TW-SNY08型 光伏發(fā)電設(shè)備安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、系統(tǒng)組成

光伏發(fā)電設(shè)備安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)四個(gè)部分組成。采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，應(yīng)用靈活，即可組合應(yīng)用，也可獨(dú)立工作運(yùn)行。

二、技術(shù)參數(shù)

1.光伏供電裝置

光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動(dòng)機(jī)、電容器、直流電動(dòng)機(jī)、接近開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成。

光伏供電裝置

設(shè)備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm、實(shí)訓(xùn)柜1000×1000×2000mm；

2.電池組件

?功率：20W、誤差：±5%、

?輸出電壓：17.2V、

?輸出電流：1.17A、

?開路電壓：21.4V、

?短路電流：1.27A、

?工作環(huán)境溫度：45℃±2℃、

?尺寸：230×230×28mm；

3、光伏供電系統(tǒng)

1） 光伏供電系統(tǒng)的組成

光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開關(guān)電源、網(wǎng)孔架等組成。

2） 控制方式

光伏供電控制單元的追日功能有手動(dòng)控制盒自動(dòng)控制兩個(gè)狀態(tài)，可以進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運(yùn)動(dòng)操作。

3） DSP控制單元和接口單元

蓄電池的充電過(guò)程及充電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當(dāng)蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，DSP控制單元輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器工作，繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，切斷蓄電池的放電回路。

4） 蓄電池組

蓄電池組選用4節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數(shù)：

容量   12V 18Ah/20HR

重量   1.9kg

尺寸   345mm×195mm×20mm

含漏電保護(hù)斷路器，AC220V 和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座；

4、逆變與負(fù)載系統(tǒng)

（1） 逆變與負(fù)載系統(tǒng)的組成

逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數(shù)檢測(cè)模塊、變頻器、三相交流電機(jī)、發(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。

1） 逆變電源控制單元

逆變電源控制單元面板如圖19所示，逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15等組成。

2） 逆變輸出顯示單元

逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子等組成。

3） 逆變與負(fù)載系統(tǒng)主電路

逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變器、交流調(diào)速系統(tǒng)、逆變器測(cè)試模塊、發(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊和警示燈組成。

逆變器的輸入由光伏發(fā)電系統(tǒng)或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調(diào)速系統(tǒng)由變頻器和三相交流電動(dòng)機(jī)組成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源，變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動(dòng)機(jī)使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發(fā)光管舞臺(tái)燈光模塊使用。逆變器測(cè)試模塊用于檢測(cè)逆變器的死區(qū)、基波、SPWM波形。

（2） 逆變器

逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過(guò)程不盡相同。本實(shí)訓(xùn)裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動(dòng)+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動(dòng)芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。

（3）逆變與負(fù)載系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

?逆變器輸入電壓：DC12V、

?輸入電壓范圍：DC9.5V-15.5V、

?輸出電壓：AC220V±5%

?額定輸出電流：1.4A

?輸出頻率：50Hz±0.5Hz

?額定功率：300VA

?輸出波形：正弦波

?波形失真：＜5%

?轉(zhuǎn)換效率：＞85%

?實(shí)驗(yàn)?zāi)K：正弦波逆變器原理模塊

5、監(jiān)控系統(tǒng)

（1） 監(jiān)控系統(tǒng)組成

監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。

（2） 監(jiān)控系統(tǒng)功能

1） 通信

監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進(jìn)行通信。

2） 界面

?監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，風(fēng)力供電系統(tǒng)界面，逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，風(fēng)光互補(bǔ)能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。

?光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤。

?風(fēng)力供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)側(cè)風(fēng)偏航控制。

?具有光伏發(fā)電采集報(bào)表和風(fēng)力發(fā)電集報(bào)表，記錄光伏輸出電壓、電流，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流；逆變與負(fù)載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報(bào)表。

(3) 嵌入式多功能網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器

（要求一體嵌入式，不需電腦配套使用，規(guī)格：28*25*20CM，與開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)配套使用）

A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學(xué)生實(shí)驗(yàn)屏上）同時(shí)配有虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數(shù)字量輸入輸出模塊。

B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)各種虛擬儀器。

C、儀器包括

1）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；

通道數(shù)：2路

帶寬：20MHZ

分辨率：8位

電壓范圍：-10~+10V

存貯深度：64K

2）、頻譜分折儀；

3）、數(shù)字三用表，可測(cè)電阻、電流、電壓等；

數(shù)字IO口

通道數(shù)：8路IO

輸入電平：TTL

輸出電平：TTL

電流驅(qū)動(dòng)：20mA/通道

4）、四路智能遠(yuǎn)程電源控制

5）、數(shù)據(jù)具有上傳與保存功能并能通過(guò)服務(wù)器顯示

6)、提供LabVIEW虛擬儀器軟件（拷貝版）

★(4) 新能源教學(xué)系統(tǒng)仿真軟件

* 一、軟件概述

1、通過(guò)該軟件可以系統(tǒng)性學(xué)習(xí)太陽(yáng)能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應(yīng)用產(chǎn)品等全部系列光伏知識(shí)內(nèi)容。

