【正文】 實驗達(dá)到的精度不大，在變化過程中不是很流暢，如果條件允許可以得到很好的改進(jìn)。如擬合方法為最小二乘法，該VI將依據(jù)下列等式最小化殘差，得到線性模型的斜率和截距：N是Y的長度，是權(quán)重的第i個元素，是最佳線性擬合的第個i元素，是Y的第i個元素。(3) 權(quán)重是觀測點(X，Y)的權(quán)重數(shù)組。(1) 新建一個VI，按照系統(tǒng)的功能，輸入電壓和電流，輸出串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻值。所以在前面板設(shè)計好以后，根據(jù)各個框圖之間的關(guān)系以及對數(shù)據(jù)的處理方法等設(shè)計框圖程序。如狀態(tài)的值為TRUE，代碼將為非零錯誤代碼。默認(rèn)值為空字符串。相位是波形的初始相位，以度為單位。真單擊按鈕時值為TRUE。圖39 函數(shù)面板及其子面板 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試中軟件設(shè)計的層次結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)軟件至上而下分為頂層應(yīng)用程序，中層功能模塊，以及底層的驅(qū)動程序和開發(fā)環(huán)境支持三個層次。2Boolean(布爾量)邏輯數(shù)值的控制和顯示。此外，許多底層子VI可以完成不同應(yīng)用軟件的通用功能，所以可以為將要構(gòu)建的應(yīng)用軟件開發(fā)一系列的適用子VI，這些子VI可以重復(fù)利用，使得大大提高了程序的開發(fā)效率。利用LabVIEW可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文樣，它是一個真正的32位編譯器。在安裝第二塊模塊時，系統(tǒng)會自動檢測安裝，不再經(jīng)過上述l～8的步驟，只是模塊的索引值不同。它的出現(xiàn)，讓設(shè)備接入有了一個統(tǒng)一和規(guī)范。(2) 采樣速率這一參數(shù)決定了每秒鐘進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的次數(shù)。由于一般電源供應(yīng)較多元件之后，電源是帶噪聲的，因此使用齊納二極管作為穩(wěn)壓零件，再利用可變電阻分壓。常見的信號類型有5類，其中模擬信號包括直流(DC)信號、時域信號和頻域信號；數(shù)字信號包括通斷和脈沖序列兩種類型。這一結(jié)論對于光伏電池的制造以及光伏特性的改善有重要的作用。根據(jù)光伏電池的這種工作特性，在選擇光伏電池的負(fù)載時，就需要選擇匹配的負(fù)載電阻使得負(fù)載電阻整體上大概等于光伏電池的內(nèi)阻。光伏電池可用恒流源、PN結(jié)二極管D、串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻組成的電路來表示，如圖21所示，電路為光伏電池的等效電路圖。光伏板模型及電磁特性2 光伏板模型及電磁特性 光伏電池的結(jié)構(gòu)和原理光伏電池是一種對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電能的器件。目前大多的太陽能組件測試系統(tǒng)多為人工施加負(fù)載，很難求出太陽能電池組件的最佳功率點，也不能自動畫出太陽能電池組件的曲線，也不能隨著溫度、光強(qiáng)、光譜的變化而自動修正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。此時，一些公司、科研院所相繼進(jìn)入電池檢測領(lǐng)域。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在未來十年仍將保持調(diào)整發(fā)展的勢頭。利用虛擬儀器技術(shù)，利用多功能數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備，建立了光伏電池性能測試平臺，對光伏電池性能參數(shù)進(jìn)行測試。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。最后對自己所設(shè)計出來的界面進(jìn)行調(diào)試，雖然沒有真正的組件測試，但是可以利用LabVIEW中的函數(shù)信號發(fā)生器仿真電壓、電流，然后得到電壓、電流曲線，圖像、功率曲線，進(jìn)而找到最佳功率點。由此可以看出，太陽能電池市場前景廣闊。同時作為新興的行業(yè)，太陽能電池產(chǎn)品的種類和性能變化非常快，與之相適應(yīng)的太陽能電池測試技術(shù)卻沒有能夠立即跟上。利用LabVIEW以及其它相關(guān)軟件對所測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，完成數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示及存儲等功能。硅光伏電池的基本材料為P型單晶硅，—。為并聯(lián)電阻，它主要是有電池表面污濁和半導(dǎo)體晶體缺陷引起的漏電流所對應(yīng)的PN結(jié)漏泄電阻和電池邊緣的漏泄電阻等組成。(2) 短路電流短路電流，就是將光伏電池置于標(biāo)準(zhǔn)光源的照射下，在輸出端短路時，流過光伏電池兩端的電流。電池的輸出功率和效率隨溫度升高而減少，每升高1℃，％，使用壽命也降低。 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試系統(tǒng)硬件設(shè)計本檢測系統(tǒng)的硬件主要有一臺電腦，數(shù)據(jù)采集卡USB7360，溫度傳感器，日射強(qiáng)度計，萬用表，可變電阻、電線組成。