一太阳模拟器的用途
太阳模拟器是室内模拟太阳光的设备, 广泛应用在生物、美容、太阳能光伏、太阳能光热等行业，在太阳能光伏行业模拟器主要用于太阳电池和组件的电性能测试、光老练试验、热斑耐久试验等，.根据光源的种类的不同,主要分为脉冲闪光式太阳模拟器和稳态太阳模拟器.
脉冲闪光式太阳模拟器主要用于量产电池片和组件的电性能测试,在使用过程中还需要配以I-V测试系统（包括电子负载、数据采集处理和控制仪器等）,可实现对被测电池/组件的Pmax, Imax, Vmax,Isc,Voc,FF,Eff, Rs, Rsh以及I-V曲线等测试.
稳态模拟器主要用于太阳电池单片电性能测试和太阳电池组件光老练试验和热斑耐久试验,通过在一定辐射总量条件下的照射,可对被测电池/组件在实际使用中的稳定性做出评估,并以此为依据改进生产工艺,向用户提供稳定的光伏产品.
太阳模拟器的测试结果, 不仅能够从一定程度上反应出电池的性能,也关系到电池最后出厂的等级,价格和使用过程中的稳定性.因此,一台可靠的太阳模拟器,不仅对生产工艺有参考意义,更关系到产品的品质和制造厂商的利润和信誉.
生产出来的电池/组件在市场上销售时，会根据电池/组件的峰瓦值来确定电池/组件的市场流通价值。但是，光伏电池/组件的电输出因照射光的强度、光谱(不同经度和纬度的阳光照射下输出的电性能皆有差异)的不同电输出会有很大差异；此外，光伏电池/组件的电性能输出也会随着温度的变化而变化。为了规范市场，减少商品流通中的争议，特拟定了IEC60904的标准，对市场上流通的光伏电池/组件的瓦数在何种测试条件下做了明确规定，即在AM1.5、一个标准太阳光强下，25摄氏度的条件下（简称标准条件STC）测试出来的瓦数为国际都认可的数值。于是，为了适应市场需求，提供标准太阳光的设备应用而生-太阳模拟器。
IEC60904 的标准同时对模拟器的评价标准做了严格的定义。如何来评价一个太阳模拟器的品质和等级呢？
二太阳模拟器的等级
IEC 60904-9对用于地面光伏电池测试的太阳模拟器给出了相应的要求,并就等级划分,评定方式和计算方法均给出了详细的说明.
1.总辐照度
模拟器必须能够在测试平面上达到1000W/m2的标准辐照度(用标准电池标定),
并根据需要可对辐照度在标准辐照度值上下进行一定的调节.
2.光谱匹配
模拟器光谱辐照度分布应与标准光谱辐照度分布匹配.在400nm到1100nm波段范围内,等级A的匹配度在0.75~1.25,等级B的匹配度在0.6~1.4,等级C的匹配度在0.4~2.0
3.不均匀度
在测试平面上,指定测试区域内的辐照度应该达到一定的均匀度,辐照度用合适的探测器量测.等级A的辐照不均匀度<=+/-2%,等级B的辐照不均匀度<=+/-5%,等级C 的辐照不均匀度<=+/-10%.
探测器的尺寸应是以下两个中较小的
1、有效辐照面积的1/64
2、400cm2.
不均匀度=+/-((最大幅照度-最小辐照度)/(最大幅照度+最小辐照度))*100%
其中,最大辐照度和最小辐照度是指在指定范围内探测器在任意指定点的测量值.
探测器可用尺寸合适的参考电池替代,并用参考电池的短路电流Isc作为参考数据,并以此衡量辐照度的强弱.
4.辐照不稳定度
辐照稳定度分为长时辐照不稳定度(Long Term Instability或LTI)和短时辐照不稳定度(Short Term Instability或STI).
LTI指在整个数据采集期间辐照度的不稳定度.等级A的不稳定度在<=+/-2%,等级B的不稳定度在<=+/-5%,等级C的不稳定度在<=+/-10%.
STI指在某组数据(一组数据包括电压,电流和辐照度)采集期间辐照度的不稳定情况. 等级A的不稳定度在<=+/-0.5%,等级B的不稳定度在<=+/-2%,等级C的不稳定度在<=+/-10%.如果每组数据的电压,电流和辐照度同步采集,则不存在采集期间辐照度的波动,这种情况下默认为STI为A级.
辐照不稳定度=+/-((最大幅照度-最小辐照度)/(最大幅照度+最小辐照度))*100% 其中,最大辐照度和最小辐照度是数据采集期间在测试平面内探测器在任意指定点的测量值.
5、脉冲宽度：
脉冲光太阳模拟器有脉冲宽度指标，该指标有两重意义，一是描述脉冲模拟器发出的稳定的脉冲光时间宽度，二是描述脉冲模拟器发出的整个脉冲光的时间宽度，例如一个模拟器的整个脉冲光宽度是120ms，其中稳定的脉冲光宽度是100ms，我们一般称该模拟器的脉冲宽度是100ms
三. 太阳模拟器光源等级对测试的影响
光伏行业发展初期，晶体硅电池和组件达到批量化生产时，BAA级的模拟器被行业普遍使用，但随着行业的发展和科学技术的进步，尤其是现在各种不同技术类型和不同规格的光伏电池/组件的产品的涌现，其B级光谱的限制性和对多标准板的要求以及测试误差的过大，对AAA级的模拟器成为行业的必然需求，即
A（光谱等级）A（辐照不均匀度等级）A（辐照不稳定性等级，通常指LTI）。
1.光谱对测试结果的影响
不同基材的电池光谱响应差别很大。实际上,即使基材相同的电池在生产过程中由于晶体生长或其它条件和工艺等的差异,也会导致光谱响应的差异.由于无法保证校准设备时使用的标准电池和其它被测电池的绝对一致性,因此如果要得到更为准确的结果,就需要高等级光谱的太阳模拟器.
2.光强均匀性对测试结果的影响
晶体硅太阳电池组件中单体电池之间焊接不良及同串单体电池IV特性不匹配等因素会导致输出功率降低。在工业上，为了防止由以上原因造成的热斑效应和功率消耗，在组件制造时一般都会在每十几片串联的电池片两端并上旁路二极管。这样做虽可降低组件的热斑效应，但同时也可能会使组件的IV特性曲线出现畸变。造成热斑效应的原因有很多，其中两个主要的原因是：一是电池组件本身工艺或品质造成的单体电池IV特性不匹配,二是遮盖等外界原因造成的组件受光不均匀.
因此,一个光强均匀性良好的太阳模拟器,可以通过测试从一定程度上反映出太阳电池组件的单体电池IV特性不匹配的问题.
模拟器的光均匀性还会影响测试结果的FF，如果模拟器的光均匀度不好，一般情况下，测试IV曲线的FF就会比实际值偏小。
3.辐照不稳定度对测试结果的影响
辐照稳定度对测试结果的影响是很容易理解的.，模拟器辐照不稳定，就必然会造成测试结果不稳定，辐照稳定度保证了所测试的I-V特性是在同一条件下量测的,为数据的可参考性提供了前提.
