太陽能光伏發(fā)電綜合實訓(xùn)系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)
2024-03-01 10:34太陽能光伏發(fā)電綜合實訓(xùn)系統(tǒng)是一種針對太陽能發(fā)電技術(shù)的實踐教學(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)通過模擬真實的太陽能發(fā)電環(huán)境，使學(xué)生能夠更深入地理解太陽能光伏發(fā)電的基本原理和實際操作。
實訓(xùn)系統(tǒng)主要由模擬光源、環(huán)境檢測系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、太陽能光伏電池組、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)光效果最接近太陽光的氙燈，以模擬太陽光源，使得實訓(xùn)項目可以隨時進(jìn)行，不受天氣變化的影響。同時，系統(tǒng)還配備了環(huán)境檢測系統(tǒng)，以監(jiān)測和控制實訓(xùn)過程中的環(huán)境條件，確保實訓(xùn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
實訓(xùn)系統(tǒng)的太陽能電池板采用陣列組裝形式，由多塊小型太陽能電池板組成，可實現(xiàn)太陽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能電池板組網(wǎng)方式。此外，系統(tǒng)還配備了自動跟蹤單元，可以實現(xiàn)雙軸全自動跟蹤，以最大限度地提高太陽能的利用率。
實訓(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端口，可外置較大功率的光伏組件，以滿足不同實訓(xùn)需求。
通過太陽能光伏發(fā)電綜合實訓(xùn)系統(tǒng)的實踐操作，學(xué)生可以掌握太陽能發(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)計等技能，從而更好地理解和應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。同時，該系統(tǒng)還可以提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，為其未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
實訓(xùn)系統(tǒng)主要由模擬光源、環(huán)境檢測系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、太陽能光伏電池組、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)光效果最接近太陽光的氙燈，以模擬太陽光源，使得實訓(xùn)項目可以隨時進(jìn)行，不受天氣變化的影響。同時，系統(tǒng)還配備了環(huán)境檢測系統(tǒng)，以監(jiān)測和控制實訓(xùn)過程中的環(huán)境條件，確保實訓(xùn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
實訓(xùn)系統(tǒng)的太陽能電池板采用陣列組裝形式，由多塊小型太陽能電池板組成，可實現(xiàn)太陽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能電池板組網(wǎng)方式。此外，系統(tǒng)還配備了自動跟蹤單元，可以實現(xiàn)雙軸全自動跟蹤，以最大限度地提高太陽能的利用率。
實訓(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端口，可外置較大功率的光伏組件，以滿足不同實訓(xùn)需求。
通過太陽能光伏發(fā)電綜合實訓(xùn)系統(tǒng)的實踐操作，學(xué)生可以掌握太陽能發(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)計等技能，從而更好地理解和應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。同時，該系統(tǒng)還可以提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，為其未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
DB-PV18太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗實訓(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%;過放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動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、欠壓保護(hù)、太陽能電池組件短路保護(hù)，具有自動恢的輸出過流保護(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.太陽能控制器具體功能如下
◆ 使用單片機(jī)和專用軟件，實現(xiàn)智能控制，自動識別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%;過放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動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、欠壓保護(hù)、太陽能電池組件短路保護(hù)，具有自動恢的輸出過流保護(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，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：
◆ 自放電率低
◆ 使用壽命長
◆ 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)時蓄電池電量自動測量功能
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
◆ 能快速并行啟動電容、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
◆ 過壓/欠壓/短路/過載/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使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。
系統(tǒng)面板設(shè)有用來測量DC、AC相關(guān)參數(shù)的多個測試端口，可測量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過程中的電壓電流及曲線變化和波形對比。
6級功率搜索功能
在自動調(diào)整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點，向最大功率點加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時ST燈長亮。
在進(jìn)行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。
寬電壓輸入（15-62VDC）
二級功率變壓轉(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
◆ 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）
7.監(jiān)測儀表：
完成實驗時數(shù)據(jù)的讀取，可監(jiān)測太陽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、實驗項目：
實驗一 太陽能光伏板能量轉(zhuǎn)換實驗
實驗二 環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實驗
實驗三 太陽能電池光伏系統(tǒng)直接負(fù)載特性實驗
實驗四 太陽能控制器工作原理實驗
實驗五 接反保護(hù)實驗
實驗六 太陽能控制器對蓄電池的過充保護(hù)實驗
實驗七 太陽能控制器對蓄電池的過放保護(hù)實驗
實驗八 夜間防反充實驗
實驗九 離網(wǎng)型逆變器工作原理實驗
實驗十 獨立光伏發(fā)電實驗
實驗十一 并網(wǎng)型逆變器工作原理實驗
實驗十二 光伏并網(wǎng)實驗
四、主要設(shè)備清單：
1.太陽能電池組具體參數(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.太陽能控制器具體功能如下
◆ 使用單片機(jī)和專用軟件，實現(xiàn)智能控制，自動識別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%;過放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動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、欠壓保護(hù)、太陽能電池組件短路保護(hù)，具有自動恢的輸出過流保護(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，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：
◆ 自放電率低
◆ 使用壽命長
◆ 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)時蓄電池電量自動測量功能
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
◆ 能快速并行啟動電容、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
◆ 過壓/欠壓/短路/過載/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使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。
系統(tǒng)面板設(shè)有用來測量DC、AC相關(guān)參數(shù)的多個測試端口，可測量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過程中的電壓電流及曲線變化和波形對比。
6級功率搜索功能
在自動調(diào)整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點，向最大功率點加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時ST燈長亮。
在進(jìn)行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。
寬電壓輸入（15-62VDC）
二級功率變壓轉(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
◆ 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）
7.監(jiān)測儀表：
完成實驗時數(shù)據(jù)的讀取，可監(jiān)測太陽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、實驗項目：
實驗一 太陽能光伏板能量轉(zhuǎn)換實驗
實驗二 環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實驗
實驗三 太陽能電池光伏系統(tǒng)直接負(fù)載特性實驗
實驗四 太陽能控制器工作原理實驗
實驗五 接反保護(hù)實驗
實驗六 太陽能控制器對蓄電池的過充保護(hù)實驗
實驗七 太陽能控制器對蓄電池的過放保護(hù)實驗
實驗八 夜間防反充實驗
實驗九 離網(wǎng)型逆變器工作原理實驗
實驗十 獨立光伏發(fā)電實驗
實驗十一 并網(wǎng)型逆變器工作原理實驗
實驗十二 光伏并網(wǎng)實驗
四、主要設(shè)備清單：
| 序號 | 名 稱 | 型 號 | 數(shù)量 | 單位 | 價格 |
| 1 | 實驗臺 | 1 | 臺 | ||
| 2 | 太陽能電池板 | 1 | 塊 | ||
| 3 | 離網(wǎng)逆變電源 | 1 | 臺 | ||
| 4 | 同步逆變電源 | 1 | 臺 | ||
| 5 | 太陽能控制器 | 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 |