光伏实训实验室组建方案1

光伏实训实验室组建

方案

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Hire4o

SolarLaboratorySystemInteratlonOperator

宪优实制实验宦

组建方案

比东海瑞克科技发展♦限公司

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一、公司介绍

北京海瑞克科技发展有限公司是由多位海外归国留学人员创立的高科技公

司。自公司成立以来，公司一直致力于新能源产品的开发和应用，目前已经在

光热应用、光伏发电系统、风光互补发电系统和太阳能电池测试产品方面取得

了重大进展。

公司在光伏实验室集成与设计方面走在全国前列，为多家企业及国家重点

项目提供实验室集成、设计、咨询及设备提供服务。公司依托强大的技术力

量，在专注于专业级光伏实验室集成的同时，还将太阳能光伏、光热、风光互

补、光伏建筑一体化等项目与教学实践相结合，研发出多种极具特色的太阳能

综合教学实训系统，将太阳能等新能源的综合应用与教学实践相结合。公司教

学实训设备将会为学生提供更为完整、更为真实、更为清晰的实训与操作平

台，为代课教师提供更为轻松的授课环境。

企业核心价值：绿色、智慧、超越、奉献

企业理念：产业专注、速度领先、成本领袖、宏大愿景

企业使命：为实验室提供最为合理的方案，为教学提供最为合适的方法

企业愿景：为太阳能插上腾飞的翅膀

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二、光伏实训实验室简介

北京海瑞克科技发展有限公司根据光伏发电行业的发展状况和行业特点，

将光伏发电、风光互补发电、光伏建筑一体化、光伏组件生产等进行教学式改

造，依据教学方面的特点生产行业内的各种教学实训系统，学生方便操作，对

进一步掌握行业内的知识打下了坚实的基础。

光伏实训实验根据用户学校的数量需求对实险室设备配置进行设计，能够

使学生在更加立体、全面的环境下对整个环节进行展示与培训。

1、本次实验室配置要求

＞同时满足50位学生上课使用

＞对光伏发电及光伏电池的性能进行全方位介绍与实训

2、实验室配置情况

根据客户的要求，我公司针对用户的要求，对实训实验室的设备配置情况

提供如下设计方案：

本套方案配置以学生实际操作为主，光伏发电的每个环节都能够让学生实

际操作，让学生能够体会到组件在工厂中的实际生产流程和工作方法，掌握光

伏发电/风光互补发电的工作原理和方法，掌握光伏建筑一体化的设计方法和施

工原则，对学生掌握实际工作中需要的技能非常重要。

方案中还结合到老师的讲解过程，设计有各环节的展示系统，使学生在具

体操作之前能够根据讲解/展示系统的配合进行正确的操作，保障学生的安全与

教学的顺利进行。

表一、光伏实训实验室设备配置方案

序号设备名称单位数量备注

1太阳能光伏电池综合实训系统套14一套设备供4位同

学同时使用

2风光互补发电实训系统套14一套设备供4位同

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学同时使用

3光伏建筑一体化综合实训系统套10一套设备供5位同

学同时使用

4太阳能光伏电池组件生产教学套1一套系统供全班同

实训系统学共同使用

5教学用光伏发电组装与建设实套10一套系统供5位同

训系统学使用

6技能大赛用光伏发电综合实训套2一套系统供20位同

系统学使用

7便携式太阳能光伏发电站测试套15一套系统供『4位

与评估系统同学使用

8组件生产过程工作方法讲解与套1教师讲解用

展示系统

本方案配置中结合了教师讲解与学生操作相结合，使学生能够对光伏发电

和相关产品有全方位的了解。

3、光伏实训实验室功能分配

结合上述实验室配备的设备情况，对实验室的房屋与教室安排提出以下分

配建议：

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表二、光伏实训实验室功能分配情况表

序号实训室名称主要设备单数面积要求电源建议楼环境要求实验室功能配套设备

位量（平方要求层设置需求

米）

1光伏发电综太阳能光伏套14120220V无特殊元特殊要1、便于学生了解与掌握1、多媒体

合实训室发电综合实(要求求.建议太阳能电池发电原理设备

训系统50Hz做除湿设2、设计太阳能光伏板能2、学生用

市电置量转换实验座椅

即可3、便于学生掌握环境对

光伏转换影响

4、掌握太阳能控制器工

作原理实

5、了解太阳能控制器对

蓄电池的过充保护

6、了解太阳能控制器对

蓄电池的过放保护

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7、了解离网逆变器工作

原理

8、了解并网型逆变需工

作原理实验

9、进行光伏并网实验

2风光互补发风光互补发套14120220V无特殊元特殊要1、了解风光互补发电具1、多媒体

电综合实训电实训系统1要求求,建议体工作原理设备

室50Hz做除湿设2、掌握风力发电与光伏2、学生用

市电H发电的组合设计方法座椅

即可3、掌握蓄电池充放电特

性及过压、欠压保护

4、掌握风力发电、太阳

能发电相关控制、测量、

技术

5、实现风力发电基础理

论与应用技术仿真

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6、实现分布式风力发

电、太阳能发电互补供电

系统控制技术仿真

7、实现固态并联逆变器

系统稳定性仿真

8、实现太阳能发电系统

用逆变器课程设计仿真

3光伏建筑一光伏建筑一套10120220V无特殊元特殊要1、观测光电、光热和温1、多媒体

体化综合实体化综合实I要求求，建议差物理现象和规律设备

训室训系统50Hz做除湿设2、了解和掌握光电、光2、学生用

市电热和温差物理效应的原理座椅

即可和实验方法

3、了解和掌握半导体器

件、光纤和相关传感器工

作原理了

4、掌握测量半导体器

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件、光纤和相关传感器的

物理特性的实验技术和方

法

5、学习组装相关实验模

块或测量装置，检测各种

器件、材料和传感器的基

本特性

6、学习应用光电、光热

和温差物理效应原理和实

险方法及相关器件进行各

种应用设计

7、学科交叉有助提高学

生科学思维、创新意识、

综合实验、自主设计和实

验研究能力

4光伏电池组太阳能光伏套1400380V一楼除尘、除1、实现对太阳能组件原

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件生产过程电池组件生工业渔设置，材料的认识；

实训室产教学实训用电保持良好2、掌握太阳能电池组件

系统通风生产的设备工艺流程；

组件生产过套13、掌握太阳能电池组件

程工作方法生产的加工工艺流程；

讲解与展示4、实现太阳能电池组件

系统系统设计；

5、实现太阳能电池组件

光电性能检测；

6、掌握太阳能电池组件

质量因素的检测；

7、提高学生操作的技

能。

5光伏发电站教学用光伏套10140无要无要求元特殊要1、掌握光伏发电站的具

组装实训室发电组装与求求体选址方法

建设实训系2、掌握光伏发电站选址

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统测量手段

3、掌握光伏组件的具体

组装与调节方法

4、掌握光伏组件的线缆

连接方法

5、掌握光伏逆变器、控

制器的具体使用方法

6光伏发电综技能大赛用套2120无要无要求元特殊要1、掌握光源跟踪模拟控1、多媒体

合性能测试光伏发电综求制系统设备

实验室合实训系统2、掌握太阳能控制系统2、学生用

相关使用方法；桌椅

3、掌握离网逆变负载系

统相关使用方法；

4、进行监控系统相关实

验；

5、进行PLC编程实验；

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6、进行太阳能电池板跟

踪实验

7、进行PLC通信监控实

验；

8、进行太阳能跟踪传感

器使用实验

7太阳能光伏便携式太阳套15室外室外室外室外1、便于学生进行太阳能室内教师

发电站系统能光伏发电电池及组件特性参数快速讲解与5KW

测试实验室站测试与评测试与分析。太阳能电

估系统2、进行太阳能电池及组站组合使

件特性曲线快速测试与分用

析。

3、太阳能电池及组件最

大功率快速测试与分析。

光伏组件生产实训系统安装模式示意图

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三、太阳能电池实训设备

1、光伏发电综合实训系统

设备名称：太阳能光伏发电综设备编号：HIK-SET-1

合实训系统

＞技术指标：

1、输入电源:220V±10%50HZ

2、设备尺寸：1550mmx800mmx1750mm

3、占地面积：2平米(单台)

