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YUY-TD5KW太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)|新能源教學(xué)設(shè)備

一、YUY-TD5KW太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)|新能源教學(xué)設(shè)備概述
太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分，由于它集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體，被認(rèn)為是當(dāng)今世界上zui有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，因而越來越受到人們的青睞。
太陽能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電力輸送到電網(wǎng)中供給其他負(fù)載使用，而在需要用電的時(shí)候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池來進(jìn)行能量存儲的所謂獨(dú)立發(fā)電方式，它主要用于因架設(shè)線路困難市電無法到達(dá)的場合，應(yīng)用十分廣泛。

該系統(tǒng)為一套獨(dú)立供電系統(tǒng)，系統(tǒng)由光伏組件、光伏直流電纜、光伏支架、充電控制器、鉛酸電池、逆變器等組成。

二、工作原理
太陽電池組件在太陽光的照射下產(chǎn)生直流電流；太陽能控制器則協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作,具有自動防止儲能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量，還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能進(jìn)入配電柜；在配電柜內(nèi)裝有用于輸出控制、過流保護(hù)、防雷保護(hù)等器件。
三、系統(tǒng)特點(diǎn)：
1、實(shí)驗(yàn)臺工控一體計(jì)算機(jī)，采用RS232或RS485格式與光伏控制系統(tǒng)通訊，對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備面板設(shè)置被動式按鈕，可切換不同電壓蓄電池（鋰電池、鉛酸蓄電池）
四、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)
1 太陽能電池組件
1.1、抗鹽霧和氨腐蝕等權(quán)測試；
1.2、可承受風(fēng)壓2400Pa,雪壓7200Pa；
1.3、好的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；
1.4、輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%
1）組件型號：YL260P-29b 多晶
2）zui大功率（W）：250
3）開路電壓（V）：35.9
4）短路電流（A）：7.27
5）zui大功率點(diǎn)的工作電壓（V）：28.1
6）zui大功率點(diǎn)的工作電流（A）：6.7
7）轉(zhuǎn)化效率：17.12%
8）開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
9）短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
10）功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
11）zui大系統(tǒng)電壓（V）：1000
12）組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm
13）重量：19.1kg
14）框架：陽極氧化鋁
15）玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
16）電池片封裝：EVA
17）背板：復(fù)合薄膜
18）太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
1.5接線盒
1) 6個(gè)旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級：IP65
1.6連接器
1) 常規(guī)額定電流：30A
2) 耐電壓：DC1000V
3) 接觸電阻：<2mΩ
4) 絕緣電阻：＞500MΩ
5) 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
6) 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
8) 防護(hù)等級：IP67
9) 安全等級：Ⅱ
10) 殼體：PC料，黑色
11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12) 接線方式：壓接
1.7電纜
1) 長度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm2
3) 顏色：紅、黑
1.8溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
1.9抗冰雹系數(shù)：
zui大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
1.10zui大表面負(fù)荷：7200pa
2.太陽能組件固定支架
系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)容量為5KW，采用標(biāo)準(zhǔn)工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，20塊250Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結(jié)合（需要看現(xiàn)場或拍現(xiàn)場照片確認(rèn)）
3.太陽能控制器
該項(xiàng)目主控系統(tǒng)采用國內(nèi)廠商所生產(chǎn)的iTracer系列MPPT控制器，該控制器是一款基于多相位同步整流技術(shù)的產(chǎn)品，適用于離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)，控制器內(nèi)建靈敏的zui大功率點(diǎn)跟蹤算法，迅速并準(zhǔn)確地找到光伏電池zui大功率點(diǎn)以獲取更多的光伏能源，提高效率，降低系統(tǒng)成本?？刂破魍ㄟ^配套USB通訊線可連接PC機(jī)監(jiān)控軟件，可實(shí)現(xiàn)單臺或多臺控制器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、參數(shù)修改、負(fù)載設(shè)置等光伏系統(tǒng)管理功能。注：該系統(tǒng)為保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，擬采用2臺 45A MPPT充放電控制器
3.1 性能特點(diǎn)
1) 創(chuàng)新性的zui大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)，跟蹤效率高達(dá)99%
2) 多相位同步整流技術(shù)保證了峰值轉(zhuǎn)換效率高達(dá)98%
3) 多相位功率分散控制可使光電池在小功率充電情況下同樣具有很高的轉(zhuǎn)換效率，有效提高系統(tǒng)的發(fā)電量
4) 多相控制技術(shù)，優(yōu)化了充電電流的平滑性，降低紋波，提高系統(tǒng)發(fā)電效率
5) 高速高性能的雙處理器架構(gòu)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，優(yōu)化了系統(tǒng)的性能
6) 密封、膠體、開口式和用戶自定義四種類型蓄電池充電程序可選
7) 具有當(dāng)前功率計(jì)算及實(shí)時(shí)電量統(tǒng)計(jì)記錄功能，方便用戶查看設(shè)備每日，每月、每年及總計(jì)的充電電量與放電電量值
8) 使用基于RS-232、RS-485、CAN通訊總線的標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊協(xié)議，zui大化地滿足不同場合的通訊需求
9) 具有存儲系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和隨機(jī)事件記錄功能
10) 簡潔的人機(jī)交互界面，采用128*64點(diǎn)陣式液晶直觀的顯示數(shù)據(jù)及狀態(tài)，多組合按鍵操作方便，中英文兩種界面可供選擇
11) 具有多樣的負(fù)載控制功能和智能記憶功能，增強(qiáng)了負(fù)載輸出的靈活性
12) 支持軟件升級功能，方便產(chǎn)品售后維護(hù)

