太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統|新能源教學(xué)設備

YUY-TD5KW太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統|新能源教學(xué)設備

一、YUY-TD5KW太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統|新能源教學(xué)設備概述 
太陽(yáng)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(kāi)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zui有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，因而越來(lái)越受到人們的青睞。 
太陽(yáng)能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽(yáng)能發(fā)電系統所發(fā)出的電力輸送到電網(wǎng)中供給其他負載使用，而在需要用電的時(shí)候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱(chēng)謂并網(wǎng)發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池來(lái)進(jìn)行能量存儲的所謂獨立發(fā)電方式，它主要用于因架設線(xiàn)路困難市電無(wú)法到達的場(chǎng)合，應用十分廣泛。

該系統為一套獨立供電系統，系統由光伏組件、光伏直流電纜、光伏支架、充電控制器、鉛酸電池、逆變器等組成。

二、工作原理 
太陽(yáng)電池組件在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生直流電流；太陽(yáng)能控制器則協(xié)調太陽(yáng)能電池板、蓄電池和負載的工作,具有自動(dòng)防止儲能蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電的功能。蓄電池在系統中的作用就是存儲能量，還能對系統起著(zhù)調節電量、穩定輸出的作用。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進(jìn)入配電柜；在配電柜內裝有用于輸出控制、過(guò)流保護、防雷保護等器件。 
三、系統特點(diǎn)： 
1、實(shí)驗臺工控一體計算機，采用RS232或RS485格式與光伏控制系統通訊，對各項參數進(jìn)行監控； 
2、實(shí)驗設備面板設置被動(dòng)式按鈕，可切換不同電壓蓄電池（鋰電池、鉛酸蓄電池） 
四、系統技術(shù)指標參數 
1 太陽(yáng)能電池組件 
1.1、抗鹽霧和氨腐蝕等權測試； 
1.2、可承受風(fēng)壓2400Pa,雪壓7200Pa； 
1.3、好的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電； 
1.4、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% 
1）組件型號：YL260P-29b 多晶 
2）zui大功率（W）：250 
3）開(kāi)路電壓（V）：35.9 
4）短路電流（A）：7.27 
5）zui大功率點(diǎn)的工作電壓（V）：28.1 
6）zui大功率點(diǎn)的工作電流（A）：6.7 
7）轉化效率：17.12% 
8）開(kāi)路電壓溫度系數：-0.292%/K 
9）短路電流溫度系數：+0.045%/K 
10）功率溫度系統：-0.408%/K 
11）zui大系統電壓（V）：1000 
12）組件尺寸（長(cháng)×寬×高）：1650×990×40mm 
13）重量：19.1kg 
14）框架：陽(yáng)極氧化鋁 
15）玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm 
16）電池片封裝：EVA 
17）背板：復合薄膜 
18）太陽(yáng)能電池片：6×10片多晶硅太陽(yáng)能電池片（156mm×156mm） 
1.5接線(xiàn)盒 
1) 6個(gè)旁路二極管 
2) 絕緣材料：PPO 
3) 防水等級：IP65 
1.6連接器 
1) 常規額定電流：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(xiàn)方式：壓接 
1.7電 纜 
1) 長(cháng)度：450mm, 
2) 規格：1×4mm2 
3) 顏色：紅、黑 
1.8溫度范圍系數：-40°C to+85°C 
1.9抗冰雹系數：
zui大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph) 
1.10zui大表面負荷：7200pa 
2.太陽(yáng)能組件固定支架 
系統支架設計容量為5KW，采用標準工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，20塊250Wp太陽(yáng)能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽(yáng)臺相結合（需要看現場(chǎng)或拍現場(chǎng)照片確認） 
3.太陽(yáng)能控制器 
該項目主控系統采用國內廠(chǎng)商所生產(chǎn)的iTracer系列MPPT控制器，該控制器是一款基于多相位同步整流技術(shù)的產(chǎn)品，適用于離網(wǎng)型光伏系統，控制器內建靈敏的zui大功率點(diǎn)跟蹤算法，迅速并準確地找到光伏電池zui大功率點(diǎn)以獲取更多的光伏能源，提高效率，降低系統成本?？刂破魍ㄟ^(guò)配套USB通訊線(xiàn)可連接PC機監控軟件，可實(shí)現單臺或多臺控制器的遠程實(shí)時(shí)監控、參數修改、負載設置等光伏系統管理功能。 注：該系統為保證系統工作穩定性，擬采用2臺 45A MPPT充放電控制器 
3.1 性能特點(diǎn) 
1) 創(chuàng )新性的zui大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)，跟蹤效率高達99% 
2) 多相位同步整流技術(shù)保證了峰值轉換效率高達98% 
3) 多相位功率分散控制可使光電池在小功率充電情況下同樣具有很高的轉換效率，有效提高系統的發(fā)電量 
4) 多相控制技術(shù)，優(yōu)化了充電電流的平滑性，降低紋波，提高系統發(fā)電效率 
5) 高速高性能的雙處理器架構，提高了系統的響應速度，優(yōu)化了系統的性能 
6) 密封、膠體、開(kāi)口式和用戶(hù)自定義四種類(lèi)型蓄電池充電程序可選 
7) 具有當前功率計算及實(shí)時(shí)電量統計記錄功能，方便用戶(hù)查看設備每日，每月、每年及總計的充電電量與放電電量值
8) 使用基于RS-232、RS-485、CAN通訊總線(xiàn)的標準Modbus通訊協(xié)議，zui大化地滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的通訊需求 
9) 具有存儲系統運行數據記錄和隨機事件記錄功能 
10) 簡(jiǎn)潔的人機交互界面，采用128*64點(diǎn)陣式液晶直觀(guān)的顯示數據及狀態(tài)，多組合按鍵操作方便，中英文兩種界面可供選擇 
11) 具有多樣的負載控制功能和智能記憶功能，增強了負載輸出的靈活性 
12) 支持軟件升級功能，方便產(chǎn)品售后維護