四. 不同电池材料对太阳模拟器脉冲宽度的要求
太阳电池的基材种类众多,目前技术实现量产的有晶体硅电池/组件如单晶硅电池组件和多晶硅电池组件，实现量产的还有薄膜电池，这包括非晶硅电池、CIGS电池、GaAs电池、CdT e电池，其中非晶硅电池有分为单结非晶硅电池、双结非晶硅电池、多结非晶硅电池。除此之外有机染料敏化电池有实验性的量产，处于实验室阶段的是第三代太阳电池如量子阱太阳电池，
不同材料制成的太阳电池对标准太阳光谱的响应程度有着很大的差别，比如说一般晶体硅的电池组件光谱相应主要集中在（400nm-1100nm）；而单结非晶硅电池组件的光谱响应却是（400nm-900nm）。除了光谱相应的差异很大外，不同材质的电池对光的响应灵敏度也有很大差别。如传统的晶体硅电池组件的响应速度快，脉冲模拟器脉冲宽度有2ms就足够克服测试时晶体硅电池的电容效应，但是薄膜电池如非晶硅电池测试所需要的脉冲模拟器的脉冲宽度要在60ms以上，.太阳模拟器的脉冲宽度只有达到一定宽度，足以克服测试时被测电池的电容效应,测试的结果才可信.,因此,对于闪光脉冲式的模拟器来讲,闪光脉冲的时间宽度,尤其是稳定光持续的脉冲宽度也是太阳模拟器的一个重要指标.
以下举晶体硅电池和硅基薄膜电池的测试对比做定性说明.
晶体硅电池和薄膜电池在结构和材料上有较大的区别，从电池测试的角度考虑，两者对光照的响应速度存在较大的差异，同样的脉冲模拟器测试时等效电容效应就有差异。晶体硅电池的电容效应可以从它的交流电模型中得到解释释（如图1），它的时间常数一般是在微秒量级。图1中C D、C T分别是扩散电容和渡越区电容。
图1 晶体硅电池交流模型
而薄膜太阳电池的电容效应则比较突出，其时间常数一般在毫秒量级甚至更大量级。对硅基薄膜的研究显示：其时间响应常数达到几十毫秒。如图2与图3所示：
图2 硅基薄膜电池的交流模型与时间响应[3] 与晶体硅电池相比，薄膜电池还存在着明显的光致衰减现象，对非晶硅薄膜电池在AM1.5
条件下的光致衰减情况被展示在图3中：
图3 非晶硅薄膜电池的光致衰减情况[5]
因此，在薄膜电池测试前，需预先将待测电池经过一段时间的光老练实验使其性能趋于稳定，然后用持续时间大于60ms稳定模拟光的光源进行测试。如果此条件不能满足，就很难克服薄膜电池的结电容效应。而通过2次或者多次闪光补偿的方式，虽然也可以模拟
出I-V曲线，实际上，模拟出的I-V曲线和实际的I-V曲线有较大的偏差。
图4不同光脉冲光宽度时多次闪光下的薄膜电池测试结果比较[7]
图5三种不同模拟光下的薄膜电池测试结果比较[7]
对于有机染料敏化电池,目前多处于实验阶段,电池的面积和电流密度均比较小,电池的转换效率较低,在测试的时候一般的脉冲模拟器无法满足需求,需要使用稳态的太阳模拟器以使其能产生持续的电流,并配备高精度的数字源表进行量测.
五．上海赫爽的太阳模拟器简介
1、模拟光谱和脉冲宽度
氙灯是目前已知的光谱最接近太阳光谱的人造光源。氙灯内的高压氙气只有充分电离，放电产生的光才与太阳光有较高的匹配度，要让氙气充分电离就必须让氙气放电时处于高电压大电流的状态，这就要求电源提供充足的功率和能量。因此使用氙灯等气体光源的太阳模拟器需要达到A级光谱匹配度，就需要选用高压氙灯。赫爽公司设计生产的模拟器选用是高压氙灯，设计的氙灯电源是PLG电源（电容电感网络电源），而且还专门设计了预燃电路，在氙灯弧光放电前处于预燃的辉光放电，模拟器闪光前，氙灯两端放电电压达到500-800V，触发后氙灯由预燃状态转到弧光放电的闪光状态，得到匹配度超过A级的发光光谱。光谱
图如下：
图7 中国计量院采用国外先进光谱仪测试的赫爽公司模拟器的光谱
从图6和图7可以看出，经国外多家先进的光谱仪测试，赫爽的模拟器光谱都能达到优于A 级，其各个波段的匹配失误度在0.8～1.2之间，而IEC标准中认定各个波段匹配失误度在0.75～1.25之间时即为A级光谱。
为了得到长时间的稳定脉冲光源，我们专为氙灯设计了电容电感网络回路（L-C network）。通过对电容的充电而得到足够的能量，通过电感的特性调整放电的时间，不仅使放电电压可达800V，放电电流可达300A，更使A级准稳态光可持续几十甚至一百多毫秒，如图8。赫爽的模拟器配有专门设计了滤光片，使光谱匹配度由于A级。
2、辐照不稳定度（LTI和STI）
LC网络电源除了保证设备的模拟光光谱等级外，模拟光LTI不稳定性达到0.4%，如图8为中国计量院测试的测试结果。
图8 辐照稳定度（LTI）
我们使用了4通道高速同步采集卡，使光强，电压，电流和温度等信号同时采集处理，不存在单通道信号过程中光强的不稳定现象，因此辐照短时不稳定度（STI）为零，完美达到A级。
3、光均匀性和有源线性电子负载
赫爽公司的模拟器采用独到的发明专利技术的光路，不论下光源、上光源、侧光源的光路，均匀性都小于2%，完全达到A级。
赫爽公司设计的有源线性电子负载，能在测试时随时间线性施加电压在被测电池和组件电极两端，如图9所示，这样就能减少和克服被测电池和组件的电容效应，提高了模拟器系统的测量线性度。
图9 线性电压扫描
太阳能电池I-V模拟器 GK-IVS系列 产 品 介 绍 合肥科威尔电源系统有限公司 版权所有（C）2011 Copyright Kewell
太阳能电池I-V模拟器 产品介绍： 合肥工业大学能源研究所（教育部光伏系统工程研究中心）于2000年即开始研究太阳能电池I-V模拟器，近年来多次在国际、国内核心期刊发表相关论文，是国内最早也是唯一一家从事太阳能电池I-V模拟器研究的国家级科研单位。合肥科威尔电源系统有限公司依托合肥工业大学能源研究所在光伏行业多年的研究经验及成果，联合开发出Kewell太阳能电池I-V模拟器GK-IVS系列，产品分为120KW/630KW两种功率等级，120KW太阳能电池I-V模拟器可满功率测100KW或以下光伏逆变器，630KW太阳能电池I-V模拟器可满功率测500KW或以下光伏逆变器，可并且可多台并机使用。 GK-IVS系列太阳能电池I-V模拟器为太阳能电池阵列模拟电源，即太阳能电池I-V特性模拟器，产品主要部件均选用国际知名品牌，大屏幕LCD显示触摸式操作，采用IGBT式整流设计，转换效率高可达95%以上并且对电网的谐波污染小，主要应用于光伏逆变器研发及测试。 产品功能： 一、程控直流电源： 1)输出电压：电压可设定 2)输出电流：限流点可设定 二、太阳能电池I-V模拟器： 1）电压输出范围：0～1000V 2）输出电流：0～230A/0～1200A 3)太阳电池阵列模拟I-V功能 4)模拟不同温度及光照强度下的I-V曲线 5)模拟光伏阵列局部阴影遮挡I-V曲线 6)模拟缩放全天日照变化下I-V曲线 7)测试静态和动态下MPPT效能 8)具有资料存贮记录功能 9)标准的输出接口USB / RS232 / RS485控制接口 GPIB(选配) 10)即时的最大功率追踪显示 11)LCD大屏幕显示，曲线、编程一目了然
太阳能光伏组件生产制造实用技术教程第1xx 太阳能光伏发电及光伏组件 1.1 太阳能光伏发电概述 1.2 太阳能光伏发电系统的构成及工作原理 1.3 太阳能光伏组件与方阵 第2xx 太阳能光伏组件的主要原材料及部件 2.1 太阳能电池片 2.2 面板玻璃 2.3 EVA胶膜 2.4 背板材料TPT 2.5 铝合金边框 2.6 互连条及助焊剂 2.7 有机硅胶 2.8 接线盒及连接器 2.9 原材料的检验标准及方法 第3xx 太阳能光伏组件生产工序及工艺流程 第4xx 电池片的分选、检测和切割工序 第5xx 电池片的焊接工序 第6xx 叠层铺设工序 第7xx 层压工序 第8 章装边框及清洗工序
