太阳能光伏并网发电教学实验台,太阳能光伏并网发电实验台

一、太阳能光伏并网发电教学实验台-实训应用范围：
主要提供于职高、大学、研究生、企业技工以太阳能发电为主课题的研究和培训。
二、技术参数
2.1、太阳能电池板
太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。
Ø 最大输出功率：100W*3块
Ø 开路电压：35V（并联）
Ø 短路电流：3*3.25A（并联）
2.2、照度计
Ø 量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自动切换量程。
2.3、系统包含电压表、电流表、有功、无功率表，温度表及湿度表
Ø 直流电压表200V、直流电流表20A各3只
Ø 交流电压表500V、交流电流表5A各3只
Ø 有功功率表 1只
Ø 无功功率表 1只
Ø 温度、湿度表:温度测量范围：-50℃-+70℃  湿度测量范围：20%-90%
2.4、环境监测模块技术指标
Ø 含有照度计、温度表、湿度表，单片机时钟系统，实现时间的显示
2.5、13寸工控一体机，带触摸功能
Ø C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm双核处理器TDP 17W超低功耗处理器
Ø 主 板:Intel M11工控固态节能主板
Ø 内 存:1G DDR3 1333超高速内存,支持1333/1066MHz内存,最大可支持8GB。
Ø 硬 盘:24G SSD固态硬盘
Ø 显 卡:集成Intel  HD Graphics核心显卡,提供VGA、LVDS、双HDMI显示输出,LVDS支持双通道24bit,支持单独显示、双显复制、双显扩展。
Ø 声 卡:集成ALC662 6声道高保真音频控制器
Ø 网 卡:集成1个RTL千兆网卡,支持网络唤醒、PXE功能。
Ø 电 源:外置电源（100V至220V宽幅电压，全球通用）
Ø 显示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600
Ø 触摸屏:台湾军工Touchkit 4线触摸屏，透光率高；性能稳定，触摸灵敏
Ø 整机接口:4* USB 2.0接口,其中两个可支持USB3.0(需定制)，
Ø 1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45网络接口,1* Line out（绿色）,1* Mic（红色)
Ø 2*COM串口,1* 12V DC_JACK输入接口
   系统状态：
   太阳能控制器（带报警功能）：
Ø 输入电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示
Ø 输出电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示
Ø 蓄电池：电压数据显示及动态曲线显示
2.5.1 智慧教室综合测控系统
该系统采用一体化设计，要求所有功能集中在一块核心控制器上，禁止采用多种模块拼装，确保使用人员的人身安全及设备安全的性能指标。
（一）、虚拟示波器所需实现的功能：50MHz   2路波形测量功能；
（二）2路逻辑分析仪功能；
（三）1路任意波形信号发生器输出；
200MSa/s高速实时采样，50MHz带宽，波形测量完全满足教学实验要求，波形平滑不失真。
（四）2路PWM脉冲信号发生器：可设置频率、占空比。
（五）、万用表功能
1、万用表的电阻测量功能；
2、万用表的直流电压测量功能；
3、万用表的交流电压测量功能；
4、万用表的交流电流测量功能；
（六）、人机界面功能
*1、人机界面显示所测量的波形，并显示相应的量测值；
*2、可通过点击界面按钮，将所测量的波形插入实验报告模板中；
*3、学生的实验报告结果可通过点击界面按钮，统一上传到指定的教师电脑文件夹下；
（七）、实验室安全监控功能
1、环境参数测量：可同时测量显示温湿度、CO2浓度和PM2.5；
2、电气参数测量：可测量控制台电压电流，并计算出功率；
3、过流、过压、欠压（阀值可设置）报警跳闸保护；
4、安全防护：实验室环境安全监控装置（PM2.5、烟雾、可燃气体、温湿度及CO2浓度异常（火警）报警）；5、节电功能：长期无人实验时，自动关闭总闸开关，实现安全和节电效果；
2.5.2 新能源教学系统仿真软件
★  一、软件概述
1、通过该软件可以系统性学习太阳能光伏硅材料、电池片、光伏组件、光伏组件附属材料、光伏应用产品等全部系列光伏知识内容。
2、配备文字与动画展示并介绍从原材料至成品包括中间环节加工工艺等与使用方法。
3、多媒体系统自带语音讲解，图、文、声并茂展示讲解、与系统所述文字同步播放，帮助教师对光伏发电课程教案的快速编写，提高学生对新能源专业知识快速掌握和快速学习。
4、软件组成
(1)太阳能光伏硅材料讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏电池使用的硅材料实物；
2、配备文字与动画展示各种材料的生产工艺与使用方法
3、目录（约11课时）
光伏硅产品基本情况介绍
1）硅单质性质：包括硅的物理性质、化学性质、硅的分类与应用
2）硅化合物性质：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的卤化物、三氯氢硅、硅烷等
3）硅的生长原理及定型
4）硅的提纯方法：包括化学提纯与物理提纯方法
5）多晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括冶金硅级制备、高纯多晶硅制备、铸造多晶硅制备
6）单晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括单晶硅生长、单晶硅的杂质与缺陷
7）单晶硅与多晶硅加工方法
8）硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
9）硅材料的测试与分析方法：包括导电型号测量、电阻率测量、少子寿命测量、霍尔系数的测定、迁移率的测量、化学性能分析、晶体结构分析等
10）硅材料测试与分析依据标准（GB标准、UL标准、IEC标准、SEMI标准）
(2)太阳能光伏电池片讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏电池片；
2、配备文字与动画展示各种电池片的生产工艺与使用方法
3、目录（约9课时）
 (2)太阳能光伏电池片讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏电池片；
2、配备文字与动画展示各种电池片的生产工艺与使用方法
3、目录（约9课时）
1）太阳能电池片基本情况介绍
2）太阳能电池片基本结构分析
3）太阳能电池片分类
4）晶体硅太阳能电池片生产工艺：包括生产方法与生产设备介绍
5）晶体硅太阳能电池片生产主要原材料
6）太阳能电池片测试技术与方法：包括测试方法与测试设备介绍
7）太阳能电池片测试依据标准
(3)太阳能光伏组件讲解与展示系统
1、可以展示各种太阳能光伏光伏组件；
2、配备文字与动画展示各种光伏组件的生产工艺与使用方法
3、目录（约10课时）
1）太阳能电池组件基本介绍
2）太阳能电池组件的分类及各种组件的优缺点
3）太阳能电池组件的生产工艺介绍及相关设备
4）太阳电池组件的评定标准
5）太阳能电池组件的测试方法与测试设备
6）太阳能电池组件的发展方向
(4)太阳能光伏组件附属材料讲解与展示系统
主要功能
1、可以展示各种太阳能光伏光伏组件附属材料；
2、配备文字与动画展示各种光伏组件附属材料的生产工艺与使用方法
3、目录（约7课时）
1）太阳能组件附属设施情况介绍
2）太阳能组件对钢化玻璃的具体要求
3）太阳能组件对支架铝型材的具体要求
4）太阳能组件对EVA封胶的具体要求
5）太阳能组件对TPT背板的具体要求
6）太阳能组件附属设施检测方法
7）太阳能组件附属设施测试标准
★ 二、展示与讲解内容目录（图、文、声并茂）
2.1 太阳能光伏应用产品讲解与展示系统（约5课时）
2.1.1 太阳能发电系统：
2.1.2 家用太阳能发电机直流系统多媒体电视机
2.1.3 太阳能便携电源：
2.1.4 太阳能杀虫灯
2.1.5 太阳能警示灯
2.1.6 太阳能野营灯
2.2 太阳能光伏发电基本原理
2.3 太阳能光伏发电系统组成部分介绍
2.4 太阳能光伏发电系统设计方法
2.5 太阳能光伏电站施工建设方法
2.5.1、项目前期考察 
2.5.2、项目建设前期资料及批复文件 
第一阶段：可研阶段 
第二阶段：获得省级/市级相关部门的批复文件
第三阶段：获得开工许可 
2.5.3、项目施工图设计 
2.5.4、项目实施建设 
2.5.5、带电前的必备条件 
2.6太阳能光伏并网电站介绍
2.6.1、光伏并网电站简要描述 
