北京理工大學(xué)珠海學(xué)院弘毅樓—太陽能光伏發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)
一、系統(tǒng)實訓(xùn)應(yīng)用范圍：
主要提供于職高、大學(xué)、研究生、企業(yè)技工以太陽能發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。實驗系統(tǒng)各部分通過電纜連接，可組成一套既能演示又能動手設(shè)計、安裝、調(diào)試的風(fēng)力發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)。
二、技術(shù)參數(shù)
2.1、太陽能電池板
太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用4塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式，進(jìn)而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。
?最大輸出功率：4*10W
?開路電壓：21.24V（并聯(lián)），4*21.24V（串聯(lián)）
?短路電流：4*0.75A（并聯(lián)），0.57A（串聯(lián)）
2.2、自動跟蹤單元
?跟蹤方式：雙軸全自動跟蹤； 精度：±0.5°
?水平回轉(zhuǎn)角度：360° ；俯仰角度：180°
?控制器供電：DC 12V 蓄電池
?電機(jī)供電電源：DC 12V AC-DC電源模塊
2.3、照度計
?量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自動切換量程。
2.4、含有電壓表、電流表、溫度表及濕度表
?直流電壓表0-200V、直流電流表2A各兩只
?交流電壓表0-500V、交流電流表5A各一只
?溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃ 濕度測量范圍：20%-90%
2.5、蓄電池容量55Ah、電壓12V
2.6、環(huán)境監(jiān)測模塊技術(shù)指標(biāo)
?含有照度計、溫度表、濕度表，單片機(jī)時鐘系統(tǒng)，實現(xiàn)時間的顯示
2.7、13寸工控一體機(jī)，帶觸摸功能
?C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器
?主 板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板
?內(nèi) 存:1G DDR3 1333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。
?硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤
?顯 卡:集成Intel HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨(dú)顯示、雙顯復(fù)制、雙顯擴(kuò)展。
?聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器
?網(wǎng) 卡:集成1個RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。
?電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）
?顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600
?觸摸屏:臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏
?整機(jī)接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，
?1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)
?2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口
系統(tǒng)狀態(tài)：
太陽能控制器（帶報警功能）：
?輸入電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示
?輸出電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示
?蓄電池：電壓數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示
2.8、太陽能離網(wǎng)發(fā)電模塊技術(shù)指標(biāo)
?波型類別：純正弦波
?輸入電壓：DC9.7-14.4V
?輸出電壓：AC220±5%和5V
?欠壓保護(hù)：9.6V±0.2V
?過壓保護(hù)：14.4V±0.2V
?輸出功率：100W
?峰值功率：300W
?輸出波形:正弦波
2.9、太陽能并網(wǎng)發(fā)電模塊技術(shù)指標(biāo)
并模塊具有DC－DC和DC－AC兩級能量變換的結(jié)構(gòu)。DC－DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)使其跟蹤最大功率點(diǎn)；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。
系統(tǒng)面板設(shè)有用來測量DC、AC相關(guān)參數(shù)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。
2.9.1、6級功率搜索功能
在自動調(diào)整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點(diǎn)，向最大功率點(diǎn)加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進(jìn)入功率鎖定狀態(tài)，鎖定時ST燈長亮。
在進(jìn)行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。
?寬電壓輸入：15-32VDC
?輸出功率 ：400W
?二級功率變壓轉(zhuǎn)換