當(dāng)采集卡測量模擬信號時，必須考慮信號的輸入模式(單端輸入或差分輸入)、分辨率、輸入范圍、采樣范圍、采樣速率、精度和噪聲等因素，如果信號的特性不滿足直接利用采集卡進(jìn)行測量，一般還需要對信號進(jìn)行調(diào)理。如果把分辨率增加到16位，模/數(shù)轉(zhuǎn)換的細(xì)分?jǐn)?shù)值就可以從8增加到2的十六次方，即65536，它就可以更準(zhǔn)確的表示原始信號。具有真正的熱插拔、即插即用(PnP)功能。LabVIEW集成了與滿足GPIB，VXI，RS232和RS485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。用戶在使用虛擬儀器時，通過鼠標(biāo)、鍵盤來對儀器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，并在顯示類控件中對測試結(jié)果進(jìn)行顯示。(1) 工具模板(Tools Palette)具模板如圖37所示，該模板包含各種用于創(chuàng)建、修改LabVIEW中的對象，并可對VI程序進(jìn)行調(diào)試。Cluste(數(shù)組和簇)數(shù)組和簇的控制和顯示。因此，在LabVIEW軟件平臺中具體表現(xiàn)為“從上至下”的設(shè)計，程序中的“底層”就是一個個VI，當(dāng)設(shè)計編好一個VI，你可以把它當(dāng)作一個SubVI在比它更高的層中使用，而且這種層次是沒有限制的，一個個的VI構(gòu)成整個系統(tǒng)程序的總體。如圖31316所示。如錯誤發(fā)生在VI或函數(shù)運行之前，VI或函數(shù)將把錯誤輸入值傳遞至錯誤輸出。方波占空比是方波在一個周期內(nèi)高電平所占時間的百分比。，利用LabVIEW強(qiáng)大的圖形化界面功能，快速地編制友好的用戶界面。本檢測系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，各功能模塊以LabVlEW子VI的形式實現(xiàn)，檢測系統(tǒng)的基本流程圖如下圖41所示： 否參數(shù)設(shè)置硬件配置特性分析采集系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置測試開始測試結(jié)束？ 否數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理保存退出數(shù)據(jù)調(diào)用圖41 流程圖 子程序的調(diào)用本檢測系統(tǒng)采用了大量的子程序，在特性分析上面，幾乎每個參數(shù)檢測的實現(xiàn)都是靠調(diào)用子程序。這樣就建立了對應(yīng)的映射關(guān)系。兩次連續(xù)的調(diào)整之間殘差的相對差小于容差時，VI將返回此時的斜率和截距。實現(xiàn)了對光伏電池的各性能參數(shù)進(jìn)行分析和顯示。***老師敏捷的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識、理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)和對工作高度的責(zé)任心都深深地感染了我，為我樹立了良好的榜樣，并時刻鞭策我更加努力的學(xué)習(xí)和勤奮的工作。實現(xiàn)系統(tǒng)功能和界面的顯示。(8) 截距返回擬合模型的截距。同樣的道理，在電流趨向零時，曲線也有較好的線性關(guān)系，可得到 (42)這樣就可以得到串聯(lián)電阻。在程序設(shè)計過程中，子VI相當(dāng)于一個節(jié)點。系統(tǒng)設(shè)計可以分為三部分：(1) 首先創(chuàng)建前面板：前面板是用戶操作的面板，它使用戶實現(xiàn)對系統(tǒng)的執(zhí)行，而且用戶能觀察到的也是前面板，所以應(yīng)根據(jù)實際中的儀器面板以及該儀器所要實現(xiàn)的功能來設(shè)計前面板。如錯誤輸入表明在VI或函數(shù)運行前已發(fā)生錯誤，錯誤輸出將包含相同的錯誤信息。代碼是錯誤或警告代碼。默認(rèn)值為FALSE。為了提高運行速度，將原來的多個Case結(jié)構(gòu)合并為一個，合并后Case結(jié)構(gòu)的輸入值不再是單一的布爾控件，而變成改進(jìn)后的輸入值。于操作OLE，ActiveX等功能。如果控制模板不顯示，可以用城Windows菜單的Show Controls Palette功能打開它，也可以在前面板的空白處，點擊鼠標(biāo)右鍵，以彈出控制模板，如圖38所示。VI是具有層次結(jié)構(gòu)和模塊化的特點。它可以增強(qiáng)構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。開關(guān)量部分，本模塊有16路數(shù)字量輸入和16路數(shù)字量輸出接口，光隔16路輸出可配接PS002繼電器板。 USB7360數(shù)據(jù)采集卡經(jīng)過選擇比較，系統(tǒng)選用的是北京中泰研創(chuàng)科技有限公司自行研發(fā)的USB7360系列數(shù)據(jù)采集卡。(1) 通道數(shù)對于采用單端和差分兩種輸入方式的設(shè)備，模擬輸入通道數(shù)可以分為單端輸入通道數(shù)和差分輸入通道數(shù)。AD590產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1uA。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機(jī)的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自己定義的測量系統(tǒng)。