太阳能电池参数的快速检测技术研究
发布时间：2020-12-10 00:11
太阳能作为清洁的可再生能源备受全球关注。太阳能电池片是利用太阳能发电的核心部件,在太阳能电池片生产过程中需要对其性能进行在线检测与分拣。因此研究太阳能电池特征参数的检测方法,开发适用于太阳能电池自动分拣装置的参数快速检测系统,对于太阳能电池片的生产有着重要意义。现有的检测技术一般应用于实验室当中的研究工作或工业抽检,采用的是直接检测法,检测速度慢精度高。而本文则使用间接检测法,提升检测参数的速度,在目标范围内,适当减小精度。针对以上描述,分别对以下几方面进行研究和设计。在单二极管太阳能电池模型的基础上,分析出太阳能电池特征参数检测的方法。针对检测速度慢的问题,提出基于K-means聚类的I/V参数分类取点算法,可以有效减少检测的I/V参数,提高了检测速度。针对单二极管太阳能电池模型的非线性求解困难问题,提出基于和声蝙蝠混合算法的参数求解方法,可以有效求得太阳能电池电特性参数。根据太阳能电池快速检测原理,设计了太阳能电池参数快速检测系统,实现了电池负载的自动程控、I/V参数的快速获取、特征参数的快速检测,并设计了相应的软件系统。实验研究表明太阳能电池参数快速检测系统具有快速性、准确性以及...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球一次能源及可再生能源消费量图
觳庀低?高文杰，杨次，翟庆志等人研制了一台MCU控制的光伏电池测试仪[6]，是一种使用数控电阻测试光伏电池输出特性的仪器，其中输出特性包括：短路电流、开路电压、最大功率电流和最大功率电压，使用这些参数来描述太阳能电池的部分性能，并模拟太阳能电池I/V特性曲线。为了提高精度等性能，该仪器不再使用传统仪器使用的电子负载，而是采用易于控制的数控电阻器、高精度的ADC以及微控制器等原件相结合的方法，该检测仪器具有便携、检测精度高、智能化高、检测时间短等优点。美国vitlab公司研制的太阳能电池I/V测试仪，如图1.2所示，测试方法是太阳光模拟器照射到被测电池片，电子负载在反向偏置条件下扫描电池电压，直到开路电压。系统配置的计算机收集数据、计算太阳能电池参数、生成简洁的测试报告、并以文本格式将测试数据保存下来。主要检测短路电流、开路电压、最大功率电流、最大功率电压、最大功率、转换效率、串联电阻、并联电阻等参数，测试精度达到±0.1%以内，这款仪器具有测试稳定、测试参数齐全等特点。图1.2美国vitlab太阳能电池I/V测试仪图这些研究实验仪器暂时只适用于实验室，无法运用于工业生产上，将实验室技术与工业生产相结合，是研究重点。（2）工业化太阳能电池参数检测系统国际上，美国、德国和日本等国家在太阳电池检测仪器、自动分拣机电设备方面起步较早，并形成核心专利和成熟的设计技术―高精度自动测试仪器仪表、与之配套的自动化机电装备。这些发达国家的太阳电池生产系统设计超前，系统设计标准较高，自动化程度也非常高。如美国厂商GTSOLAR、SPIRESOLAR，德国Gebr.Schmid等的自动测试、分拣设备等技术处于世界领先水平，如图1.3所示。其设备的可靠性、重复性、操作性都较好。相对而言，我国太阳电池设备?
