教學設備

一、系統(tǒng)概述
太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分，由于它集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體，被認為是當今世界上最有發(fā)展前景的新能源技術，因而越來越受到人們的青睞。
太陽能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電力輸送到電網中供給其他負載使用，而在需要用電的時候則從電網中獲取電能，稱謂并網發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池來進行能量存儲的所謂獨立發(fā)電方式，它主要用于因架設線路困難市電無法到達的場合，應用十分廣泛。
太陽能微網發(fā)電教學系統(tǒng)主要由光伏方陣及其支撐支架、直流匯流箱、防雷系統(tǒng)、并網逆變器、離網逆變器、儲能蓄電池、交流配電箱、監(jiān)控系統(tǒng)及其連接線纜等組成。
在晴朗的白天，裝在屋頂上的光伏組件發(fā)出的直流電經過并網逆變器逆變成與電網同頻率同相位的單相交流電給負載進行供電，在夜晚或陰雨天等太陽光照不足的情況下，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，負載用電全部來自電網。
系統(tǒng)運行時，可以通過系統(tǒng)監(jiān)控軟件來實時查看系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障信息，或者是選配遠程通訊數據采集器，將系統(tǒng)工作數據通過GPRS或以太網，傳輸到您的手機、平板電腦或任意一臺聯(lián)網的電腦，以便于您遠程實時掌控電站的信息。
系統(tǒng)工作原理
室外5KW太陽能電池方陣，分成2路進入室內系統(tǒng)主控柜。第1路太陽電池組件在太陽能控制器控制下，對蓄電池充電和對負載的工作狀態(tài)進行管理,具有自動防止儲能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量，還能對系統(tǒng)起著調節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉變?yōu)檫m合負載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能通過系統(tǒng)輸出回路，供給外部用電設備用電，系統(tǒng)輸出設有過流、過載、短路等保護功能。
第2路通過直流匯流箱、并網逆變器、電能計量儀表、輸出開關直接與市電相連；太陽能電池板所產生的直流電經并網逆變器整流、濾波、升壓、同步后與市電進行并網。
系統(tǒng)特點：
1、實驗臺工控一體計算機，采用RS232或RS485格式與光伏控制系統(tǒng)通訊，對各項參數進行監(jiān)控；
2、充放電控制系統(tǒng)主控制模塊采用數字化MCU技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理；
3、離網逆系統(tǒng)采用電信機房專用系統(tǒng)、高隔離度、具有高穩(wěn)定、高功率因數輸出；可以為用戶提供純正弦波220V/4KVA穩(wěn)定交流輸出，供應外部設備用電及照明用電；
4、系統(tǒng)運行過程智能化控制，正常工作情況下、蓄電池充滿電后，可自動進入并網工作模式，大大節(jié)省光伏發(fā)電效率。
5、實驗臺面板設置有切換開關（按鈕）可實現(xiàn)離網、并網兩種模式自由切換
二、系統(tǒng)技術指標參數
2.1 太陽能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權威測試；
2、可承受風壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%
 組件型號：ZM250P-29b 多晶
 最大功率（W）：250
 開路電壓（V）：35.9
 短路電流（A）：7.27
 最大功率點的工作電壓（V）：28.1
 最大功率點的工作電流（Ａ）：6.7
 轉化效率：17.12%
 開路電壓溫度系數：-0.292%/K
 短路電流溫度系數：+0.045%/K
 功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
 最大系統(tǒng)電壓（V）：1000
 組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm
 重量：19.1kg
 框架：陽極氧化鋁
 玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
 電池片封裝：EVA
 背板：復合薄膜
 太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
 接線盒
1) 6個旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級：IP65
 連接器
1) 常規(guī)額定電流：30A
2) 耐電壓：DC1000V
3) 接觸電阻：<2mΩ
4) 絕緣電阻：＞500MΩ
5) 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
6) 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
8) 防護等級：IP67
9) 安全等級：Ⅱ
10) 殼體：PC料，黑色
11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12) 接線方式：壓接
 電 纜
1) 長度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm²
3) 顏色：紅、黑
 溫度范圍系數：-40°C to+85°C
 抗冰雹系數：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
 最大表面負荷：7200pa
2.2 太陽能組件固定支架
系統(tǒng)支架設計容量為5KW，采用標準工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，20塊250Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結合

2.3 太陽能控制器
該項目主控系統(tǒng)采用國內知名廠商所生產的MPPT控制器，該控制器是一款基于多相位同步整流技術的高端產品，適用于離網型光伏系統(tǒng)，控制器內建靈敏的最大功率點跟蹤算法，迅速并準確地找到光伏電池最大功率點以獲取更多的光伏能源，提高效率，降低系統(tǒng)成本�？刂破魍ㄟ^配套RS232、RS485、USB等通訊方式、連接PC機監(jiān)控軟件，可實現(xiàn)單臺或多臺控制器的遠程實時監(jiān)控、參數修改、負載設置等光伏系統(tǒng)管理功能。
2.3.1 系統(tǒng)概述
專為高端的中小型光伏系統(tǒng)設計，采用MPPT或PWM（脈寬調制）控制方式控制光伏板發(fā)出的電能給蓄電池充電。
采用智能化、模塊化設計，結構簡單、功能強大，使用工業(yè)級優(yōu)質的元器件，并按照嚴格的生產工藝制造，使控制器性能可靠、系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
2.3.2 系統(tǒng)原理框圖
光伏充放電控制器在系統(tǒng)中主要作用是將光伏組件所發(fā)出的電能高效給蓄電池充電，同時確保蓄電池長時間的使用壽命�？刂破鲀炔恐饕�有光伏輸入保護電路，蓄電池保護電路以及充電控制電路組成。系統(tǒng)原理簡圖如下。
2.3.3 功能描述
PWM充電模式
當蓄電池電量達到飽和狀態(tài)時，采用PWM控制方式控制充電，既能夠對蓄電池進行有效充電，又可以防止蓄電池過充延長蓄電池的使用壽命。
人機界面
以直觀的數字和圖形形式顯示光伏系統(tǒng)的狀態(tài)和參數，顯示包括：蓄電池電壓、光伏電壓、光伏功率、光伏電流參數和相關圖標等，可以通過按鍵瀏覽顯示內容。
完善的保護功能
蓄電池過充、過放、防反接保護；光伏防反充、防反接保護；防雷保護等。
通訊功能
標準的RS232通訊/RS485通訊，可實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，包括控制器LCD液晶屏上顯示的所有數據，通過軟件可以對相關參數進行設定和修改，還可以對系統(tǒng)中光伏電池板的運行狀況進行控制，并在故障發(fā)生時報警。
干接點信號功能
根據現(xiàn)場實際需要當蓄電池電壓達到設定電壓時，輸出干接點信號。
MPPT充電功能
實時監(jiān)測光伏板發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值（VI），使光伏系統(tǒng)以最大功率給蓄電池充電。

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