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太阳能光伏发电全检测型实验系统|太阳能技术及应用实训装置

太阳能光伏发电全检测型实验系统|太阳能技术及应用实训装置
太阳能光伏发电全检测型实验系统|太阳能技术及应用实训装置

太阳能光伏发电全检测型实验系统|太阳能技术及应用实训装置
本实验平台主要用于研究太阳能光伏发电系统的性能检测方法、控制策略。实现发电系统过程变量的全检测,对影响系统电气输出特性的重要参数的监控,与上位机之间的数据传输、界面显示和历史趋势记录。研究不同环境条件下系统输出性能变化规律和控制方法,提高系统输出性能。

产品型号:BPTEP-SOLAR-R

联系方式

021-62985523/62981816

产品介绍

太阳能光伏发电全检测型实验系统|太阳能技术及应用实训装置

一、教学-研究平台设计的目的与功能

本实验平台主要用于研究太阳能光伏发电系统的性能检测方法、控制策略。实现发电系统过程变量的全检测,对影响系统电气输出特性的重要参数的监控,与上位机之间的数据传输、界面显示和历史趋势记录。研究不同环境条件下系统输出性能变化规律和控制方法,提高系统输出性能。

二、太阳能光伏发电全检测型实验系统|太阳能技术及应用实训装置系统组成

太阳能全检测型教学-研究平台主要由光源、太阳能阵列、电力电子转换单元、检测与控制单元、蓄电池单元、负载实验单元、系统控制分析软件五部分组成。

254

负载实验单元

 

蓄电池

 

 

 

 

系统软件

检测与控制单元

 

模拟光源

太阳能光伏阵列

DC

AC

 

电力电子转换单元

太阳能全检测型教学-研究平台BPTEP-S02-A系统组成示意图

三、系统硬件配置

太阳能全检测型教学-研究平台BPTEP-S02-A系统硬件配置如下表所示:

 

组件名称

组件规格

作用说明

太阳光模拟器

150W-500W氙灯

风冷、光强调节

太阳能阵列

20W-100W

太阳能发电

铅酸蓄电池

20AH-200AH

蓄电发电

 

光伏型太阳能控制器

 

路灯方式发电供电

户用型太阳能控制器

 

随用随有方式发电供电

数据接口

Zigbee无线传输、RS232串口输出

有线、无线方式与上位机之间的数据传输

温度传感器

-10℃-100℃

环境温度信号检测

光强传感器

12VDC电源

200-200000 lux

24VDC电源

0-1000W/m2

4-20mA/0-5V输出

光照度/光辐射度检测(可选)

转换

单元

DC/DC电源模块

9V-18V输入

5V/12V/24V输出

显示仪表供电

控制器供电

 

  

电源输出电流表

9V供电

0-20A (50A)

9V供电

0-20V (50V)

9V供电

0-125W(1000W)

9V供电

 

系统运行时间累计

 

控制过程关键参数显示

电源输出电压表

电源输出功率表

负载消耗电流表

负载消耗电压表

负载消耗功率表

计时器

 

 

线性电阻负载

0.1Ω- 100Ω                                                                                                                                                                                                         

定电阻模式实验

灯泡负载

0 W –21W

定功率模式实验

演示负载

蜂鸣器、电机、交通灯

 

外接负载

3.3V、5V、12V

手机充电、玩具车电源

电子负载

输入:0-120V,

0-60A,0-300W

定电流模式实验

定电压模式实验(可选)

定功率模式实验

四、系统实验设计

本实验平台从太阳能光伏发电系统输出性能检测、控制方面,将实验分为六个大类,教师可在此原则下,自行设计验证性实验、综合性实验。研究人员可根据自己的研究方向,在此基础上自行开发专门实验。

1、  太阳能光伏系统实验

讲述太阳能光伏发电系统的基本组成,感受系统的发电过程,了解系统的基本功能。

2、  太阳能光伏电池发电原理实验

了解太阳能光伏电池的基本解构组成,掌握光伏电池的光电转换原理,熟悉光伏发电系统的组成,了解光伏电池发电的优缺点。

3、  太阳能控制器原理实验

了解太阳能控制器的硬件基本结构组成,熟悉太阳能控制器的基本功能,学习蓄电池充电和放电控制原理,恒压/恒流充电控制,负载输出控制方法。了解光伏型控制器和户用性控制器的区别,学习电力电子转换的基本原理和在该型控制器中的实现过程。