第9xx 光伏组件的检验测试 第10xx 光伏组件的包装 第11xx 常用设备及操作、维护要点 第12xx 光伏组件的生产管理 12.1 光伏组件生产常用图表及技术文件 12.2 光伏组件的板型设计 12.3光伏组件生产的6S管理 12.4 光伏组件生产车间管理制度 12.5 光伏组件生产工序布局 附录 1 常用光伏组件规格尺寸及技术参数 附录2 IEC61215质量检测标准 附录3 ............. 第1xx 太阳能光伏发电及光伏组件 本章主要介绍太阳能光伏发电系统的特点、构成、工作原理及分类。 使读者对太阳能光伏发电系统有一个大致的了解。 1.1 太阳能光伏发电概述 1.1.1 太阳能光伏发电简介 太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳能电池（一种类似于晶体二极管的半导体器件）的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转变为电能的一种发电方式，太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳能电池，也叫光伏电池。当太阳光照射到由P、N 型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的太阳能电池上时，其中一部分光线被反射，一部分光线被吸收，还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚图1-1 太阳能光伏电池发电原理
微电网直流平台设备 光伏PV模拟器（1） 产品特点： ■功率容量:600W--1500kW■可模拟太阳能电池板输出特性(国内首创)■可模拟不同光照和温度下I-V曲线■通过填充因子（Fill Factor）可模拟多种太阳能电池的输出特性■可模拟太阳能电池板被遮罩时的I-V曲线■可测试静态和动态下的MPPT情况■MPPT工作点实时显示于上位机软件上■具有恒功率模式 ■具有恒内阻模式，对内阻进行设定■具有强大的图形化上位机软件■稳压精度高、纹波电压低 ■采用16bit高速ADC,快速精确测量■采用ARM、DSP双CPU控制■应用全桥移相软开关技术
■动态稳定性用Matlab仿真优化■采用高速DSP进行PID运算,直接输出PWM■变压器采用非晶铁芯，具有高饱和磁感应强度、高导磁率、高电感量、低损耗、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、频率特性优良、温度稳定性高的特性 ■快速存储9组数据（电压，电流，功率）■具有过压、过流、过温、短路保护功能■电压、电流、时间设定，数字式按键输入，精确度高；■具有RS232C通讯接口（RS485,GPIB为可选）■产品通过CE认证■符合EN50530/Sandia/CGC-GF004标准 原理图：
可编程直流负载（2） ■采用触摸屏+PLC方式进行控制，具有本控与PC控制两种方式，提供相应上位机操作软件。 ■采用不锈钢合金电阻制造 ■可根据功率检测要求，可以按键组合投放，设定放电功率。 ■检测各种发电设备以及放电设备的工作效率、满负载运行最大输出功率及带载能力。 ■模拟各类复杂工作环境，功率的突加突卸，检测放电设备的实际带载能力和效率 ■采用精准的高精度负载材质能真正模拟实际负载的带载力和负载微变适应能力 ■急停和温度保护，超载，短路，过温设备自动切断 ■上限下限电压设定，根据能量自动降至范围电压点（限程控机） ■温度保护设定，温度0~100°可以设定，同时检测实时温度情况 ■可编程界面0~30组功率电流任意设置，最小执行操作时间1ms可循环999999次（限程控机） ■负载的最小分辨率为1W，可精确模拟发电或产品通断能力 ■可以将测量数据上传到电脑并实现对检测过程数据的过程过程记录存储功能（限程控机） ■具有面板操作或远程控制两种操作方式（限程控机） ■具有过温保护功能和温度设定以及温度监测 ■可定制不同时间常数负载 ■应用于发电机、UPS、开关、熔断器、电器附件、变压器、温升试验、低压电气的出厂检验、生产调试、模拟恶劣负载环境、科研开发、军工等精确测试场所 ■采按钮控制或开关切换（触摸屏控制含RS232通讯接口) ■可测量电压、电流、功率
一、技术参数 工作压力：220V～50Hz 工作环境：-10°～40℃空载功率：4W 温度显示：00℃～99℃测温精度：±2℃ 水位显示：25 50 80 100 漏电动作电流：10mA0.1s 控制增压泵功率：500W 控制电热带功率：500W 控制电加热功率：1500W（可定制3000（）w）电磁阀：12V- 工作水压0.02～0.8Mpa （可选装低压阀，工作水压0.01～0.4Mpa） 外形尺寸：1.86×116×42（mm） 二、使用方法 安装完毕，接通电源，控制器开始自检，所有图文符号全亮，并发出蜂鸣提示音，自检结束后显示热水器水箱的水温与水位，如水位低于25，水温≤95℃，自动上水至设置水位。控制器按照出厂设定的参数自动运行。控制器五种模式：智能模式、定时模式、恒温模式、恒水位模式、温控模式。 1、智能模式（出厂设置模式） 4：00启动上水至50水位，5：0C启动加热至50℃，保证早晨起床后的洗漱用水：9：00上水至1 00水位，16：00启动加热至60℃，保证晚上有60℃的水供用户使用；若15：00低于80水位，则再补水至80水位。 2、定时模式 若智能模式不能满足您的需求，持续按“上水”键3秒钟启动定时上水模式，持续按“加热”键3秒钟启动定时加热模式，只能模式关闭。 定时模式出厂参数如下： 第一次定时上水时间为“09：00”，第二次、第三次定时上水时间设置为“一一”。三次上水
设置水位均为“100水位”。“一一”代表该功能未启动（下同）。 第一次定时加热启动时间为16：00，第二次、第三次定时加热启动时间设置为“一一”。 三次定时加热终止温度均为“60℃”。 如果定时模式出厂参数不能满足您的需求，您可以根据您的需求一次作如下设置，设置期间如10秒钟没有按键动作则自动退出，所修改的容自动保存。 2-1定时上水时间和水位设置 持续按“上水”键3秒钟，“定时上水”亮，此时智能模式关闭，蜂鸣提示一声。 2.1.1第一次定时上水时间和水位设置：屏幕显示“定时上水、F1”亮，“09”闪烁（09：F1表示第一次定时上水时间为9：00）。然后按V键在00：00-23：00、一一围设置第一次定时上水时间。继续按“SET”键，此时“定时上水、XX：F1”亮，“水位”闪烁，按V键在50-100围设置第一次定时上水停水水位。 2.1.2第二次定时上水时间和水位设置：继续按SET键，此时“定时上水、F2”亮，“一一”闪烁。然后按SET键，此时定时上水、xx：F2亮，水位闪烁，按V键在50-100围设置第二次定时上水停水水位。 2.1.3第三次定时上水时间和水位设置：继续按SET键，此时“定时上水、F2”亮，“一一”闪烁。然后按SET键，此时定时上水、xx：F2亮，水位闪烁，按V键在50-100围设置第三次定时上水停水水位。 2.2定时加热启动时间和加热终止温度设置 持续按“加热”键3秒，“定时加热”亮，此时智能模式关闭，蜂鸣提示一声。 2.2.1第一次定时加热启动时间和加热终止温度设置：屏幕显示定时加热、F1亮，1.6闪烁（16：F1表示第一次定时加热时间为16：00）.然后按V键在00：00-23：00、一一围设置第一次定时加热时间。继续按SET键，此时定时加热、XX：F1亮。60℃闪烁，按V键在40℃-60℃围
太阳能光伏组件的原材料及部件性能，作 用，特点，及检验 1.太阳能电池片 外形与特点： 太阳能电池片是太阳能电池组件中的主要材料，电池片表面有一层蓝色的减反射膜，还有银白色的电极栅线。其中很多条细的栅线，是电池片表面电极向主栅线汇总的引线，两条宽一点的银白线就是主栅线，也叫电极线或上电极。电池片的背面也有两条(或间断的)银白色的主栅线，叫下电极或背电极。电池片与电池片之间的连接，就是把互连条焊接到主栅线上实现的。一般正面的电极线是电池片的负极线，背面的电极线是电池片的正极线。太阳能电池片无论面积大小(整片或切割成小片)，单片的正负极间输出峰值电压都是0.48～0.5v。而电池片的面积大小与输出电流和发电功率成正比，面积越大，输出电流和发电功率越大。 合格的太阳能电池片应具有以下特点。 (1)具有稳定高效的光电转换效率，可靠性高。 (2)采用先进的扩散技术，保证片内各处转换效率的均匀性。 (3)运用先进的pecvd成膜技术，在电池片表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜，颜色均匀美观。 (4)应用高品质的银和银铝金属浆料制作背场和栅线电极，确保良好的导电性、可靠的附着力和很好的电极可焊性。 (5)高精度的丝网印刷图形和高平整度，使得电池片易于自动焊接和激光切割。 太阳能电池片的分类及规格尺寸 太阳能电池片按用途可分为地面用晶体硅太阳能电池、海上用晶体硅太阳能电池和空间用晶体硅太阳能电池，按基片材料的不同分为单晶硅电池和多晶硅电池。目前太阳能电池片常见的规格尺寸主要有125mm×125mm、150mm×150mm和156mm×156mm等几种，厚度一般在170～220μm。 单晶硅与多晶硅电池片到底有哪些区别呢?由于单晶硅电池片和多晶硅电池片前期生产工艺的不同，使它们从外观到电性能都有一些区别。从外观上看：单晶硅电池片四个角呈圆弧缺角状，表面没有花纹；多晶硅电池片四个角为方角，表面有类似冰花一样的花纹(业内称为多晶多彩)，也有一种绒面多晶硅电池片表面没有明显的冰花状花纹(业内称为多晶绒面)；单晶硅电池片减反射膜绒面表面颜色一般呈现为黑蓝色，多晶硅电池片减反射膜绒面表面颜色一般呈现为蓝色。 对于使用者来说，相同转换效率的单晶硅电池和多晶硅电池是没有太大区别的。单晶硅电池和多晶硅电池的寿命和稳定性都很好。虽然单晶硅电池的平均转换效率比多晶硅电池的平均转换效率高1％左右，但是由于单晶硅太阳能电池只能做成准正方形(4个角为圆弧状)，当组成太阳能电池组件时就有一部分面积填不满，而多晶硅太阳能电池是正方形的，不存在这个问题，因此对于太阳能电池组件的转换效率来讲几乎是一样的。另外，由于两种太阳能电池材料的制造工艺不一样，多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30％左右，所以多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额越来越大，制造成本也将大大小于单晶硅电池，所以使用多晶硅太阳能电池将更节能、更环保 分类及规格尺寸 （1）单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24％，这
1. 目的 规范OPTOSOLAR太阳模拟器的操作，确保太阳模拟器处于良好的运行状态。 2. 适用范围 适用于对OPTOSOLAR太阳模拟器的操作。 3. 内容 3.1 操作过程 3.1.1 按照顺序依次接通电源，打开电脑、测量单元、补偿电源、脉冲电源的电源开关。在启动这个系统前请确保没有光伏组件连接在太阳模拟器上。 3.1.2 在桌面上打开名为“start module tester”的测试软件，出现对话框(见图一)，按“OK”键进入光伏组件测试程序。 图一 3.1.3 进入测试程序后会出现以下的界面： 图二
a)单击菜单“Production control”，出现一系列子菜单。 b)首先单击其子菜单“Load recipe”选择太阳模拟器的校准设置，每个用来校准模拟器的标准组件对应着与各自序列号相同的设置，校准太阳模拟器的时候请注意标准组件和校准设置的匹配。 C)其次单击子菜单“Optimise Ranges”，测试软件将自动优化测试范围。 d)再次单击子菜单“Intensity calibration”校准光强。单击“Intensity calibration”后系统会给出提示“Please connect reference module ,then press
太阳能光伏控制器的分类 光伏充电控制器基本上可分为五种类型：并联型光伏控制器、串联型光伏控制器、脉宽调制型光伏控制器、智能型光伏控制器和最大功率跟踪型光伏控制器。 1、并联型光伏控制器。当蓄电池充满时，利用电子部件把光伏阵列的输出分流到内部并联电阻器或功率模块上去 ，然后以热的形式消耗掉。并联型光伏控制器一般用于小型、低功率系统，例如电压在12V、20A以内和系统。这类控制器很可靠，没有继电器之类的机械部件。 2、串联型光伏控制器。利用机械继电器控制充电过程，并在夜间切断光伏阵列。它一般用于较高功率系统，继电 器的容量决定充电控制器的功率等级。比较容易制造连续通电电流在45A以上的串联型光伏控制器。 3、脉宽调制型光伏控制器。它以PWM脉冲方式开关光伏阵列的输入。当蓄电池趋向充满时，脉冲的频率和时间缩短。按照美国桑地亚国家实验室的研究，这种充电过程形成较完整的充电状态，它能增加光伏系统中蓄电池的总循环寿命。 4、智能型光伏控制器。基于MCU（如intel公司的MCS51系列或Microchip公司PIC系列）对光伏电源系统的运行参 数进行高速实时采集，并按照一定的控制规律由软件程序对单路或多路光伏阵列进行切离和接通控制。对中、大型光伏电源系统，还可通过MCU的RS232接口配合MODEM调制解调器进行距离控制。 5、最大功率跟踪型控制器。将太阳能电池电压V和电流I检测后相乘得到功率P，然后判断太阳能电池此时的输出 功率是否达到最大，若不在最大功率点运行，刚调整脉宽，调制输出占空比D，改变充电电流，再次进行实时采样，并作出是否改变占空比的判断，通过这样的寻优过程可保证太阳能电池始终运行在最大功率点，以充分利用太阳能电
太阳能电池组件的封装（精华） 导读：单件电池片由于输出功率太小，难以满足常规用电需求，因此需要将其封装为组件以提高其输出功率。封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，再好的电池也生产不出好的组件。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得客户满意的关键，所以组件的封装质量非常重要。 具有外部封装及内部连接、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能电池组合装置，叫太阳能电池组件，即多个单体太阳能电池互联封装后成为组件。太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。 1.防止太阳能电池破损。晶体硅太阳能电池易破损的原因：晶体硅呈脆性；硅太阳能电池面积大；硅太阳能电池厚度小。 2.防止太阳能电池被腐蚀失效。太阳能电池的自然抗性差：太阳电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减；太阳电池对紫外线的抵抗能力较差；太阳电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏；太阳电池表面的金属化层容易受到腐蚀；太阳电池表面堆积灰尘后难以清除。 3.满足负载要求，串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元。由于单件太阳电池输出功率难以满足常规用电需求，需要将它们串联或者并联后接入用电器进行供电。 太阳能电池组件的种类较多，根据太阳能电池片的类型不同可分为晶体硅(单、多晶硅)太阳能电池组件、非晶硅薄膜太阳能电池组件及砷化镓电池组件等；按照封装材料和工艺的不同可分为环氧树脂封装电池板和层压封装电池组件；按照用途的不同可分为普通型太阳能电池组件和建材型