(4) 填充因子光伏電池的另一個重要參數(shù)是填充因子FF，它是最大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積之比： (27)FF是衡量光伏電池輸出特性的重要指標(biāo)，是代表光伏電池在帶最佳負(fù)載時，能輸出的最大功率的特性，其值越大表示光伏電池的輸出功率越大。由于和是分別串聯(lián)和并聯(lián)在電路中的，所以進(jìn)行理想的電路計算時，這兩個電阻可以忽略不計，此時，流過負(fù)載的電流為： (21)采用單二極管模型，理想情況下光伏電池的電壓一電流特性即伏安特性可以寫為: (22)式(21)、(22)中，為光伏電池的暗電流或漏電流，單位為A：為P—N結(jié)的反向飽和暗電流，單位為A：為電子電荷()，單位為C；為玻爾茲曼常數(shù)()；為熱力學(xué)溫度，單位為K；n為常數(shù)因子(正偏電壓大時n值為1，正偏電壓小時n值為2)；e為自然對數(shù)的底。光生電子留于N區(qū)，光生空穴留于P區(qū)，在PN結(jié)的兩側(cè)形成正負(fù)電荷的積累，產(chǎn)生光塵電壓，此為光生伏打效應(yīng)。光伏電池輸出特性具有非線性特征，并且其輸出受光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)載情況影響。美國國家儀器公司(National Instrument簡稱NI)于20世紀(jì)70年代中期提出虛擬儀器的概念。在長三角、環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū)，已經(jīng)形成了各具特色的太陽能產(chǎn)業(yè)集群。目前光伏發(fā)電居世界各國前列的是日本、德國和美國。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 LabVIEW目 錄1 緒論 1 1 虛擬儀器的概述 2 本文研究的內(nèi)容和目的 2 本文研究的意義 32 光伏板模型及電磁特性 4 光伏電池的結(jié)構(gòu)和原理 4 光伏系統(tǒng)的狀態(tài)分析 5 電池的伏安特性曲線 5 功率匹配 7 光伏電池的檢測參數(shù) 83 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計過程 10 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 10 光伏電池板數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 10 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試系統(tǒng)硬件設(shè)計 11 傳感器的選擇 11 數(shù)據(jù)采集卡的選擇 13 USB7360數(shù)據(jù)采集卡 14 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試中虛擬儀器的軟件平臺 16 LabVIEW軟件介紹 16 LabVIEW的操作模板 20 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試中軟件設(shè)計的層次結(jié)構(gòu) 23 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和測試中軟件設(shè)計的程序結(jié)構(gòu) 234 光伏電池板數(shù)據(jù)采集和性能測試系統(tǒng)的軟件界面設(shè)計及流程 30 軟件界面設(shè)計思想 30 子程序的調(diào)用 31 轉(zhuǎn)換效率的檢測 33 最大功率 34 串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的檢測 34 填充因子的檢測 36 濾波子程序 36 整體界面的顯示 375 結(jié)論 38參考文獻(xiàn) 39致謝 4042緒論1 緒論 光伏電池領(lǐng)域現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)末本世紀(jì)初受到了世界各國的重視。在產(chǎn)業(yè)布局上，中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢。作為虛擬技術(shù)的重要組成部分——虛擬儀器(Virtual Instrument)是目前各國研究的熱點之一。太陽能光伏發(fā)電作為一種既清潔又環(huán)保的綠色能源，是近期急需的能源補(bǔ)充，又是未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。各區(qū)中的光生載流子如果在復(fù)合前能越過耗盡區(qū)，就對發(fā)光電壓作出貢獻(xiàn)。一個理想的光伏電池，串聯(lián)電阻很小，而并聯(lián)電阻很大。表示:。 LABVIEWPC太陽光伏電池板數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集特性分析光伏電池板面積日射強(qiáng)度計溫度傳感電流電壓溫度圖31 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 光伏電池板數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集(Data AcQuisition，DAQ)是從傳感器和其他待測設(shè)備等模擬或數(shù)字被測單元中自動采集信息的過程。即使電源在5～10V之間變化，其電流只是在1uA以下作微小變化。模擬輸入主要考慮的基本參數(shù)包括通道數(shù)、采樣速率、分辨率和輸入范圍等。它滿足了本系統(tǒng)的要求，而且價格低廉，減少了項目成本。模出部分，用戶可根據(jù)控制對象