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使用LabVIEW建立太阳能模块特性参数之量测系统
 

【作者: 楊嘉仁】2015年01月30日 星期五

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为了能够快速且稳定的建构出太阳能模组量测系统,龙华科技大学电机工程研究所采用美商国家仪器(NI)的LabVIEW图形化程式设计概念,使得在程式的设计规划上缩短了许多时间,并且整合了所有的硬体通讯介面,只需使用几个简单的图示连结就可达到所需之功能。 NI的DAQ资料撷取卡提供了强大的量测与控制功能,使得系统稳定度大为提升。


挑战


太阳能光电利用之主要关键技术为太阳能的光电转换特性,而要能了解太阳能模块的转换特性,就须对太阳能模块输出的特性参数做一量测与分析。藉由量测到的电流-电压特性曲线和组件电气参数,可以判别出太阳能模块的好坏,也可以观察出在不同封装、不同材料、不同结构与不同制程等的各种情况之下,太阳能模块的各项电气参数变化。因此,架设太阳能模块的量测系统有必要性,藉此系统可比较不同太阳能模块之间的输出特性,并且提供太阳能模块设计者有一个可以测定太阳能模块的环境。


解决方案


太阳能模块的量测系统需使用许多的量测组件,整合式的量测需要速度快与整合性佳的操作系统为核心。本研究采用LabVIEW作为系统软件,增加程序撰写的效率,可在短时间完成系统的建立;亦藉由其优异的仪器控制能力,可解决多种通讯接口的沟通问题,缩短整体系统开发所需时间。


硬件的量测设备中,NI的DAQ数据撷取卡即可解决多处传感器的量测,并可利用DAQ卡的输出脚位达成所需的控制功能,单一DAQ卡片即可满足系统中之大部分功能的整合。使用GPIB接口的电子负载及示波器,配合LabVIEW人机接口达到自动化量测程序;并且透过LabVIEW所提供之计算功能,可将所量测得到的数据,做进一步的计算与分析。


配合CVS机器视觉系统组件,可以检验出太阳能模块外观是否完整,同时监控系统现场画面。最终整合上述各种功能,并配合LabVIEW软件开发出容易操控的人机接口,将可另用户很方便的进行数据分析及取样,因此可建构出具低成本、高效能且易于操作之太阳能模块特性参数之量测系统。(本文作者杨嘉仁为龙华科技大学电机工程研究所研究生)


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