3.2負載控制方式 
手動(dòng)模式 •光控模式 •光控開(kāi)啟+延時(shí)關(guān)斷模式 •定時(shí)模式 
3.3 保護功能 
1) 光伏陣列短路保護 
2) 光伏陣列過(guò)壓保護 
3) 光伏陣列過(guò)流保護 
4) 光伏組件極性反接保護 
5) 蓄電池過(guò)充保護 
6) 蓄電池過(guò)放保護 
7) 蓄電池極性反接保護 
8) 負載過(guò)載保護 
9) 負載短路保護 
10) 控制器超溫保護 
3.4 電氣技術(shù)參數 
1) 額定系統電壓：12Vdc/24Vdc/36Vdc/48Vdc 自動(dòng)識別 
2) 額定蓄電池電流：45A 
3) zui大光伏輸入電壓：150Vdc 
4) 蓄電池電壓范圍：8～72Vdc 
5) zui大輸入功率：12V： 600W 
6) 空載損耗：1.4～2.2W 24V：1200W 36V：1800W 48V：2400W 
7) 接地類(lèi)型：負極接地 
8) 外形尺寸：長(cháng)：382mm 寬：231mm 高：107mm 
9) 安裝尺寸：長(cháng)：362mm 寬：205mm 
10) 產(chǎn)品凈重：4.6kg 
11) 端子尺寸：35mm2 
12) 安裝孔尺寸：Φ10 
13) 液晶顯示溫度：-20℃ ～ +70℃ 
14) 工作溫度范圍：-25℃ ～ +55℃ 
15) 儲存溫度范圍：-30℃ ～ +85℃ 
16) 濕 度：95%無(wú)凝結 
17) 防護等級：IP20 
3.5 離網(wǎng)逆變器（學(xué)校提供或我方代配） 
DA-WT/HT正弦波逆變電源是新一代數字化、智能化產(chǎn)品，專(zhuān)門(mén)針對郵電、電力系統、實(shí)驗室的逆變設備，適合應用于有48V（或－48V）直流動(dòng)力（直流屏）的程控交換機、計算機機房、網(wǎng)絡(luò )、計費服務(wù)器及事故照明等場(chǎng)所，是把直流電變換成正弦波電源的DC/AC功率變換裝置。 

系統具備軟件保護與硬件保護的復合保護模式，可靠性高。 
具備完善的保護功能：輸入極性反接、輸入過(guò)欠壓、輸出過(guò)壓、過(guò)流、短路、機內過(guò)熱、另有軟啟動(dòng)功能。 
可接純感性負載(需降額使用)，容性負載、阻性負載、阻容混合負載。DA-WT/HT系列通信用工頻逆變電源是采用美國IN公司16位微處理芯片控制，主電路采用進(jìn)口功率模塊，具有可靠性高、保護功能全、波形失真小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。該產(chǎn)品具有較高的轉換效率（在滿(mǎn)負載狀態(tài)下可高達85%以上）。同時(shí)還有很強的非線(xiàn)性負載驅動(dòng)能力；該產(chǎn)品還可以對輸入電壓、電流和輸出電壓、電流進(jìn)行檢測監控，從而實(shí)現無(wú)人值守維護功能。 


