本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為當(dāng)前全球關(guān)注的焦點(diǎn)之一。與傳統(tǒng)石化能源相比，太陽能具有取之不盡、用之不竭、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為新能源的主要形式之一。在光伏發(fā)電系統(tǒng)研究中，除組件材料及轉(zhuǎn)換效率、功率預(yù)測、逆變效率、最大功率點(diǎn)跟蹤mppt、離并網(wǎng)控制、孤島保護(hù)、電能質(zhì)量管理等關(guān)鍵技術(shù)之外，對于長期運(yùn)行的光伏系統(tǒng)而言，組件積灰及其影響也是一個(gè)不容忽視的問題。

大氣灰塵在光伏組件上的沉積、附著和固結(jié)受到多種因素的影響，如組件傾角、風(fēng)速風(fēng)向、灰塵性質(zhì)、環(huán)境濕度等等。

文獻(xiàn)《積灰對光伏組件發(fā)電性能影響的研究》中測試了針對河北地區(qū)某光伏電站風(fēng)沙對系統(tǒng)輸出功率的影響，利用灰塵密度定量評定了光伏方陣表面積灰量的變化情況，從而反映出光伏表面積灰導(dǎo)致的輸出功率降低；文獻(xiàn)《灰塵覆蓋對光伏組件性能影響的原位實(shí)驗(yàn)研究》在西安某地搭建光伏陣列實(shí)驗(yàn)平臺，對光伏組件的溫度、發(fā)電功率、太陽輻射強(qiáng)度及環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，設(shè)計(jì)光伏組件表面不同的積灰密度工況，對負(fù)載條件下同一時(shí)間段內(nèi)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到積灰密度與光伏組件上層玻璃相對透光率、光伏組件工作溫度以及發(fā)電功率的耦合關(guān)系；文獻(xiàn)《積灰對多晶硅光伏組件效率影響的實(shí)驗(yàn)研究》在哈密地區(qū)開展863項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，測試積灰密度與非晶硅組件上蓋板透光率以及組件最大功率點(diǎn)功率關(guān)系；文獻(xiàn)《影響光伏系統(tǒng)高效利用太陽能的因素實(shí)驗(yàn)研究》在呼和浩特地區(qū)開展了不同安裝方式對光伏系統(tǒng)性能影響的研究，對光伏組件固定傾角安裝，雙軸跟蹤，垂直軸跟蹤，南北軸跟蹤等安裝方式下所獲得的太陽輻射量進(jìn)行了模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究；文獻(xiàn)《光伏組件積塵特性及高效除塵方法研究》以杭州市區(qū)分布式光伏系統(tǒng)為研究對象，實(shí)驗(yàn)測試了積塵情況下的光伏組件輸出功率衰減規(guī)律，證明了光伏組件定期除塵的必要性，分析了除塵機(jī)理、設(shè)計(jì)了除塵原理機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。以上文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均在外界環(huán)境下進(jìn)行，環(huán)境參數(shù)可檢測但不可控。

發(fā)明專利《光伏板灰塵檢測裝置》、《光伏電池板的清潔度診斷方法及裝置》、《一種光反射法檢測光伏板清潔度的方法及檢測器》、《一種光伏陣列自檢測清潔裝置》分別提出了不同的應(yīng)用于實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)的積塵或清潔狀況檢測方法，涉及到背板溫度檢測、光照強(qiáng)度檢測、發(fā)電量檢測、光反射法、熱紅外成像等方法與技術(shù)，但未提及關(guān)于進(jìn)行系統(tǒng)性對比實(shí)驗(yàn)的方法。

綜上，目前存在的缺陷在于：

1.雖然不同研究者對光伏組件的積灰問題，尤其是積灰影響因素、積灰對組件的出力降低作用等進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和分析，但是多數(shù)實(shí)驗(yàn)過程是在同一個(gè)地區(qū)或戶外進(jìn)行，缺乏對實(shí)驗(yàn)過程所有影響參數(shù)(組件參數(shù)、雨雪、霜露、溫度、濕度、光照、風(fēng)向風(fēng)速、灰塵成分及組成、支架角度等)的記錄或綜合分析，因此實(shí)驗(yàn)過程不具有可重復(fù)性，無法應(yīng)用于其他光伏系統(tǒng)；

2.不同實(shí)驗(yàn)所處的環(huán)境和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)差異較大，造成文獻(xiàn)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果相差較大，彼此之間缺乏可比性，也難以評價(jià)其優(yōu)劣；

因此，急需一種較為綜合的實(shí)驗(yàn)裝置用于開展積塵對光伏組件性能影響問題的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置，解決了現(xiàn)有裝置的實(shí)驗(yàn)過程可重復(fù)性差、彼此之間缺乏可比性、也難以評價(jià)其優(yōu)劣等問題。

本發(fā)明可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置，包括封閉的箱體，設(shè)置在所述箱體內(nèi)部的環(huán)境模擬裝置、灰塵揚(yáng)散裝置、傾角控制裝置、輸出功率檢測裝置、攝像頭及光伏組件；

所述環(huán)境模擬裝置用于模擬光伏組件所處的環(huán)境狀況；所述灰塵揚(yáng)散裝置用于模擬光伏組件所受到的灰塵狀況；所述攝像頭用于監(jiān)視箱體內(nèi)部的各個(gè)部件的工作狀況；所述輸出功率檢測裝置用于檢測光伏組件的輸出功率；所述傾角控制裝置用于調(diào)節(jié)光伏組件與箱體的底部平面的傾斜角度。

進(jìn)一步，所述灰塵揚(yáng)散裝置包括呈圓錐狀的揚(yáng)散器，所述揚(yáng)散器的圓頂面上設(shè)置有多個(gè)灰塵存儲罐，錐底部設(shè)置有電磁閥，每個(gè)所述灰塵存儲罐整體均呈圓柱狀，圓頂面采用門結(jié)構(gòu)，用于灰塵的倒入，底端呈錐形狀，所述錐形狀穿過揚(yáng)散器的圓頂面設(shè)置在揚(yáng)散器的內(nèi)部，所述錐形狀的底部設(shè)置也有電磁閥，每個(gè)所述灰塵存儲罐的內(nèi)部頂端設(shè)置有紅外測距傳感器，用于測量灰塵頂面與灰塵存儲罐頂部的距離。

進(jìn)一步，所述環(huán)境模擬裝置包括執(zhí)行器、光源和風(fēng)機(jī)，所述執(zhí)行器用于向箱體內(nèi)部施加制冷、加熱、加濕和除濕操作，所述光源設(shè)置在箱體頂部，用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部的光照強(qiáng)度，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置有多個(gè)，用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部的風(fēng)向及風(fēng)速；

還包括設(shè)置在箱體內(nèi)部的溫濕度傳感器、輻照度傳感器、風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，分別用于測量箱體內(nèi)部的溫濕度、輻照度、風(fēng)速和風(fēng)向。

進(jìn)一步，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置有四個(gè)，四個(gè)所述風(fēng)機(jī)所處的平面與揚(yáng)散器的錐底部處于同一平面，所述風(fēng)速和風(fēng)向傳感器設(shè)置在風(fēng)機(jī)下方中心且靠近光伏組件的位置。

進(jìn)一步，所述傾角控制裝置包括能夠旋轉(zhuǎn)的支架，所述支架的旋轉(zhuǎn)軸和電機(jī)的輸出軸相連，所述支架上設(shè)置有光伏組件。

一種基于上文所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置的控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)，所述上位機(jī)和揚(yáng)散控制器、傾角控制器、環(huán)境控制器、功率檢測控制器、可調(diào)電子負(fù)載及攝像頭相連；

所述揚(yáng)散控制器和多個(gè)紅外測距傳感器和多個(gè)電磁閥相連，所述揚(yáng)散控制器通過內(nèi)部計(jì)時(shí)器計(jì)量各個(gè)電磁閥的連通時(shí)間；

所述傾角控制器和pwm信號驅(qū)動器、編碼器相連，所述pwm信號驅(qū)動器及編碼器和電機(jī)相連，所述編碼器用于檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)動角位移；

所述環(huán)境控制器和執(zhí)行器、光源、多個(gè)風(fēng)機(jī)、溫濕度傳感器、輻照度傳感器、風(fēng)速及風(fēng)向傳感器相連；

所述功率檢測控制器與電流調(diào)理電路、電壓調(diào)理電路和可調(diào)電子負(fù)載相連，所述電流調(diào)理電路和電流霍爾元件相連，所述電壓調(diào)理電路和電壓霍爾元件相連，所述電流霍爾元件和電壓霍爾元件均與光伏組件相連，所述光伏組件和可調(diào)電子負(fù)載相連。

進(jìn)一步，包括針對不同時(shí)間段的環(huán)境狀況和灰塵狀況，測量對同一被測光伏組件的性能影響的步驟和針對不同的灰塵狀況和相同的環(huán)境狀況，測量對同一被測光伏組件的性能影響的步驟。

進(jìn)一步，針對不同時(shí)間段的環(huán)境狀況和灰塵狀況的實(shí)驗(yàn)方法包括：

步驟一、將被測光伏組件設(shè)置在支架上；

步驟二、在上位機(jī)上設(shè)置所述被測光伏組件所處地區(qū)的某一時(shí)間段的環(huán)境參數(shù)及光伏組件的傾角參數(shù)，利用上位機(jī)控制環(huán)境控制器完成設(shè)置的環(huán)境模擬，控制傾角控制器使光伏組件置于設(shè)置的傾角位置；

步驟三、在各個(gè)灰塵存儲罐中分別裝入所需種類的灰塵，由上位機(jī)控制揚(yáng)散控制器打開各個(gè)灰塵存儲罐對應(yīng)的電磁閥進(jìn)行灰塵收集，收集完畢后，打開揚(yáng)散器的電磁閥進(jìn)行揚(yáng)散作業(yè)；

步驟四、通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的功率曲線；

步驟五、重復(fù)步驟二至四，測量對應(yīng)其他時(shí)間段的功率曲線。

進(jìn)一步，針對不同的灰塵狀況和相同的環(huán)境狀況的實(shí)驗(yàn)方法包括：

步驟一、將被測光伏組件設(shè)置在支架上；

步驟二、在上位機(jī)上設(shè)置固定的環(huán)境參數(shù)及光伏組件的傾角參數(shù)，利用上位機(jī)控制環(huán)境控制器完成設(shè)置的環(huán)境模擬，控制傾角控制器使光伏組件置于設(shè)置的傾角位置；

步驟三、在各個(gè)灰塵存儲罐中分別裝入所需種類的灰塵，按照某一灰塵揚(yáng)散原則，由上位機(jī)控制揚(yáng)散控制器打開各個(gè)灰塵存儲罐對應(yīng)的電磁閥進(jìn)行灰塵收集，收集完畢后，打開揚(yáng)散器的電磁閥進(jìn)行揚(yáng)散作業(yè)；

步驟四、通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的功率曲線；

步驟五、清潔光伏組件，重復(fù)步驟二至四，測量對應(yīng)其他灰塵揚(yáng)散原則的功率曲線。

進(jìn)一步，所述灰塵揚(yáng)散原則包括單一種類的灰塵，相同的量進(jìn)行揚(yáng)散、以相同比例將不同種類的灰塵混合后進(jìn)行揚(yáng)散及以不同比例將不同種類的灰塵混合后進(jìn)行揚(yáng)散。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：

1、能夠人為設(shè)定溫度、濕度、光照、風(fēng)向、風(fēng)速、灰塵成分及組成、支架角度、光伏組件的負(fù)載等參數(shù)，使得積塵對光伏組件性能影響的研究不再受特定地區(qū)、特定環(huán)境的限制，能夠在任意場合進(jìn)行，不受外界環(huán)境的影響；

2、實(shí)驗(yàn)過程具有可重復(fù)性，同時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可應(yīng)用于其他光伏系統(tǒng)的研究，具有通用性、可比性、檢測精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的灰塵揚(yáng)散裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的總體控制連接框圖；

