太陽能光伏發(fā)電具有無枯竭、無公害、資源分配廣泛等優(yōu)點。在太陽能路燈、太陽能草坪燈、太陽能庭院燈等以及通信和工業(yè)中應用的微波中繼站、光纜通信系統、水文觀測系統、氣象和地震臺站等中得到了廣泛的應用。幫助學生理解太陽能光伏發(fā)電原理,學習工程應用技能。
KH-401-I型 太陽能光伏發(fā)電系統實訓平臺(二維自動追蹤)
在當今世界,電已經成為人們日常生活中最常用的動力來源,人們對電的依賴也越來越強,在遠離電網的地區(qū),獨立供電系統就成為人們最需要的電源。部隊的邊防哨所、郵電通訊的中繼站、公里和鐵路的信號燈、地質勘探和野外考察的工作站、偏遠的農牧民等。隨著人們生活水平的不斷提高和技術進步,我們需要優(yōu)美舒適的生活環(huán)境,所以太陽能-風能等清潔能源是我們最好的選擇,這時太陽能發(fā)電系統就運應而生,其規(guī)模和應用形式各異,系統規(guī)?缍群艽,小到0.3~2W的庭院燈,大到MW級的發(fā)電站。其應用形式也多種多樣,盡管系統規(guī)模大小不一,但其組成結構和工作原理基本相同。
技術指標
輸入電壓:三相四線(或三相五線)~380V±10% 50Hz
工作環(huán)境:環(huán)境溫度-5℃~+40℃,相對濕度<85%(25℃),海拔<4000m
裝置容量:<1kVA
太陽能電池板:20W×4,調節(jié)高度:300mm
模擬光源功率:1000W;連續(xù)運行范圍:10°~170°;傾角調節(jié)范圍:40°~80°
跟蹤方式:雙軸,俯仰180°,旋轉360°;跟蹤精度:<±1.5°
設備組成
KH-401-I型光伏發(fā)電實訓系統主要由光源模擬跟蹤裝置、光源模擬控制系統、光伏發(fā)電充放電管理系統、離網逆變與負載系統、儀表測量監(jiān)控系統組成。KH-401-II型太陽能發(fā)電實訓系統采用模塊式結構,各裝置和系統具有獨立的功能。參考圖片:
裝置配置
1. 光源模擬跟蹤裝置
光源模擬跟蹤裝置及控制系統由光源模擬跟蹤裝置和光源模擬跟蹤控制系統組成,如圖1所示。該系統由太陽能電池組件、模擬太陽光燈、追日跟蹤傳感器、太陽能板二維運動機構、步進電動機、減速箱、單片機或可編程序控制器等組成。
2. 光源模擬跟蹤控制系統
光源模擬跟蹤控制系統控制燈光來模擬太陽光源(晨日太陽、午日太陽、夕日太陽)的運行軌跡以及太陽光的入射角度,太陽能電池板上的模擬追日跟蹤傳感器采集模擬太陽光照度信息及位置信息,控制兩維運動機構,使太陽能電池板始終正對著模擬太陽光源,以提高太陽能電池的發(fā)電效率,可選擇手動控制和自動控制。
3、光伏發(fā)電充放電管理系統
光伏發(fā)電充放電管理系統是將太陽能電池板發(fā)出的電量提供給直流負載和蓄電池,或者輸送給逆變器使用。該系統具有溫度檢測,充放電檢測、PWM脈寬調制、最大功率點跟蹤(MPPT)功能以及過沖、過放等保護功能。
4、離網逆變器與負載系統
該系統將太陽能電池板產生的直流電或蓄電池釋放的直流電通過逆變器SPWM調制轉化為單相220V交流電,供交流負載使用。系統具有輸入過、欠壓保護,輸出過載、短路保護,過熱保護等功能。具有逆變輸出的電壓幅度、頻率、功率因數、諧波檢測和調整功能。
5、儀表測量監(jiān)控系統
主要功能:
顯示充電電壓、充電電流、功率、運行狀態(tài);
顯示蓄電池電壓、蓄電池放電電流、蓄電池放電功率、蓄電池運行狀態(tài);
顯示負載電壓、負載電流、負載功率、負載狀態(tài);
顯示逆變電壓、電流、功率;
主要實驗實訓內容
實驗一 太陽能光伏發(fā)電應用平臺通電調試
實驗二 太陽能電池組件和蓄電池的選擇
實驗三 太陽能電池板追日實驗
實驗四 基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設計
實驗五 太陽能智能充電控制器實驗
實驗六 逆變器參數計算與選型
實驗七 逆變器與市電互補實驗
實驗八 市電代替太陽能充電實驗
太陽能發(fā)電技術應用實訓系列: