Maple和MapleNet简化了太阳能电池板箔系统的开发-用户案例研究-Maplesoft


用户案例研究:Maple和MapleNet简化了太阳能电池板箔系统的开发

作为一名技术顾问,Peter Waegli博士与多家公司合作,为客户提供最新、最高效的技术。他的公司P.Waegli-Research博士为客户提供基于技术的战略和解决方案。他在多种应用中使用了数学模拟,如光纤压力传感器、MEMS流量传感器、真空传感器、光学涂层测量系统、安全应用的光纤开关、医学成像设备等。Maple是Waegli博士在其技术开发解决方案中值得信赖的工具。

Waegli博士说:“Maple有一个非常简单灵活的界面,使用起来非常简单。”。“这是一个非常强大和全面的数学引擎。”

Waegli博士最近提倡在一个与太阳能电池板有关的项目中使用Maple。太阳能电池板由一组相连的光伏电池组成,电池互连技术的类型影响太阳能电池板的性能。Eppstein Technologies是EppsteinFOILS的子公司,是用于互连和封装光伏电池的创新箔系统的开发商。在最近与Eppstein Technologies合作的一个项目中,Waegli博士使用Maple和MapleNet帮助公司简化箔片系统的开发过程。


图1-从
放置模块的测量平面

在开发新产品时,公司必须满足特定的客户要求,并在实际模型中验证性能。因此,该公司为其箔片系统构建了最多6个光伏电池的测试模块。然后,这些测试模块按照标准规定进行所需的模块生命周期测试。这些测试验证了使用该公司箔片系统制造的模块的性能符合行业质量标准以及客户要求的特定(通常更严格)规范。

为了简化测试过程,Eppstein Technologies与P.Waegli Research博士合作,决定建造一个模块测试仪,照亮测试模块,以测量其功率转换性能。模块测试仪必须具有成本效益、易于操作、可适应测试模块的尺寸,并允许相对于受箔系统影响的质量参数(即串联电阻、并联电阻和填充因子)对模块进行比较表征。决定LED照明最适合满足设计目标。


图2-中的典型光分布
测量平面的面积
单个光电管

在Maple中建立了这种光源的仿真模型。该模型模拟了LED光源的各种布置和规格的光分布和强度。然后将这些结果用于优化LED位置、LED特性、准直光学以及LED组件与测量平面的距离。Maple模型还考虑了照明光谱和光伏电池的光谱响应,以调整照明,使电池产生的输出与标准要求的1000W/m²照明产生的输出相等。根据建模阶段的优化结果,在第一次尝试时就构建并正确执行了测试仪光源。

Maple还用于创建模块本身的仿真模型。通过用该LED光源照射测试模块,测量被测光伏模块的电流-电压(I-V)曲线。Maple模型包含一种算法,该算法读取测量的I-V数据点,并将其与描述模块光响应的模拟I-V函数进行拟合。基于Maple找到的最佳拟合,工程师可以通过提取串联电阻、分流电阻和填充因子的值来确定模块的质量。通过模块和测试平台的虚拟模型,该公司能够在流程的早期优化其设计,减少他们需要创建和测试的昂贵物理原型的数量。

仿真模型和结果在交互式Maple文档中得到了充分描述,并使用MapleNet进行了共享,该解决方案允许用户将数学计算和可视化添加到其web和桌面应用程序中,并通过交互式Maple文件在web上共享解决方案。因此,项目中的每个设计工程师都可以访问这些信息,并可以使用自己的参数在线运行仿真。


图3-PV-模块评估器用户界面

Waegli博士认为Maple在竞争中具有显著优势,“与其他类似产品相比,Maple更易于使用。它直观的用户界面使操作参数变得简单,并且与其他工具具有极好的兼容性。此外,它的文档界面非常有用,因为它提供了大量的机会来记录我的工作。”

作为一名顾问,Waegli博士需要一个软件工具,使他能够灵活地与位于不同地点的不同团队共享他的工作,而他的客户不必投资于新软件。MapleNet为他提供了这种设施,因为它是基于互联网的交付。“使用MapleNet,我觉得可以更好地控制我共享的数据。与其他工具不同,MapleNet不需要播放器,这使得它非常容易使用。”

Waegli博士选择Maple和MapleNet作为其所有涉及数学计算和分析的项目的主要开发平台。