太陽能電池方陣

一、概述：

光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。樓宇新能源實訓(xùn)裝置（光伏發(fā)電系統(tǒng)）是在光伏發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加智能樓宇相關(guān)接口、來完成樓宇相關(guān)實驗。

它的主要部件是太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器。具有可靠性高、使用壽命長、不污染環(huán)境，離網(wǎng)發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電功能，除能夠完成光伏發(fā)電系統(tǒng)過程的學(xué)習(xí)外，還可以進(jìn)行離網(wǎng)發(fā)電實訓(xùn)和并網(wǎng)發(fā)電相關(guān)實訓(xùn)操作；

樓宇新能源實訓(xùn)裝置（光伏發(fā)電系統(tǒng)），主要是針新能源教學(xué)大綱實訓(xùn)教學(xué)需求研制，幫助學(xué)生理解太陽能光伏發(fā)電原理和學(xué)習(xí)光伏工程應(yīng)用技能。適用于廣大高等院校、高職院校的電氣工程及自動化、機(jī)電一體化技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)、電子信息工程和能源動力及新能源生產(chǎn)企業(yè)等領(lǐng)域。

圖：光伏發(fā)電系統(tǒng)組成圖

二、特點:

1）實驗臺各功能模塊獨立，實驗內(nèi)容豐富，便于組合及擴(kuò)展；

2）系統(tǒng)可組成獨立的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)或并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，實驗方便靈活；

3）所采用發(fā)電設(shè)備均和實際工程一樣，應(yīng)用及實用價值強(qiáng)；

4）采用工業(yè)鋁型材，實訓(xùn)屏采用工業(yè)鋁合金型材滑道；

三、技術(shù)指標(biāo):

1.多晶硅太陽能電池組

1）峰值功率：250W/塊

2）最大功率電壓：35VDC

3）最大功率電流：6.12A

4）開路電壓：42V

5）短路電流：6.09A

6）組件數(shù)量：4塊

2.光伏控制器1.2KW （蓄電池充放電管理）

主控芯片采用工業(yè)級16位高速MCU，運行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，配有獨立的人機(jī)操作LCD顯示屏，各項參數(shù)顯示可能過嵌入式按鍵切換，常規(guī)參數(shù)可以修改。

1）額定電壓：48VDC

2）充電功率：1.5KW

3）放電電流：28A

4）蓄電池欠壓保護(hù)：42VDC

5）蓄電池超壓保護(hù)：62VDC

6）輸出直流電流：25A

3.離網(wǎng)逆變器:

 1）使用*的雙CPU單片機(jī)智能控制技術(shù)，具有高可靠性、低故障率的特點；
   2）純正弦波輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣；
   3）具有完善的保護(hù)功能（過負(fù)載保護(hù)、內(nèi)部過溫保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)等），大大提高產(chǎn)品的可靠性；
   4）體積小、重量輕，內(nèi)部采用CPU集中控制、貼片技術(shù)，使得體積非常小、重量輕；
   5）散熱風(fēng)機(jī)智能控制，采用CPU控制散熱風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，大大延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，并且節(jié)約電能、提高工作效率；

6）       工作噪音小，效率高

7）直流輸入電壓：40～75VDC

8）額定輸出功率：1KW

9）輸出波形：純正弦波

10）輸出電壓：220VAC

11）頻率范圍：50Hz/60Hz

12）工作效率：90%

13）功率因數(shù)：>0.9

14）波形失真率≤5%  

15）工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃

16）相對濕度：﹤90﹪（25℃）

17）保護(hù)功能：短路、過熱、超載保護(hù)

18）特殊功能：完善的旁路功能，可以實現(xiàn)市電→光伏或光伏→市電之間的無縫切換，可優(yōu)選光伏優(yōu)先或市電優(yōu)先。

4.電力蓄能單元:

1）蓄電池類型：免維護(hù)膠體蓄電池

2）蓄電池組容量:12V/100Ah

3）蓄電池數(shù)量： 4個  采用4串連接

5.并網(wǎng)逆變器:

1）高頻雙向并網(wǎng)，單向并網(wǎng)功能 

2）高頻直接調(diào)制，AC半波合成

3）雙向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，逆向傳輸AC電流

4）單向并網(wǎng)方式：直接負(fù)載消耗，禁止逆向傳輸AC電流

5）無變壓器設(shè)計，最大效率可達(dá)97.5%，歐洲效率可達(dá)96.6%

6）MPP跟蹤精度（>99.9%）

7）較寬的直流電壓輸入范圍，兼容各種類型的太陽能組件

8）接線、安裝簡單，易于操作

9）IP65設(shè)計，適合室內(nèi)外各種環(huán)境下的安裝

10）可采用無線WiFi或GPRS方式通過移動設(shè)備或臺式電腦監(jiān)控發(fā)電量信息 （用戶可選）

高性能自動功率點追蹤（MPPT）:

