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 в разных режимах, 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, описанный в патенте Российской федерации №91776 на полезную модель «Лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей» по классу G09B 23/18, заявленном 26.10.2009 г. и опубликованном 27.02.2010 г.
Данный лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей содержит источник светового излучения на основе ламп накаливания, оптически связанный с ним солнечный фотоэлектрический модуль, блок охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля и нагрузку.
Недостатком известного лабораторного стенда для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей является ограниченность его функциональных возможностей из-за невозможности моделирования за время учебного занятия процесса фотоэлектрического преобразования энергии, происходящего за время суточного хода солнца. Данный недостаток обусловлен отсутствием в известном лабораторном стенде технических средств, дающих возможность реализовать в течение ограниченного отрезка времени специфическую зависимость интенсивности светового излучения, попадающего на поверхность солнечного фотоэлектрического модуля, от времени суток.
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.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности моделирования в течение ограниченного отрезка времени процесса фотоэлектрического преобразования энергии в фотоэлектрическом модуле, происходящего за время суточного хода солнца.
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, блок охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля и нагрузку, согласно полезной модели, дополнительно введен контроллер, управляющий выход которого соединен с источником светового излучения.
Снабжение лабораторного стенда для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей контроллером, управляющий выход которого соединен с источником светового излучения, позволяет изменять на протяжении нужного отрезка времени интенсивность излучения источника, реализуя зависимость интенсивности светового излучения, попадающего на поверхность фотоэлектрического модуля, от суточного хода солнца, что дает возможность моделировать за время учебного занятия процесс фотоэлектрического преобразования энергии, происходящего за время суточного хода солнца, и расширяет тем самым функциональные возможности лабораторного стенда.
Заявляемый лабораторный стенд для изучения характеристик солнечных фотоэлектрических модулей обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что в него дополнительно введен контроллер, управляющий выход которого соединен с источником светового излучения.
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 в разных режимах, 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.
Для управления интенсивностью светового излучения источника 1 служит контроллер 5, управляющий выход которого соединен с источником 1 светового излучения.
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, контроллер 5, блок 4 охлаждения солнечного фотоэлектрического модуля 2, а также нагрузку 3 для потребления электрической энергии, (цепи питания указанных частей лабораторного стенда на чертеже не показаны).
Согласно прилагаемому методическому пособию и техническому описанию задают режимы работы нагрузки 3 для потребления электрической энергии. Для проведения эксперимента за отведенное для учебного занятия время выбирают соответствующий ускоренный масштаб времени работы программы контроллера 5.
С помощью контроллера 5 осуществляют управление по заданной программе интенсивностью светового излучения источника 1, реализуя за время учебного занятия его изменение идентично изменению интенсивности солнечного излучения в течение суточного хода солнца. Излучение источника 1 поступает на оптически связанный с ним солнечный фотоэлектрический модуль 2, с помощью которого изучают процесс фотоэлектрического преобразования энергии, аналогичный процессу преобразования солнечного излучения, поступающего на поверхность фотоэлектрического модуля 2 на протяжении суточного хода солнца.
В ходе эксперимента фотоэлектрический модуль 2 во избежание перегрева охлаждают потоком воздуха, поступающим из блока 4 охлаждения.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности.