用于测试聚光光伏模块的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测试聚光光伏模块(1)的装置，所述聚光光伏模块包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件，所述装置的特征在于包括：光源(2)；抛物面反射镜(4)，所述抛物面反射镜联接到所述源(2)，在垂直于所述模块的表面的方向上以几乎准直的光束将由所述光源发射的光朝向待测试模块(1)发送；以及强度过滤器(11)，在所述待测试模块(1)的上游将所述强度过滤器放在几乎准直的光束的路径上，所述过滤器(11)包括相对于所述光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对光束的较大强度区域，以使所述光束的强度差衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测试聚光光伏模块的装置和方法。
技术介绍
聚光光伏模块(CPV)主要包括(例如多结)光伏电池和聚光器，该聚光器被设计成使太阳辐射朝向所述电池聚光。在多结电池的情况下，不同的结串联布置，每个结均适应太阳光的特定光谱带。大小小于由硅制成的常规太阳电池的多结电池的优点是提供更好的效率，但需要更高的光强度来运行。在CPV模块中，电池与例如菲涅尔透镜的聚光器关联，该聚光器使太阳辐射朝向电池聚光。另外，光伏模块被设计成安装在太阳跟随系统(也被称为“跟踪器”)上，以使模块根据太阳轨迹而最佳取向，使得聚光器将太阳的光线聚焦在电池上。在制造这样的光伏模块期间，经常验证每个模块的操作和性能，为的是检测任何一个结的任何故障、聚光器的质量或定位缺陷或模块在加快之前的任何其它异常。模块通过完全或部分串联安装而频繁组合。在这种情况下，整体系统的性能将受限于最弱的元件。因此可以证明有用的是在组合模块之前选择模块，使得模块的响应是均质的。为此，重要的是能够测量该模块的性能。出于该目的，已知借助一般称为“闪光器”的照明装置来模拟太阳的照明，该照明装置生成的光束具有接近太阳的光照强度、光谱功率分布和角发散度。待测试模块的整个表面都符合这些特性。目前市售的CPV模块具有相对较小的尺寸(具有0.5到1.5m2的量级)。存在着在这种类型的模块上模拟太阳照明的照明装置。Soitec公司销售大尺寸太阳模块，具有若干m2的表面，包括由单个机壳连接的若干CPV子模块。所以例如，8m2的模块可以由可以任选地串联连接的两行各六个子模块形成。因此，能够测试大尺寸模块是成问题的。事实上，因为子模块完全或部分串联地连接并且其机械完整性由单个机壳保证，所以子模块不能单独地测试。另一方面，重要的是在安装之前确保组件的操作。因此有必要能够通过模拟最可能接近太阳辐射的照明来验证完整模块的性能。为此，照明装置必须考虑的约束如下：-比得上太阳在地面水平产生的光照强度，即1kW/m2量级；-通过考虑光谱密度再现从紫外到红外的完整太阳光谱；-接近太阳光的角发散度，即0.5°(±0.25°)；-光照强度的相当大的空间均匀性(目的是光照强度的不均质性小于或等于5％)。已知照明装置不响应于大尺寸模块的这些需求。事实上，这些装置提供更减少的领域或特性(尤其是角发散度)(太远难以从太阳中除去)。设计照明装置时考虑的另一约束是测试设施的紧凑。所以，将光源远离模块放置以获得较低角发散度是不可行的，因为给定模块的表面，这将暗示数十米的距离，与工业设施不兼容。保持测试装置的紧凑需要使用多个反射镜。但这带来与抛物面反射镜的成本相关联的经济问题。事实上，在一定程度上，照明装置的抛物面反射镜的表面缺陷有可能影响发送给模块的光强度的同质化，一般使用非常高质量的反射镜，诸如天文学中采用的反射镜。这些反射镜是非常昂贵的。对于仅使用单个反射镜的已知装置，这种成本是可接受的。然而，在规划的测试装置中使用多个这样的反射镜将在经济上是非常不利的。还可以通过模制或热成形塑料材料板然后在塑料材料板上沉积反射薄膜来制造反射镜。然而，该技术获得的表面状态是不理想的。即使最小幅度的表面缺陷存在于反射镜上，由于反射镜与待测试模块之间的距离，也可能造成抵达模块处的光强度的实质性变化。因此，有必要找到一种对于由所述源传送的光强度能够获得预期同质化的方案，比现有技术更便宜。本专利技术的目的是设计一种用于测试大尺寸的聚光光伏模块的装置，其考虑上述约束并提供尤其非常良好的光强度同质化，并且成本低于现有装置。
技术实现思路
按照本专利技术，提出了一种用于测试聚光光伏模块的装置，所述聚光光伏模块包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件，所述聚光器相对于所述电池布置成将以正交入射抵达的辐射朝向所述电池聚光，所述装置的特征在于包括：-至少一个光源；-至少一个抛物面反射镜，所述至少一个抛物面反射镜联接到所述源，以便在垂直于所述模块的表面的方向上将来自所述源的光以几乎准直的光束往回发送到待测试模块；以及-强度过滤器，在所述待测试模块的上游将所述强度过滤器放在几乎准直的光束的轨迹上，所述过滤器包括相对于所述光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对光束的最大强度区域，以使所述光束的强度差衰减。在本文中，几乎准直的光束指的是发散度低，通常小于1°的光束。在本专利技术中，为了再现太阳的发散，几乎准直的光束具有+/-0.25°的发散度。如本身已知的，通过将每个光源的孔放置在与之联接的抛物面反射镜的焦点处或焦点附近而获得每个几乎准直的光束，技术人员能够限定孔的尺寸特性以及源–反射镜对的尺寸特性，以获得这样的几乎准直的光束。尽管本专利技术对包括多个子模块的大尺寸模块是特别有利的，上文描述的装置还具有对于测试尺寸减小的单一模块的显著优点，在一定程度上，所述强度过滤器是比为确保光束的强度的均匀分布而公知的非常高质量反射镜更便宜的方案。根据一个实施方式，所述强度过滤器包括可透过所述几乎准直的光束的支撑件并且包括附着在所述支撑件上的膜，所述膜包括相对于所述几乎准直的光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域对应于所述光束的最大强度区域。替代地，所述强度过滤器包括可透过所述几乎准直的光束的支撑件，所述支撑件包括印刷层，所述印刷层包括相对于所述几乎准直的光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域对应于所述光束的最大强度区域。所述过滤器的所述至少部分吸收区域有利地由基本图案组成，所述图案包括可透过光束的图案和不可透过光束的图案。根据特定实施方式，所述基本图案具有方形或矩形形状。所述抛物面反射镜可以有利地包括覆盖有反射膜或一叠薄反射层的玻璃板。根据优选实施方式，测试装置适于测试包括多个光伏子模块的聚光光伏模块，每个光伏子模块均包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件。在这种情况下，所述装置包括多个光源和多个抛物面反射镜，所述抛物面反射镜联接到所述源以将几乎准直的光束发送到所述待测试模块，并且在所述待测试模块的上游将强度过滤器放在每个几乎准直的光束的轨迹上，每个强度过滤器均包括相对于光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对所述光束的最大强度区域，以使每个光束的强度差衰减。所述装置可以进一步包括用于所述待测试模块的支撑件，所述光源按照在所述支撑件上的模块放置点的两侧延伸的两行进行布置。可优选地，所述抛物面反射镜被布置为形成面对所述待测试模块的所述支撑件的水平两行。另一目的涉及一种用于测试聚光光伏模块的方法，所述模块包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件，所述聚光器相对于所述电池布置成将以正交入射抵达的辐射朝向所述电池聚光，所述方法的特征在于：借助联接到抛物面反射镜的至少一个光源将至少一个几乎准直的光束发送到所述模块，并且在待测试模块的上游将强度过滤器放在所述几乎准直的光束的轨迹上，所述强度过滤器包括相对于所述光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对光束的最大强度区域，以使所述光束的强度差衰减。根据一个实施方式，通过将膜附着在可透过所述几乎准直的光束的支撑件上而形成所述强度过滤器，所述膜包括相对于所述几乎准直的光束的至少部分吸收区域，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试聚光光伏模块(1)的装置，所述聚光光伏模块包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件，所述聚光器相对于所述电池布置成将以正交入射抵达的辐射朝向所述电池聚光，所述装置的特征在于包括：‑至少一个光源(2)；‑至少一个抛物面反射镜(4)，所述至少一个抛物面反射镜联接到所述光源(2)，在垂直于所述模块的表面的方向上将来自所述光源的光以几乎准直的光束往回发送到待测试模块(1)；以及‑强度过滤器(11)，在所述待测试模块(1)的上游将所述强度过滤器放在所述几乎准直的光束的轨迹上，所述过滤器(11)包括相对于所述光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对光束的最大强度的区域，以使所述光束的强度差衰减。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.14 FR 13611421.一种用于测试聚光光伏模块(1)的装置，所述聚光光伏模块包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件，所述聚光器相对于所述电池布置成将以正交入射抵达的辐射朝向所述电池聚光，所述装置的特征在于包括：-至少一个光源(2)；-至少一个抛物面反射镜(4)，所述至少一个抛物面反射镜联接到所述光源(2)，在垂直于所述模块的表面的方向上将来自所述光源的光以几乎准直的光束往回发送到待测试模块(1)；以及-强度过滤器(11)，在所述待测试模块(1)的上游将所述强度过滤器放在所述几乎准直的光束的轨迹上，所述过滤器(11)包括相对于所述光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对光束的最大强度的区域，以使所述光束的强度差衰减。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述强度过滤器(11)包括能够透过所述几乎准直的光束的支撑件(110)并且包括附着在所述支撑件(110)上的膜(111)，所述膜(111)包括相对于所述几乎准直的光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域对应于所述光束的最大强度的区域。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述强度过滤器(11)包括能够透过所述几乎准直的光束的支撑件(110)，所述支撑件(110)包括印刷层，所述印刷层包括相对于所述几乎准直的光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域对应于所述光束的最大强度的区域。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述过滤器(11)的所述至少部分吸收区域由基本图案(11a，11b)组成，所述图案包括能够透过光束的图案(11a)和不能透过光束的图案(11b)。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述基本图案(11a，11b)具有方形或矩形形状。6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置，其特征在于，所述抛物面反射镜(4)包括覆盖有反射膜或一叠薄反射层的玻璃板或塑料板。7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置，所述装置适于测试包括多个光伏子模块(10)的聚光光伏模块(1)，每个光伏子模块均包括至少一个由光伏电池和聚光器构成的组件，所述装置的特征在于包括多个光源(2)和多个抛物面反射镜(4)，所述抛物面反射镜联接到所述光源(2)以将几乎准直的光束发送到所述待测试模块，并且在所述待测试模块的上游将强度过滤器(11)放在每个几乎准直的光束的轨迹上，每个强度过滤器均包括相对于光束具有中性光谱密度的至少部分吸收区域，所述至少部分吸收区域被布置成面对所述光束的最大强度的区域，以使每个光束的强度差衰减。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于所述待测试模块的支撑件(3)，并且所述光源(2)按照在所述支撑件(3)上的模块(1)的放置点的两侧延伸的两行进行布置。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·加斯塔尔多，
申请(专利权)人：圣奥古斯丁加拿大电气有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA