太陽(yáng)能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)
2024-03-01 10:34太陽(yáng)能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種針對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)設(shè)備，主要應(yīng)用于職高、大學(xué)、研究生以及企業(yè)技工的教育和培訓(xùn)中。該系統(tǒng)通過(guò)模擬真實(shí)的太陽(yáng)能發(fā)電環(huán)境，使學(xué)生能夠更深入地理解太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本原理和實(shí)際操作。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由模擬光源、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交直流負(fù)載等部分構(gòu)成。其中，模擬光源采用發(fā)光效果最接近太陽(yáng)光的氙燈，以模擬太陽(yáng)光源，使得實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以隨時(shí)進(jìn)行，不受天氣變化的影響。同時(shí)，系統(tǒng)還配備了環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)和控制實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的環(huán)境條件，確保實(shí)訓(xùn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板采用陣列組裝形式，由多塊小型太陽(yáng)能電池板組成，可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板的并接和串接方式，從而提供大電流或大電壓的兩種太陽(yáng)能電池板組網(wǎng)方式。此外，系統(tǒng)還配備了自動(dòng)跟蹤單元，可以實(shí)現(xiàn)雙軸全自動(dòng)跟蹤，以最大限度地提高太陽(yáng)能的利用率。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有多種功能，包括光伏型和家用型兩種控制方式，以及帶有蓄電池電源存儲(chǔ)系統(tǒng)，可進(jìn)行市電充電，形成混合供電系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)還留有光伏組件升級(jí)端口，可外置較大功率的光伏組件，以滿足不同實(shí)訓(xùn)需求。
通過(guò)太陽(yáng)能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)踐操作，學(xué)生可以掌握太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)備選型、安裝、接線、調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技能，從而更好地理解和應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，為其未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由模擬光源、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交直流負(fù)載等部分構(gòu)成。其中，模擬光源采用發(fā)光效果最接近太陽(yáng)光的氙燈，以模擬太陽(yáng)光源，使得實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以隨時(shí)進(jìn)行，不受天氣變化的影響。同時(shí)，系統(tǒng)還配備了環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)和控制實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的環(huán)境條件，確保實(shí)訓(xùn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板采用陣列組裝形式，由多塊小型太陽(yáng)能電池板組成，可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板的并接和串接方式，從而提供大電流或大電壓的兩種太陽(yáng)能電池板組網(wǎng)方式。此外，系統(tǒng)還配備了自動(dòng)跟蹤單元，可以實(shí)現(xiàn)雙軸全自動(dòng)跟蹤，以最大限度地提高太陽(yáng)能的利用率。
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有多種功能，包括光伏型和家用型兩種控制方式，以及帶有蓄電池電源存儲(chǔ)系統(tǒng)，可進(jìn)行市電充電，形成混合供電系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)還留有光伏組件升級(jí)端口，可外置較大功率的光伏組件，以滿足不同實(shí)訓(xùn)需求。
通過(guò)太陽(yáng)能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)踐操作，學(xué)生可以掌握太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)備選型、安裝、接線、調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技能，從而更好地理解和應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，為其未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
DB-PV18太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置采用串聯(lián)式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過(guò)放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動(dòng)控制方式有利于提高蓄電池壽命。多種保護(hù)功能，包括蓄電池反接、蓄電池過(guò)、欠壓保護(hù)、太陽(yáng)能電池組件短路保護(hù)，具有自動(dòng)恢的輸出過(guò)流保護(hù)功能，輸出短路保護(hù)功能。
一、主要技術(shù)指標(biāo)及規(guī)格：
1.太陽(yáng)能電池組具體參數(shù)如下：
◆ 峰值功率：30W
◆ 最大功率電壓：17.5V
◆ 最大功率電流：1.95A
◆ 開路電壓：22V
◆ 短路電流：2.2A
◆ 安裝尺寸：622*550*18mm
2.太陽(yáng)能控制器具體功能如下
◆ 使用單片機(jī)和專用軟件，實(shí)現(xiàn)智能控制，自動(dòng)識(shí)別24V系統(tǒng)。
