光伏發(fā)電實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)(追日系統(tǒng))

一、 設(shè)備組成

光伏發(fā)電原理實(shí)訓(xùn)裝置主要由光伏裝置、逐日系統(tǒng)裝置、控制裝置(含控制器、逆變器)、儀表與負(fù)載單元、監(jiān)控系統(tǒng)組成,如圖1所示。光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu),各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能,可以組合成光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。使用鋁合金框架。

                                     

           參考圖一                            

 參考圖二

1 光伏發(fā)電原理實(shí)訓(xùn)裝置(圖片僅供參考)

二、技術(shù)參數(shù):

實(shí)訓(xùn)臺(tái)工作電源:AC380V±10% 50Hz

工作環(huán)境:環(huán)境溫度范圍為-20℃~+45℃ 相對(duì)濕度<85%

外形尺寸:1、實(shí)訓(xùn)臺(tái):1280mm×600mm×1680mm

          2、逐日系統(tǒng):900*1400*1640mm

三、各單元介紹

1、 光伏跟蹤裝置

 

1)、光伏跟蹤裝置的組成

光伏跟蹤裝置系統(tǒng)含PLC控制單元、觸摸屏、控制系統(tǒng)。光伏供電裝置主要由光伏電池組件、光線傳感器、投射燈底座支架等設(shè)備與器件組成。

    4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣,模擬光源:采用 1盞300W的投射燈安裝在支架上,采用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)(0-60CM可調(diào))、電壓220V、最大功率300W。

2)、光伏發(fā)電裝置

光伏發(fā)電裝置主要由4塊10W的太陽能光伏板組成,可進(jìn)行并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。其主要參數(shù)如下

光伏電池組件的主要參數(shù)為:

額定功率  4*10W

開路電壓:21.87 V(并聯(lián)),4*18.00V(串聯(lián))

短路電流:4*0.31A(并聯(lián)),0.28A(串聯(lián))

工作環(huán)境溫度45℃±2℃。

 3)光線傳感器、光線傳感器控制盒

    逐日系統(tǒng)光源檢測(cè)部分采用數(shù)字化光源檢測(cè)技術(shù)。采用高檔CPU、光敏傳感器和硅光電池集合設(shè)計(jì)。本控制盒是專用于交流24V云臺(tái)的太陽跟蹤控制,其采用24V交流輸入,可輸出四個(gè)方位的控制電壓給云臺(tái),一般云臺(tái)的方位控制是一根公正,左右上下各四個(gè),本控制盒就是依些配置。

    控制盒中,方位檢測(cè)與繼電器控制一體集成在電路板內(nèi)。小巧,美觀,質(zhì)量可靠。

跟蹤精度可達(dá)1度,同時(shí)鎖定性能良好。技術(shù)成熟,屬不斷改進(jìn)而形成的最終控制方案。

2、 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)采用鋁合金設(shè)計(jì),桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,造形美觀大方;設(shè)有吊柜,用于放置工具、存放掛箱及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。

1)電源控制屏

電源控制屏提供單相220V交流電源和380V交流電源、1路0-30V直流穩(wěn)壓電源(1A)、鉛酸蓄電池(蓄電池組選用2節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池,主要參數(shù):容量   12V、7Ah)、900Ω×2/0.41A的雙層瓷盤可調(diào)電阻。光源控制模塊(控制光源)。電源系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng):至少配置4通道模擬量輸入(0-3V);4通道數(shù)字量輸入(光耦隔離);3通道繼電器輸出(220V,1A);2路DA輸出(0-3V);帶標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口(有LED指示其工作狀態(tài));有RS485接口、CAN接口(專用隔離模塊);4位數(shù)碼管顯示;帶ARM的仿真與下載口;USB2.0接口(RS232接口);接基于串口協(xié)議的無線模塊,模塊可更換(帶天線,工業(yè)級(jí));位機(jī)PC以太網(wǎng)監(jiān)控程序,可遠(yuǎn)程直接采集操作本模塊的硬件資源;提供多種傳感器模塊供用戶選配,可遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的電源。