3.6鉛酸蓄電池 
在獨立的光伏系統中，蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時(shí)，蓄電池供給負載，保證系統的正常運行。 
該系統所采用的鉛酸蓄電池規格如下： 
1) 蓄電池電壓：12V 
2) 蓄電池容量：200Ah 
3) 外形尺寸：497*260*207mm 
4) 參考重量：62KG 
5) 聯(lián)接方式：4節串聯(lián)，組合成48V/200Ah 
3.6.1放電特性 
鉛酸蓄電池具有的良好的放電特性，尤其是大電流放電的特性更為*。電池放電的容量取決于放電電流，終止電壓和放電時(shí)間。 
不同放電率的放電性能和終止電壓選擇如下圖： 

3.6.2 自放電特性 
鉛酸蓄電池儲存時(shí)的自放電特性如下圖：

3.6.3 充電特性 
鉛酸蓄電池要求采用限流恒壓的充電方法進(jìn)行充電。在環(huán)境度為25℃的條件下，zui佳的浮充電壓為13.6±0.1V 臺X臺數，充電開(kāi)始時(shí)的電流應限制在0.25C10A的范圍內。 
恒壓充電特性(25℃)如下圖： 

在不同的環(huán)境溫度下，適宜的電池充電恒壓值可按下所示，找出整組電池的恒壓浮充電壓值(電池充電電壓X電池組中的電池臺數)。 
 
3.6.4顯示單元 
系統配置有方陣電壓、電流；逆變電壓、電流、功率；實(shí)驗室溫度和濕度、實(shí)驗記時(shí)時(shí)鐘、逆向電量計量表等。方便在沒(méi)有與PC機聯(lián)機狀況下查看系統工作狀態(tài)和各項參數。 
五、實(shí)驗內容
實(shí)驗一 太陽(yáng)能電池板特性實(shí)驗系列 
1、太陽(yáng)能電池板開(kāi)路電壓測試實(shí)驗 
2、太陽(yáng)能電池板短路電流測試實(shí)驗 
3、太陽(yáng)能電板I-V特性測試實(shí)驗 
4、太陽(yáng)能電池板zui大輸出功率計算實(shí)驗 
5、太陽(yáng)能電池板填充因子計算實(shí)驗 
6、太陽(yáng)能電池板轉換效率測量實(shí)驗 
7、開(kāi)路電壓與相對光強的函數關(guān)系實(shí)驗 
8、短路電流與相對光強的函數關(guān)系實(shí)驗 
9、太陽(yáng)能電池板P-V特性測試實(shí)驗 
10、太陽(yáng)能電池板暗伏安特性測試實(shí)驗 
11、太陽(yáng)能組件輸出特性測試實(shí)驗 
12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實(shí)驗 
13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實(shí)驗 
14、太陽(yáng)能電池光譜特性測試實(shí)驗 
15、太陽(yáng)能電池板的串聯(lián)開(kāi)路電壓測試實(shí)驗 
16、太陽(yáng)能電池板的串聯(lián)短路電流測試實(shí)驗 
17、太陽(yáng)能電池板的并聯(lián)開(kāi)路電壓測試實(shí)驗 
18、太陽(yáng)能電池板的并聯(lián)短路電流測試實(shí)驗 
19、負載特性測試實(shí)驗 
實(shí)驗二 太陽(yáng)能蓄電池控制器實(shí)驗系列 
1、太陽(yáng)能蓄電池充電控制實(shí)驗 
2、控制器充放電保護實(shí)驗 
3、蓄電池電壓、電流測試實(shí)驗 
4、蓄電池電量估測實(shí)驗 
5、控制電池電流流入、輸出實(shí)驗 
6、控制器環(huán)境溫度測量實(shí)驗 
7、控制器光控-時(shí)控輸出實(shí)驗 
實(shí)驗三 太陽(yáng)能應用實(shí)驗系列 
1、太陽(yáng)能交、直流風(fēng)扇實(shí)驗 
2、太陽(yáng)能路燈實(shí)驗 
3、太陽(yáng)能警示燈實(shí)驗 
4、太陽(yáng)能充電器實(shí)驗 
5、太陽(yáng)能可變阻抗負載實(shí)驗 
實(shí)驗四 太陽(yáng)能負載實(shí)驗系列 
1、zui大輸出電流實(shí)驗 
2、zui大輸出功率實(shí)驗 
3、在不同恒壓狀態(tài)下電流特性 
4、在不同恒流狀態(tài)下電壓特性 
實(shí)驗五 太陽(yáng)能光伏逆變器實(shí)驗系列 
1、逆變器的工作原理分析實(shí)驗； 
2、輸出電壓、電流測試實(shí)驗； 
3、zui大輸出功率的估算實(shí)驗； 
4、過(guò)載或短路保護演示實(shí)驗； 
5、輸入電壓防反接演示實(shí)驗； 
6、輸入電壓范圍測試實(shí)驗； 
7、轉換效率計算實(shí)驗； 
六、系統基本配置表

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