太阳能电池组件。其中建材型太阳能电池组件又分为单面玻璃透光型电池组件、双面夹胶玻璃电池组件和双面中空玻璃电池组件。由于用晶体硅太阳能电池片制作的电池组件应用占到市场份额的85％以上，在此就主要介绍用晶体硅太阳能电池片制作的电池组件。 单晶硅组件 多晶硅组件 非晶硅组件 第一代室温硫化硅橡胶封装 第二代聚乙烯醇缩丁醛 （PVB ）封装 第三代乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA ）封
组件测试仪（太阳能模拟器）检测原理 太阳能电池组件测试仪是太阳能光伏组件产线生产设备的一个不可缺少的设备之一。不管是要搭建多少瓦的太阳能组件产线，都需要用到太阳能电池片——激光划片机——电池分选仪——组件测试仪——缺陷检测仪——层压机等设备的辅助。 组件测试仪工作原理：使用氙灯模拟真实的太阳光谱，加滤波片使光谱能达到AM1.5G的要求。测试时，氙灯灯头闪烁，待测的光伏组件经过光的照射，产生电流及电压，通过电子负载采集组件的相关信息（包括短路电流、开路电压、最大功率时的电流、最大功率时的电压、填充因子、转换效率、串联电阻、最大功率等）。在经由参考电池片及软件修正到国。简单来说它是一种高可靠性、高精度的太阳能电池测试专用设备。采用大功率、长寿命的进口脉冲氙灯作为模拟器光源，进口超高精度四通道同步数据采集卡进行测试数据采集，专业的超线性电子负载保证测试结果精确。适合于太阳能光伏组件生产厂家用作太阳能电池的分选及分析检测。 太阳能组件测试仪的主要检测指标： 最大可测组件电池尺寸：1200mm*2000mm 光源：高能脉冲氙灯 光强可调范围：70—120W/C㎡ 光管寿命：≥300000次 光均匀度：±3％ 测量范围和精度：电压0~5 V ±0.1％ 0~30V ±0.1％ 0~60V ±0.1％ 电流0~2A ±0.1％
0~20A ±0.1％ 电源要求：220V/50Hz/2KW 重量：400Kg 外形尺寸：850mm*1500mm*2460mm 四线制测试原理在大组件太阳电池的测量过程中，为了消除引线电阻对测试的影响，被测太阳电池通过开尔文四线制方法连接到测试电路。实验证明四线制测量可以大大减少引线压降对测试结果的影响‘141，测量原理如图2．9所示，设图中的电压表和电流表均为理想表，即电压表的内阻无穷大，电流表的内阻为零，Rl、R2、R3和心分别是电信号传输通道中的各种电阻(如导线电阻，接触电阻等) 之和。 四线制测量的主要原理就是分别用电流线和电压线来传输电流信号和电压信号。因为电压表的内阻是无穷大，所以可以认为电压线上没有电流流过，即R3、凡上的压降为零，这样电压表上的读数就是太阳电池的端电压U咖。又因为Rl、R2和太阳电池与电流表串联，所以电流表的读数就是流过太阳电池的输出电流I。这样就消除了由于引线电阻和接触电阻带来的系统误差。从图2．9
PWM太阳能控制器 使用说明书 版本号：2014-V1.0 非常感谢您购买我公司的太阳能控制器！请在安装及使用本产品前，仔细阅读说明书，并妥善保管。须有经验的技术人员进行安装操作，安装过程需严格按照本使用手册进行安装，以确保该产品能正常工作。
一、重要的安全说明 (2) 二、一般安全信息 (2) 三．产品简介 (2) 四．性能特点 (3) 五、产品外观 (3) 六、LCD液晶显示说明 (3) 七、安装说明 第1步：连接蓄电池 (6) 第2步：连接光伏组件 (6) 第3步：连接负载 (7) 第4步：检查连接 (8) 第5步：控制器通电 (8) 第6步：光伏组件通电 (8) 八、LCD浏览说明 (9) 九、系统异常情况下的显示说明 (10) 十、系统设置说明 (11) 十一、一般故障排除 (13) 十二、光伏发电系统的维护 (14) 十三、使用环境 (14) 十四、保修承诺 (15) 十五、声明 (15) 十六、型号说明 (15) 十七、部分技术参数 (16) 十八、控制器外形尺寸图 (17) 十九、监控软件及数据线的连接 (18)
警告 1. 连接蓄电池之前，确保蓄电池电压高于额定电压的80%!低于80%时控制 器很大可能会造成损坏。严禁使用劣质蓄电池！ 2.光伏组件的总开路电压不得高于蓄电池组电压的2倍。 3. 光伏组件的总工作电压不得低于蓄电池组电压的1.2倍。 4. 严禁在未接蓄电池情况下，用三相交流电整流后模拟光伏组件充电。 二、一般安全信息 控制器内部没有需要维护或维修部件，用户不可拆卸和维修控制器。 在安装和调整控制器的接线前务必断开光伏的连线和蓄电池端子附近的保险或断路器。 建议在控制器外部安装合适的保险丝或断路器。 防止水进入控制器内部。 安装之后检查所有的线路连接是否紧实，避免由于虚接而造成热量聚集发生危险。 三、产品简介 是针对小型的光伏离网发电系统设计的一款智能型光伏控制器，能控制多路太阳能电池方阵实现蓄电池组的充放电管理功能，依据蓄电池组端电压的变化趋势自动控制太阳能电池方阵的依次接通或切离，既可充分利用宝贵的太阳能电池资源，又可保证蓄电池组安全而可靠的工作。根据光伏离网发电系统配置蓄电池组电压等级的不同，控制器划分为12V、24V、48V等常规系列规格，以满足不同系统的设计需要。 四、性能特点 ●共正极控制方式，两路太阳能电池方阵输入控制。 ●数字化设计、模块结构、运行稳定可靠。 ●LCD （带背光）液晶显系统各项当前运行状态参数。 ●高效率PWM 充电模式技术。 ●太阳能电池阵列反接保护，夜间防反充；光伏过充电流保护。 ●蓄电池防反接，过充保护。 ●专业用户可自行修改系统参数设置。
一太阳模拟器的用途 太阳模拟器是室内模拟太阳光的设备, 广泛应用在生物、美容、太阳能光伏、太阳能光热等行业，在太阳能光伏行业模拟器主要用于太阳电池和组件的电性能测试、光老练试验、热斑耐久试验等，.根据光源的种类的不同,主要分为脉冲闪光式太阳模拟器和稳态太阳模拟器. 脉冲闪光式太阳模拟器主要用于量产电池片和组件的电性能测试,在使用过程中还需要配以I-V测试系统（包括电子负载、数据采集处理和控制仪器等）,可实现对被测电池/组件的Pmax, Imax, Vmax,Isc,Voc,FF,Eff, Rs, Rsh以及I-V曲线等测试. 稳态模拟器主要用于太阳电池单片电性能测试和太阳电池组件光老练试验和热斑耐久试验,通过在一定辐射总量条件下的照射,可对被测电池/组件在实际使用中的稳定性做出评估,并以此为依据改进生产工艺,向用户提供稳定的光伏产品. 太阳模拟器的测试结果, 不仅能够从一定程度上反应出电池的性能,也关系到电池最后出厂的等级,价格和使用过程中的稳定性.因此,一台可靠的太阳模拟器,不仅对生产工艺有参考意义,更关系到产品的品质和制造厂商的利润和信誉. 生产出来的电池/组件在市场上销售时，会根据电池/组件的峰瓦值来确定电池/组件的市场流通价值。但是，光伏电池/组件的电输出因照射光的强度、光谱(不同经度和纬度的阳光照射下输出的电性能皆有差异)的不同电输出会有很大差异；此外，光伏电池/组件的电性能输出也会随着温度的变化而变化。