強(qiáng)大的MPPT算法，以優(yōu)化來自太陽能電池板的功率收集，可精確地捕捉及鎖定最大輸出功率點，使發(fā)電量大幅提高到大于25%以上。

MPPT追蹤圖

電力輸出:（逆向電力傳輸）:

高效的電力逆向傳輸技術(shù)，逆變器在并網(wǎng)輸出模式時電力以反方向電力傳輸，自動檢測電路中的負(fù)載并優(yōu)*行使用，用不完的電力才向電網(wǎng)逆方向傳輸供應(yīng)到其他地方使用，電力傳輸率可達(dá)99.9%。在光伏發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)中使輸出效率更高。

并網(wǎng)湝波分量測試圖

6. 顯示單元:

方陣電壓、電流；逆向交流電壓、電流、頻率、功率；正向交流電壓、電流、頻率、功率；設(shè)備工作溫度、電池方陣溫度、實驗室溫度和濕度、實驗記時時鐘、逆向電量計量、正向電量計量。

各儀表采用實驗跳線連接，應(yīng)用靈活。

四、教學(xué)研究及實訓(xùn)項目:

 1、主要實驗實訓(xùn)內(nèi)容:

實驗1.太陽能光伏板能量轉(zhuǎn)換實驗實訓(xùn)；

實驗2.環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實驗實訓(xùn)；

實驗3.太陽能電池光伏系統(tǒng)直接負(fù)載特性實驗實訓(xùn)；

實驗4.太陽能控制器工作原理實驗實訓(xùn)；

實驗5.接反保護(hù)實驗；

實驗6.太陽能控制器對蓄電池的過充保護(hù)實驗實訓(xùn)；

實驗7.太陽能控制器對蓄電池的過放保護(hù)實驗實訓(xùn)；

實驗8.夜間防反充實驗；

實驗9.離網(wǎng)型逆變器工作原理實驗實訓(xùn)；

實驗10.獨立光伏發(fā)電實驗實訓(xùn)；

實驗11.并網(wǎng)型逆變器工作原理實驗實訓(xùn)。

2、并網(wǎng)逆變電源技術(shù)實驗:

實驗1、并網(wǎng)逆變電源單元組成原理技術(shù)實驗。

實驗2、并網(wǎng)逆變器的最大功率跟蹤 MPPT控制方法的比較實驗，探討新方法。

實驗3、光伏同步電源與風(fēng)電同步電源并網(wǎng)兼容控制技術(shù)測試實驗。

實驗4、并網(wǎng)逆變器的防孤島效應(yīng)瞬間保護(hù)技術(shù)測試試驗。 

實驗5、并網(wǎng)逆變電源輸出功率與光伏能量變換的實驗。 

實驗6、并網(wǎng)逆變電源直流輸入欠壓控制實驗。

實驗7、并網(wǎng)逆變電源交流輸出波形測試實驗。

實驗8、并網(wǎng)逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計算與測試實驗。

 3、太陽能控制器技術(shù)實驗:

實驗1、通用型充放電控制器充電、放電、保護(hù)、MPPT控制技術(shù)實驗。

實驗2、控制器模擬充電值和放電值保護(hù)點測試實驗。

實驗3、控制器戶用型和光控型功能模式實驗。

實驗4、控制器負(fù)載過載和短路保護(hù)靈敏度實驗。

4、離網(wǎng)逆變電源技術(shù)實驗:

實驗1、離網(wǎng)逆變器逆變基本控制原理實驗。

實驗2、離網(wǎng)逆變器輸入模擬直流電壓電流保護(hù)點測試實驗。 

實驗3、離網(wǎng)逆變器輸出交流模擬負(fù)載的電壓電流測試實驗。 

實驗4、離網(wǎng)逆變器在不同阻性和感性負(fù)載的瞬間啟動電流值測試實驗。

實驗5、離網(wǎng)逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計算與測試實驗。

5、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控軟件實驗:

實驗1、在上位軟件里查看單站監(jiān)控項目：直流電壓VDC、直流電流A、輸入功率KW 交流電壓VDC、交流電流A、輸出功率KW，日發(fā)電量KWh、日運行時數(shù)hmin、總發(fā)電量KWh、總運行時數(shù)h，二氧化炭排放量查詢。