教學用光伏發電組裝與建設實訓系統

一、教學用光伏發電組裝與建設實訓系統主要功能

1、采用實際工業現場的傳感器，執行結構以及跟蹤系統；可以拓展安裝更大功率的光伏組件進行光伏系統的安裝設計。
2、實驗裝置可以自動跟蹤太陽運轉，使太陽光垂直照射到物體表面，保證跟蹤架上產品獲得最大太陽輻射能量，系統由底板、支架、減速電機，控制器，電源等部分組成。
3、實驗裝置按照太陽運動軌跡方式運行，可實現全天 8 小時自動對太陽的實時追蹤。
4、太陽能跟蹤定位傳感器在保證光照條件下實現對日高精度測量，并把太陽光方位信號轉換成電信號，傳輸給跟蹤控制器。
5、傳動執行結構采用機械結構設計，用兩個小功率直流電機驅動控制實現水平方向 360°、俯視方向180°旋轉。
6、跟蹤控制器采用高性能微處理器為主控CPU，大容量數據存儲器，工業控制標準設計，防震結構，適合在惡劣工業環境使用。
7、實驗實訓系統采用可移動臺架結構，配有彩色鋁合金雕刻電路圖，示意圖，配備有顯示測量裝置，顯示日照指標，系統運行電壓等。
8、實驗裝置的安裝設計，便于學生自行動手安裝調試自動跟蹤系統。
9、支架采用工業鋁型材設計制作，拆卸組裝方便，底部附滾輪可推至室外教學。
10、增加系統停機時蓄電池電量自動測量功能。
二、技術參數

1、光伏組件
采用高效單晶硅制作，整體由白板玻璃、電池片、EVA、TPT層壓而成，外加鋁型材邊框。
◆ 峰值功率：100W*4塊
◆ 最大功率電壓：17.5V
◆ 最大功率電流：5.52A
◆ 開路電壓：22V
◆ 短路電流：5.62A
◆ 機械尺寸：1100*670*28mm
2.太陽能控制器
◆ 使用單片機和專用軟件，實現智能控制，12/24電壓自動識別系統。
◆ 采用串聯式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。
◆ 多種保護功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護，具有自動恢的輸出過流保護功能，輸出短路保護功能。
◆ 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，負載各參數一目了然，一鍵式操作即可完成所有設置，方便直觀。
3.蓄電池（膠體免維護）
采用自放電率低、使用壽命長、深放電能力強、充電效率高、工作溫度范圍寬的免維護膠體蓄電池。
在獨立的光伏系統中，蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負載，保證系統的正常運行。
該系統所采用的蓄電池規格如下：
蓄電池電壓： 12V  一節
蓄電池容量：38Ah
外形尺寸：196*165*180mm
參考重量：12.6KG/節
3.1 放電特性
鉛酸蓄電池具有的良好的放電特性，尤其是大電流放電的特性更為*。電池放電的容量取決于放電電流，終止電壓和放電時間。
不同放電率的放電性能和終止電壓選擇如下圖：

放電時間

溫度（℃）
3.2 自放電特性
鉛酸蓄電池儲存時的自放電特性如下圖：

自放電特性
3.3 充電特性
鉛酸蓄電池要求采用限流恒壓的充電方法進行充電。在環境度為25℃的條件下，最佳的浮充電壓為13.6±0.1V 臺X臺數，充電開始時的電流應限制在0.25C10A的范圍內。
恒壓充電特性(25℃)如下圖：

充電時間
在不同的環境溫度下，適宜的電池充電恒壓值可按下所示，找出整組電池的恒壓浮充電壓值(電池充電電壓X電池組中的電池臺數)。
電池浮充電電壓與環境溫度的關系

4.離網逆變器
◆ 純正弦波輸出(失真率<4%)
◆ 輸入輸出隔離設計
◆ 能快速并行啟動電容、電感負載
◆ 三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負載水準和故障情形
◆ 負載控制風扇冷卻
◆ 過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護
◆ 輸入電壓：10-16VDC
◆ 輸出電壓：110V/220VAC 可選
◆ 輸出功率：1000W
5.并網逆變器：
并網逆變器具有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。
6.二級功率搜索功能：
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（15-62VDC）
7.二級功率變壓轉換
◆ 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
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）
三、教學用光伏發電組裝與建設實訓系統實驗內容

1、太陽能跟蹤系統的設計實驗
2、太陽能光伏組件的安裝實驗
3、太陽能逆變器、控制器的安裝實驗
4、太陽能光伏電站現場參數的測量實驗
5、太陽能跟蹤定位傳感器的安裝與測量實驗
6、組件支架結構安裝與測量實驗
7、傳動執行機構安裝與測量實驗
8、跟蹤控制器原理實驗
四、安裝要求
1、占地面積：5平方米
2、運行面積：8平方米