Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных модулей

Полезная модель относится к лабораторно-исследовательским стендам, предназначенным для изучения характеристик солнечных модулей (СМ) в учебных и научных целях.
Известна конструкция лабораторного стенда «Фотоэлектрический модуль», которая выпускается ПК «ГалСен»
[https://galsen.ru/catalog/vozobnovlyaemaya-energetika/fotoelektricheskij-modul/nee2-fem-n-r/].
На данном стенде производится снятие вольт-амперной, вольт-ваттной и других характеристик солнечного модуля. Стенд позволяет изменять угол наклона солнечного модуля относительно источника света (излучения).
К недостаткам стенда следует отнести невозможность проведения исследований для сравнения характеристик нескольких СМ одновременно, в том числе, исследовать характеристики СМ с использованием светофильтров, например, исследовать влияние светофильтров на вольт-амперные характеристики (ΒΑΧ) и вольт-ваттные характеристики (ВВХ) СМ.
Задачей заявленной полезной модели является расширение его функциональных возможностей.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности, по крайней мере, проведения сравнительных исследований влияния разных по спектральным характеристикам светофильтров на ΒΑΧ, ВВХ и другие характеристики СМ при их освещении (облучении) одним источником - лампой. Лампа может излучать спектр близкий к солнечному. Солнечный спектр, как известно, содержит инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую составляющие. В таком случае предлагаемый лабораторно-исследовательский стенд позволяет моделировать работу СМ для выбора оптимального фильтра для конкретной местности, где предполагается установка фотоэлектрической станции (ФЭС), с учетом метеоусловий. Кроме того, стенд позволяет проводить сравнительное исследование ΒΑΧ, ВВХ и других характеристик одновременно шести солнечных модулей при их облучении солнечной радиацией в естественных условиях, например при изменении угла наклона каждого солнечного модуля относительно положения солнца или при использовании разных светофильтров.
Указанный результат достигается тем, что в лабораторно-исследовательском стенде для изучения характеристик солнечных модулей, состоящем из каркаса, источника излучения, по крайней мере, в виде одного облучателя с лампой, солнечных модулей с шарнирными креплениями, позволяющими вращать их вокруг центральной оси, а также приборы управления источником излучения и измерения характеристик солнечных модулей, каркас выполнен из двух горизонтально установленных друг над другом правильных шестиугольников - верхнего и нижнего, выполненных из труб, соединенных между собой по середине каждой из сторон шестиугольников вертикальными трубами с образованием шестиугольной призмы, а солнечные модули снабжены шарнирным креплением в виде двух пар клипс, закрепленных на тыльной стороне каждого солнечного модуля, при этом одна пара клипс установлена с противоположных сторон солнечного модуля, симметрично посередине солнечного модуля, позволяя вращать указанный солнечный модуль вокруг вертикальной оси при расположении его внутри шестигранной призмы, а вторая пара клипс установлена с противоположных сторон солнечного модуля симметрично по краю, позволяя вращать указанный солнечный модуль вокруг горизонтальной оси, при расположении его снаружи шестигранной призмы, облучатель с лампой, как источник излучения, установлен в центре шестигранной призмы, причем, каждый солнечный модуль может быть снабжен гелиевым светофильтром, устанавливаемым на лицевой стороне солнечного модуля, при этом приборы управления источником и измерения характеристик солнечного модуля установлены на выносном пульте, который соединен через разъем с солнечными модулями проводниками, а ножки установлены на середине труб сторон нижнего шестиугольника, через одну.
Заявленный стенд может найти широкое применение в качестве учебной техники для проведения лабораторных и научных исследований при обучении аспирантов, студентов и учащихся в высших, средних и начальных профессиональных образовательных учреждениях, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».
Таким образом, заявленный лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных модулей и солнечных батарей, по нашему мнению, обладает новизной и промышленной применимостью и может быть признан в качестве полезной модели.
Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид лабораторно-исследовательского стенда для изучения характеристик солнечных модулей. На фиг. 2 показан вид на стенд сверху. На фиг. 3 показано крепление клипс к тыльной стороне солнечного модуля с установленным на солнечный модуль фильтром. На фиг. 4 изображена тыльная сторона модуля с установленными клипсами. На фиг. 5 приведен выносной пульт с приборами измерения. На фиг. 6 представлен лабораторно-исследовательский стенд в развертке.