2、配備文字與動(dòng)畫展示并介紹從原材料至成品包括中間環(huán)節(jié)加工工藝等與使用方法。

3、多媒體系統(tǒng)自帶語(yǔ)音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統(tǒng)所述文字同步播放，幫助教師對(duì)光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提高學(xué)生對(duì)新能源專業(yè)知識(shí)快速掌握和快速學(xué)習(xí)。

4、軟件組成

(1)太陽(yáng)能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏電池使用的硅材料實(shí)物；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種材料的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約11課時(shí)）

?光伏硅產(chǎn)品基本情況介紹

?硅單質(zhì)性質(zhì)：包括硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、硅的分類與應(yīng)用

?硅化合物性質(zhì)：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等

?硅的生長(zhǎng)原理及定型

?硅的提純方法：包括化學(xué)提純與物理提純方法

?多晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括冶金硅級(jí)制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備

?單晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括單晶硅生長(zhǎng)、單晶硅的雜質(zhì)與缺陷

?單晶硅與多晶硅加工方法

?硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

?硅材料的測(cè)試與分析方法：包括導(dǎo)電型號(hào)測(cè)量、電阻率測(cè)量、少子壽命測(cè)量、霍爾系數(shù)的測(cè)定、遷移率的測(cè)量、化學(xué)性能分析、晶體結(jié)構(gòu)分析等

?硅材料測(cè)試與分析依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（GB標(biāo)準(zhǔn)、UL標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)、SEMI標(biāo)準(zhǔn)）

(2)太陽(yáng)能光伏電池片講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏電池片；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種電池片的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約9課時(shí)）

?太陽(yáng)能電池片基本情況介紹

?太陽(yáng)能電池片基本結(jié)構(gòu)分析

?太陽(yáng)能電池片分類

?晶體硅太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)工藝：包括生產(chǎn)方法與生產(chǎn)設(shè)備介紹

?晶體硅太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)主要原材料

?太陽(yáng)能電池片測(cè)試技術(shù)與方法：包括測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備介紹

?太陽(yáng)能電池片測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

(3)太陽(yáng)能光伏組件講解與展示系統(tǒng)

1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏光伏組件；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種光伏組件的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約10課時(shí)）

?太陽(yáng)能電池組件基本介紹

?太陽(yáng)能電池組件的分類及各種組件的優(yōu)缺點(diǎn)

?太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關(guān)設(shè)備

?太陽(yáng)電池組件的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

?太陽(yáng)能電池組件的測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備

?太陽(yáng)能電池組件的發(fā)展方向

(4)太陽(yáng)能光伏組件附屬材料講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏光伏組件附屬材料；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種光伏組件附屬材料的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約7課時(shí)）

?太陽(yáng)能組件附屬設(shè)施情況介紹

?太陽(yáng)能組件對(duì)鋼化玻璃的具體要求

?太陽(yáng)能組件對(duì)支架鋁型材的具體要求

?太陽(yáng)能組件對(duì)EVA封膠的具體要求

?太陽(yáng)能組件對(duì)TPT背板的具體要求

?太陽(yáng)能組件附屬設(shè)施檢測(cè)方法

?太陽(yáng)能組件附屬設(shè)施測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

* 二、展示與講解內(nèi)容目錄（圖、文、聲并茂）

2.1 太陽(yáng)能光伏應(yīng)用產(chǎn)品講解與展示系統(tǒng)（約5課時(shí)）

2.1.1 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)：

2.1.2 家用太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)直流系統(tǒng)多媒體電視機(jī)

2.1.3 太陽(yáng)能便攜電源：

2.1.4 太陽(yáng)能殺蟲燈

2.1.5 太陽(yáng)能警示燈

2.1.6 太陽(yáng)能野營(yíng)燈

2.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電基本原理

2.3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成部分介紹

2.4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

2.5 太陽(yáng)能光伏電站施工建設(shè)方法

2.5.1、項(xiàng)目前期考察

2.5.2、項(xiàng)目建設(shè)前期資料及批復(fù)文件

第一階段：可研階段

第二階段：獲得省級(jí)/市級(jí)相關(guān)部門的批復(fù)文件

第三階段：獲得開工許可

2.5.3、項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)

2.5.4、項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)

2.5.5、帶電前的必備條件

2.6太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)電站介紹

2.6.1、光伏并網(wǎng)電站簡(jiǎn)要描述

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備組成

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備功能

2.7 家用型太陽(yáng)能電站建設(shè)方案

2.7.1、項(xiàng)目概述

2.7.2、方案設(shè)計(jì) （附詳細(xì)方案設(shè)計(jì)）

（一）用戶負(fù)載信息

（二）系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

（三）效益計(jì)算：

2.8 逆變器基本原理介紹

2.9 控制器基本原理介紹

三、 主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1)、離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃；

2)、根據(jù)功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；

3)、基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設(shè)計(jì)；

4)、蓄電池容量匹配計(jì)算與選型；

5)、蓄電池充放電參數(shù)設(shè)置、保護(hù)參數(shù)設(shè)置；

6)、逆變器參數(shù)設(shè)置；

7)、監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)及操作；

8)、光伏供電系統(tǒng)的調(diào)試；

9)、電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、調(diào)試和分析。