2.6.2、光伏并网电站设备组成 
2.6.2、光伏并网电站设备功能 
2.7 家用型太阳能电站建设方案
2.8 逆变器基本原理介绍
  2.9 控制器基本原理介绍
2.6 并网逆变器：
   并网逆变器具有DC－DC和DC－AC两级能量变换的结构。DC－DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC－AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。
   系统面板设有用来测量DC、AC相关参数的多个测试端口，可测量DC-DC电压电流变化和DC-AC逆变过程中的电压电流及曲线变化和波形对比。
  6级功率搜索功能
   在自动调整的过程中，会看到LOW灯不停的闪烁，功率会由0作为起点，向最大功率点加大输出功率，重启最多为6次，然后进入功率锁定状态，锁定时ST灯长亮。
在进行6级功率搜索程序时，所需的时间为10分钟。
1、直接连接到太阳能电池板（不需要连接电池）
2、AC标准电压范围：90V～140V/180V～260VAC
3、AC频率范围： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
4、并网输出功率：300W
5、输出电流总谐波失真：THDIAC <5%
6、相 位 差： <1%
7、孤岛效应保护： VAC;f AC
8、输出短路保护： 限流
9、显示方式： LED
10、待机功耗： <2W
11、夜间功耗： <1W
12、环境温度范围： -25 ℃～60℃
13、环境湿度： 0～99%(Indoor Type Design)
高性能自动功率点追踪（MPPT）
强大的MPPT算法，以优化来自太阳能电池板的功率收集，可精确地捕捉及锁定最大输出功率点，使发电量大幅提高到大于25%以上。
    电力输出:（逆向电力传输）
高效的电力逆向传输技术，专利技术之一，逆变器在并网输出模式时电力以反方向电力传输，自动检测电路中的负载并优先进行使用，用不完的电力才向电网逆方向传输供应到其他地方使用，电力传输率可达99.9%。在光伏发电应用系统中使输出效率更高。
三、可完成的实验内容：
    实验一 太阳能电池板特性实验系列
1-1、太阳能电池板开路电压测试实验
1-2、太阳能电池板短路电流测试实验
1-3、太阳能电板I-V特性测试实验
1-4、太阳能电池板最大输出功率计算实验
1-5、太阳能电池板填充因子计算实验
1-6、太阳能电池板转换效率测量实验
1-7、开路电压与相对光强的函数关系实验
1-8、短路电流与相对光强的函数关系实验
1-9、太阳能电池板P-V特性测试实验
1-10、太阳能电池板暗伏安特性测试实验
1-11、太阳能组件输出特性测试实验
1-12、串联电阻对填充因子的影响测试实验
1-13、并联电阻对填充因子的影响测试实验
1-14、太阳能电池光谱特性测试实验
1-15、太阳能电池板的串联开路电压测试实验
1-16、太阳能电池板的串联短路电流测试实验
1-17、太阳能电池板的并联开路电压测试实验
1-18、太阳能电池板的并联短路电流测试实验
1-19、负载特性测试实验
    实验二 太阳能光伏逆变器实验系列
2-1、逆变器的工作原理分析实验；
2-2、输出电压、电流测试实验；
2-3、最大输出功率的估算实验；
2-4、过载或短路保护演示实验；
2-5、输入电压范围测试实验；
2-6、转换效率计算实验；
2-7、并网实验；
实验三 并网逆变电源技术实验
3-1、并网逆变电源单元组成原理技术实验。
3-2、并网逆变器的最大功率跟踪、MPPT 控制方法的比较实验，探讨新方法。
3-3、光伏同步电源与风电同步电源并网兼容控制技术测试实验。
3-4、并网逆变器的防孤岛效应瞬间保护技术测试试验。 
3-5、并网逆变电源输出功率与光伏能量变换的实验。 
3-6、并网逆变电源直流输入欠压控制实验。
3-7、并网逆变电源交流输出波形测试实验。
3-8、并网逆变器输入功率与输出功率比值效率计算与测试实验。
 实验四 并网发电系统监控软件实验
4-1、在上位软件里查看单站监控项目：直流电压VDC、直流电流A、输入功率KW 交流电压VDC、交流电流A、输出功率KW，日发电量KWh、日运行时数hmin、总发电量KWh、总运行时数h，二氧化炭排放量查询。

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