北京理工大學珠海學院弘毅樓—太陽能光伏發電實訓系統

一、系統實訓應用范圍：

      主要提供于職高、大學、研究生、企業技工以太陽能發電為主課題的研究和培訓。實驗系統各部分通過電纜連接，可組成一套既能演示又能動手設計、安裝、調試的風力發電實訓系統。

二、技術參數

 2.1、太陽能電池板

太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用4塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實現太陽能電池板的并接方式和串接方式，進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網方式。

?最大輸出功率：4*10W

?開路電壓：21.24V（并聯），4*21.24V（串聯）

?短路電流：4*0.75A（并聯），0.57A（串聯）

 2.2、自動跟蹤單元

?跟蹤方式：雙軸全自動跟蹤； 精度：±0.5°

?水平回轉角度：360° ；俯仰角度：180°

?控制器供電：DC 12V 蓄電池

?電機供電電源：DC 12V AC-DC電源模塊

 2.3、照度計

?量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自動切換量程。

 2.4、含有電壓表、電流表、溫度表及濕度表

?直流電壓表0-200V、直流電流表2A各兩只

?交流電壓表0-500V、交流電流表5A各一只

?溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃  濕度測量范圍：20%-90%

 2.5、蓄電池容量55Ah、電壓12V

 2.6、環境監測模塊技術指標

?含有照度計、溫度表、濕度表，單片機時鐘系統，實現時間的顯示

 2.7、13寸工控一體機，帶觸摸功能

?C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器

?主 板:Intel M11工控固態節能主板

?內 存:1G DDR3 1333超高速內存,支持1333/1066MHz內存,最大可支持8GB。

?硬 盤:24G SSD固態硬盤

?顯 卡:集成Intel  HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨顯示、雙顯復制、雙顯擴展。

?聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器

?網 卡:集成1個RTL千兆網卡,支持網絡喚醒、PXE功能。

?電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）

?顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600

?觸摸屏:臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩定，觸摸靈敏

?整機接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，

?1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網絡接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)

?2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口

  系統狀態：

  太陽能控制器（帶報警功能）：

?輸入電壓、電流、功率的數據顯示及動態曲線顯示

?輸出電壓、電流、功率的數據顯示及動態曲線顯示

?蓄電池：電壓數據顯示及動態曲線顯示

 2.8、太陽能離網發電模塊技術指標

?波型類別：純正弦波

?輸入電壓：DC9.7-14.4V

?輸出電壓：AC220±5%和5V

?欠壓保護：9.6V±0.2V

?過壓保護：14.4V±0.2V

?輸出功率：100W

?峰值功率：300W

?輸出波形:正弦波

 2.9、太陽能并網發電模塊技術指標

并模塊具有DC－DC和DC－AC兩級能量變換的結構。DC－DC變換環節調整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環節主要使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得單位功率因數。

  系統面板設有用來測量DC、AC相關參數的多個測試端口，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。

2.9.1、6級功率搜索功能

在自動調整的過程中，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，然后進入功率鎖定狀態，鎖定時ST燈長亮。

在進行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。

?寬電壓輸入：15-32VDC

?輸出功率  ：400W

?二級功率變壓轉換

?高頻雙向并網，單向并網功能

?高頻直接調制，AC半波合成

?雙向并網方式：直接負載消耗，逆向傳輸AC電流

?單向并網方式：直接負載消耗，禁止逆向傳輸AC電流

2.9.2、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）

 2.10、太陽能控制器技術指標：

控制器相關參數：（12V/24V自動切換系統）

   （1）具有過充、過放、電子短路、過載保護、獨特的防反接保護等全自動控制

（2）采用了串聯式PWM充電主電路，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM 高3%-6% ，增加了用電時間；過放恢復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式使系統有更長的使用壽命；同時具有高精度溫度補償