为了规范市场，减少商品流通中的争议，特拟定了IEC60904的标准，对市场上流通的光伏电池/组件的瓦数在何种测试条件下做了明确规定，即在AM1.5、一个标准太阳光强下，25摄氏度的条件下（简称标准条件STC）测试出来的瓦数为国际都认可的数值。于是，为了适应市场需求，提供标准太阳光的设备应用而生-太阳模拟器。 IEC60904 的标准同时对模拟器的评价标准做了严格的定义。如何来评价一个太阳模拟器的品质和等级呢？ 二太阳模拟器的等级 IEC 60904-9对用于地面光伏电池测试的太阳模拟器给出了相应的要求,并就等级划分,评定方式和计算方法均给出了详细的说明. 1.总辐照度 模拟器必须能够在测试平面上达到1000W/m2的标准辐照度(用标准电池标定), 并根据需要可对辐照度在标准辐照度值上下进行一定的调节. 2.光谱匹配 模拟器光谱辐照度分布应与标准光谱辐照度分布匹配.在400nm到1100nm波段范围内,等级A的匹配度在0.75~1.25,等级B的匹配度在0.6~1.4,等级C的匹配度在0.4~2.0 3.不均匀度 在测试平面上,指定测试区域内的辐照度应该达到一定的均匀度,辐照度用合适的探测器量测.等级A的辐照不均匀度<=+/-2%,等级B的辐照不均匀度<=+/-5%,等级C 的辐照不均匀度<=+/-10%. 探测器的尺寸应是以下两个中较小的
高能高准直性太阳模拟器设计 文章编号：1005??5630(2014)02??0136??06 收稿日期：2013??11??07 摘要：设计一种能够同时满足辐照面辐照度达到一个太阳常数和32′张角的太阳模拟器。利用理论计算和光学软件仿真相结合的设计方式,对聚光系统、积分器和准直系统分别进行设计与优化,并提出一种新的氙灯建模方式,最后利用lighttools对整体光学系统进行仿真分析,获得了各部件在光学系统中的最佳位置,使整个光学系统达到较高的能量利用率和辐照均匀性。 关键词：太阳模拟器; 组合椭球镜; 光学积分器; 准直镜; 仿真 中图分类号：TH 745文献标志码：Adoi： 10.3969/j.issn.1005??5630.2014.02.010 The design of high energy collimated solar simulator WANG Pengwei1, ZHANG Guoyu1,2, WANG Guoming1, YANG Siwen1 (1.School of Opto??Electronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China;
2.Jilin Engineering Research Center of Photoelectric Measurement and Control Instruments, Changchun 130022, China) Abstract：Design a solar simulator which can simultaneously achieve a full solar constant irradiance and 32′angle. With the design of theoretical calculations and optical simulation software, we design and optimize the condenser system, system integrator and the collimator, and put forward a new modeling method xenon lamp. And finally, with lighttools we have a simulation and analysis of the overall optical systemand obtain the best position of each component in the optical system from the simulation process, and make the entire optical system achieve high energy efficiency and uniformity of irradiation. Key words：solar simulator; combination condenser lens; optical integrator; collimating lens; simulation 引言作为一种重要的太阳敏感期地面标定设备,太阳模拟器能够模拟太阳辐照特性和精确的太阳张角。从目前公开的资料看,用于地面标定的太阳模拟器受系统各参数的相互制约,无法同时满足辐照面达到一个太阳常数,太阳张角32′±0.5′的要求,只能根据实际要求牺牲其中的一个指标。本文在传统太阳模拟器设计的基础上,以提高能量利用率为首
光伏系统的分类与介绍 光伏系统定义：光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。 太阳能光伏系统的分类与介绍 一般我们将光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。如果根据太阳能光伏系统的应用形式，应用规模和负载的类型，对光伏供电系统进行比较细致的划分。还可以将光伏系统细分为如下六种类型：小型太阳能供电系统（Small DC）；简单直流系统（Simple DC）；大型太阳能供电系统（Large DC）；交流、直流供电系统（AC/DC）；并网系统（Utility Grid Connect）；混合供电系统（Hybrid）；并网混合系统。下面就每种系统的工作原理和特点进行说明。 1.小型太阳能供电系统（Small DC） 该系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比较小，整个系统结构简单，操作简便。其主要用途是一般的家庭户用系统，各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。如在我国西部地区就大面积推广使用了这种类型的光伏系统，负载为直流灯，用来解决无电地区的家庭照明问题。 2.简单直流系统（Simple DC） 该系统的特点是系统中的负载为直流负载而且对负载的使用时间没有特别的要求，负载主要是在白天使用，所以系统中没有使用蓄电池，也不需要使用控制器，系统结构简单，直接使用光伏组件给负载供电，省去了能量在蓄电池中的储存和释放过程，以及控制器中的能量损失，提高了能量利用效率。其常用于PV水泵系统、一些白天临时设备用电和一些旅游设施中。下图显示的就是一个简单直流的PV水泵系统。这种系统在发展中国家的无纯净自来水供饮的地区得到了广泛的应用，产生了良好的社会效益。 3 大型太阳能供电系统（Large DC） 与上述两种光伏系统相比，这种光伏系统仍然是适用于直流电源系统，但是这种太阳能光伏系统通常负载功率较大，为了保证可以可靠地给负载提供稳定的电力供应，其相应的系统规模也较大，需要配备较大的光伏组件阵列以及较大的蓄电池组，其常见的应用形式有通信、遥测、监测设备电源，农村的集中供电，航标灯塔、路灯等。我国在西部一些无电地区建设的部分乡村光伏电站就是采用的这种形式，中国移动公司和中国联通公司在偏僻无电网地区建设的通讯基站也有采用这种光伏系统供电的。如山西万家寨的通讯基站工程。 4 交流、直流供电系统（AC/DC） 与上述的三种太阳能光伏系统不同的是，这种光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力，在系统结构上比上述三种系统多了逆变器，用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需求。通常这种系统的负载耗电量也比较大，从而系统的规模也较大。在一些同时具有交流和直流负载的通讯基站和其它一些含有交、直流负载的光伏电站中得到应用。
