TW-SNY24教学用光伏发电组装与建设实训系统

一、主要功能

   1、采用实际工业现场的传感器，执行结构以及跟踪系统；可以拓展安装更大功率的光伏组件进行光伏系统的安装设计。

   2、实验装置可以自动跟踪太阳运转，使太阳光垂直照射到物体表面，保证跟踪架上产品获得最大太阳辐射能量，系统由底板、支架、减速电机，控制器， 电源等部分组成。

   3、实验装置按照太阳运动轨迹方式运行，可实现全天 8 小时自动对太阳的实时追踪。

   4、太阳能跟踪定位传感器在保证光照条件下实现对日高精度测量，并把太阳光方位信号转换成电信号，传输给跟踪控制器。

   5、传动执行结构采用独特的机械结构设计，用两个小功率直流电机驱动控制实现水平方向 360°、俯视方向 180°旋转。

   6、跟踪控制器采用高性能微处理器为主控 CPU，大容量数据存储器，工业控制标准设计，防震结构，适合在恶劣工业环境使用。

   7、实验实训系统采用可移动台架结构，配有彩色铝合金雕刻电路图，示意图，配备有显示测量装置，显示日照指标，系统运行电压等。

   8、实验装置独特的安装设计，便于学生自行动手安装调试自动跟踪系统。

   9、支架采用工业铝型材设计制作，拆卸组装方便，底部附滚轮可推至室外教学。

  10、增加系统停机时蓄电池电量自动测量功能。

二、技术参数

1、光伏组件

采用高效单晶硅制作，整体由白板玻璃、电池片、EVA、TPT层压而成，外加铝型材边框。

◆ 峰值功率：100W*4块

◆ 最大功率电压：17.5V

◆ 最大功率电流：5.52A

◆ 开路电压：22V

◆ 短路电流：5.62A

◆ 机械尺寸：1100*670*28mm

2.太阳能控制器

◆ 使用单片机和专用软件，实现智能控制，12/24电压自动识别系统。

◆ 采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。

◆ 多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。

◆ 具有丰富的工作模式，如光控，光控＋延时，通用控制等模式。

◆ 浮充电温度补偿功能。

  ◆ 使用定制大屏幕LCD液晶显示器、充电、放电，光伏、蓄电池，负载各参数一目了然，一键式操作即可完成所有设置，方便直观。

3.蓄电池（胶体免维护）

采用自放电率低、使用寿命长、深放电能力强、充电效率高、工作温度范围宽的免维护胶体蓄电池。

在独立的光伏系统中，蓄电池的作用主要是储存能量，在晚上或多云等气候情况下，光伏阵列不能提供足够的能量时，蓄电池供给负载，保证系统的正常运行。

该系统所采用的蓄电池规格如下：

• 蓄电池电压： 12V  一节

• 蓄电池容量：38Ah

• 外形尺寸：196*165*180mm

• 参考重量：12.6KG/节

  3.1 放电特性

  铅酸蓄电池具有的良好的放电特性，尤其是大电流放电的特性更为优越。电池放电的容量取决于放电电流，终止电压和放电时间。

  不同放电率的放电性能和终止电压选择如下图：

  

  放电时间

  

  温 度（℃）

  3.2 自放电特性

  铅酸蓄电池储存时的自放电特性如下图：

  

  自放电特性

  3.3 充电特性

  铅酸蓄电池要求采用限流恒压的充电方法进行充电。在环境度为25℃的条件下，最佳的浮充电压为13.6±0.1V 台X台数，充电开始时的电流应限制在0.25C10A的范围内。

  恒压充电特性(25℃)如下图：

  

  充电时间

  在不同的环境温度下，适宜的电池充电恒压值可按下所示，找出整组电池的恒压浮充电压值(电池充电电压X电池组中的电池台数)。

  

  电池浮充电电压与环境温度的关系

  4.离网逆变器

  ◆ 纯正弦波输出(失真率<4%)

