Способ калибровки солнечных фотопреобразователей

 

(19)RU(11)687916(13)C(51)  МПК ⁵    _G01J1/04Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для калибровки солнечных фотопреобразователей (как отдельных фотоэлементов (Ф), так и солнечных батарей (СБ) на заатмосферные значения их токовых характеристик. Известен способ калибровки солнечных фотопреобразователей под имитаторами солнечного излучения, заключающийся в определении заатмосферных значений токовых характеристик фотопреобразователей при воздействии на них излучения искусственного источника света. Однако для настройки имитаторов требуются образцовые фотопреобразователи, градуируемые под другим источником излучения; по этим способам затруднено измерение крупногабаритных СБ (более 10 м²), так как диаметр пучка излучения имитаторов имеет ограниченные размеры из-за значительных технических трудностей создания больших имитаторов; эти способы не обеспечивают точного воспроизведения всех характеристик солнечного излучения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ калибровки солнечных фотопреобразователей, заключающийся в измерении их токовых характеристик под естественным Солнцем на земле с последующим пересчетом на заатмосферные значения. Однако известный способ имеет систематические погрешности измерения из-за нелинейной зависимости измеряемых токовых характеристик фотопреобразователя от массы атмосферы (эффект Форбса); определение заатмосферного значения измеряемой величины занимает длительный промежуток времени (до нескольких дней), измерения представляют собой сложный процесс, в связи с необходимостью измерения спектральных величин, при этом вносится дополнительная погрешность (до 5%). С помощью данного способа невозможно измерение токовых характеристик крупногабаритных фотопреобразователей (СБ), вследствие того, что измерения спектральных характеристик осуществимы только для фотоэлементов малых размеров (единицы кв.сантиметров). Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения и сокращения времени измерений. Поставленная цель достигается тем, что одновременно с измерением токовых характеристик определяют интегральное значение прямой солнечной радиации в интервале спектральной чувствительности фотопреобразователя, а пересчет на заатмосферные значения электрических характеристик фотопреобразователя осуществляют по формуле
I_за= I_м , где I_за - заатмосферное значение фототока фотопреобразователя;
I_м - значение фототока солнечного фотопреобразователя, измеренное на Земле;
G_o- спектральная плотность излучения Солнца вне пределов атмосферы Земли;
^GO^d- доля солнечной радиации за атмосферой Земли, приходящейся на область спектральной чувствительности фотопреобразователя;
Е_м - доля солнечной радиации за атмосферой Земли, приходящейся на область спектральной чувствительности фотопреобразователя, измеренная на Земле;
_{1 2} - граничные длины волн спектральной чувствительности калиброванного фотопреобразователя. Измерения проводят в высокогорном районе на высоте более 1800 м над уровнем моря. Способ поясняется чертежом, где на фиг.1,2 и 3 представлены блок-схемы включения измерительных приборов для осуществления измерений данным способом. Калибруемый фотопреобразователь (ФП)1 устанавливают в кассете фотометрического устройства 2, направленного на Солнце. Производят измерения токовых характеристик ФП устройством 2 и регистрирующим прибором 3. В период измерений контролируют температуру ФП регистрирующим прибором 4 и влажность окружающей среды. Одновременно с измерением токовых характеристик измеряют интегральное значение прямой солнечной радиации радиометрическим устройством 5 и работающим с ним в паре регистрирующим прибором 6 в области спектральной чувствительности ФП. Контрольным устройством 7 и измерительным прибором 8 осуществляют контроль спектрального состава солнечной радиации в области максимума спектральной плотности излучения Солнца, а также по отдельным спектральным участкам. Спектральные измерения проводят для сравнения по стандартной кривой спектрального распределения солнечного излучения за атмосферой. Точность данного способа приблизительно в два раза превышает точность известного способа, при этом время осуществления способа несоизмеримо меньше (на несколько порядков).

Формула изобретения

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, заключающийся в измерении их токовых характеристик под естественным Солнцем на Земле с последующим пересчетом на заатмосферные значения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения и сокращения времени измерений, одновременно с измерением их токовых характеристик определяют интегральное значение прямой солнечной радиации в интервале спектральной чувствительности фотопреобразователя, а пересчет на заатмосферные значения электрических характеристик фотопреобразователя осуществляют по формуле
I_за= I_м ,
где I_за - заатмосферное значение фототока фотопреобразователя;
I_м - значение фототока солнечного фотопреобразователя, измеренное на Земле;
G_o - спектральная плотность излучения Солнца вне пределов атмосферы Земли;
^GO^d - доля солнечной радиации за атмосферой Земли, приходящаяся на область спектральной чувствительности фотопреобразователя;
E_м - доля солнечной радиации, приходящаяся на область спектральной чувствительности фотопреобразователя, измеренная на Земле;
₁ и ₂ - граничные длины волн спектральной чувствительности калибруемого фотопреобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3