Лабораторно-исследовательский стенд для изучения характеристик солнечных модулей состоит из каркаса 1, с лампой 2 (источника излучения) и солнечных модулей 3. Стенд снабжен приборами 4 управления источником излучения 2 и измерения характеристик солнечных модулей 3. Каркас 1 выполнен из двух горизонтально установленных друг над другом правильных шестиугольников - верхнего 5 и нижнего 6, выполненных из труб 7, соединенных между собой по середине каждой из сторон шестиугольников вертикальными трубами 8 с образованием шестигранной призмы. Солнечные модули 3 снабжены шарнирным креплением в виде двух пар клипс 9, закрепленных на тыльной стороне каждого солнечного модуля 3, при этом одна пара клипс 9 установлена с противоположных сторон солнечного модуля, симметрично посередине солнечного модуля, позволяя вращать указанный солнечный модуль вокруг вертикальной оси при расположении его внутри шестигранной призмы, а вторая пара клипс 9 установлена с противоположных сторон солнечного модуля 3 симметрично по краю, позволяя вращать указанный солнечный модуль 3 вокруг горизонтальной оси, при расположении его снаружи шестигранной призмы. Лампа 2, как источник излучения, установлен в центре шестигранной призмы. Каждый солнечный модуль 3 может быть снабжен гелиевым светофильтром 10, устанавливаемым на лицевой стороне солнечного модуля 3, при этом приборы управления источником и измерения характеристик солнечного модуля установлены на выносном пульте 11, который соединен через разъем 12 с солнечными модулями 3 проводниками, а ножки 13 установлены на середине труб сторон нижнего шестиугольника 6, через одну.
В лабораторно-исследовательском стенде для изучения характеристик солнечных модулей 3 облучатель выполнен в виде лампы 2, симметричной вокруг продольной оси вращения, формы.
В лабораторно-исследовательском стенде для изучения характеристик солнечных модулей в качестве лампы 2, как источника излучения, использована лампа накаливания.
В лабораторно-исследовательском стенде для изучения характеристик солнечных модулей 3 в качестве лампы 2, как источника излучения, использована лампа ДНаТ.
В лабораторно-исследовательском стенде для изучения характеристик солнечных модулей 3 проводники уложены в трубах каркаса 1.
Работа с лабораторно-исследовательским стендом для изучения характеристик солнечных модулей заключается в следующем.
Для проведения сравнительных исследований влияния разных по спектральным характеристикам светофильтров на ΒΑΧ, ВВХ и другие характеристики СМ 3 при их освещении (облучении) одним источником - лампой 2 CM 3 устанавливают с помощью клипс 9 на вертикальных трубах 8 таким образом, чтобы лицевая сторона СМ 3 находилась напротив лампы 2. На лицевую сторону пяти СМ (или меньше по количеству) устанавливают гелиевые светофильтры. Шестой СМ является контрольным. СМ 3 устанавливают на требуемый угол, вращая относительно вертикальной оси. Шарнирное соединение СМ 3 с трубой с помощью клипс 9 позволяет не только вращать СМ 3 вокруг оси, но фиксировать их в нужном положении. С помощью выносного пульта 11 включают источник излучения 2 (лампу накаливания, лампу ДНаТ или другой источник излучения, выполненный в виде лампы, симметричной вокруг продольной оси вращения). С помощью переносного пульта управления 11 регулируют мощность и спектр излучения источника излучения 2, а с помощью измерительных приборов, также установленных на пульте управления, фиксируют ΒΑΧ, ВВХ и другие характеристики СМ 3.
Сравнительное исследование ΒΑΧ, ВВХ и других характеристик одновременно шести солнечных модулей 3 при их облучении солнечной радиацией в естественных условиях, например при изменении угла наклона каждого солнечного модуля 3 относительно положения солнца или при использовании разных по спектру гелиевых светофильтров 10 СМ 3 производится путем установки СМ 3, вращая солнечные модули вокруг горизонтальной оси, располагая их снаружи шестигранной призмы.
Заявленный стенд может найти широкое применение в качестве учебной техники для проведения лабораторных и научных исследований при обучении аспирантов, студентов и учащихся в высших, средних и начальных профессиональных образовательных учреждениях.