3.2負(fù)載控制方式
手動模式 •光控模式 •光控開啟+延時(shí)關(guān)斷模式 •定時(shí)模式
3.3 保護(hù)功能
1) 光伏陣列短路保護(hù)
2) 光伏陣列過壓保護(hù)
3) 光伏陣列過流保護(hù)
4) 光伏組件極性反接保護(hù)
5) 蓄電池過充保護(hù)
6) 蓄電池過放保護(hù)
7) 蓄電池極性反接保護(hù)
8) 負(fù)載過載保護(hù)
9) 負(fù)載短路保護(hù)
10) 控制器超溫保護(hù)
3.4 電氣技術(shù)參數(shù)
1) 額定系統(tǒng)電壓：12Vdc/24Vdc/36Vdc/48Vdc 自動識別
2) 額定蓄電池電流：45A
3) zui大光伏輸入電壓：150Vdc
4) 蓄電池電壓范圍：8～72Vdc
5) zui大輸入功率：12V： 600W
6) 空載損耗：1.4～2.2W 24V：1200W 36V：1800W 48V：2400W
7) 接地類型：負(fù)極接地
8) 外形尺寸：長：382mm 寬：231mm 高：107mm
9) 安裝尺寸：長：362mm 寬：205mm
10) 產(chǎn)品凈重：4.6kg
11) 端子尺寸：35mm2
12) 安裝孔尺寸：Φ10
13) 液晶顯示溫度：-20℃ ～ +70℃
14) 工作溫度范圍：-25℃ ～ +55℃
15) 儲存溫度范圍：-30℃ ～ +85℃
16) 濕度：95%無凝結(jié)
17) 防護(hù)等級：IP20
3.5 離網(wǎng)逆變器（學(xué)校提供或我方代配）
DA-WT/HT正弦波逆變電源是新一代數(shù)字化、智能化產(chǎn)品，專門針對郵電、電力系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室的逆變設(shè)備，適合應(yīng)用于有48V（或－48V）直流動力（直流屏）的程控交換機(jī)、計(jì)算機(jī)機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器及事故照明等場所，是把直流電變換成正弦波電源的DC/AC功率變換裝置。

系統(tǒng)具備軟件保護(hù)與硬件保護(hù)的復(fù)合保護(hù)模式，可靠性高。
具備完善的保護(hù)功能：輸入極性反接、輸入過欠壓、輸出過壓、過流、短路、機(jī)內(nèi)過熱、另有軟啟動功能。
可接純感性負(fù)載(需降額使用)，容性負(fù)載、阻性負(fù)載、阻容混合負(fù)載。DA-WT/HT系列通信用工頻逆變電源是采用美國IN公司16位微處理芯片控制，主電路采用進(jìn)口功率模塊，具有可靠性高、保護(hù)功能全、波形失真小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。該產(chǎn)品具有較高的轉(zhuǎn)換效率（在滿負(fù)載狀態(tài)下可高達(dá)85%以上）。同時(shí)還有很強(qiáng)的非線性負(fù)載驅(qū)動能力；該產(chǎn)品還可以對輸入電壓、電流和輸出電壓、電流進(jìn)行檢測監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)無人值守維護(hù)功能。