太阳能光伏照明控制系统的硬件电路项 目设计方案 1.1概述 传统的化石能源资源日益枯竭，严重的环境污染制约了世界经济的可持续发展。能 源的需求有增无减，能源资源已成为重要的战略物资，化石能源储量的有限性是发展可 再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能 源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有 41年，其年占世界能源总消 耗量的40.5%,国内剩余可开采年限为15年；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世 界能源总消耗量的24.1%，国内剩余可开采年限30年；煤炭剩余可采年限230年，其 年占世界能源总消耗量的25.2%，国内剩余可开采年限81年；铀剩余可采年限71年, 其年占世界能源总消耗量的 7.6%，国内剩余可开采年限为50年。 太阳能利用和光伏发电是最有发展前景的可再生能源，因此，世界各国都把太阳能 光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向，制定了相应的导向政策。在光伏发 电的历史上，最早规模化推广的是日本，而后是德国，再发展到现在大力推广的包括美 国、西班牙、意大利、挪威、澳大利亚、韩国、印度等超过 40个国家与地区，如日本 “新阳光计划”、欧盟“可再生能源白皮书”，以及美国国家光伏发展计划、百万太阳能 屋顶计划、光伏先锋计划等的相继推出，成为近年来推动太阳能光伏发电产业的主要动 力。根据欧盟的预测：到2030年太阳能发电将占总能耗10%以上，到2050年太阳能发 电将占总能耗20% 1.2光伏照明系统的结构 光伏照明系统主要由五大部分组成，即太阳能电池、蓄电池、控制器、照明电路、 负载，如下图1-1所示。 在系统中，控制器是整个系统的核心。它控制蓄电池的充电及蓄电池对负载的供电, 对蓄电池性能、使用寿命有非常大的影响。目前，光伏系统主要由于控制器控制蓄电池 充电方式不合理，降低了蓄电池寿命而导致整个系统可靠性不高，因此，在控制器的设 计中采用什么样的充电 图1- 1光伏系统组成框图
太阳能光伏控制器知识大全 太阳能光伏控制器*概述 太阳能控制器是太阳能光伏系统中重要的组成部分, 能自动防止蓄电池组过充电和过放电并具有简单测量功能的电子设备。由于蓄电池组被过充电或过放电后将严重影响其性能和寿命，充放电控制器在光伏系统中一般是必不可少的。它在很大程度上决定了太阳能光伏系统的可靠性。控制器的任务主要是实现太阳能对蓄电池的充电并保护光伏系统中的蓄电池。 太阳能光伏控制器*原理 单路并联型充放电控制器： 并联型充放电控制器充电回路中的开关器件T1是并联在太阳电池方阵的输出端，当蓄电池电压大于“充满切离电压”时，开关器件T1导通，同时组成。A1为过压检测控制电路，A1的同相输入端由W1提供对应“过压切离”的基准电压，而反相输入端接被测蓄电池，当蓄电池电压大于“过压切离电压”时，A1输出端G1为低电平，关断开关器件T1，切断充电回路，起到过压保护作用。当过压保护后蓄电池电压又下降至小于“过压恢复电压”时，A1的反相输入电位小于同相输入电位，则其输出端G1由低电平跳变至高电平，开关器件T1由关断变导通，重新接通充电回路。“过压切离门限”和“过压恢复门限”由W1和R1配合调整。 A2为欠压检测控制电路，其反相端接由W2提供的欠压基准电压，同相端接蓄电池电压(和过压检测控制电路相反)，当蓄电池电压小于“欠压门限电平”时，A2输出端G2为低电平，开关器件T2关断，切断控制器的输出回路，实现“欠压保护”。欠压保护后，随着电池电压的升高，当电压又高于“欠压恢复门限”时，开关器件T2重新导通，恢复对负载供电。“欠压保护门限”和“欠压恢复门限”由W2和R2配合调整。 太阳能光伏控制器*产品特点 1、光伏控制器采用高频开关隔离结构,具有转换效率高,调节范围大，体积小，重量轻。 2、光伏控制器采用铁基纳米晶磁性材料，导磁率高，损耗小，节能效果好。 3、电源瞬态响应特性好,纹波小。 4、光伏控制器主要原器件采用进口并经筛选、老化，严格生产工艺和检测手段保证产品的高可靠性。 5、优化电路设计使产品同时具有整流及监控充电功能，不需另加监控设备。
太阳能光伏控制器设计、制作 一、实验目的： 1、了解太阳能光伏控制器的原理； 2、了解控制器的设计过程； 3、了解控制器PCB板的制作过程； 4、了解控制器的焊装及调试 二、实验设备 计算机 线路板雕刻机 焊台 数字万用表 三、实验注意事项 实验中注意严格遵照设备使用说明操作，注意安全； 四、实验原理 太阳能控制器是太阳能光伏系统中重要的组成部分,它在很大程度上决定了太阳能光伏系统的可靠性。控制器的任务主要是实现太阳能对蓄电池的充电并保护光伏系统中的蓄电池。 1、 UC3906介绍 UC3906作为密封铅酸蓄电池充电专用芯片，具有实现密封铅酸蓄电池最佳充电所需的全部控制和检测功能。内含有独立的电压控制电路和限流放大器，它可以控制芯片内的驱动器。驱动器提供的输出电流达25mA，可直接驱动外部串联调整管，从而调整充电器的输出电压和电流。电压和电流检测比较器检测蓄电池的充电状
态，并控制充电状态逻辑电路的输入信号。 图1 UC3906内部结构框图 当电池电压或温度过低时，充电使能比较器控制充电器进入涓流充电状态。当驱动器截止时，该比较器还能输出25mA涓流充电电流。这样，当电池短路或反接时，充电器只能小电流充电，避免了因充电电流过大而损坏电池。 UC3906的一个非常重要特性就是具有精确的基准电压，其基准电压随环境温度而变，且变化规律与铅酸电池电压的温度特性完全一致。同时，芯片只需的输入电流就可工作，这样可以尽量减小芯片的功耗，实现对工作环境温度的准确检测，保证电池既充足电又不会严重过充电。除此之外，芯片内部还包括一个输入欠压检测电路以对充电周期进行初始化。这个电路还驱动一个逻辑输出，当加上输入电源后，脚7可以指示电源状态。 如图2所示，由RA、RB和RC组成的电阻分压网络用来检测充电电池的电压，通过与精确的参考电压（VREF）相比较来确定浮充电压、过充电压和涓流充电的阈值电压。 图2 双电平浮充充电器基本电路 蓄电池的一个充电周期按时间可分为三种状态：大电流快速充电状态，过充电状态和浮充电状态。其充电参数主要有浮充电电压VF、过充电电压VOC、最大充电电流Imax、过充电终止电流IOCT等。它们与RA、RB、RC、RS之间的关系可以从下面的公式反映出来：
太阳能电池组件中逆变器的工作原理逆变器的概念通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程 逆变器的概念 通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。 现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制(PWM)技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术3大部分。 逆变器的分类 逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。