4、设备整体重量：120Kg

5、工作环境：温度-10C°~40C。

6、相对湿度＜85%(25C°)

7、设备包装：木箱整体包装

＞系统组成

太阳能电池板、离网逆变器、并网逆变器、太阳能控制器、蓄电池、

直流负载、交流负载、数字式交直流电压电流表、按键，开关模块、人造

光源等

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＞产品特点及功能

1、系统功能配置完善，模块化设计，做工精细。

2、实验台实用价值强，所采用的太阳能电池板、智能控制器、蓄电池均

与现场应用中一样，可使学生深刻理解太阳能光伏发电的现场应用。

3、实验台配备了发光效果（光谱）最接近太阳光的伍灯来模拟太阳光

源，使得实训项巨随时都可以进行，从而不需要受天气变化的限制。

4、具备光伏型和家用型两种控制方式。

5、带有蓄电池电源存储系统，可进行市电充电，形成混合供电系统。

留有光伏组件升级端口，可外置较大功率的光伏组件。光伏组件可选择室

内放置和室外两种模式。

6、太阳能电池组具体参数如下：

峰值功率：15W；最大功率电压：18V；最大功率电流：0.84A；开路

电压：21.24V；短路电流：（）.91A；安装尺寸：420*350*25mm

7、太阳能控制器具体功能如下：

使用单片机和专用软件，实现智能控制，自动识别24V系统。采用串

联式PWM

充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一

半，充电效率较非PWM高3-6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充

自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。多种保护功能，包括蓄电池反接、

蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流

保护功能，输出短路保护功能。

8、蓄电池：为铅酸电池，具有如下特点：

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自放电率低；使用寿命长；深放电能力强；充电效率高；工作温度范

