光伏離並網追日發電實驗係統（tǒng）,光伏離並網追日發電實驗設備
2026-03-09 10:03
光伏（fú）發電原理實訓裝置主要由光伏裝置、逐日係統裝置、控製裝置（含控製器、逆變器）、儀表與（yǔ）負載單（dān）元、監控係統組成，如圖所示。
光伏發電實訓係統采用模塊式結構（gòu），各裝置和係統具有獨（dú）立的功（gōng）能，可以組合成光伏發電實（shí）訓係統。使用鋁合金框架。
二、技術參數：
1、實訓台工作電源：AC220V±10% 50Hz
2、工作環境：環境溫度範圍為-20℃～+45℃ 相對濕度＜85%
3、外形尺寸：實訓台：1280mm×600mm×1680mm
逐日係統：1050*1400*1640mm
三、各單元參數：
1、光伏跟蹤裝（zhuāng）置：
（1）光（guāng）伏跟蹤裝置的組成
光（guāng）伏（fú）跟（gēn）蹤裝置係統含PLC控製單元、觸摸（mō）屏、控（kòng）製係統。光伏（fú）供電裝置主要由光伏電池組件、光線傳感器、投射燈（dēng）底座支架等設備與器件組成。
4塊光伏電池組件（jiàn）並聯（lián）組成光伏電池方陣，模擬光源：采用2盞300W的投射燈安裝在（zài）支架（jià）上，采用渦輪蝸杆結構（0-60CM可調）、電壓220V、最大功率300W。
（2）光伏發電裝置（zhì）
光伏發電裝置主要由4塊10W的太陽能光伏板組成，可進行並聯（lián）連接或者串聯連接（jiē）。其主要參數如下
光伏電池組件的主要參數為：
額（é）定功率 4*20W
開路電壓：21.87 V（並聯（lián）），4*18.00V（串聯）
短路電流：4*0.31A（並聯），0.28A（串聯（lián））
工作環境溫度（dù）45℃±2℃。
（3）光線傳感器、光線傳感器控製盒
逐日係統（tǒng）光源檢測部分采用數字化光源檢測技術。采用高檔CPU、光敏傳感器和矽光電池集合設（shè）計。本控製盒是專（zhuān）用於（yú）交流24V雲台（tái）的太陽跟蹤控製，其采（cǎi）用24V交流輸入，可輸出（chū）四個（gè）方位的控製電（diàn）壓給雲台，一般雲台的方位控製是一根公正，左右上下各四個，本控製盒就是依些配置。
控製盒中，方位檢測與繼（jì）電器控製一體集成在電路板內。小巧，美觀，質（zhì）量可靠。
跟蹤精度可達（dá）1度，同時鎖定（dìng）性能良好。技術（shù）成（chéng）熟，屬不斷改進而形（xíng）成的最終控製方案。
2、實驗實訓台
實驗實訓台（tái）采用（yòng）鋁合金設計，桌麵為防火（huǒ）、防水、耐磨高密度板,結構堅固，造形美觀大方；設有吊櫃，用於放置工具、存放掛箱及資料等。桌麵用於安裝電源控（kòng）製屏並提供一個寬敞舒適（shì）的工作台麵。
（1）電源控製屏：
電源控製屏提供1路單（dān）相220V交流電源、1路0-30V直流穩壓電源（2A）、鉛酸（suān）蓄（xù）電池（蓄電池（chí）組選（xuǎn）用（yòng）2節閥控密封式鉛酸（suān）蓄電池，主要參數：容量 12V、7Ah）、900Ω×2/0.41A的（de）雙層瓷盤可調電阻。光（guāng）源控製（zhì）模塊（控製光源）。電源係統監測係統：至少配置4通道模擬量輸入（0-3V）；4通道數字量（liàng）輸入（光耦（ǒu）隔離）；3通道繼電器輸出（220V,1A）；2路DA輸出（0-3V）；帶標準以太網接口（kǒu）（有LED指示其工作狀（zhuàng）態）；有RS485接口、CAN接口（專用隔離模塊（kuài））；4位數碼管顯示；帶ARM的仿真與下載口；USB2.0接口（RS232接口）；接基於串口協議的無線模塊，模塊可更換（帶天線,工業級）；位機PC以太網監控程序，可遠程直接采集操（cāo）作本模塊的硬件資源；提（tí）供多種傳感器模塊供用戶（hù）選配，可遠程控製係統的電源。
（2）網孔板及安裝模塊：
提供網孔板、直流儀表（電壓表、電流表、具有通信接口）、交流儀表（電壓表、電流表、功率表三合一、具有（yǒu）通信接口）、直流負載（警示燈（dēng）、節（jiē）能燈）、交流負載（白熾燈、風機（jī））、觸（chù）摸（mō）屏、離網逆變器、並網逆變器、風光互補控製器。
(3)儀表：
(3-1）直流（liú）電壓（yā）表：
具有通信（xìn）接口、具（jù）有手動自動量程、工業級櫃裝48mm*96mm、精（jīng）度：0.5級，1000V檔位顯示格式：999.9，顯示單（dān）位：V；100V檔位顯（xiǎn）示：99.99，顯示單位：V；10V檔位（wèi）顯示：9.999，顯示單位：V；采用（yòng）透明麵板設計。正反駁接（jiē）誤差（chà）不大於5個字。
(3-2）直流電流表（biǎo）