2)網(wǎng)孔板及安裝模塊

提供網(wǎng)孔板、直流儀表(電壓表、電流表、具有通信接口)、交流儀表(電壓表、電流表、功率表三合一、具有通信接口)、直流負(fù)載(警示燈、節(jié)能燈)、交流負(fù)載(白熾燈、風(fēng)機(jī))、觸摸屏、離網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)逆變器、風(fēng)光互補(bǔ)控制器。

(3)儀表:

    1.直流電壓表

具有通信接口、具有手動(dòng)自動(dòng)量程、工業(yè)級(jí)柜裝48mm*96mm、精度:0.5級(jí),1000V檔位顯示格式:999.99(帶2個(gè)小數(shù)點(diǎn)),顯示單位:V;100V檔位顯示:99.999(帶3個(gè)小數(shù)點(diǎn)),顯示單位:V;10V檔位顯示:9.9999(帶4個(gè)小數(shù)點(diǎn)),顯示單位:V;采用透明面板設(shè)計(jì)。正反駁接誤差不大于5個(gè)字。

2.直流電流表

具有通信接口、具有手動(dòng)自動(dòng)量程、工業(yè)級(jí)柜裝48mm*96mm、精度:0.5級(jí),5A檔位:4999.9(帶1個(gè)小數(shù)點(diǎn)),顯示單位:mA;1000mA檔位:999.99(帶2個(gè)小數(shù)點(diǎn)),顯示單位:mA;100mA檔位:99.999(帶3個(gè)小數(shù)點(diǎn)),顯示單位:mA。采用透明面板設(shè)計(jì),全量程內(nèi)阻0.1毫歐。

4)交流儀表參數(shù)

功率及功率因數(shù)表

24位專用DSP、16位高精度AD轉(zhuǎn)換器和高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)而成,通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。軟件上采用RTOS設(shè)計(jì)思路,同時(shí)配有PC監(jiān)控軟件來加強(qiáng)分析能力。能測(cè)量電路的功率、功率因數(shù)。功率測(cè)量精度為1.0級(jí),功率因數(shù)測(cè)量范圍0.3-1.0,電壓電流量程為450V和5A,能自動(dòng)判別負(fù)載性質(zhì)(感性顯示“L”,容性顯示“C”,純電阻不顯示),并可存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù),供隨時(shí)查閱。

5)可編程控制系統(tǒng)

采用兼容西門子可編程控制器CPU224,配下載線與開發(fā)環(huán)境。

6)創(chuàng)新并離網(wǎng)逆變器(工業(yè)級(jí),液晶顯示,提供開發(fā)部分源代碼)

工業(yè)級(jí)1KW并離網(wǎng)逆變器模塊,具有新能源并離網(wǎng)逆變器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置專利證書。原件備查。具有低壓報(bào)警,低壓關(guān)斷,過壓關(guān)斷,過載關(guān)斷,過熱保護(hù)等多種功能。采用雙CPU控制,可選擇DSP或者STM32。采用OLED液晶顯示(尺寸45*25),開放部分核心源代碼供老師研究、深入了解并網(wǎng)原理等。

功率(W)

1000W

直流電壓(VDC)

24V

輸入電壓

180-260VAC

輸入頻率

50/60 Hz

逆變器輸出電壓/頻率

220VAC±5% /50Hz±1%

輸出波形

純正弦波

切換時(shí)間

<8ms

充電電流

Max 20A

逆變器輸出保護(hù)

輸入過高/過低壓保護(hù)、直流欠壓保護(hù)、尖峰浪涌保護(hù),過載保護(hù):100-120%30 秒;> 120%,100毫秒;>150% ,50毫秒; 輸出短路<150微秒。

噪音

< 45dB

運(yùn)行環(huán)境溫度

-25-65攝氏度

MPPT電壓

15-23V

運(yùn)行/貯存環(huán)境相對(duì)濕度

0-90%無結(jié)露

運(yùn)行環(huán)境海拔高度

0-3,000米

貯存環(huán)境海拔高度

0-15,000米

 