圖4為本發(fā)明的輸出功率檢測裝置的電路連接框圖；

圖5為本發(fā)明的灰塵揚(yáng)散裝置的電路連接框圖；

圖6為本發(fā)明的傾角控制裝置的電路連接框圖；

圖7為本發(fā)明的環(huán)境模擬裝置的電路連接框圖；

其中，1-箱體，2-攝像頭，3-光伏組件，4-揚(yáng)散器，5-灰塵存儲罐，6-電磁閥，7-紅外測距傳感器，8-光源，9-風(fēng)機(jī)，10-溫濕度傳感器，11-輻照度傳感器11，12-風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，13-支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供了一種用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置，包括封閉的箱體1，設(shè)置在箱體1內(nèi)部的環(huán)境模擬裝置、灰塵揚(yáng)散裝置、傾角控制裝置、輸出功率檢測裝置、攝像頭2及光伏組件3；環(huán)境模擬裝置用于模擬光伏組件3所處的環(huán)境狀況；灰塵揚(yáng)散裝置用于模擬光伏組件3所受到的灰塵狀況；攝像頭用于監(jiān)視箱體1內(nèi)部的各個(gè)部件的工作狀況，傾角控制裝置用于調(diào)節(jié)光伏組件3與箱體1的底部平面的傾斜角度；輸出功率檢測裝置用于對光伏組件3施加負(fù)載并檢測光伏組件3的輸出功率。

如圖2所示，該灰塵揚(yáng)散裝置包括呈圓錐狀的揚(yáng)散器4，在揚(yáng)散器4的圓頂面上設(shè)置有多個(gè)灰塵存儲罐5，錐底部設(shè)置有電磁閥6，每個(gè)灰塵存儲罐5整體均呈圓柱狀，圓頂面采用門結(jié)構(gòu)，方便灰塵的倒入及罐體的密封，底端呈錐形狀，該錐形狀部位穿過揚(yáng)散器4的圓頂面設(shè)置在揚(yáng)散器4的內(nèi)部，在錐形狀部位的底部設(shè)置也有電磁閥6，每個(gè)灰塵存儲罐5的內(nèi)部頂端還設(shè)置有紅外測距傳感器7，用于測量灰塵頂面與灰塵存儲罐5頂部的距離，這樣可以及時(shí)反饋罐內(nèi)灰塵的存儲狀況，一旦低于設(shè)定值，可打開罐體頂部的圓頂面進(jìn)行補(bǔ)充，通過錐體結(jié)構(gòu)的揚(yáng)散器4及灰塵存儲罐5，利用電磁閥6可以方便控制灰塵存儲罐5內(nèi)的灰塵流入揚(yáng)散器4里及從揚(yáng)散器4里揚(yáng)散。

該環(huán)境模擬裝置包括執(zhí)行器、光源8和風(fēng)機(jī)9，執(zhí)行器用于向箱體內(nèi)部施加制冷、加熱、加濕和除濕操作，光源8設(shè)置在箱體1的頂部，用于調(diào)節(jié)箱體1內(nèi)部的光照強(qiáng)度，風(fēng)機(jī)9設(shè)置有四個(gè)且其所處的平面與揚(yáng)散器4的錐底部處于同一平面，用于調(diào)節(jié)箱1體內(nèi)部的風(fēng)向及風(fēng)速，使從灰塵揚(yáng)散裝置流出的灰塵更好地施加到光伏組件3上，揚(yáng)散灰塵的效果更逼真；還包括設(shè)置在箱體1內(nèi)部的溫濕度傳感器10、輻照度傳感器11、風(fēng)速和風(fēng)向傳感器12，分別用于測量箱體1內(nèi)部的溫濕度、輻照度、風(fēng)速和風(fēng)向，風(fēng)速和風(fēng)向傳感器12設(shè)置在風(fēng)機(jī)9下方中央且靠近光伏組3件的位置，這樣可以更加準(zhǔn)確地檢測光伏組件3受到的風(fēng)速和風(fēng)向，模擬效果更加形象。

該傾角控制裝置包括能夠旋轉(zhuǎn)的支架13，在支架13上設(shè)置有光伏組件3，該支架13的旋轉(zhuǎn)軸和電機(jī)的輸出軸相連，通過電機(jī)驅(qū)動支架旋轉(zhuǎn)以便光伏組件3設(shè)置在所需的位置。