?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
2.9.2、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）
2.10、太陽能控制器技術(shù)指標(biāo)：
控制器相關(guān)參數(shù)：（12V/24V自動切換系統(tǒng)）
（1）具有過充、過放、電子短路、過載保護(hù)、獨(dú)特的防反接保護(hù)等全自動控制
（2）采用了串聯(lián)式PWM充電主電路，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM 高3%-6% ，增加了用電時間；過放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式使系統(tǒng)有更長的使用壽命；同時具有高精度溫度補(bǔ)償
（3）欠壓電壓：12.0V；×2/24V
（4）超壓保護(hù)：17V； ×2/24V
（5）過載、短路保護(hù)：1.25 倍額定電流60秒, 1.5倍額定電流5秒時過載保護(hù)動作, ≥3倍額定電流短路保護(hù)動作
（6）總額定充電電流：10A
（7） 浮充：13.6V；×2/24V；（維持時間：直至降到充電返回電壓動作）
（8） 控制方式：充電為 PWM 脈寬調(diào)劑
控制器主要功能：
（1）太陽能電池板工作狀態(tài)（欠壓、運(yùn)行）
（2）蓄電池工作狀態(tài)（過充、過放、充電）
（3）蓄電池電量指示（25%，50%，75%，100%）
（4） 輸出模式設(shè)置（普通，光控，時控）
（5） 蓄電池充電電流，電壓監(jiān)測。
2.11、負(fù)載單元
（1）DC12V直流負(fù)載五組。（感性負(fù)載3組，阻性負(fù)載2組）
1）感性負(fù)載有：12V直流風(fēng)扇、12V直流電機(jī)、12V蜂鳴器
2）阻性負(fù)載有：12V交通燈、3W LED燈
（2）AC220V交流負(fù)載四組。（感性負(fù)載1組，阻性負(fù)載3組）
1）感性負(fù)載有：220V直流風(fēng)扇
2）阻性負(fù)載：220V交通燈.220V 3WLED燈、220V28WLED燈
（3）可調(diào)穩(wěn)壓電源（0-12V，0-1A）。
根據(jù)要求可升級為0-30V、0-5A的可調(diào)恒壓恒流穩(wěn)壓電源。
（4）可調(diào)電阻箱技術(shù)參數(shù)如下：
1）阻值范圍：10歐-99.99K
2）誤差范圍：±1%
（5）USB接口電壓輸出：可為電子設(shè)備提供5V直流穩(wěn)壓電源。
三、可完成的實驗內(nèi)容：
實驗一 太陽能電池板特性實驗系列
1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗
1-2、太陽能電池板短路電流測試實驗
1-3、太陽能電板I-V特性測試實驗
1-4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗
1-5、太陽能電池板填充因子計算實驗
1-6、太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測量實驗
1-7、開路電壓與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實驗
1-8、短路電流與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實驗
1-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗
1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗
1-11、太陽能組件輸出特性測試實驗
1-12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗
1-13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗
1-14、太陽能電池光譜特性測試實驗
1-15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實驗
1-16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實驗
1-17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實驗
1-18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實驗
1-19、負(fù)載特性測試實驗
實驗二 太陽能自動跟蹤實驗系列
2-1、逐日系統(tǒng)原理實驗
2-2、太陽光跟蹤定位傳感器原理實驗
2-3、環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實驗
2-4、跟蹤控制器操作實驗
2-5、傳動執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線實訓(xùn)
2-6、太陽能光控跟蹤實驗
2-7、太陽能光控-時控跟蹤實驗
2-8、太陽能電池組件環(huán)境監(jiān)測實驗
實驗三 太陽能蓄電池控制器實驗系列
3-1、太陽能蓄電池充電控制實驗
3-2、控制器充放電保護(hù)實驗
3-3、蓄電池電壓、電流測試實驗
3-4、蓄電池電量估測實驗
3-5、控制電池電流流入、輸出實驗
3-6、控制器環(huán)境溫度測量實驗
3-7、控制器光控-時控輸出實驗
實驗四 太陽能應(yīng)用實驗系列
4-1、太陽能交、直流風(fēng)扇實驗
4-2、太陽能路燈實驗
4-3、太陽能警示燈實驗
4-4、太陽能充電器實驗
4-5、太陽能可變阻抗負(fù)載實驗
實驗五 太陽能負(fù)載實驗系列
5-1、最大輸出電流實驗
5-2、最大輸出功率實驗
5-3、在不同恒壓狀態(tài)下電流特性
5-4、在不同恒流狀態(tài)下電壓特性
實驗六 太陽能光伏逆變器實驗系列
6-1、逆變器的工作原理分析實驗；
6-2、輸出電壓、電流測試實驗；
6-3、最大輸出功率的估算實驗；
6-4、過載或短路保護(hù)演示實驗；
6-5、輸入電壓防反接演示實驗；
6-6、輸入電壓范圍測試實驗；
6-7、轉(zhuǎn)換效率計算實驗。