围宽。

9、离网逆变器：正弦波逆变器，具体功能参数如下：

纯正弦波输出（失真率＜4%）

输入输出完全隔离设计

能快速并行启动电容、电感负载

三色指示灯显示，输入电压，输出电压，负载水准和故障情形

负载控制风扇冷却

过压/欠压/短路/过载/超温保护

10、负载：

负载包括：LED灯，节能灯等，可提供多种应用负载实验：感性、阻

性、功能性应用实验（手机等智能设备）。

11、并网逆变器：

模拟并网系统的实验项目，实现DC-AC变换，输出电压：220VAC；

输入电压：DC12V,数据读取功能。

12、联网功能（微机另配）：

配备通讯适配器，与计算机进行连接，显示光伏发电系统的充电电

流，负载电流，蓄电池电压等技术参数，完成实验时数据的读取，可监测

太阳能发电系统的运转情况等。

＞实验项目

实验一：太阳能电池发电原理实验

实验二：太阳能光伏板能量转换实验

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实验三：环境对光伏转换影响实验

实验四：太阳能电池光伏系统直接负载特性实验

实验五：太阳能控制器工作原理实验

实验六：接反保护实验

实验七：太阳能控制器对蓄电池的过充保护实验

实验八：太阳能控制器对蓄电池的过放保护实验

实验九：夜间防反充实验

实验十：离网逆变器工作原理实验

实验十一：并网型逆变器工作原理实验

实验十二：光伏并网实验

2、风光互补发电实训系统

设备名称：风光互补发电实训设备编号：HIK-SET-2

系统

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＞产品简介

风光互补发电实验台，可完成风力机、太阳能互补独立运行系统实

验，和风能、太阳能并网运行实验系统的大部分控制过程实验及运行过程

演示。

＞实验内容

1、限速机械保护系统原理实验

2、限速电控保护系统原理实验

3、风、光互补最大功率点跟踪控制实验

4、过功率保护实脸

5、蓄申，池充放电特性及过压、欠球保护实验

6、风力发电、太阳能发电相关控制、测量、技术实验验

7、风力发电基础理论与应用技术仿真实验

8、分布式风力发电、太阳能发电互补供电系统控制技术实验仿真

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9、固态并联逆变器系统稳定性仿真

10、太阳能发电系统用逆变器课程设计仿真实验

＞实验配置

太阳电池组件、免维护蓄电池、逆变器、控制器、负载、风机、实验声

义、测试报告等

3、光伏建筑一体化实训系统

设备名称：光伏建筑一体化实设备编号：HIK-SET-6

训系统

＞产品简介

本实验装置的创新点是以建筑模型为载体，充分利用光电、光热和温

差物理效应的原理和实脸方法，将半导休，光纤、传感和测控技术融为一

体，构建了多模块的组合式的智能建筑物理综合创新设计平台。

该装置设计理念先进，科技含量高，综合性强，属于多学科交叉的实

验仪器，实验设计平台的各个模块，既有与光电、光热和温差物理效应的

原理和实验方法密切相关的基础物理实验，又有与半导体器件、光纤和各

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种传感器的物性测量的实验，还有利用物理效应、传感器和各种实验技术

围绕智能建筑载体进行应用设计的实验。通过智能化立体建筑模型激发学

生的兴趣，自主设计和综合实验研究与探索的欲望。

＞教学目的

1、观测光电、光热和温差物理现象和规律

2、了解和掌握光电、光热和温差物理效应的原理和实验方法

3、了解和掌握半导体器件、光纤和相关传感器工作原理了

4、掌握测量半导体器件、光纤和相关传感器的物理特性的实验技术和

方法

5、学习组装相关实验模块或测量装置，检测各种器件、材料和传感器

的基本特性

6、学习应用光电、光热和温差物理效应原理和实验方法及相关器件进

行各种应用设计

7、学科交叉有助提高学生科学思维、创新意识、综合实验、自主设计

和实验研究能力

＞仪器功能

I、光电效应模块（光伏发电系统）

1、太阳能电池短路电流测量

2、太阳能电池开路电压测量

3、太阳能电池伏安特性测量

4、太阳能电池负载特性测量

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5、超级电容物性测量

6、太阳能电池时间响应特性研究

7、太阳能电池光谱相应特性研究

8、光伏发电效率研究

9、超级电容电池的设计与组装

10、太阳能电池充电器设计

11、太阳能LED驱动电路设计

12、向日葵式太阳能跟踪系统的设计

Ils光热效应模块（太阳能集热系统）

1、光热转换效率测量

2、真空管的集热效率的测量

3、太阳能聚光系统设计

4、简易太阳能集热系统设计

5、简易太阳能干燥箱的设计

6、简易太阳能热水器的设计

7、简易太阳能灶具的设计

8、简易光热均衡自循环系统的设计

IIK温差效应模块（温差发电与制冷系统）

I、塞贝克效应

2、半导体制冷片的基本性能测量（短路电流、开路电压、伏安特性

3、制冷片冷、热端温度与短路电流的关系

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4、制冷片冷、热端温度与开路电压的关系

5、制冷片塞贝克系数测量

6、半导体制冷片输出功率曲线测量

7、半导体制冷阱的设计

8、简易微型半导体恒温器的设计

9、简易微型半导体制冷器的设计

10、简易微型温差发电模块的设计

11、简易微型温差照明系统的设计

IV、光纤特性与照明模块（系统）

1、光敏元件的光敏特性研究

2、端面发光光纤传输特性测量与照明设计

3、通体发光光纤传输特性测量与照明设计

4、流星光纤专输特性测量与照明设计

5、照明颜色控制

6、光纤一维寻光与照明系统设计（电动式、机械式、一维）

V、室内外环境控制和安防模块（系统）

1、红外碑化绿发光二极管物性测量

2、热释电传感器的物性测量

3、光电二极管的物性测量

4、智能节能百叶窗设计（根据气候环境进行采光的智能控制）

5、室内环境智能调控设计（利用通风、采光、开启家用电器调控室内

宜人环境）

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6、简易红外安防系统的设计

7、热释电报警器的设计

VI、环境监测和温室控制模块(系统)

1、数字风向和风速仪的设计

2、环境温度与湿度监测仪的设计

3、土壤温、湿度和PH值监测仪的设计

4、太阳光谱分析仪的设计

5、简易紫外线辐射测试仪的设计

6、简易空气污染监测仪的设计

7、简易微型木境监测站的设计

8、简易微型无人职守野外科考监测站的设计

＞实验配置

光电效应模块、光热效应模块、温差效应模块、光纤特性与照明模

块、环境控制和安防模块、环境监测和温室密制模块、采集系统、显示系

统、相关软件、仪器说明书、实验讲义

4、光伏电池组件生产实训系统

设备名称：光伏电池组件生产设备编号：HIK-SCPL

实训系统

(1)生产线运行的基本工艺路线

＞准备材料:将所需原材料准备到位.

