ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ

Полезная модель относится к учебной технике и, в частности, к стендам для проведения лабораторных исследований процессов преобразования солнечной энергии и изучения параметров и характеристик солнечных фотоэлектрических модулей при их работе с различными нагрузками, и может быть использована при обучении студентов и учащихся в высших, средних и начальных профессиональных образовательных учреждениях.
Известен лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей «Тренажер по проведению экспериментов с батареей на солнечных элементах DL SOLAR-С», изображение и описание которого приведено на сайте www.delorenzogroup.com итальянской фирмы «DE LORENZO» (Милан).
Данный лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей содержит панель с графическим изображением дома с клеммами для подключения его электрических нагрузок, расположенный на панели солнечный фотоэлектрический модуль, состоящий из шести фотоэлектрических элементов с клеммами, оптически связанный с солнечным фотоэлектрическим модулем источник светового излучения, состоящий из двух ламп накаливания и электронного регулятора света и установленный с возможностью изменения угла наклона от 0° до 90° по отношению к панели, а также аккумуляторную батарею для проведения экспериментов по накоплению энергии и цифровой мультиметр для выполнения измерений.
Недостатком известного лабораторного стенда для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей является ограниченность его функциональных возможностей из-за невозможности его длительной работы, необходимой при проведении экспериментов, требующих значительного времени. Данный недостаток обусловлен тем, что спектр создаваемого источником светового излучения на основе ламп накаливания имеет большую долю инфракрасного (теплового) излучения, по сравнению с естественным солнечным светом, и при проведении длительных экспериментов, например, по моделированию режимов работы автономной солнечной электростанции с накопителем электрической энергии, происходит чрезмерный нагрев поверхности солнечного фотоэлектрического модуля за время меньшее, чем того требуют условия эксперимента. Все это делает невозможным проведение на описанном лабораторном стенде экспериментов большой длительности при отдаче солнечным фотоэлектрическим модулем номинальной мощности.
Таким образом, известный лабораторный стенд имеет ограниченные функциональные возможности.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей лабораторного стенда для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей в эксплуатации.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности проведения на лабораторном стенде экспериментов любой необходимой продолжительности при отдаче солнечным фотоэлектрическим модулем номинальной мощности.
Указанный результат достигается тем, что в лабораторном стенде для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей, содержащем источник светового излучения на основе ламп накаливания, оптически связанный с ним солнечный фотоэлектрический модуль и нагрузку, согласно полезной модели, дополнительно введен блок охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля.
Снабжение лабораторного стенда блоком охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля позволяет обеспечить возможность отвода с его поверхности избыточного тепла и тем самым предотвратить нагрев солнечного фотоэлектрического модуля выше допустимой температуры при большой длительности экспериментов, что дает возможность проводить на лабораторном стенде эксперименты любой необходимой продолжительности и расширяет тем самым его функциональные возможности.
Заявляемый лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что он дополнительно снабжен блоком охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля.
Заявляемый лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей может найти широкое применение в качестве учебной техники для проведения лабораторных исследований процессов преобразования солнечной энергии и изучения параметров и характеристик солнечных фотоэлектрических модулей при их работе с различными нагрузками, и может быть использован при обучении студентов и учащихся в высших, средних и начальных профессиональных образовательных учреждениях, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид лабораторного стенда.
Лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей, представленный на чертеже, содержит источник 1 светового излучения на основе ламп накаливания, свет которого падает на поверхность оптически связанного с ним солнечного фотоэлектрического модуля 2, подключенную к модулю 2 нагрузку 3 для потребления электрической энергии, а также блок 4 охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля 2, выполненный в виде вентилятора.
Выполнение всех частей лабораторного стенда является традиционным и используются все части по прямому назначению.
Работа с лабораторным стендом осуществляется следующим образом.
Для проведения лабораторной работы включают источник 1 светового излучения, нагрузку 3 для потребления электрической энергии, а также блок 4 охлаждения (цепи питания указанных частей лабораторного стенда на чертеже не показаны).
Согласно прилагаемому методическому пособию и техническому описанию задают режимы работы источника 1 светового излучения, подключенной к модулю 2 нагрузки 3 для потребления электрической энергии и изучают процесс фотоэлектрического преобразования и характеристики солнечных фотоэлектрических модулей 2. Длительность такого процесса изучения не ограничивается временем нагрева до допустимой температуры солнечного фотоэлектрического модуля 2, так как поток воздуха, поступающий из блока 4 охлаждения, отбирает избыточное тепло с поверхности модуля 2, не позволяя ему перегреваться, а время эксперимента обусловлено только потребностями и режимами его проведения.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности и более надежна в эксплуатации.