北京理工大学珠海学院弘毅楼—太阳能光伏发电实训系统

一、系统实训应用范围：

      主要给予于职高、大学、研究生、企业技工以太阳能发电为主课题的研究和培训。实验系统各部分顺利获得电缆连接，可组成一套既能演示又能动手设计、安装、调试的风力发电实训系统。

二、技术参数

 2.1、太阳能电池板

太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而给予大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。

最大输出功率：4*10W

开路电压：21.24V（并联），4*21.24V（串联）

短路电流：4*0.75A（并联），0.57A（串联）

 2.2、自动跟踪单元

跟踪方式：双轴全自动跟踪； 精度：±0.5°

水平回转角度：360° ；俯仰角度：180°

控制器供电：DC 12V 蓄电池

电机供电电源：DC 12V AC-DC电源模块

 2.3、照度计

量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自动切换量程。

 2.4、含有电压表、电流表、温度表及湿度表

直流电压表0-200V、直流电流表2A各两只

研讨电压表0-500V、研讨电流表5A各一只

温度、湿度表:温度测量范围：-50℃-+70℃  湿度测量范围：20%-90%

 2.5、蓄电池容量55Ah、电压12V

 2.6、环境监测模块技术指标

含有照度计、温度表、湿度表，单片机时钟系统，实现时间的显示

 2.7、13寸工控一体机，带触摸功能

C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm双核处理器TDP 17W超低功耗处理器

主 板:Intel M11工控固态节能主板

内 存:1G DDR3 1333超高速内存,支持1333/1066MHz内存,最大可支持8GB。

硬 盘:24G SSD固态硬盘

显 卡:集成Intel  HD Graphics核心显卡,给予VGA、LVDS、双HDMI显示输出,LVDS支持双通道24bit,支持单独显示、双显复制、双显扩展。

声 卡:集成ALC662 6声道高保真音频控制器

网 卡:集成1个RTL千兆网卡,支持网络唤醒、PXE功能。

电 源:外置电源（100V至220V宽幅电压，全球通用）

显示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600

触摸屏:台湾军工Touchkit 4线触摸屏，透光率高；性能稳定，触摸灵敏

整机接口:4* USB 2.0接口,其中两个可支持USB3.0(需定制)，

1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45网络接口,1* Line out（绿色）,1* Mic（红色)

2*COM串口,1* 12V DC_JACK输入接口

  系统状态：

  太阳能控制器（带报警功能）：

输入电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示

输出电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示

蓄电池：电压数据显示及动态曲线显示

 2.8、太阳能离网发电模块技术指标

波型类别：纯正弦波

输入电压：DC9.7-14.4V

输出电压：AC220±5%和5V

欠压保护：9.6V±0.2V

过压保护：14.4V±0.2V

输出功率：100W

峰值功率：300W

输出波形:正弦波

 2.9、太阳能并网发电模块技术指标

并模块具有DC－DC和DC－AC两级能量变换的结构。DC－DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC－AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时取得单位功率因数。

  系统面板设有用来测量DC、AC相关参数的多个测试端口，可测量DC-DC电压电流变化和DC-AC逆变过程中的电压电流及曲线变化和波形对比。

2.9.1、6级功率搜索功能

在自动调整的过程中，会看到LOW灯不停的闪烁，功率会由0作为起点，向最大功率点加大输出功率，重启最多为6次，然后进入功率锁定状态，锁定时ST灯长亮。

在进行6级功率搜索程序时，所需的时间为10分钟。

宽电压输入：15-32VDC

输出功率  ：400W

二级功率变压转换

高频双向并网，单向并网功能

高频直接调制，AC半波合成

双向并网方式：直接负载消耗，逆向传输AC电流

单向并网方式：直接负载消耗，禁止逆向传输AC电流

2.9.2、多频率输出功能，可适用于50Hz/60Hz频率的AC研讨电

频率范围：45Hz~63Hz

直接连接到太阳能电池板（不需要连接电池）

 2.10、太阳能控制器技术指标：

控制器相关参数：（12V/24V自动切换系统）

   （1）具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制

（2）采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM 高3%-6% ，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿

（3）欠压电压：12.0V；×2/24V

（4）超压保护：17V； ×2/24V

（5）过载、短路保护：1.25   倍额定电流60秒, 1.5倍额定电流5秒时过载保护动作, ≥3倍额定电流短路保护动作

（6）总额定充电电流：10A

（7） 浮充：13.6V；×2/24V；（维持时间：直至降到充电返回电压动作）

（8） 控制方式：充电为  PWM 脉宽调剂

控制器主要功能：

（1）太阳能电池板工作状态（欠压、运行）

（2）蓄电池工作状态（过充、过放、充电）

（3）蓄电池电量指示（25%，50%，75%，100%）

（4） 输出模式设置（普通，光控，时控）

（5） 蓄电池充电电流，电压监测。

 2.11、负载单元

（1）DC12V直流负载五组。（感性负载3组，阻性负载2组）

  1）感性负载有：12V直流风扇、12V直流电机、12V蜂鸣器

  2）阻性负载有：12V交通灯、3W LED灯

（2）AC220V研讨负载四组。（感性负载1组，阻性负载3组）

  1）感性负载有：220V直流风扇

  2）阻性负载：220V交通灯.220V 3WLED灯、220V28WLED灯

（3）可调稳压电源（0-12V，0-1A）。

根据要求可升级为0-30V、0-5A的可调恒压恒流稳压电源。

（4）可调电阻箱技术参数如下：

  1）阻值范围：10欧-99.99K

  2）误差范围：±1%

（5）USB接口电压输出：可为电子设备给予5V直流稳压电源。

三、可完成的实验内容：

   实验一 太阳能电池板特性实验系列

1-1、太阳能电池板开路电压测试实验

1-2、太阳能电池板短路电流测试实验

1-3、太阳能电板I-V特性测试实验

1-4、太阳能电池板最大输出功率计算实验

1-5、太阳能电池板填充因子计算实验

1-6、太阳能电池板转换效率测量实验

1-7、开路电压与相对光强的函数关系实验

1-8、短路电流与相对光强的函数关系实验

1-9、太阳能电池板P-V特性测试实验

1-10、太阳能电池板暗伏安特性测试实验

1-11、太阳能组件输出特性测试实验

1-12、串联电阻对填充因子的影响测试实验

1-13、并联电阻对填充因子的影响测试实验

1-14、太阳能电池光谱特性测试实验

1-15、太阳能电池板的串联开路电压测试实验

1-16、太阳能电池板的串联短路电流测试实验

1-17、太阳能电池板的并联开路电压测试实验

1-18、太阳能电池板的并联短路电流测试实验

1-19、负载特性测试实验

   实验二 太阳能自动跟踪实验系列

2-1、逐日系统原理实验

2-2、太阳光跟踪定位传感器原理实验

2-3、环境对光伏转换影响实验

2-4、跟踪控制器操作实验

2-5、传动执行组织接线实训

2-6、太阳能光控跟踪实验

2-7、太阳能光控-时控跟踪实验

2-8、太阳能电池组件环境监测实验

   实验三 太阳能蓄电池控制器实验系列

3-1、太阳能蓄电池充电控制实验

3-2、控制器充放电保护实验

3-3、蓄电池电压、电流测试实验

3-4、蓄电池电量估测实验

3-5、控制电池电流流入、输出实验

3-6、控制器环境温度测量实验

3-7、控制器光控-时控输出实验

   实验四 太阳能应用实验系列

4-1、太阳能交、直流风扇实验

4-2、太阳能路灯实验

4-3、太阳能警示灯实验

4-4、太阳能充电器实验

4-5、太阳能可变阻抗负载实验

   实验五 太阳能负载实验系列

5-1、最大输出电流实验

5-2、最大输出功率实验

5-3、在不同恒压状态下电流特性

5-4、在不同恒流状态下电压特性

   实验六 太阳能光伏逆变器实验系列

6-1、逆变器的工作原理分析实验；

6-2、输出电压、电流测试实验；

6-3、最大输出功率的估算实验；

6-4、过载或短路保护演示实验；

6-5、输入电压防反接演示实验；

6-6、输入电压范围测试实验；

6-7、转换效率计算实验。