負(fù)載、數(shù)控恒壓負(fù)載、電子開關(guān)、按鍵模塊和液晶顯示屏組成；通過按鍵模塊切換工作模式和設(shè)定基準(zhǔn)值，電子開關(guān)開啟后，當(dāng)按鍵模塊選擇功率曲線測(cè)量模式時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)恒流負(fù)載掃描其測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的負(fù)載電壓，然后掃描數(shù)控恒壓負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的電流，數(shù)據(jù)處理找出兩組數(shù)據(jù)的重合點(diǎn)，以數(shù)據(jù)重合點(diǎn)為界點(diǎn)，取數(shù)控恒壓負(fù)載前段數(shù)據(jù)和數(shù)控恒流負(fù)載后段數(shù)據(jù)以完成太陽能電池功率曲線測(cè)定，并在液晶顯示屏上顯示I-V（電流-電壓）曲線和P-V（功率-電壓）曲線。電子開關(guān)通過導(dǎo)線與按鍵模塊相連，主控芯片輸入按鍵模塊的輸出，數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載輸入按鍵模塊傳送給主控芯片的信號(hào)，數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載的輸出通過主控芯片處理后顯示為液晶顯示屏上的I-V（電流-電壓）曲線和P-V（功率-電壓）曲線。優(yōu)選地，所述的主控芯片選用ATmega16單片機(jī)。優(yōu)選地，液晶顯示屏采用LCD12864，液晶顯示屏上顯示I-V（電流-電壓）曲線和P-V（功率-電壓）曲線。所述的一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，既可以測(cè)量太陽能電池功率曲線，又可作為電子負(fù)載工作在數(shù)控恒壓負(fù)載模式或數(shù)控恒流負(fù)載模式。所述按鍵模塊用于切換工作模式和設(shè)定基準(zhǔn)值，設(shè)有5個(gè)按鍵，從左到右依次對(duì)應(yīng)功率曲線測(cè)量模式（按鍵1）、恒流負(fù)載模式（按鍵2）、恒壓負(fù)載模式（按鍵3）、電流值設(shè)定（按鍵4）和電壓值設(shè)定（按鍵5）。所述的一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)作為電子負(fù)載時(shí)，數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載的輸出通過主控芯片給定的基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)，基準(zhǔn)電壓通過按鍵模塊的按鍵4或按鍵5設(shè)定。本技術(shù)的有益效果在于：改善現(xiàn)有太陽能電池功率曲線測(cè)量單一采用恒壓負(fù)載模式或單一采用恒流負(fù)載模式而精度不足的局限，提出綜合了恒壓負(fù)載模式前段高精度數(shù)據(jù)和恒流負(fù)載模式后段高精度數(shù)據(jù)的新的太陽能電池功率曲線測(cè)量方法，以提高太陽能電池功率曲線測(cè)量的精確度。附圖說明圖1為太陽能電池伏安特性和功率曲線圖，其中Im和Vm是太陽能電池功率為最大值Pm時(shí)對(duì)應(yīng)的電流和電壓值，Isc和Voc分別為太陽能電池的短路電流和開路電壓。圖2為本技術(shù)的原理框圖，1為主控芯片、2為數(shù)控恒流負(fù)載、3為數(shù)控恒壓負(fù)載、4為電子開關(guān)、5為按鍵模塊、6為液晶顯示屏。其中，按鍵模塊（5）設(shè)有5個(gè)按鍵，從左到右依次對(duì)應(yīng)功率曲線測(cè)量模式（按鍵1）、恒流負(fù)載模式（按鍵2）、恒壓負(fù)載模式（按鍵3）、電流值設(shè)定（按鍵4）和電壓值設(shè)定（按鍵5）。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖說明本技術(shù)的具體實(shí)施方式。由圖1可知：在使用恒流負(fù)載測(cè)量電壓時(shí)可以獲得精確度較高的后段曲線即Vm到Voc段的曲線，而前段0到Vm段曲線精確度較差。采用恒壓負(fù)載測(cè)電流時(shí)可以獲得精確度較高的前段曲線0到Vm段而后段曲線Vm到Voc段測(cè)量精度不高。圖2所示是本技術(shù)的原理框圖，本技術(shù)采用將數(shù)控恒流負(fù)載和數(shù)控恒壓負(fù)載兩種方式測(cè)得的功率曲線結(jié)合起來，分別選取兩種方式的高精度數(shù)據(jù)共同用于太陽能電池功率曲線的測(cè)量。