(7)離網(wǎng)逆變器

輸出

輸出電壓

220VAC

功率

300W

瞬間功率

600W

輸出波形

純正弦波

輸出頻率

50Hz/60Hz

輸出電壓誤差值

low & high 10%

空載電流

<0.6A

效率

>88%

USB 輸出電壓(外置)

5V

LED 顯示

顯示工作狀態(tài),和錯(cuò)誤狀態(tài)

輸入電壓

20-28VDC

工作電壓

24VDC

保險(xiǎn)絲

35A

保護(hù)

低壓報(bào)警

20.5+0.3V

低壓關(guān)斷

20+0.5V

過壓關(guān)斷

30+0.5V

過載關(guān)斷

360W over 10 seconds

過熱保護(hù)

>75℃

過熱

輸出自動(dòng)關(guān)閉

工作溫度

‘-10℃ and +50℃之間

有軟啟動(dòng)功能

    

(8)觸摸屏

采用昆侖通態(tài)7寸彩色觸摸屏TPC7062KX,帶通信線與開發(fā)環(huán)境。

分辨率

600X800

品牌

昆侖通態(tài)

型號(hào)

TPC7062KX

處理器

CPU

顯示器尺寸(寸)

7

產(chǎn)品認(rèn)證

CCC

工作溫度

0-65

顯示器類型

液晶

顯示色彩

彩色

輸入方式

觸摸屏輸入

輸入電壓(V)

24

 

9)控制器

采用專業(yè)MCU微處理器控制,真正實(shí)現(xiàn)充電、放電的智能化控制;采用低損耗、長(zhǎng)壽命的MOSFET作為控制器的主要開關(guān)器件;光伏充電(PWM)技術(shù),充電效率更高;運(yùn)行狀態(tài)、故障指示燈指示;多種控制模式:光控開光控關(guān)模式/光控開時(shí)控關(guān)模式/無光控時(shí)控的自動(dòng)模式;輸出吸收回路,可帶感性負(fù)載;記憶功能,控制器失電重新上電后,自動(dòng)按失電前的模式工作;完善的保護(hù)功能;蓄電池防反接;自動(dòng)剎車功能;數(shù)字顯示等功能;具體參數(shù)如下:

額定輸入電壓 (VDC)

12/24

欠壓保護(hù) (VDC)

≤21.6

欠壓恢復(fù) (VDC)

≥24.6

過壓保護(hù) (VDC)

≥33.0

太陽能輸入

最大開路電壓 (VDC)

50

光控開、關(guān)燈

開燈電壓 (VDC)

≤7.0

關(guān)燈電壓 (VDC)

≥14.0

浮充電壓 (VDC)

27.4

過充保護(hù)電壓 (VDC)

≥28.8

充電恢復(fù)電壓 (VDC)

≤26.4

直流輸出

輸出路數(shù) (N)

2路

額定輸出電流

負(fù)載1 (A)

2.5~15

負(fù)載2 (A)

2.5~15

過載能力

120%過載 60秒關(guān)閉輸出/150%過載 10s關(guān)閉輸出

控制模式

光控模式 / 時(shí)控模式 / 自動(dòng)控制模式

串口通信

RS485(A、B)

機(jī)械尺寸、工作環(huán)境

尺寸 (深 x 寬 x 高)

230 x 145 x 75

參考重量 (Kg)

6

防護(hù)等級(jí)

IP41

使用海拔 (m)

 ≤3000

溫度范圍 (℃)

-20 ~ +65

10)負(fù)載系統(tǒng)的組成

設(shè)備配置有直流負(fù)載(紅色警示燈:供電DC24V尺寸直徑72mm*高44mm、LED節(jié)能燈:AC/DC24V,額定功率:2W,色溫:6500K正白)和交流220V負(fù)載(白熾燈、風(fēng)機(jī))

3、監(jiān)控系統(tǒng)