本發(fā)明還提供了一種基于上文所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置的控制系統(tǒng)，如圖3所示，包括上位機(jī)，該上位機(jī)和揚(yáng)散控制器、傾角控制器、環(huán)境控制器、功率檢測控制器、可調(diào)電子負(fù)載及攝像頭2相連。

如圖4所示，該功率檢測控制器與電流調(diào)理電路和電壓調(diào)理電路相連，電流調(diào)理電路和電流霍爾元件相連，電壓調(diào)理電路和電壓霍爾元件相連，電流霍爾元件和電壓霍爾元件均與光伏組件3相連，光伏組件3和可調(diào)電子負(fù)載相連，用于檢測光伏組件3在不同環(huán)境參數(shù)、傾斜角度、積灰狀況及負(fù)載狀況下的輸出功率。通過可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加不同的負(fù)載，輸出的電流值通過電流霍爾元件和電流調(diào)理電路，送入功率檢測控制器；輸出的電壓通過電壓霍爾元件和電壓調(diào)理電路，也送入功率檢測控制器；由功率檢測控制器將相應(yīng)的測試值上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的功率曲線。

如圖5所示，揚(yáng)散控制器和多個(gè)紅外測距傳感器7、多個(gè)電磁閥6相連，該揚(yáng)散控制器通過內(nèi)部的計(jì)時(shí)器計(jì)量各自對應(yīng)的電磁閥6的連通時(shí)間；該灰塵存儲罐5內(nèi)存儲研究所需灰塵，揚(yáng)散器4用于揚(yáng)散收集到的灰塵，通過揚(yáng)散控制器4控制各灰塵存儲罐的電磁閥6的開合時(shí)間，進(jìn)而控制揚(yáng)散灰塵的類型和比例，將所需的灰塵釋放到揚(yáng)散器里，并通過控制揚(yáng)散器4的電磁閥6進(jìn)行灰塵揚(yáng)散，同時(shí)檢測罐內(nèi)灰塵是否充足。

如圖6所示，傾角控制器和pwm信號驅(qū)動器、編碼器相連，pwm信號驅(qū)動器及編碼器和電機(jī)相連，該編碼器用于檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)動角位移，傾角控制器采用能夠產(chǎn)生pwm信號的單片機(jī)；通過上位機(jī)輸入設(shè)定的傾角，傾角控制器產(chǎn)生pwm信號，通過pwm信號驅(qū)動器對傾角控制器產(chǎn)生pwm信號進(jìn)行功率放大，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)調(diào)整角度，同時(shí)編碼器檢測目前電機(jī)的轉(zhuǎn)動角位移回傳至傾角控制器進(jìn)行pid控制，直至傾角達(dá)到設(shè)定值。

如圖7所示，環(huán)境控制器和執(zhí)行器、光源8、多個(gè)風(fēng)機(jī)9、溫濕度傳感器10、輻照度傳感器11、風(fēng)速及風(fēng)向傳感器12相連。通過上位機(jī)輸入設(shè)定的溫濕度值，溫濕度傳感器10檢測箱內(nèi)溫度、濕度傳輸至環(huán)境控制器，與設(shè)定值對比，環(huán)境控制器發(fā)出相應(yīng)的控制命令，打開或關(guān)閉執(zhí)行器的制冷、加熱、加濕、除濕閥門，同時(shí)溫濕度傳感器10不斷檢測箱體內(nèi)部的溫濕度，進(jìn)行pid控制，直至箱體內(nèi)部的溫濕度達(dá)到設(shè)定值。

通過上位機(jī)輸入設(shè)定的輻照度，輻照度傳感器11檢測箱體1內(nèi)部輻照度傳輸至環(huán)境控制器，與設(shè)定值對比，環(huán)境控制器發(fā)出相應(yīng)的控制命令，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓值控制光源的亮度至設(shè)定值。