（3）欠壓電壓：12.0V；×2/24V

（4）超壓保護：17V； ×2/24V

（5）過載、短路保護：1.25   倍額定電流60秒, 1.5倍額定電流5秒時過載保護動作, ≥3倍額定電流短路保護動作

（6）總額定充電電流：10A

（7） 浮充：13.6V；×2/24V；（維持時間：直至降到充電返回電壓動作）

（8） 控制方式：充電為  PWM 脈寬調劑

控制器主要功能：

（1）太陽能電池板工作狀態（欠壓、運行）

（2）蓄電池工作狀態（過充、過放、充電）

（3）蓄電池電量指示（25%，50%，75%，100%）

（4） 輸出模式設置（普通，光控，時控）

（5） 蓄電池充電電流，電壓監測。

 2.11、負載單元

（1）DC12V直流負載五組。（感性負載3組，阻性負載2組）

  1）感性負載有：12V直流風扇、12V直流電機、12V蜂鳴器

  2）阻性負載有：12V交通燈、3W LED燈

（2）AC220V交流負載四組。（感性負載1組，阻性負載3組）

  1）感性負載有：220V直流風扇

  2）阻性負載：220V交通燈.220V 3WLED燈、220V28WLED燈

（3）可調穩壓電源（0-12V，0-1A）。

根據要求可升級為0-30V、0-5A的可調恒壓恒流穩壓電源。

（4）可調電阻箱技術參數如下：

  1）阻值范圍：10歐-99.99K

  2）誤差范圍：±1%

（5）USB接口電壓輸出：可為電子設備提供5V直流穩壓電源。

三、可完成的實驗內容：

   實驗一 太陽能電池板特性實驗系列

1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗

1-2、太陽能電池板短路電流測試實驗

1-3、太陽能電板I-V特性測試實驗

1-4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

1-5、太陽能電池板填充因子計算實驗

1-6、太陽能電池板轉換效率測量實驗

1-7、開路電壓與相對光強的函數關系實驗

1-8、短路電流與相對光強的函數關系實驗

1-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗

1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

1-11、太陽能組件輸出特性測試實驗

1-12、串聯電阻對填充因子的影響測試實驗

1-13、并聯電阻對填充因子的影響測試實驗

1-14、太陽能電池光譜特性測試實驗

1-15、太陽能電池板的串聯開路電壓測試實驗

1-16、太陽能電池板的串聯短路電流測試實驗

1-17、太陽能電池板的并聯開路電壓測試實驗

1-18、太陽能電池板的并聯短路電流測試實驗

1-19、負載特性測試實驗

   實驗二 太陽能自動跟蹤實驗系列

2-1、逐日系統原理實驗

2-2、太陽光跟蹤定位傳感器原理實驗

2-3、環境對光伏轉換影響實驗

2-4、跟蹤控制器操作實驗

2-5、傳動執行機構接線實訓

2-6、太陽能光控跟蹤實驗

2-7、太陽能光控-時控跟蹤實驗

2-8、太陽能電池組件環境監測實驗

   實驗三 太陽能蓄電池控制器實驗系列

3-1、太陽能蓄電池充電控制實驗

3-2、控制器充放電保護實驗

3-3、蓄電池電壓、電流測試實驗

3-4、蓄電池電量估測實驗

3-5、控制電池電流流入、輸出實驗

3-6、控制器環境溫度測量實驗

3-7、控制器光控-時控輸出實驗

   實驗四 太陽能應用實驗系列

4-1、太陽能交、直流風扇實驗

4-2、太陽能路燈實驗

4-3、太陽能警示燈實驗

4-4、太陽能充電器實驗

4-5、太陽能可變阻抗負載實驗

   實驗五 太陽能負載實驗系列

5-1、最大輸出電流實驗

5-2、最大輸出功率實驗

5-3、在不同恒壓狀態下電流特性

5-4、在不同恒流狀態下電壓特性

   實驗六 太陽能光伏逆變器實驗系列

6-1、逆變器的工作原理分析實驗；

6-2、輸出電壓、電流測試實驗；

6-3、最大輸出功率的估算實驗；

6-4、過載或短路保護演示實驗；

6-5、輸入電壓防反接演示實驗；

6-6、輸入電壓范圍測試實驗；

6-7、轉換效率計算實驗。