1)監(jiān)控系統(tǒng)組成

監(jiān)控系統(tǒng)主要由觸摸屏、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、組態(tài)軟件組成。

2)監(jiān)控系統(tǒng)功能

    通信

觸摸屏、PLC之間進(jìn)行通信,監(jiān)控自動(dòng)跟蹤過程與PLC、儀表等之間進(jìn)行通信。

4、實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化和真正意義上的開放,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,利用LabVIEW所開發(fā)的虛擬儀器,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形實(shí)時(shí)地寫入本地機(jī)器的文件中。實(shí)驗(yàn)完成時(shí)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)要求填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),上傳實(shí)驗(yàn)波形等,提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告方便了實(shí)驗(yàn)教師管理實(shí)驗(yàn)、批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告。提供軟件著作權(quán)證書,原件備查。

四、設(shè)備整體情況

1)采用發(fā)光(光譜)接近太陽光的燈來模擬太陽光。使得實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目隨時(shí)都可以進(jìn)行。從而不需要受天氣變化的限制。

2)強(qiáng)調(diào)工程實(shí)用性,采用電池板(40W)、智能控制器、蓄電池、要求均與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中一樣,使學(xué)生深刻理解太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

3)各個(gè)部分是完全獨(dú)立的,學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中可根據(jù)自己對(duì)太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的理解自己動(dòng)手連接。

4)采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電池板,可置于戶內(nèi)和戶外,角度可以調(diào)節(jié)。

5)提供多種模擬應(yīng)用實(shí)訓(xùn):太陽能路燈、太陽能警示燈和逆變器等。

6)整體尺寸:1280mm*600mm*1680mm,網(wǎng)孔板不小于1200mm*600mm

7)帶吊柜用于防置實(shí)訓(xùn)器材。

8)提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及說明書,采用Labview設(shè)計(jì),提供實(shí)驗(yàn)管理軟件。

五、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1.太陽能電池發(fā)電原理實(shí)驗(yàn)

2.光伏電池的I-U特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

3.環(huán)境對(duì)光伏轉(zhuǎn)換影響實(shí)驗(yàn)

4.太陽能電池組件和蓄電池的選擇

5.太陽能電池自動(dòng)追光系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

6.控制器工作原理實(shí)驗(yàn)

7.控制器充放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)

8.太陽能路燈實(shí)驗(yàn)

9.太陽能警示燈實(shí)驗(yàn)

10.離網(wǎng)逆變器逆變實(shí)驗(yàn)

11.并網(wǎng)逆變器逆變實(shí)驗(yàn)

六、設(shè)備配置

序號(hào)

名稱

配置

數(shù)量

1

實(shí)驗(yàn)臺(tái)

見說明

1套

2

蓄電池

(12v/7Ah),另見說明

2只

3

控制器

300W,另見說明

1只

4

離網(wǎng)逆變器

300W,另見說明

1只

5

可編程控制模塊

CPU224

1套

6

創(chuàng)新并網(wǎng)逆變器

另見說明

1只

7

儀表

直流儀表(電壓表、電流表),交流儀表(電壓表、電流表、功率表三合一)

1套

8

負(fù)載

直流負(fù)載(24V/2W 節(jié)能,24v/3W警示燈),交流負(fù)載( 220v/15W白熾燈,220v/10W風(fēng)機(jī))雙層900Ω/150W電阻

1套

9

接線端子

魏德米勒WDU 2.5

1套

10

光源控制模塊

能調(diào)節(jié)光源的亮度

1套

11

觸摸屏

昆侖通態(tài) TPC7062KX

1臺(tái)

12

光伏跟蹤系統(tǒng)

包含40W太陽能電池板、鋁型材、投射燈、安裝支架、逐日電機(jī)等

1套

13

實(shí)驗(yàn)管理軟件

采用Labview設(shè)計(jì)

1套

14

實(shí)驗(yàn)配件

實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線、指導(dǎo)書

1套

15

電腦

客戶自配

1套