教学设备

一、系统概述
太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。
太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。
太阳能微网发电教学系统主要由光伏方阵及其支撑支架、直流汇流箱、防雷系统、并网逆变器、离网逆变器、储能蓄电池、交流配电箱、监控系统及其连接线缆等组成。
在晴朗的白天，装在屋顶上的光伏组件发出的直流电经过并网逆变器逆变成与电网同频率同相位的单相交流电给负载进行供电，在夜晚或阴雨天等太阳光照不足的情况下，系统处于待机状态，负载用电全部来自电网。
系统运行时，可以通过系统监控软件来实时查看系统的运行状态和故障信息，或者是选配远程通讯数据采集器，将系统工作数据通过GPRS或以太网，传输到您的手机、平板电脑或任意一台联网的电脑，以便于您远程实时掌控电站的信息。
系统工作原理
室外5KW太阳能电池方阵，分成2路进入室内系统主控柜。第1路太阳电池组件在太阳能控制器控制下，对蓄电池充电和对负载的工作状态进行管理,具有自动防止储能蓄电池过充电和过放电的功能。蓄电池在系统中的作用就是存储能量，还能对系统起着调节电量、稳定输出的作用。逆变器的作用是将蓄电池的直流电转变为适合负载使用的正弦波交流电，逆变器输出的交流电能通过系统输出回路，供给外部用电设备用电，系统输出设有过流、过载、短路等保护功能。
第2路通过直流汇流箱、并网逆变器、电能计量仪表、输出开关直接与市电相连；太阳能电池板所产生的直流电经并网逆变器整流、滤波、升压、同步后与市电进行并网。
系统特点：
1、实验台工控一体计算机，采用RS232或RS485格式与光伏控制系统通讯，对各项参数进行监控；
2、充放电控制系统主控制模块采用数字化MCU技术，对蓄电池充放电进行全智能化的管理；
3、离网逆系统采用电信机房专用系统、高隔离度、具有高稳定、高功率因数输出；可以为用户提供纯正弦波220V/4KVA稳定交流输出，供应外部设备用电及照明用电；
4、系统运行过程智能化控制，正常工作情况下、蓄电池充满电后，可自动进入并网工作模式，大大节省光伏发电效率。
5、实验台面板设置有切换开关（按钮）可实现离网、并网两种模式自由切换
二、系统技术指标参数
2.1 太阳能电池组件
1、抗盐雾和氨腐蚀等国际权威测试；
2、可承受风压2400Pa,雪压7200Pa；
3、优秀的弱光环境发电性能，阴天也能发电；
4、输出功率年衰减率小于0.7%，第25年不低于组件初始功率的80.70%
 组件型号：ZM250P-29b 多晶
 最大功率（W）：250
 开路电压（V）：35.9
 短路电流（A）：7.27
 最大功率点的工作电压（V）：28.1
 最大功率点的工作电流（Ａ）：6.7
 转化效率：17.12%
 开路电压温度系数：-0.292%/K
 短路电流温度系数：+0.045%/K
 功率温度系统：-0.408%/K
 最大系统电压（V）：1000
 组件尺寸（长×宽×高）：1650×990×40mm
 重量：19.1kg
 框架：阳极氧化铝
 玻璃：白色钢化安全玻璃3.2mm
 电池片封装：EVA
 背板：复合薄膜
 太阳能电池片：6×10片多晶硅太阳能电池片（156mm×156mm）
 接线盒
1) 6个旁路二极管
2) 绝缘材料：PPO
3) 防水等级：IP65
 连接器
1) 常规额定电流：30A
2) 耐电压：DC1000V
3) 接触电阻：<2mΩ
4) 绝缘电阻：＞500MΩ
5) 适用单芯电缆截面：2.5-6mm2
6) 电缆外径范围：Φ5mm～Φ 7mm
7) 环境温度：-40℃～+ 105℃
8) 防护等级：IP67
9) 安全等级：Ⅱ
10) 壳体：PC料，黑色
11) 接触件：紫铜CN，镀锡SN
12) 接线方式：压接
 电 缆
1) 长度：450mm,
2) 规格：1×4mm²
3) 颜色：红、黑
 温度范围系数：-40°C to+85°C
 抗冰雹系数：最大直径25mm,撞击速度23m/s(51.2mph)
 最大表面负荷：7200pa
2.2 太阳能组件固定支架
系统支架设计容量为5KW，采用标准工程件，镀锌方钢，镀锌C型钢，20块250Wp太阳能光伏组件，固定于C型钢架上，与室外阳台相结合

2.3 太阳能控制器
该项目主控系统采用国内知名厂商所生产的MPPT控制器，该控制器是一款基于多相位同步整流技术的高端产品，适用于离网型光伏系统，控制器内建灵敏的最大功率点跟踪算法，迅速并准确地找到光伏电池最大功率点以获取更多的光伏能源，提高效率，降低系统成本。控制器通过配套RS232、RS485、USB等通讯方式、连接PC机监控软件，可实现单台或多台控制器的远程实时监控、参数修改、负载设置等光伏系统管理功能。
2.3.1 系统概述
专为高端的中小型光伏系统设计，采用MPPT或PWM（脉宽调制）控制方式控制光伏板发出的电能给蓄电池充电。
采用智能化、模块化设计，结构简单、功能强大，使用工业级优质的元器件，并按照严格的生产工艺制造，使控制器性能可靠、系统运行稳定。
2.3.2 系统原理框图
光伏充放电控制器在系统中主要作用是将光伏组件所发出的电能高效给蓄电池充电，同时确保蓄电池长时间的使用寿命。控制器内部主要有光伏输入保护电路，蓄电池保护电路以及充电控制电路组成。系统原理简图如下。
2.3.3 功能描述
PWM充电模式
当蓄电池电量达到饱和状态时，采用PWM控制方式控制充电，既能够对蓄电池进行有效充电，又可以防止蓄电池过充延长蓄电池的使用寿命。
人机界面
以直观的数字和图形形式显示光伏系统的状态和参数，显示包括：蓄电池电压、光伏电压、光伏功率、光伏电流参数和相关图标等，可以通过按键浏览显示内容。
完善的保护功能
蓄电池过充、过放、防反接保护；光伏防反充、防反接保护；防雷保护等。
通讯功能
标准的RS232通讯/RS485通讯，可实时监控系统的运行状态，包括控制器LCD液晶屏上显示的所有数据，通过软件可以对相关参数进行设定和修改，还可以对系统中光伏电池板的运行状况进行控制，并在故障发生时报警。
干接点信号功能
根据现场实际需要当蓄电池电压达到设定电压时，输出干接点信号。
MPPT充电功能
实时监测光伏板发电电压，并追踪最高电压电流值（VI），使光伏系统以最大功率给蓄电池充电。

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