TW-SNY24教學(xué)用光伏發(fā)電組裝與建設(shè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、主要功能

   1、采用實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器，執(zhí)行結(jié)構(gòu)以及跟蹤系統(tǒng)；可以拓展安裝更大功率的光伏組件進(jìn)行光伏系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)。

   2、實(shí)驗(yàn)裝置可以自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使太陽(yáng)光垂直照射到物體表面，保證跟蹤架上產(chǎn)品獲得太陽(yáng)輻射能量，系統(tǒng)由底板、支架、減速電機(jī)，控制器， 電源等部分組成。

   3、實(shí)驗(yàn)裝置按照太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡方式運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)全天 8 小時(shí)自動(dòng)對(duì)太陽(yáng)的實(shí)時(shí)追蹤。

   4、太陽(yáng)能跟蹤定位傳感器在保證光照條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)日高精度測(cè)量，并把太陽(yáng)光方位信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳輸給跟蹤控制器。

   5、傳動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)采用的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用兩個(gè)小功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)水平方向 360°、俯視方向 180°旋轉(zhuǎn)。

   6、跟蹤控制器采用高性能微處理器為主控 CPU，大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，防震結(jié)構(gòu)，適合在惡劣工業(yè)環(huán)境使用。

   7、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用可移動(dòng)臺(tái)架結(jié)構(gòu)，配有彩色鋁合金雕刻電路圖，示意圖，配備有顯示測(cè)量裝置，顯示日照指標(biāo)，系統(tǒng)運(yùn)行電壓等。

   8、實(shí)驗(yàn)裝置的安裝設(shè)計(jì)，便于學(xué)生自行動(dòng)手安裝調(diào)試自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。

   9、支架采用工業(yè)鋁型材設(shè)計(jì)制作，拆卸組裝方便，底部附滾輪可推至室外教學(xué)。

  10、增加系統(tǒng)停機(jī)時(shí)蓄電池電量自動(dòng)測(cè)量功能。

二、技術(shù)參數(shù)

1、光伏組件

采用高效單晶硅制作，整體由白板玻璃、電池片、EVA、TPT層壓而成，外加鋁型材邊框。

◆ 峰值功率：100W*4塊

◆ 功率電壓：17.5V

◆ 功率電流：5.52A

◆ 開(kāi)路電壓：22V

◆ 短路電流：5.62A

◆ 機(jī)械尺寸：1100*670*28mm

2.太陽(yáng)能控制器

◆ 使用單片機(jī)和專(zhuān)用軟件，實(shí)現(xiàn)智能控制，12/24電壓自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。

◆ 采用串聯(lián)式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過(guò)放恢復(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動(dòng)控制方式有利于提高蓄電池壽命。

◆ 多種保護(hù)功能，包括蓄電池反接、蓄電池過(guò)、欠壓保護(hù)、太陽(yáng)能電池組件短路保護(hù)，具有自動(dòng)恢的輸出過(guò)流保護(hù)功能，輸出短路保護(hù)功能。

◆ 具有豐富的工作模式，如光控，光控＋延時(shí)，通用控制等模式。

◆ 浮充電溫度補(bǔ)償功能。

  ◆ 使用定制大屏幕LCD液晶顯示器、充電、放電，光伏、蓄電池，負(fù)載各參數(shù)一目了然，一鍵式操作即可完成所有設(shè)置，方便直觀。

3.蓄電池（膠體免維護(hù)）

采用自放電率低、使用壽命長(zhǎng)、深放電能力強(qiáng)、充電效率高、工作溫度范圍寬的免維護(hù)膠體蓄電池。

在獨(dú)立的光伏系統(tǒng)中，蓄電池的作用主要是儲(chǔ)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(fù)載，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

該系統(tǒng)所采用的蓄電池規(guī)格如下：

• 蓄電池電壓： 12V  一節(jié)

• 蓄電池容量：38Ah

• 外形尺寸：196*165*180mm

• 參考重量：12.6KG/節(jié)

  3.1 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：  

   

  放電時(shí)間  

   

  溫 度（℃）  

  3.2 自放電特性  

  鉛酸蓄電池儲(chǔ)存時(shí)的自放電特性如下圖：  

   

  自放電特性  

  3.3 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，的浮充電壓為13.6±0.1V 臺(tái)X臺(tái)數(shù)，充電開(kāi)始時(shí)的電流應(yīng)限制在0.25C10A的范圍內(nèi)。  

  恒壓充電特性(25℃)如下圖：  

   

  充電時(shí)間  

  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(tái)數(shù))。  

   

  電池浮充電電壓與環(huán)境溫度的關(guān)系  

  4.離網(wǎng)逆變器  

  ◆ 純正弦波輸出(失真率<4%)  

  ◆ 輸入輸出隔離設(shè)計(jì)  

  ◆ 能快速并行啟動(dòng)電容、電感負(fù)載  

  ◆ 三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負(fù)載水準(zhǔn)和故障情形  

  ◆ 負(fù)載控制風(fēng)扇冷卻  

  ◆ 過(guò)壓/欠壓/短路/過(guò)載/超溫保護(hù)  

  ◆ 輸入電壓：10-16VDC  

  ◆ 輸出電壓：110V/220VAC 可選  

  ◆ 輸出功率：1000W  

  5.并網(wǎng)逆變器：  

  并網(wǎng)逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級(jí)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(shí)獲得單位功率因數(shù)。  