  ◆ 输入输出完全隔离设计

  ◆ 能快速并行启动电容、电感负载

  ◆ 三色指示灯显示，输入电压,输出电压，负载水准和故障情形

  ◆ 负载控制风扇冷却

  ◆ 过压/欠压/短路/过载/超温保护

  ◆ 输入电压：10-16VDC

  ◆ 输出电压：110V/220VAC 可选

  ◆ 输出功率：1000W

  5.并网逆变器：

  并网逆变器具有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，同时获得单位功率因数。

  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。
  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（15-62VDC）

  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

  多频率输出功能，可适用于50Hz/60Hz频率的AC交流电

  ◆ 频率范围：45Hz~63Hz

  ◆ 直接连接到太阳能电池板（不需要连接电池）

  6. 基于物联网实验室安全用电智能控制系统

  1、特点

  当智能控制系统检测到有漏电或触电情景出现时，智能控制系统在0.1秒断开连接，保证人身和财产安全；智能控制系统本身有故障指示灯，用户可根据智能控制系统故障指示灯显示判断出当前故障状态，便于处理；智能控制系统有挂锁功能，需要检修时，在挂锁位置上锁，★防止他人上电，检修更安全。可以采集现场输出型装置数据，通过多种物联网通信方式上传至云端，实现本地设备的远程监控。

  2、功能

  基于物联网实验室安全用电智能控制系统，可进行用电数据采集、统计、存储、分析、查询等。运用前端数据可视化技术将实时的用电数据展示在平台上，并以图表的形式提供可视化的用电信息查询功能；运用数据库技术实时监测用电设备和线路运行状况，对异常状况及时告警，从而预防电气火灾；运用用电系统故障定位技术及时发现并精准定位用电故障点，自动生成故障报告，协助用户第一时间修复用电系统故障；运用电能质量监测技术实时分析和评估电能质量问题，并提供定制化的治理方案，协助用户获得优质电能；运用大数据技术和行业数学模型统计、分析并挖掘基础的用电数据，基于数据发掘节能潜力，从而提供能效优化方案。满足用电管理系统可视、安全、可靠、优质和经济的智慧用电模块需求。

  3、基于物联网实验室安全用电智能控制系统由执行装置与网机组成，技术参数分别为：

  （1）执行装置技术参数

  （1）极数：3P+N

  （2）脱扣特性：C（5-10）In D（10-14）In

  （3）额定电流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A

  （4）额定电压：Ue AC 230V/400V

  （5）额定频率f：50Hz

  （6）额定短路分断能力：Icu10kA

  （7）壳架等级额定电流：Inm63A

  （8）缺相保护：设备防烧毁保护模式

  （9）漏电保护：元器件损坏保护模式

  （10）过载保护：电流过大防烧毁模式

  （11）短路保护：碰线防烧毁模式

  （12）挂锁保护：便于维修安全

  （13）过温保护：可监测线路温度

  （14）过欠压保护：防止造成人身事故和机械设备损坏

  （15）漏电或触电时0.1秒断开

  （16）故障指示灯，便于查看工作状态

  ★（17）挂锁功能，检修更方便

  （2）网机技术参数

  （1）内置STM32F103C8T6主控芯片

  （2）外置8M无源晶振

  （3）采用SP3485作为485通信芯片

  （4）485防浪涌保护

  （5）标准RS485接口，可直接串口设备

  （6）智能型数据终端，便捷实现数据传输功能

  ★（7）提供强大的中心管理软件，方便设备管理

  ★（8）提供便捷的软件升级和固件更新服务

  ★（9）提供数据库数据备份，方便查看历史数据

  （10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm

  （11）重量：70g

  （12）电源：AC220V

  （13）功耗：1.5W

  （14）工作温度：-25℃ - +70℃

  （15）工作湿度：95%

  （16）WiFi版最大下行传输速率：64kbps

  （17）WiFi版最大上行传输速率：32kbps

  二、实验内容

     1、太阳能跟踪系统的设计实验

     2、太阳能光伏组件的安装实验

     3、太阳能逆变器、控制器的安装实验

     4、太阳能光伏电站现场参数的测量实验

     5、太阳能跟踪定位传感器的安装与测量实验

     6、组件支架结构安装与测量实验

     7、传动执行机构安装与测量实验

     8、跟踪控制器原理实验

  三、安装要求

     1、占地面积：5平方米

     2、运行面积：8平方米