[发明专利]一种提高太阳电池辐照传感器测试精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高太阳电池辐照传感器测试精度的方法，属于光伏系统技术领域。

背景技术

随着光伏系统的发展，光伏效率的评估显得尤为重要。光伏系统效率一般指实际发电输出与到达光伏方阵表面辐照总量的比值，辐照的准确、快速测量对光伏系统效率评估至关重要。而光伏系统的评估主要靠太阳辐射传感器实现，一种是由组合热电堆电路组成，能较准确反应辐射强度，但不能体现辐射光谱差异对光伏发电到来的影响。另一种则采用太阳电池作为太阳总辐射传感器，与光伏发电的太阳电池光谱响应基本一致，消除了辐射光谱差异对光伏发电的影响。

制作太阳电池作为总辐射传感器的基本原理是：太阳电池将辐照强度值转换为短路电流值，再通过串联高精度电阻作为负载将其转换为电压值，最后将电阻与单片机相连，单片机采集负载两端的电压信号进行运算(如图1所示)，最终将辐照值在液晶显示屏上(LCD)显示出来。与测量过程相关的参数分别为：负载两端的电压值U(单位：V)，流过负载的电路值I(单位：A)，电阻值R(单位：Ω)，辐照强度H(单位：W/m²)。

在太阳辐照传感器电路中，AD转换模块负责采集太阳电池负载两端电压，并将该模拟电压信号转换成数字信号，输入单片机进行运算。与传感器相关的几个概念有：

1、ADC(模数转换器)的位数

一个n位的ADC表示这个ADC共有2的n次方个刻度。8位的ADC，输出的是从0～255一共256个数字量，也就是2的8次方个数据刻度。

2、基准源

基准源，也叫基准电压，是ADC的一个重要指标，要想把输入ADC的信号测量准确，那么基准源首先要准，基准源的偏差会直接导致转换结果的偏差。

3、分辨率

分辨率是数字量变化一个最小刻度时，模拟信号的变化量，定义为满刻度量程与2ⁿ-1的比值。假定5.10V的电压系统，使用8位的ADC进行测量，那么相当于0～255一共256个刻度把5.10V平均分成了255份，那么分辨率就是5.10/255＝0.02V。

发明内容

在制作以太阳电池作为总辐射传感器的过程中，辐照精度的保障尤为重要。本发明将从辐照计的采样电路设计以及太阳电池尺寸选择的合理性两方面展开分析，提供一种提高太阳电池辐照传感器测试精度的方法，从而保障辐照计的精度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高太阳电池辐照传感器测试精度的方法，包括以下步骤：

1)假设太阳电池辐照传感器中数模转换器位数为n位，基准电压为X，则采样电路的分辨率x为：

x=X2n-1---(1)]]>

2)设某时刻辐照变化ΔH'，电压变化为ΔU，则，辐照传感器最小分辨率ΔH由以下关系计算：

ΔH′ΔH=ΔUx---(2)]]>

3)根据式(2)，在采样电路确定的情况下，增大电压变化ΔU，即可减小辐照传感器最小分辨率ΔH的值，也就是提高辐照传感器测试精度。

前述的步骤3)中，在太阳电池辐照传感器中，电压变化ΔU即为太阳电池两端所串联的负载两端的电压U，增大电压变化ΔU即提高负载两端的电压U的具体方法，包括以下步骤：