  系統(tǒng)面板設(shè)有用來(lái)測(cè)量DC、AC相關(guān)參數(shù)的多個(gè)測(cè)試端口，可測(cè)量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過(guò)程中的電壓電流及曲線變化和波形對(duì)比。
  6級(jí)功率搜索功能  

   在自動(dòng)調(diào)整的過(guò)程中，會(huì)看到LOW燈不停的閃爍，功率會(huì)由0作為起點(diǎn)，向功率點(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(shí)ST燈長(zhǎng)亮。  

   在進(jìn)行6級(jí)功率搜索程序時(shí)，所需的時(shí)間為10分鐘。  

  寬電壓輸入（15-62VDC）  

  二級(jí)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  

  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(yáng)能電池板（不需要連接電池）  

  6. 基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng)  

  1、特點(diǎn)  

  當(dāng)智能控制系統(tǒng)檢測(cè)到有漏電或觸電情景出現(xiàn)時(shí)，智能控制系統(tǒng)在0.1秒斷開(kāi)連接，保證人身和財(cái)產(chǎn)安全；智能控制系統(tǒng)本身有故障指示燈，用戶可根據(jù)智能控制系統(tǒng)故障指示燈顯示判斷出當(dāng)前故障狀態(tài)，便于處理；智能控制系統(tǒng)有掛鎖功能，需要檢修時(shí)，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全。可以采集現(xiàn)場(chǎng)輸出型裝置數(shù)據(jù)，通過(guò)多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端，實(shí)現(xiàn)本地設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。  

  2、功能  

  基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng)，可進(jìn)行用電數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、分析、查詢(xún)等。運(yùn)用前端數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將實(shí)時(shí)的用電數(shù)據(jù)展示在平臺(tái)上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢(xún)功能；運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電設(shè)備和線路運(yùn)行狀況，對(duì)異常狀況及時(shí)告警，從而預(yù)防電氣火災(zāi)；運(yùn)用用電系統(tǒng)故障定位技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并精準(zhǔn)定位用電故障點(diǎn)，自動(dòng)生成故障報(bào)告，協(xié)助用戶時(shí)間修復(fù)用電系統(tǒng)故障；運(yùn)用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)分析和評(píng)估電能質(zhì)量問(wèn)題，并提供定制化的治理方案，協(xié)助用戶獲得優(yōu)質(zhì)電能；運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和行業(yè)數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計(jì)、分析并挖掘基礎(chǔ)的用電數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)發(fā)掘節(jié)能潛力，從而提供能效優(yōu)化方案。滿足用電管理系統(tǒng)可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的智慧用電模塊需求。  

  3、基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng)由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機(jī)組成，技術(shù)參數(shù)分別為：  

  （1）執(zhí)行裝置技術(shù)參數(shù)  

  （1）極數(shù)：3P+N  

  （2）脫扣特性：C（5-10）In D（10-14）In  

  （3）額定電流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A  

  （4）額定電壓：Ue AC 230V/400V  

  （5）額定頻率f：50Hz  

  （6）額定短路分?jǐn)嗄芰Γ篒cu10kA  

  （7）殼架等級(jí)額定電流：Inm63A  

  （8）缺相保護(hù)：設(shè)備防燒毀保護(hù)模式  

  （9）漏電保護(hù)：元器件損壞保護(hù)模式  

  （10）過(guò)載保護(hù)：電流過(guò)大防燒毀模式  

  （11）短路保護(hù)：碰線防燒毀模式  

  （12）掛鎖保護(hù)：便于維修安全  

  （13）過(guò)溫保護(hù)：可監(jiān)測(cè)線路溫度  

  （14）過(guò)欠壓保護(hù)：防止造成人身事故和機(jī)械設(shè)備損壞  

  （15）漏電或觸電時(shí)0.1秒斷開(kāi)  

  （16）故障指示燈，便于查看工作狀態(tài)  

  ★（17）掛鎖功能，檢修更方便  

  （2）網(wǎng)機(jī)技術(shù)參數(shù)  

  （1）內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片  

  （2）外置8M無(wú)源晶振  

  （3）采用SP3485作為485通信芯片  

  （4）485防浪涌保護(hù)  

  （5）標(biāo)準(zhǔn)RS485接口，可直接串口設(shè)備  

  （6）智能型數(shù)據(jù)終端，便捷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能  

  ★（7）提供強(qiáng)大的中心管理軟件，方便設(shè)備管理  

  ★（8）提供便捷的軟件升級(jí)和固件更新服務(wù)  

  ★（9）提供數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)備份，方便查看歷史數(shù)據(jù)  

  （10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm  

  （11）重量：70g  

  （12）電源：AC220V  

  （13）功耗：1.5W  

  （14）工作溫度：-25℃ - +70℃  

  （15）工作濕度：95%  

  （16）WiFi版下行傳輸速率：64kbps  

  （17）WiFi版上行傳輸速率：32kbps  

  二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  

     1、太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)  

     2、太陽(yáng)能光伏組件的安裝實(shí)驗(yàn)  

     3、太陽(yáng)能逆變器、控制器的安裝實(shí)驗(yàn)  

     4、太陽(yáng)能光伏電站現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)  

     5、太陽(yáng)能跟蹤定位傳感器的安裝與測(cè)量實(shí)驗(yàn)  

     6、組件支架結(jié)構(gòu)安裝與測(cè)量實(shí)驗(yàn)  

     7、傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝與測(cè)量實(shí)驗(yàn)  

     8、跟蹤控制器原理實(shí)驗(yàn)  

  三、安裝要求  

     1、占地面積：5平方米  

     2、運(yùn)行面積：8平方米