太陽能電池方陣

一、概述：

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

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，離網發(fā)電和并網發(fā)電功能，除能夠完成光伏發(fā)電系統過程的學習外，還可以進行離網發(fā)電實訓和并網發(fā)電相關實訓操作；

樓宇新能源實訓裝置（光伏發(fā)電系統），主要是針新能源教學大綱實訓教學需求研制，幫助學生理解太陽能光伏發(fā)電原理和學習光伏工程應用技能。適用于廣大高等院校、高職院校的電氣工程及自動化、機電一體化技術、計算機控制技術、電力系統自動化技術、電子信息工程和能源動力及新能源生產企業(yè)等領域。

圖：光伏發(fā)電系統組成圖

二、特點:

1）實驗臺各功能模塊獨立，實驗內容豐富，便于組合及擴展；

2）系統可組成獨立的離網發(fā)電系統或并網發(fā)電系統，實驗方便靈活；

3）所采用發(fā)電設備均和實際工程一樣，應用及實用價值強；

4）采用工業(yè)鋁型材，實訓屏采用工業(yè)鋁合金型材滑道；

三、技術指標:

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，配有獨立的人機操作LCD顯示屏，各項參數顯示可能過嵌入式按鍵切換，常規(guī)參數可以修改。

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：42VDC

5）蓄電池超壓保護：62VDC

6）輸出直流電流：25A

3.離網逆變器:

 1）使用*的雙CPU單片機智能控制技術，具有高可靠性、低故障率的特點；
   2）純正弦波輸出，帶負載能力強，應用范圍廣；
   3）具有完善的保護功能（過負載保護、內部過溫保護、輸出短路保護、輸入欠壓保護、輸入過壓保護等），大大提高產品的可靠性；
   4）體積小、重量輕，內部采用CPU集中控制、貼片技術，使得體積非常小、重量輕；
   5）散熱風機智能控制，采用CPU控制散熱風機的工作狀態(tài)，大大延長風機的使用壽命，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：>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）保護功能：短路、過熱、超載保護

18）特殊功能：完善的旁路功能，可以實現市電→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：免維護膠體蓄電池

2）蓄電池組容量:12V/100Ah

3）蓄電池數量： 4個  采用4串連接

5.并網逆變器:

1）高頻雙向并網，單向并網功能 

2）高頻直接調制，AC半波合成

3）雙向并網方式：直接負載消耗，逆向傳輸AC電流

4）單向并網方式：直接負載消耗，禁止逆向傳輸AC電流

5）無變壓器設計，最大效率可達97.5%，歐洲效率可達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設計，適合室內外各種環(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，逆變器在并網輸出模式時電力以反方向電力傳輸，自動檢測電路中的負載并優(yōu)*行使用，用不完的電力才向電網逆方向傳輸供應到其他地方使用，電力傳輸率可達99.9%。在光伏發(fā)電應用系統中使輸出效率更高。

并網湝波分量測試圖

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，應用靈活。

四、教學研究及實訓項目:

 1、主要實驗實訓內容:

實驗1.太陽能光伏板能量轉換實驗實訓；

實驗2.環(huán)境對光伏轉換影響實驗實訓；

實驗3.太陽能電池光伏系統直接負載特性實驗實訓；

實驗4.太陽能控制器工作原理實驗實訓；

實驗5.接反保護實驗；

實驗6.太陽能控制器對蓄電池的過充保護實驗實訓；

實驗7.太陽能控制器對蓄電池的過放保護實驗實訓；

實驗8.夜間防反充實驗；

實驗9.離網型逆變器工作原理實驗實訓；

實驗10.獨立光伏發(fā)電實驗實訓；

實驗11.并網型逆變器工作原理實驗實訓。

2、并網逆變電源技術實驗:

實驗1、并網逆變電源單元組成原理技術實驗。

實驗2、并網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、光伏同步電源與風電同步電源并網兼容控制技術測試實驗。

實驗4、并網逆變器的防孤島效應瞬間保護技術測試試驗。 

實驗5、并網逆變電源輸出功率與光伏能量變換的實驗。 

實驗6、并網逆變電源直流輸入欠壓控制實驗。

實驗7、并網逆變電源交流輸出波形測試實驗。

實驗8、并網逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計算與測試實驗。

 3、太陽能控制器技術實驗:

實驗1、通用型充放電控制器充電、放電、保護、MPPT控制技術實驗。

實驗2、控制器模擬充電值和放電值保護點測試實驗。

實驗3、控制器戶用型和光控型功能模式實驗。

實驗4、控制器負載過載和短路保護靈敏度實驗。

4、離網逆變電源技術實驗:

實驗1、離網逆變器逆變基本控制原理實驗。

實驗2、離網逆變器輸入模擬直流電壓電流保護點測試實驗。 

實驗3、離網逆變器輸出交流模擬負載的電壓電流測試實驗。 

實驗4、離網逆變器在不同阻性和感性負載的瞬間啟動電流值測試實驗。

實驗5、離網逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計算與測試實驗。

5、并網發(fā)電系統監(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hmin、總發(fā)電量KWh、總運行時數h，二氧化炭排放量查詢。