樓宇新能源實(shí)訓(xùn)裝置（光伏發(fā)電系統(tǒng)）

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(shí)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(shí)驗(yàn)。

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，獨(dú)特的離網(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(shí)訓(xùn)和并網(wǎng)發(fā)電相關(guān)實(shí)訓(xùn)操作；

太陽能電池方陣

室內(nèi)實(shí)訓(xùn)裝置操作平臺(tái)

樓宇新能源實(shí)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(shí)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(dòng)化、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、電子信息工程和能源動(dòng)力及新能源生產(chǎn)企業(yè)等領(lǐng)域。

圖：伏發(fā)電系統(tǒng)組成圖

二、特點(diǎn)

?實(shí)驗(yàn)臺(tái)各功能模塊完全獨(dú)立，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，便于組合及擴(kuò)展；

?系統(tǒng)可組成獨(dú)立的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)或并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)方便靈活；

?所采用發(fā)電設(shè)備均和實(shí)際工程一樣，應(yīng)用及實(shí)用價(jià)值極強(qiáng)；

?采用工業(yè)鋁型材，實(shí)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

?峰值功率：250W/塊

?最大功率電壓：35VDC

?最大功率電流：6.12A

?開路電壓：42V

?短路電流：6.09A

?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(jí)16位高速M(fèi)CU，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，配有獨(dú)立的人機(jī)操作LCD顯示屏，各項(xiàng)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。

?額定電壓：48VDC

?充電功率：1.5KW

?放電電流：28A

?蓄電池欠壓保護(hù)：42VDC

?蓄電池超壓保護(hù)：62VDC

?輸出直流電流：25A

3.離網(wǎng)逆變器

1）使用先進(jìn)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(diǎn)；

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

?直流輸入電壓：40～75VDC

?額定輸出功率：1KW

?輸出波形：純正弦波

?輸出電壓：220VAC

?頻率范圍：50Hz/60Hz

?工作效率：90%

?功率因數(shù)：>0.9

?波形失真率≤5%

?工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃

?相對濕度：﹤90﹪（25℃）

?保護(hù)功能：短路、過熱、超載保護(hù)

?特殊功能：完善的旁路功能，可以實(shí)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

?蓄電池類型：免維護(hù)膠體蓄電池

?蓄電池組容量:12V/100Ah

?蓄電池?cái)?shù)量： 4個(gè)  采用4串連接

5.并網(wǎng)逆變器

?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

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

?極高的MPP跟蹤精度（>99.9%）

?較寬的直流電壓輸入范圍，兼容各種類型的太陽能組件

?接線、安裝簡單，易于操作

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

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

高性能自動(dòng)功率點(diǎn)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(diǎn)，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)，技術(shù)之一，逆變器在并網(wǎng)輸出模式時(shí)電力以反方向電力傳輸，自動(dòng)檢測電路中的負(fù)載并優(yōu)先進(jìn)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(shí)驗(yàn)室溫度和濕度、實(shí)驗(yàn)記時(shí)時(shí)鐘、逆向電量計(jì)量、正向電量計(jì)量。

各儀表采用實(shí)驗(yàn)跳線連接，應(yīng)用靈活。

四、教學(xué)研究及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

 1、主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)1.太陽能光伏板能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)2.環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)3.太陽能電池光伏系統(tǒng)直接負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)4.太陽能控制器工作原理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)5.接反保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)6.太陽能控制器對蓄電池的過充保護(hù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)7.太陽能控制器對蓄電池的過放保護(hù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)8.夜間防反充實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)9.離網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)10.獨(dú)立光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；

實(shí)驗(yàn)11.并網(wǎng)型逆變器工作原理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。

2、并網(wǎng)逆變電源技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn) 1、并網(wǎng)逆變電源單元組成原理技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

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

實(shí)驗(yàn) 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(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 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(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 5、并網(wǎng)逆變電源輸出功率與光伏能量變換的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 6、并網(wǎng)逆變電源直流輸入欠壓控制實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 7、并網(wǎng)逆變電源交流輸出波形測試實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 8、并網(wǎng)逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計(jì)算與測試實(shí)驗(yàn)。

3、太陽能控制器技術(shù)實(shí)驗(yàn)

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

實(shí)驗(yàn) 2、控制器模擬充電值和放電值保護(hù)點(diǎn)測試實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 3、控制器戶用型和光控型功能模式實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 4、控制器負(fù)載過載和短路保護(hù)靈敏度實(shí)驗(yàn)。

4、離網(wǎng)逆變電源技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn) 1、離網(wǎng)逆變器逆變基本控制原理實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn) 2、離網(wǎng)逆變器輸入模擬直流電壓電流保護(hù)點(diǎn)測試實(shí)驗(yàn)。

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

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

實(shí)驗(yàn) 5、離網(wǎng)逆變器輸入功率與輸出功率比值效率計(jì)算與測試實(shí)驗(yàn)。

5、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控軟件實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn) 1、在上位軟件里查看單站監(jiān)控項(xiàng)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(yùn)行時(shí)數(shù)hmin、總發(fā)電量KWh、總運(yùn)行時(shí)數(shù)h，二氧化炭排放量查詢。

五、設(shè)備基本配置簡表