＞焊接电池:将电池片检测分档，并焊接在一起,形成电池串.

＞材料裁切:将EVA.TPT.焊带，汇流条按设计尺寸进行切割.

＞组件铺设:将准备好的材料按照技术要求进行排版,叠放，形成待层压组件.

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＞组件层压:将准备好的待层压组件在层压机中层压和固化.

＞装框:裁掉组件边缘的多余部分并进行初检,组装上边框和接线盒，完成组

件层压.

＞性能测试:测试层压后组件光电性能，并按要求分选.

＞品质测试:在制作过程中执行其他测试,IV曲线测试,外观和高电压隔离.

＞入库:合格品入库,不合格品进行修复.

主要原材料

①钢化玻璃

②电池片

③EVA

（4TPT

接线盒

⑥焊带，汇流条

⑦铝合金边框及附属件

⑧密封注胶

（2）实验室内设备安装模式

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（3）组件生产线设备清单

序号名称单位数量

台

1半自动组件层压机（固化、修复一体）1

台

2太阳电池组件测试仪1

台

3玻璃清洗机1

台

4YAG激光划片机1

台

5组框装框机I

6待压组件周转车台2

7待装组件周转车台2

焊接台（每台含有2个单焊工位，1个串焊工位，集中风台

84

道，加热温度控制系统）

9铺设台（含太阳能模拟光源、粗检测系统）台2

台

10工作台（修边，清洁）EVA、TPT裁剪工作台2

台

II单片分选机1

（4）组件生产线生产工艺流程

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(5)组件生产线各设备技术参数

5-1光伏电池组件层压机

设备名称：光伏电池组件层压设备编号：HIK-SCPL-1

机

(1)设备特点

>设置安全气动锁缸阀，设备意外掉电或开盖到位时上盖将自动锁

止于现行位置，不会坠落。确保操作人员的安全。

>设置紧急按钮开关，出现意外情况时按下，层压机切断工作电

源，上盖将保持原位不动。保证解除意外情况和进行处理。

>报警系统:设置油箱缺油报警,加热超温报警,抽真空故障报警，开

盖欠压故障报警、真空泵故障报警、加热故障报警、测温模块故障报

警，非法操作故障报警，共8套报警装置，以确保工作状态的准确与

正常，提高成品率。

>设有紧急开盖装置，在意外掉电时可打开层压机上盖，取出组

件，进行再处理。解决了长期因意外掉电而无法将组件进行及时处理

而废掉的无奈境地。

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>设备控制电路完全采用低压控制，便于维修人员带电维修，并提

高安全系数。

(2)结构特点

>触摸屏可转向结构。技术领先，外观大方，结构紧凑，操作方

便。

>密封胶圈上置，延长使用寿命。

>动力臂平衡升降结构，使得上室开合动作更加平稳，安全。

>胶板防褶结构，延长胶板使用寿命。

>采用精加工厚钢板做加热平台的结沟，在此平台内部穿孔式油路

循环系统，保证了组件封装的温度均匀性、可控性的要求。

(3)性能特点

>智能化温度控制系统，使得温度更加均匀，更加易于对温度的设

定与控制。

>层压压力可调，且可以根据工艺调压，使得组件的质量更加优

良。

>可连续24小时高温工作。

>先进的触摸屏操作平台，使得操作更加直观、易懂。反应更加迅

速，性能更加稳定，故障率进一步降低。

>采用完全人性化的系统操作流程，整台设备配备有多处检测开

关，在正常的生产工作中，操作人员仅需将组件放入加热平台上，按动

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合盖开关即可，此设备将自动进行层压、固化，自动开盖，等待操作员

进行下一工序的处理。

(4)技术参数

>外型尺寸(mm)：2560x1460x1270

>层压面积(mm)：2200x1100

>设备重量(T)：3.2

>层压高度(mm)：25

>电源：AC38OV三相四线(Threephase,fourwire)