通過上位機(jī)輸入設(shè)定的風(fēng)速風(fēng)向，開啟箱體1內(nèi)部的轉(zhuǎn)速可調(diào)的風(fēng)機(jī)9，風(fēng)速和風(fēng)向傳感器12檢測箱體1內(nèi)部風(fēng)速與風(fēng)向，實(shí)際為四臺風(fēng)機(jī)9吹出風(fēng)力矢量和的大小與方向，傳輸至環(huán)境控制器，與設(shè)定值對比，發(fā)出相應(yīng)的控制命令，通過調(diào)節(jié)某一臺或幾臺的風(fēng)機(jī)9轉(zhuǎn)速，使風(fēng)速風(fēng)向達(dá)到設(shè)定值。

本發(fā)明還提供了一種基于上文所述的用于研究積塵對光伏組件性能影響的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方法，包括針對不同時(shí)間段的環(huán)境狀況和灰塵狀況，測量對同一被測光伏組件的性能影響的步驟和針對不同的灰塵狀況和相同的環(huán)境狀況，測量對同一被測光伏組件的性能影響的步驟。

針對不同時(shí)間段的環(huán)境狀況和灰塵狀況的實(shí)驗(yàn)方法包括：

步驟一、將被測光伏組件3設(shè)置在支架13上；

步驟二、在上位機(jī)上設(shè)置所述被測光伏組件3所處地區(qū)的某一時(shí)間段的環(huán)境參數(shù)及光伏組件3的傾角參數(shù)，利用上位機(jī)控制環(huán)境控制器完成設(shè)置的環(huán)境模擬，控制傾角控制器使光伏組件3置于設(shè)置的傾角位置；

步驟三、在各個(gè)灰塵存儲罐5中分別裝入所需種類的灰塵，由上位機(jī)控制揚(yáng)散控制器打開各個(gè)灰塵存儲罐5對應(yīng)的電磁閥6進(jìn)行灰塵收集，收集完畢后，打開揚(yáng)散器4的電磁閥6進(jìn)行揚(yáng)散作業(yè)；

步驟四、通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的功率曲線；

步驟五、重復(fù)步驟二至四，測量對應(yīng)其他時(shí)間段的功率曲線。

實(shí)施例1：

某光伏發(fā)電系統(tǒng)所在地區(qū)5月外部環(huán)境如下，室外溫度35℃，濕度40％rh，日平均輻照度800w·m²，西北風(fēng)，風(fēng)速5m/s，主要灰塵來源為土壤、沙塵、巖石，混合比例約為1:1:1；光伏面板型號為“墨格mg-m100”，面板與地面夾角45°。應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置，模擬以上條件進(jìn)行輸出功率測量的步驟如下：

(1)安裝“墨格mg-m100”光伏組件于支架上；

(2)通過上位機(jī)輸入光伏組件與地面傾角參數(shù)：45°，通過傾角控制裝置調(diào)節(jié)傾角至45°；

(3)通過上位機(jī)輸入溫度、濕度、輻照度、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)依次為“35℃，40％rh，800w·m²，西北風(fēng)，5m/s”，利用環(huán)境模擬裝置，將本發(fā)明的密閉箱體內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)至以上值；

(4)將灰塵揚(yáng)散裝置中的三個(gè)灰塵存儲罐中分別存入土壤即一號電磁閥控制、沙塵即二號電磁閥控制、巖石即三號電磁閥控制，通過上位機(jī)控制揚(yáng)散控制器，依次打開一號電磁閥、二號電磁閥、三號電磁閥，每個(gè)電磁閥開啟時(shí)長為t，當(dāng)一個(gè)閥門開時(shí)，其他兩個(gè)關(guān)閉，待土壤、沙塵、巖石三類灰塵收集完畢，開啟揚(yáng)散器的電磁閥進(jìn)行揚(yáng)散；

(5)通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的功率曲線，從而得出發(fā)電效率；

(6)完成以上實(shí)驗(yàn)后，若還需進(jìn)行其他月份的發(fā)電效率測量，則將(3)、(4)中的數(shù)據(jù)改成相應(yīng)月份的數(shù)據(jù)，重復(fù)(5)的測量即可，從而在實(shí)驗(yàn)室中輕松得到全年的數(shù)據(jù)，以供科研使用。