◆ 采用串聯(lián)式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過(guò)放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動(dòng)控制方式有利于提高蓄電池壽命。
◆ 多種保護(hù)功能，包括蓄電池反接、蓄電池過(guò)、欠壓保護(hù)、太陽(yáng)能電池組件短路保護(hù)，具有自動(dòng)恢的輸出過(guò)流保護(hù)功能，輸出短路保護(hù)功能。
◆ 具有豐富的工作模式，如光控，光控＋延時(shí)，通用控制等模式。
◆ 浮充電溫度補(bǔ)償功能。
◆ 使用定制大屏幕LCD液晶顯示器、充電、放電，光伏、蓄電池，負(fù)載各參數(shù)一目了然，一鍵式操作即可完成所有設(shè)置，方便直觀。
◆ 優(yōu)良的通訊功能配備獨(dú)立的上位機(jī)軟件，保證與PC機(jī)之間良好通訊，畫面人性化，清晰、直觀、操作方便。與PC機(jī)連接后對(duì)控制器的參數(shù)及功能控制更加靈活，充分滿足不同教學(xué)應(yīng)用需求。
3.蓄電池：一般為鉛酸電池，具有如下特點(diǎn)：
◆ 自放電率低
◆ 使用壽命長(zhǎng)
◆ 深放電能力強(qiáng)
◆ 充電效率高 工作溫度范圍寬
◆ 增加系統(tǒng)停機(jī)時(shí)蓄電池電量自動(dòng)測(cè)量功能
4.離網(wǎng)逆變器：正弦波逆變器，具體功能參數(shù)如下：
◆ 純正弦波輸出(失真率<4%)
◆ 輸入輸出完全隔離設(shè)計(jì)
◆ 能快速并行啟動(dòng)電容、電感負(fù)載
◆ 三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負(fù)載水準(zhǔn)和故障情形
◆ 負(fù)載控制風(fēng)扇冷卻
◆ 過(guò)壓/欠壓/短路/過(guò)載/超溫保護(hù)
5．負(fù)載：
◆ 直流負(fù)載包括：LED燈，風(fēng)機(jī)等；
◆ 交流負(fù)載包括：節(jié)能燈和交流電機(jī)等。
6.并網(wǎng)逆變器：
并網(wǎng)逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級(jí)能量變換的結(jié)構(gòu)。DC－DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)使其跟蹤最大功率點(diǎn)；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時(shí)獲得單位功率因數(shù)。
系統(tǒng)面板設(shè)有用來(lái)測(cè)量DC、AC相關(guān)參數(shù)的多個(gè)測(cè)試端口，可測(cè)量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過(guò)程中的電壓電流及曲線變化和波形對(duì)比。
6級(jí)功率搜索功能
在自動(dòng)調(diào)整的過(guò)程中，會(huì)看到LOW燈不停的閃爍，功率會(huì)由0作為起點(diǎn)，向最大功率點(diǎn)加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時(shí)ST燈長(zhǎng)亮。
在進(jìn)行6級(jí)功率搜索程序時(shí)，所需的時(shí)間為10分鐘。
寬電壓輸入（15-62VDC）
二級(jí)功率變壓轉(zhuǎn)換
◆ 高頻雙向并網(wǎng)，單向并網(wǎng)功能
◆ 高頻直接調(diào)制，AC半波合成
◆ 雙向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，逆向傳輸AC電流
◆ 單向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，禁止逆向傳輸AC電流
多頻率輸出功能，可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電
◆ 頻率范圍：45Hz~63Hz
◆ 直接連接到太陽(yáng)能電池板（不需要連接電池）
7.監(jiān)測(cè)儀表：
完成實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取，可監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池組的電壓和電流；并網(wǎng)逆變器輸出的電壓和電流；離網(wǎng)逆變器輸出的電壓和電流。
上位機(jī)通訊聯(lián)機(jī)界面圖
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
實(shí)驗(yàn)一 太陽(yáng)能光伏板能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二 環(huán)境對(duì)光伏轉(zhuǎn)換影響實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三 太陽(yáng)能電池光伏系統(tǒng)直接負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四 太陽(yáng)能控制器工作原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五 接反保護(hù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)六 太陽(yáng)能控制器對(duì)蓄電池的過(guò)充保護(hù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)七 太陽(yáng)能控制器對(duì)蓄電池的過(guò)放保護(hù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)八 夜間防反充實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)九 離網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十 獨(dú)立光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十一 并網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十二 光伏并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
四、主要設(shè)備清單：
1.太陽(yáng)能電池組具體參數(shù)如下：
◆ 峰值功率：30W
◆ 最大功率電壓：17.5V
◆ 最大功率電流：1.95A
◆ 開路電壓：22V
◆ 短路電流：2.2A
◆ 安裝尺寸：622*550*18mm
2.太陽(yáng)能控制器具體功能如下
◆ 使用單片機(jī)和專用軟件，實(shí)現(xiàn)智能控制，自動(dòng)識(shí)別24V系統(tǒng)。
◆ 采用串聯(lián)式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過(guò)放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動(dòng)控制方式有利于提高蓄電池壽命。
◆ 多種保護(hù)功能，包括蓄電池反接、蓄電池過(guò)、欠壓保護(hù)、太陽(yáng)能電池組件短路保護(hù)，具有自動(dòng)恢的輸出過(guò)流保護(hù)功能，輸出短路保護(hù)功能。
◆ 具有豐富的工作模式，如光控，光控＋延時(shí)，通用控制等模式。
◆ 浮充電溫度補(bǔ)償功能。
◆ 使用定制大屏幕LCD液晶顯示器、充電、放電，光伏、蓄電池，負(fù)載各參數(shù)一目了然，一鍵式操作即可完成所有設(shè)置，方便直觀。
◆ 優(yōu)良的通訊功能配備獨(dú)立的上位機(jī)軟件，保證與PC機(jī)之間良好通訊，畫面人性化，清晰、直觀、操作方便。與PC機(jī)連接后對(duì)控制器的參數(shù)及功能控制更加靈活，充分滿足不同教學(xué)應(yīng)用需求。
3.蓄電池：一般為鉛酸電池，具有如下特點(diǎn)：
◆ 自放電率低
◆ 使用壽命長(zhǎng)
◆ 深放電能力強(qiáng)
◆ 充電效率高 工作溫度范圍寬
◆ 增加系統(tǒng)停機(jī)時(shí)蓄電池電量自動(dòng)測(cè)量功能
4.離網(wǎng)逆變器：正弦波逆變器，具體功能參數(shù)如下：
◆ 純正弦波輸出(失真率<4%)
◆ 輸入輸出完全隔離設(shè)計(jì)
◆ 能快速并行啟動(dòng)電容、電感負(fù)載
◆ 三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負(fù)載水準(zhǔn)和故障情形
◆ 負(fù)載控制風(fēng)扇冷卻
◆ 過(guò)壓/欠壓/短路/過(guò)載/超溫保護(hù)
5．負(fù)載：
◆ 直流負(fù)載包括：LED燈，風(fēng)機(jī)等；
◆ 交流負(fù)載包括：節(jié)能燈和交流電機(jī)等。
6.并網(wǎng)逆變器：
并網(wǎng)逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級(jí)能量變換的結(jié)構(gòu)。DC－DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)使其跟蹤最大功率點(diǎn)；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時(shí)獲得單位功率因數(shù)。
系統(tǒng)面板設(shè)有用來(lái)測(cè)量DC、AC相關(guān)參數(shù)的多個(gè)測(cè)試端口，可測(cè)量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過(guò)程中的電壓電流及曲線變化和波形對(duì)比。
6級(jí)功率搜索功能
在自動(dòng)調(diào)整的過(guò)程中，會(huì)看到LOW燈不停的閃爍，功率會(huì)由0作為起點(diǎn)，向最大功率點(diǎn)加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時(shí)ST燈長(zhǎng)亮。
在進(jìn)行6級(jí)功率搜索程序時(shí)，所需的時(shí)間為10分鐘。
寬電壓輸入（15-62VDC）
二級(jí)功率變壓轉(zhuǎn)換
◆ 高頻雙向并網(wǎng)，單向并網(wǎng)功能
◆ 高頻直接調(diào)制，AC半波合成
◆ 雙向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，逆向傳輸AC電流
◆ 單向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，禁止逆向傳輸AC電流
多頻率輸出功能，可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電
◆ 頻率范圍：45Hz~63Hz
◆ 直接連接到太陽(yáng)能電池板（不需要連接電池）
7.監(jiān)測(cè)儀表：
完成實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取，可監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池組的電壓和電流；并網(wǎng)逆變器輸出的電壓和電流；離網(wǎng)逆變器輸出的電壓和電流。
上位機(jī)通訊聯(lián)機(jī)界面圖
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
實(shí)驗(yàn)一 太陽(yáng)能光伏板能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二 環(huán)境對(duì)光伏轉(zhuǎn)換影響實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三 太陽(yáng)能電池光伏系統(tǒng)直接負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四 太陽(yáng)能控制器工作原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五 接反保護(hù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)六 太陽(yáng)能控制器對(duì)蓄電池的過(guò)充保護(hù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)七 太陽(yáng)能控制器對(duì)蓄電池的過(guò)放保護(hù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)八 夜間防反充實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)九 離網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十 獨(dú)立光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十一 并網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十二 光伏并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
四、主要設(shè)備清單：
| 序號(hào) | 名 稱 | 型 號(hào) | 數(shù)量 | 單位 | 價(jià)格 |
| 1 | 實(shí)驗(yàn)臺(tái) | 1 | 臺(tái) | ||
| 2 | 太陽(yáng)能電池板 | 1 | 塊 | ||
| 3 | 離網(wǎng)逆變電源 | 1 | 臺(tái) | ||
| 4 | 同步逆變電源 | 1 | 臺(tái) | ||
| 5 | 太陽(yáng)能控制器 | 1 | 只 | ||
| 6 | 蓄電池 | 1 | 組 | ||
| 7 | 直流負(fù)載 | 1 | 套 | ||
| 8 | 交流負(fù)載 | 1 | 套 | ||
| 9 | 人造光源 | 1 | 套 | ||
| 10 | 穩(wěn)壓電源 | 1 | 臺(tái) |