電子開關(guān)（4）通過導(dǎo)線與按鍵模塊（5）相連，主控芯片（1）輸入按鍵模塊（5）的輸出信號(hào)，數(shù)控恒流負(fù)載（2）和數(shù)控恒壓負(fù)載（3）輸入按鍵模塊（5）傳送給主控芯片（1）的信號(hào)，數(shù)控恒流負(fù)載（2）和數(shù)控恒壓負(fù)載（3）的輸出通過主控芯片（1）處理后顯示為液晶顯示屏（6）上的I-V（電流-電壓）曲線和P-V（功率-電壓）曲線。電子開關(guān)開啟后，系統(tǒng)初始化，主控芯片（1）內(nèi)部硬件初始化，包括AD采樣初始化、串口初始化、定時(shí)器初始化、IO口初始化，外設(shè)初始化包括液晶顯示屏（6）初始化，功率曲線測(cè)量啟動(dòng)檢測(cè)等待、DA輸出初始化等。當(dāng)按鍵模塊（5）的按鍵1按下，選擇功率曲線測(cè)量模式時(shí)，系統(tǒng)首先自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)控恒流負(fù)載（2）其從零開始向上掃描并記錄對(duì)應(yīng)的電壓值，然后啟動(dòng)數(shù)控恒壓負(fù)載（3）其從零開始向上掃描并記錄對(duì)應(yīng)的電流值。得到兩組數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，找出上述兩組數(shù)據(jù)的重合點(diǎn)作為界點(diǎn)，取數(shù)控恒壓負(fù)載（2）測(cè)得的前段數(shù)據(jù)和數(shù)控恒流負(fù)載（3）測(cè)得的后段數(shù)據(jù)，通過主控芯片（1）數(shù)據(jù)處理后在液晶顯示屏（6）上顯示對(duì)應(yīng)的I-V（電流-電壓）曲線和P-V（功率-電壓）曲線，并顯示最大功率點(diǎn)的電壓值和電流值及其對(duì)應(yīng)的最大功率值，完成太陽能電池功率曲線測(cè)定。此外，按鍵模塊（5）還可選擇按鍵2或按鍵3，設(shè)定系統(tǒng)為電子負(fù)載工作模式，并通過按鍵4設(shè)定電流值或通過按鍵5設(shè)定電壓值。以上所述為本技術(shù)的實(shí)施案例，均應(yīng)涵蓋在本技術(shù)保護(hù)范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，主要由主控芯片、數(shù)控恒流負(fù)載、數(shù)控恒壓負(fù)載、電子開關(guān)、按鍵模塊和液晶顯示屏組成；電子開關(guān)開啟后，當(dāng)按鍵模塊選擇功率曲線測(cè)量模式時(shí)，系統(tǒng)先自動(dòng)掃描數(shù)控恒流負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的負(fù)載電壓，然后掃描數(shù)控恒壓負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的電流，數(shù)據(jù)處理找出兩組數(shù)據(jù)的重合點(diǎn)，以數(shù)據(jù)重合點(diǎn)為界點(diǎn)，取數(shù)控恒壓負(fù)載前段數(shù)據(jù)和數(shù)控恒流負(fù)載后段數(shù)據(jù)以完成太陽能電池功率曲線測(cè)定，并在液晶顯示屏上顯示I?V曲線和P?V曲線。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，主要由主控芯片、數(shù)控恒流負(fù)載、數(shù)控恒壓負(fù)載、電子開關(guān)、按鍵模塊和液晶顯示屏組成；電子開關(guān)開啟后，當(dāng)按鍵模塊選擇功率曲線測(cè)量模式時(shí)，系統(tǒng)先自動(dòng)掃描數(shù)控恒流負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的負(fù)載電壓，然后掃描數(shù)控恒壓負(fù)載的測(cè)程并記錄下對(duì)應(yīng)的電流，數(shù)據(jù)處理找出兩組數(shù)據(jù)的重合點(diǎn)，以數(shù)據(jù)重合點(diǎn)為界點(diǎn)，取數(shù)控恒壓負(fù)載前段數(shù)據(jù)和數(shù)控恒流負(fù)載后段數(shù)據(jù)以完成太陽能電池功率曲線測(cè)定，并在液晶顯示屏上顯示I-V曲線和P-V曲線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于主控芯片選用ATmega16單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池功率曲線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于通過液晶顯示屏顯...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李素平，孔小東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：李素平，孔小東，
類型：新型
國別省市：安徽;34