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太阳能光伏发电综合实训系统

一、系统实训应用范围：

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。设备由模拟太阳灯、太阳能电池板、二维跟踪机构、光伏控制器、储能蓄电池、负载、仪表及工控电脑等组成。

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：4*10w

ø 开路电压：21.24v（并联），4*21.24v（串联）

ø 短路电流：4*0.75a（并联），0.57a（串联）

  2.2、自动跟踪单元

ø 跟踪方式：双轴全自动跟踪； 精度：±0.5°

ø 水平回转角度：360° ；俯仰角度：180°

ø 控制器供电电源：dc 12v

ø 电机供电电源：dc 12v

  2.3、照度计

ø 量程：0-225lx、200-2250lx、2000-22500lx和20k-225klx（225000lx）自动切换量程。

ø 量程：0-225lx、200-2250lx、2000-22500lx和20k-225klx（225000lx）自动切换量程

ø 照度计准确度：±3% rdg ± 0.5% f.s.(<10,000 lux)±4% rdg ± 10dgts (>10,000 lux)(以色温2856 k标准平面灯校正)

ø 温度特性：±0.1% /℃

ø 取样率：约 2 次/秒

ø 记录器输出：dc 2v/f.s.

ø 操作及储存温湿度：0°to 40℃ (32℉ to 104℉) < 70% r.h.

ø 电源：9v (一枚)

ø 光检测器尺寸：100mm(l) x 60mm(w) x 27mm(h)

  2.4、含有电压表、电流表、温度表及湿度表

ø 直流电压表0-200v、直流电流表2a各两只

ø 交流电压表0-500v、交流电流表5a各一只

ø 温度、湿度表:温度测量范围：-50℃- 70℃  湿度测量范围：20%-90%

  2.5、蓄电池容量7.2ah、电压12v

  2.6、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

  2.7、10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:10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

  2.7.1 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。

、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；

 2.8、太阳能发电逆变器模块技术指标

ø 类别：正弦波逆变器

ø 输入电压：dc9.7-14.4v，

ø 输出电压：ac220±5%和5v

ø 欠压保护：9.6v±0.2v

ø 过压保护：14.4v±0.2v

ø 输出功率：100w

ø 峰值功率：300w

ø 输出波形:正弦波

  2.9、太阳能控制器技术指标：

控制器相关参数：（12v/24v自动切换系统）
    （1）具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制

（2）采用了串联式pwm充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非pwm 高3%-6% ，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿

（3）欠压电压：12.0v；×2/24v

（4）超压保护：17v； ×2/24v

（5）过载、短路保护：1.25   倍额定电流60秒, 1.5倍额定电流5秒时过载保护动作, ≥3倍额定电流短路保护动作

（6）总额定充电电流：10a

（7） 浮充：13.6v；×2/24v；（维持时间：直至降到充电返回电压动作）

（8） 控制方式：充电为  pwm 脉宽调剂

控制器主要功能：

（1）太阳能电池板工作状态（欠压、运行）

（2）蓄电池工作状态（过充、过放、充电）

（3）蓄电池电量指示（25%，50%，75%，100%）

（4） 输出模式设置（普通，光控，时控）

（5） 蓄电池充电电流，电压监测。

  2.10、负载单元

（1）dc12v直流负载五组。（感性负载3组，阻性负载2组）

   1）感性负载有：12v直流风扇、12v直流电机、12v蜂鸣器

   2）阻性负载有：12v交通灯、3w led灯

（2）ac220v交流负载四组。（感性负载1组，阻性负载3组）

   1）感性负载有：220v直流风扇

   2）阻性负载：220v交通灯.220v 3wled灯、220v28wled灯

（3）可调稳压电源（0-12v，0-1a）。

根据要求可升级为0-30v、0-5a的可调恒压恒流稳压电源。

（4）可调电阻箱技术参数如下：

   1）阻值范围：10欧-99.99k

   2）误差范围：±1%

（5）usb接口电压输出：可为电子设备提供5v直流稳压电源。

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 太阳能自动跟踪实验系列

2-1、逐日系统原理实验

2-2、太阳光跟踪定位传感器原理实验

2-3、环境对光伏转换影响实验

2-4、跟踪控制器操作实验

2-5、传动执行机构接线实训

2-6、太阳能光控跟踪实验

2-7、太阳能光控-时控跟踪实验

2-8、太阳能电池组件环境监测实验

    实验三 太阳能蓄电池控制器实验系列

3-1、太阳能蓄电池充电控制实验

3-2、控制器充放电保护实验

3-3、蓄电池电压、电流测试实验

3-4、蓄电池电量估测实验

3-5、控制电池电流流入、输出实验

3-6、控制器环境温度测量实验

3-7、控制器光控-时控输出实验

    实验四 太阳能应用实验系列

4-1、太阳能交、直流风扇实验

4-2、太阳能路灯实验

4-3、太阳能警示灯实验

4-4、太阳能充电器实验

4-5、太阳能可变阻抗负载实验

    实验五 太阳能负载实验系列

5-1、最大输出电流实验

5-2、最大输出功率实验

5-3、在不同恒压状态下电流特性

5-4、在不同恒流状态下电压特性

    实验六 太阳能光伏逆变器实验系列

6-1、逆变器的工作原理分析实验；

6-2、输出电压、电流测试实验；

6-3、最大输出功率的估算实验；

6-4、过载或短路保护演示实验；

6-5、输入电压防反接演示实验；

6-6、输入电压范围测试实验；

6-7、转换效率计算实验；