3.6鉛酸蓄電池
在獨(dú)立的光伏系統(tǒng)中，蓄電池的作用主要是儲存能量，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)所采用的鉛酸蓄電池規(guī)格如下：
1) 蓄電池電壓：12V
2) 蓄電池容量：200Ah
3) 外形尺寸：497*260*207mm
4) 參考重量：62KG
5) 聯(lián)接方式：4節(jié)串聯(lián)，組合成48V/200Ah
3.6.1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：

3.6.2 自放電特性
鉛酸蓄電池儲存時(shí)的自放電特性如下圖：

3.6.3 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，zui佳的浮充電壓為13.6±0.1V 臺X臺數(shù)，充電開始時(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：

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電池組中的電池臺數(shù))。

3.6.4顯示單元
系統(tǒng)配置有方陣電壓、電流；逆變電壓、電流、功率；實(shí)驗(yàn)室溫度和濕度、實(shí)驗(yàn)記時(shí)時(shí)鐘、逆向電量計(jì)量表等。方便在沒有與PC機(jī)聯(lián)機(jī)狀況下查看系統(tǒng)工作狀態(tài)和各項(xiàng)參數(shù)。
五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)一太陽能電池板特性實(shí)驗(yàn)系列
1、太陽能電池板開路電壓測試實(shí)驗(yàn)
2、太陽能電池板短路電流測試實(shí)驗(yàn)
3、太陽能電板I-V特性測試實(shí)驗(yàn)
4、太陽能電池板zui大輸出功率計(jì)算實(shí)驗(yàn)
5、太陽能電池板填充因子計(jì)算實(shí)驗(yàn)
6、太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測量實(shí)驗(yàn)
7、開路電壓與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實(shí)驗(yàn)
8、短路電流與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實(shí)驗(yàn)
9、太陽能電池板P-V特性測試實(shí)驗(yàn)
10、太陽能電池板暗伏安特性測試實(shí)驗(yàn)
11、太陽能組件輸出特性測試實(shí)驗(yàn)
12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實(shí)驗(yàn)
13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實(shí)驗(yàn)
14、太陽能電池光譜特性測試實(shí)驗(yàn)
15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實(shí)驗(yàn)
16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實(shí)驗(yàn)
17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實(shí)驗(yàn)
18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實(shí)驗(yàn)
19、負(fù)載特性測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二太陽能蓄電池控制器實(shí)驗(yàn)系列
1、太陽能蓄電池充電控制實(shí)驗(yàn)
2、控制器充放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
3、蓄電池電壓、電流測試實(shí)驗(yàn)
4、蓄電池電量估測實(shí)驗(yàn)
5、控制電池電流流入、輸出實(shí)驗(yàn)
6、控制器環(huán)境溫度測量實(shí)驗(yàn)
7、控制器光控-時(shí)控輸出實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三太陽能應(yīng)用實(shí)驗(yàn)系列
1、太陽能交、直流風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)
2、太陽能路燈實(shí)驗(yàn)
3、太陽能警示燈實(shí)驗(yàn)
4、太陽能充電器實(shí)驗(yàn)
5、太陽能可變阻抗負(fù)載實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四太陽能負(fù)載實(shí)驗(yàn)系列
1、zui大輸出電流實(shí)驗(yàn)
2、zui大輸出功率實(shí)驗(yàn)
3、在不同恒壓狀態(tài)下電流特性
4、在不同恒流狀態(tài)下電壓特性
實(shí)驗(yàn)五太陽能光伏逆變器實(shí)驗(yàn)系列
1、逆變器的工作原理分析實(shí)驗(yàn)；
2、輸出電壓、電流測試實(shí)驗(yàn)；
3、zui大輸出功率的估算實(shí)驗(yàn)；
4、過載或短路保護(hù)演示實(shí)驗(yàn)；
5、輸入電壓防反接演示實(shí)驗(yàn)；
6、輸入電壓范圍測試實(shí)驗(yàn)；
7、轉(zhuǎn)換效率計(jì)算實(shí)驗(yàn)；
六、系統(tǒng)基本配置表