杭州科技电子科技大学硕士学位论文5动化程度低，不能与太阳电池生产线实现无缝连接，难以对不同技术的太阳电池实现柔性配置，同时在测试速度、精度、稳定性方面也存在明显差距。图1.3进口太阳电池全自动检测分拣系统图图1.4国产太阳电池检测、分拣系统图1.3论文主要工作和内容安排1.3.1论文主要工作本文太阳能电池的参数快速检测技术区别于传统的直接检测方法，提出了一种间接检测法，减少检测时间提高检测精度，先检测电池片的I/V参数，再根据单二极管太阳能电池模型求取电池片电特性参数，最后求解分拣电池片的特征参数。因此本文的研究目的为设计太阳能电池参数快速检测系统，快速准确检测出太阳能电池的特征参数。本文主要工作如下：（1）设计太阳能电池参数快速检测系统。根据太阳能电池快速检测原理，设计太阳能电池参数快速检测系统，对其硬件系统和软件系统进行设计与搭建，实现电池负载的程控、I/V参数的快速获娶特征参数的检测等功能；（2）研究太阳能电池I/V参数快速检测算法。针对太阳能电池检测系统普遍速度慢的问题，提出了基于K-means聚类的I/V参数分类取点算法，减少检测
本文编号：2907716
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球一次能源及可再生能源消费量图
觳庀低?高文杰，杨次，翟庆志等人研制了一台MCU控制的光伏电池测试仪[6]，是一种使用数控电阻测试光伏电池输出特性的仪器，其中输出特性包括：短路电流、开路电压、最大功率电流和最大功率电压，使用这些参数来描述太阳能电池的部分性能，并模拟太阳能电池I/V特性曲线。为了提高精度等性能，该仪器不再使用传统仪器使用的电子负载，而是采用易于控制的数控电阻器、高精度的ADC以及微控制器等原件相结合的方法，该检测仪器具有便携、检测精度高、智能化高、检测时间短等优点。美国vitlab公司研制的太阳能电池I/V测试仪，如图1.2所示，测试方法是太阳光模拟器照射到被测电池片，电子负载在反向偏置条件下扫描电池电压，直到开路电压。系统配置的计算机收集数据、计算太阳能电池参数、生成简洁的测试报告、并以文本格式将测试数据保存下来。主要检测短路电流、开路电压、最大功率电流、最大功率电压、最大功率、转换效率、串联电阻、并联电阻等参数，测试精度达到±0.1%以内，这款仪器具有测试稳定、测试参数齐全等特点。图1.2美国vitlab太阳能电池I/V测试仪图这些研究实验仪器暂时只适用于实验室，无法运用于工业生产上，将实验室技术与工业生产相结合，是研究重点。（2）工业化太阳能电池参数检测系统国际上，美国、德国和日本等国家在太阳电池检测仪器、自动分拣机电设备方面起步较早，并形成核心专利和成熟的设计技术―高精度自动测试仪器仪表、与之配套的自动化机电装备。这些发达国家的太阳电池生产系统设计超前，系统设计标准较高，自动化程度也非常高。如美国厂商GTSOLAR、SPIRESOLAR，德国Gebr.Schmid等的自动测试、分拣设备等技术处于世界领先水平，如图1.3所示。其设备的可靠性、重复性、操作性都较好。相对而言，我国太阳电池设备?
杭州科技电子科技大学硕士学位论文5动化程度低，不能与太阳电池生产线实现无缝连接，难以对不同技术的太阳电池实现柔性配置，同时在测试速度、精度、稳定性方面也存在明显差距。图1.3进口太阳电池全自动检测分拣系统图图1.4国产太阳电池检测、分拣系统图1.3论文主要工作和内容安排1.3.1论文主要工作本文太阳能电池的参数快速检测技术区别于传统的直接检测方法，提出了一种间接检测法，减少检测时间提高检测精度，先检测电池片的I/V参数，再根据单二极管太阳能电池模型求取电池片电特性参数，最后求解分拣电池片的特征参数。因此本文的研究目的为设计太阳能电池参数快速检测系统，快速准确检测出太阳能电池的特征参数。本文主要工作如下：（1）设计太阳能电池参数快速检测系统。根据太阳能电池快速检测原理，设计太阳能电池参数快速检测系统，对其硬件系统和软件系统进行设计与搭建，实现电池负载的程控、I/V参数的快速获娶特征参数的检测等功能；（2）研究太阳能电池I/V参数快速检测算法。针对太阳能电池检测系统普遍速度慢的问题，提出了基于K-means聚类的I/V参数分类取点算法，减少检测
本文编号：2907716
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