針對不同的灰塵狀況和相同的環(huán)境狀況的實(shí)驗(yàn)方法包括：

步驟一、將被測光伏組件3設(shè)置在支架13上；

步驟二、在上位機(jī)上設(shè)置固定的環(huán)境參數(shù)及光伏組件3的傾角參數(shù)，利用上位機(jī)控制環(huán)境控制器完成設(shè)置的環(huán)境模擬，控制傾角控制器使光伏組件3置于設(shè)置的傾角位置；

步驟三、在各個(gè)灰塵存儲罐5中分別裝入所需種類的灰塵，按照某一灰塵揚(yáng)散原則，由上位機(jī)控制揚(yáng)散控制器打開各個(gè)灰塵存儲罐5對應(yīng)的電磁閥6進(jìn)行灰塵收集，收集完畢后，打開揚(yáng)散器4的電磁閥6進(jìn)行揚(yáng)散作業(yè)；

步驟四、通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的功率曲線；

步驟五、清潔光伏組件3，重復(fù)步驟二至四，測量對應(yīng)其他灰塵揚(yáng)散原則的功率曲線。

其中，灰塵揚(yáng)散原則包括單一種類的灰塵，相同的量進(jìn)行揚(yáng)散、以相同比例將不同種類的灰塵混合后進(jìn)行揚(yáng)散及以不同比例將不同種類的灰塵混合后進(jìn)行揚(yáng)散。

實(shí)施例2：

針對灰塵性質(zhì)對發(fā)電效率的影響研究，可進(jìn)行以下步驟的實(shí)驗(yàn)：

1)設(shè)置光伏組件3型號及安裝傾角為固定值，同時(shí)設(shè)置密閉箱體1內(nèi)部的溫度、濕度、輻照度、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)為固定值；

2)將灰塵揚(yáng)散裝置中的三個(gè)灰塵存儲罐5中分別存入土壤即一號電磁閥控制、沙塵即二號電磁閥控制、巖石及三號電磁閥控制；

3)研究相同量、不同類型的灰塵對發(fā)電效率的影響，按以下三個(gè)步驟進(jìn)行：

(a)打開一號電磁閥并持續(xù)t時(shí)間后，通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的u-i特性、p-v特性曲線，研究發(fā)電效率；

(b)清潔光伏面板，打開二號電磁閥并持續(xù)t時(shí)間后，通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的u-i特性、p-v特性曲線，研究發(fā)電效率；

(c)清潔光伏面板，打開三號電磁閥并持續(xù)t時(shí)間后，通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的u-i特性、p-v特性曲線，研究發(fā)電效率；

4)研究相同比例、不同類型的灰塵對發(fā)電效率的影響，按以下二個(gè)步驟進(jìn)行：

①、清潔光伏面板，先后打開一號電磁閥、二號電磁閥，開啟時(shí)長均為t，通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的u-i特性、p-v特性曲線，研究發(fā)電效率；

②、清潔光伏面板，先后打開一號電磁閥、二號電磁閥、三號電磁閥，開啟時(shí)長均為t，通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的u-i特性、p-v特性曲線，研究發(fā)電效率；

5)研究不同比例、不同類型的灰塵對發(fā)電效率的影響：

清潔光伏面板，先打開一號電磁閥持續(xù)t時(shí)間，再打開二號電磁閥持續(xù)2t時(shí)間，通過上位機(jī)設(shè)置光伏組件3的不同的負(fù)載值，控制可調(diào)電子負(fù)載對光伏組件3施加對應(yīng)的負(fù)載，通過輸出功率檢測裝置測量對應(yīng)的電壓值和電流值，上傳至上位機(jī)，進(jìn)行繪制并顯示相應(yīng)的u-i特性、p-v特性曲線，研究發(fā)電效率。

本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置能夠人為設(shè)定溫度、濕度、光照、風(fēng)向、風(fēng)速、灰塵成分及組成、支架角度、光伏組件的負(fù)載等參數(shù)，使得積塵對光伏組件性能影響的研究不再受特定地區(qū)、特定環(huán)境的限制，能夠在任意場合進(jìn)行，不受外界環(huán)境的影響；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程具有可重復(fù)性，同時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可應(yīng)用于其他光伏系統(tǒng)的研究，具有通用性、可比性、檢測精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。