4、  太阳能光伏发电直接负载实验

以可调线性阻抗作为直接负载开展实验,掌握光伏阵列直接为负载供电的基本方法,认识直接供电方式的特点,通过调节负载电阻,观察光伏阵列的电气输出特性,了解光伏输出的V-I和P-I变化规律。

5、  太阳能光伏发电间接负载实验

进一步了解太阳能控制器的原理和功能,以白炽灯、电机和其它外设为对象,了解适用于太阳能光伏供电的负载类型,加深理解电力电子转换的意义和方法,并针对负载突然变化状态下的电气特性变化情况进行研究。

6、  太阳能光伏发电负载实验

利用电子负载开展恒电流、恒电压、恒功率和恒电阻实验,了解不同输出方式下,太阳能光伏阵列的输出特性,并相互印证

7、  太阳能光伏发电的环温影响实验

太阳能阵列的输出性能受环境温度和光强的影响,在室温可调条件下(恒温室)本实验研究不同环温下太阳能阵列输出性能V-I、P-I曲线的变化趋势。

8、  太阳能光伏发电的光强影响实验

利用太阳能模拟器,调整光源强度,检测光伏阵列感应光强进行变光强实验。本实验的目的在于研究不同光强下太阳能阵列输出性能V-I、P-I曲线的变化趋势。

9、  太阳能光伏输出特性建模仿真实验(拓展实验)

根据变环温和变光强实验结果,参照自然环境下8小时观测数据(9点-17点),建立包含环温和光强的V-I特性模型,采用参数优化方法,提高模型精度和可靠性,为实现太阳能zui大功率跟踪提供输出电压设定值。

10、              太阳能光伏阵列寻日实验(拓展实验)

该实验使用本公司提供的BPTEP-SGZ01型全自动太阳跟踪系统,采用传感器检测跟踪方式,保证太阳光垂直照射光伏板,获得zui大的太阳辐射能量(光强)。观察太阳运行对太阳能光伏发电的影响规律。

全自动太阳跟踪(寻日)系统基本技术指标如下:

跟踪精度:4小时小于2.5°;

支架zui大采光面积:1.2m×1.0m;

水平运行角度:0-360°;

垂直调整角度:-45°-+45°;

传动方式:电机、丝杠、齿轮;

电机功率:小于300W;

电源供电:220VAC/50Hz,平均功耗小于500W

五、系统控制分析软件说明

控制软件功能包括:

1、环境温度、光照强度、负载消耗电流、电压、功率等参数的显示;

2、负载实验方式、控制器参数的设定;

3、不同环温和光强条件下的太阳能阵列输出性能检测,V-I、P-I、P-V动态变化曲线显示;

4、不同工作条件下,太阳能阵列性能曲线比较与评价。

可开展的实验界面包括:直接负载和户用型控制器试验

(1) 负载试验:可调节光强和线性阻抗开展实验,掌握在不同工作条件下光伏阵列直接为负载供电的基本方法,认识直接供电方式的特点,通过调节光强和负载电阻,观察光伏阵列的电气输出特性,并根据电脑界面上显示和记录的关键控制参数,绘制出V-I和P-I曲线特性图,从而能较好地了解输出的V-I和P-I变化规律。

(2) 控制器试验:通过户用型控制器给蓄电池充电,熟悉控制器的组成和原理,了解控制器在太阳能系统中的作用;通过调节光强,观察控制器工作状态,体会zui大功率跟踪的意义;通过电脑界面上显示和记录的数据,对户用型控制器的工作状态和性能做出评价。

 

SOLAREX MSX-60太阳能电池阵列标准条件下(光强1000W/m2,环温25℃)技术参数:

开路电压

短路电流

zui大功率

zui大功率点电压

zui大功率点电流

21.0V

3.74A

59.9W

17.1V

3.5A

 

标准条件下SOLAREX MSX-60太阳能电池阵列的V-I、P-V性能曲线

环温恒定,不同光强下SOLAREX MSX-60太阳能电池阵列V-I特性曲线

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