>需要的压力(MPa)：0.6-1.()

>需要的冷却水路流量(L/h)：480

>设备总功率(KW)：27

>操作控制方式:手动/半自动

>加热方式:油热方式，分底功和调功双套加热功能

>温控方式:PID智能温度控制

>工作区温度均匀性:S±1.5℃

>温控精度：W±1℃

>温控范围:3()℃-18()℃

>抽气速率:30升/秒、70升/秒

>层压时间：6-8分钟(含固化时间)

>作业真空度:200-20Pa

>抽空时间：4-6分钟

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5-2光伏电池组件测试仪

(1)产品概述

太阳能电池组件测试仪是一种高可靠性、高精度的太阳能电池组

件测试专用设备。设备采用大功率、长寿命的进口脉冲镜灯作为模拟

器光源，进口超高精度四通道同步数据采集卡进行测试数据采集，专

业的超线性电子负载保证测试结果精确。适合于太阳能光伏组件生产

厂家和高校实验室用作组件生产的检测。

(2)主要功能

>可测量i显示)参数：

>I-V曲线，P-V曲线，短路电流Isc,开路电压Voc,峰值功率

Pm,最大功率点电压Vm,最大功率点电流Im,填充因子FF,组件效

率小测试温度T。串联电阻Rs,并联电阻Rsh,同时还可以通过鼠标显示

曲线上任意点对应的电流、电压和功率参数。

>专业开发的线性扫描电子负载在保证测量结果准确的同时，还能

保证整个测量范围内的测量线性误差在±1%以内，这样可减少标准组件

的数量。

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>软件设计简洁实用，较标时只需校王相关系数即可。

>光源采用目前国际流行的脉冲标灯模拟器光源，恒光控制垂直从

下向上投射实现高均匀度的模拟太阳光，从而避免了因稳态阳光模拟器

带来的温度对测试结果的影响。

>进口脉冲血灯，确保测试光源的光谱正确，使用寿命长。

>语音报数及分档功能，根据需要用语言报出相关测量参数，便于

提高测量功效。

>电池测量采用四线连接，I-V曲线：从开路电压到短路电流采集

8000对数据确保测量的准确性。

>自动测量温度，并对测量结果进行温度校正。

>半导体探头测量待测电池温度，保证温度测量准确可靠。并进行

温度校正（可先装红外红温度测试探头）

>人机互动界面，操作更人性化。

（3）技术指标

>符合国家标准的3A级产品

>光谱范围符合IEC60904-9光谱辐照分布要求

>（AM1.5）A级

>最大可测电池组件尺寸：2000mm*2000mm

>功率测试范围：I-300W

>光源：高能脉冲镇灯（德国进口）

>光强100mW/cm（调节范围70-120mW/cm）

>光管寿命：？100000次

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>光均匀度：±1.5%,(专用的滤光光学组件)

》辐照不稳定度±0.1%A级

>测量范围和精度：

>电压0700V0.1%

>电流()〜20A0.1%

>测量误差：±1%

>重复测量误差：±0.5%

>数据采集时间：8sm

>标准系统配置：光源系统+电子负载+PC机+专用测试软件

>电源要求：220V/50HZ/2KW

>重量：200Kg

>外形尺寸：

>光源系统2()0()mm*1200mm

>机箱：2500mm*1500mm*1100mm

>可测量i显示)参数：

>I-V曲线，P-V曲线，Isc,Voc,Im,Vm,

>Pm,FF,Rs,Rsh,q,T。

5-3光伏电池单片分选机

设备名称：光伏电池单片分选设备编号：HIK-SCPL-3

机

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（1）产品特点

>该设备专门用于太阳能单晶硅和多晶硅单体电池片的分选筛选

>通过模拟太阳光谱光源，对电池片的相关参数进行测量，根据测

量结果将电池片进行分类

>自动校正设置，输入补偿参数，进行自动/手动温度补偿和光强度

补偿，具备自动测温与温度修正功能

>基于Windows的操作界面，测试软件人性化设计，记录并显示测

试曲线（I-V曲线、P曲线）和测试参数（Voc、Isc、Pm、I