1.按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为50～60Hz的逆变器;中频逆变器的频率一般为400Hz到十几kHz;高频逆变器的频率一般为十几kHz 到MHz。 2.按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。 3.按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器;凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。 4.按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。 5.按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用，故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类;后者，则具有自关断能力，即无器件的导 通和关断均可由控制极加以控制，故称之为“全控型”，电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管(IGBT)等均属于这一类。
JA系列太阳能电源控制器使用说明书 一：产品主要特点 1.使用了工业级MCU和专用软件，实现了智能控制。能在寒冷，高温，潮湿 环境运行自如。 2.利用放电率特性修正的准确放电控制，放电终了电压是由放电率修正的控 制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性， 即不同的放电率具有不同的终了电压。 3.具有过充，过放，电子短路，过载保护，独特的防反接保护等全自动控制； 产品所有的保护功能均不损坏任何器件，不烧保险丝。 4.采用了串联式PWM充电电路，使充电回路的电压损失较小，比传统的二极 管式充电电路降低近一半的压降，充电效率较非PWM高5%以上，增加了用 电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有 更长的使用寿命；同时具有高精度的温度补偿。 5.直观的LED发光指示充电和电量状态，让用户了解使用状况。 6.采用Flash存储器记录各工作点，使设置数字化，精度和可靠性更高。 7.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直 观。 8.系统电压自动识别。 二：系统说明 本控制器专为太阳能直流供电系统，太阳能直流路灯系统设计，并使用了专用电脑芯片智能化控制。采用一键式轻触开关，完成所有操作及设置。 具有短路，过载，独特的防反接保护，充满，过放自动关断，恢复等全功能保护措施，详细的充电指示，蓄电池状态，负载及各种故障指示。本控制住通过电脑芯片对蓄电池的端电压，放电电流，环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样， 通过专用控制模型计算，实现符合蓄电池特性的放电率，温度补偿修正的高效高准确率控制，并采用了高效PWM充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态极大的延长蓄电池的使用寿命。具有多种工作模式，满足各种需要。并具有模式选择掉电保护功能。 三：控制器面板及外形尺寸 四：安装及使用 1.控制器的固定要牢靠，安装孔如图： 外形尺寸： 124 X 92 X 28（mm） 安装孔尺寸： 117 X 68 (mm) 2.导线的准备：建议使用多股铜芯绝缘导线。在保证安装位置的情况下，尽可 能减少连线的长度，减少损耗。按照不大于4A/mm2的电流密度选择铜导线面积，将控制器一侧的接线头剥去5mm的绝缘。 3.太阳能电池板、蓄电池及负载连接到控制器时不分先后，可按任意顺序连接， 但注意正负极不能接反，如若连接正确，控制器上的power指示灯就会亮起。 五：使用说明 充电指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯为常亮,表示系统充电电路正常；充电过程使用了PWM方式，如果发生过放动作，充电要达到提升充电电压，并保持60分钟，而后降到直充电压，保持60分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压，保持浮充充电。如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防蓄电池失水。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。当电池板对蓄电 开始充电数码管显示为流水作业。当停止充电或充满后，数码管停止充电指示，显示电量。 蓄电池状态指示：蓄电池电压由数码管显示（1-25%，2-50%，3-75%，4-100%）；当电池电压降到过放/过压时故障指示灯常亮，此时控制器自动关闭输出。当电池电压恢复到正常工作范围时，将自动打开输出，故障指示灯灭。 负载指示：当负载开通/关断时，负载指示灯常亮/长灭。故障指示灯亮，负载关断，对应数码管显示对照表查看何种原因；如果负载电流超过控制器1.25倍额定电流60S时，或负载电流超过额定电流1.5倍5S时，故障指示灯为红色慢闪，表示过载，控制器将关闭输出。当负载或负载侧出现短路故障时，控制器立即关闭输出，故障指示灯慢闪。出现上述现象时，用户应当仔细检查负载连接情况。断开有故障的负载后，按一次按键，控制器自动恢复正常工作，或等到第二天可以正常工作。控制器默认第一次上电打开负载，用户可以自行按键开关负载，负载指示灯亮，负载输出；负载指示灯灭，负载关断。对应故障显示见下表。 注意：故障查看时请断开太阳能电池板！ 六：技术指标 型号JA1205 JA1210 JA2405 JA2410 额定充电电流 5 10 5 10 额定负载电流 5 10 5 10 系统电压12 24 过载保护额定电流的1.25倍60秒保护，额定电流的1.5倍5秒保护 短路保护大于或等于额定电流的3倍进行短路保护动作 空载损耗≤6mA 充电回路压降≤0.26V 放电回路压降≤0.15V 过压保护16.5V/33V 过压恢复15V/30V 工作温度工业级：-35℃至+55℃ 提升充电电压14.6V/29.2V（维持时间：1H） 直充充电电压14.4V/28.8V（维持时间：1H） 浮充13.8V/27.6V 温度补偿-5mV/℃/2V(提升、直充、浮充电压补偿) 欠压电压12V/24V 过放电压11.1V/22.2V 过放恢复电压12.6V/25.2V 充电方式PWM脉宽调制 产品重量0.22kg 七：常见故障现象及处理方法 现象解决方法 有阳光照射到电池组件但充电 指示灯不亮 检测光电池两端接线是否正确、可靠 充电指示灯快闪蓄电池开路，或充电电路损坏 电源指示灯亮且故障指示灯不 亮，无输出 检测用电器连接是否正确、可靠 故障指示灯快闪且无输出输出有短路或过载，检测输出线路，移除所 有负载后，按一次按键恢复正常输出 电源指示灯不亮且故障指示灯 常亮，无输出 蓄电池过放，充足电后自动恢复 注：本公司保留变更的权利，恕不令行通知！ 感谢您的使用，使用前，请仔细阅读产品说明书。 数码管显示对照表 25%电量1过放 50%电量2过压U 75%电量3短路E 100%电量4过载C