具有通信接口（kǒu）、具有手動自動量程、工業級櫃裝48mm*96mm、精度：0.5級，5A檔位：4.999，顯示單位：mA；1000mA檔位：999.9，顯示單位：mA；100mA檔位：99.99，顯示單位：mA。采用透明麵板設計，全量程內阻0.1毫歐（ōu）。
（4）交流儀（yí）表參（cān）數
功率及功率因數表由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和（hé）高（gāo）速MPU單元設計而成，通過鍵（jiàn）控、數顯窗口實現人機對話（huà）功能控製（zhì）模式。軟件（jiàn）上采用RTOS設計思路（lù），同時配有PC監控軟（ruǎn）件來加強分析（xī）能力。能測量電路（lù）的功率、功（gōng）率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量範圍（wéi）0.3-1.0，電壓電流量程（chéng）為450V和5A，能自動判別負載性質，並（bìng）可存儲測量（liàng）數據，供（gòng）隨時查（chá）閱（yuè）。
（5）可編程控製係統
采用兼容西門子可編程控製器（qì）CPU224，配下載線與開發環境。
（6）並網逆變（biàn）器
AC標準電壓範圍：90V～140V/180V～260VAC
AC頻率範圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
並網輸出功率（lǜ）：400W
輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
相 位 差： <1%
孤島（dǎo）效應保護： VAC;f AC
輸出短路（lù）保護： 限流
顯（xiǎn）示方式： LED
待機功耗： <2W
夜間（jiān）功耗： <1W
環境溫度範圍： -25 ℃～60℃
環境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)
高性能自（zì）動功率（lǜ）點追蹤（MPPT）：
強大的MPPT算法，以優化來自太（tài）陽能電（diàn）池板的（de）功率收集，可精確地捕捉及鎖定最（zuì）大（dà）輸出功率（lǜ）點，使發電量大幅提（tí）高到大於25%以上。
電力輸出:（逆向電力傳（chuán）輸）：
高效的電力逆向傳輸技術，逆（nì）變器在並網輸出模式時（shí）電力以反方向電力傳輸（shū），自動檢測電路中的負（fù）載（zǎi）並優先（xiān）進行使用，用不完的電力才向電網逆（nì）方向傳輸供應到其他地方使用，電力傳輸（shū）率可達99.9%。在光伏發電應用係統中使輸出（chū）效率更高。
（7）離網逆變器：
| 輸出 | 輸出電壓 | 220VAC |
| 功（gōng）率 | 300W | |
| 瞬（shùn）間功率 | 600W | |
| 輸出波形（xíng） | 純正弦波 | |
| 輸出頻率 | 50Hz/60Hz | |
| 輸出電壓誤（wù）差值 | low & high 10% | |
| 空載電流 | <0.6A | |
| 效率 | >88% | |
| USB 輸（shū）出電壓（外置） | 5V | |
| LED 顯示 | 顯示工（gōng）作狀態，和錯誤狀態 | |
| 輸入電壓 | 20-28VDC | |
| 工作電壓（yā） | 24VDC | |
| 保險絲 | 35A | |
| 保護 | 低壓報警 | 20.5+0.3V |
| 低壓關斷 | 20+0.5V | |
| 過（guò）壓關斷 | 30+0.5V | |
| 過載關斷 | 360W over 10 seconds | |
| 過熱保護 | >75℃ | |
| 過熱 | 輸出自動關閉 | |
| 工作溫度 | ‘-10℃ and +50℃之間 | |
| 有軟啟動功能 | ||
帶（dài）通信線與開發環境。
| 分辨（biàn）率 | 600X800 | ||
| 處理器 | CPU | 顯示器（qì）尺寸(寸（cùn）) | 7 |
| 產品（pǐn）認證 | CCC | 工作溫度 | 0-65 |
| 顯示器類型 | 液晶（jīng） | 顯示色彩 | 彩色 |
| 輸入方式 | 觸摸屏（píng）輸（shū）入 | 輸入電壓(V) | 24 |
采（cǎi）用專業MCU微處理器控（kòng）製，真正實現充電、放電的智能（néng）化控（kòng）製；采用低損耗、長壽命的MOSFET作為控製器的主要開（kāi）關器件；光伏充電（PWM）技術，充電效率（lǜ）更高；運行狀態、故障指示（shì）燈（dēng）指示；多種控製模式：光控開光控關模式/光控開時控關模（mó）式/無光控時控的自（zì）動模式；輸出吸收回路（lù），可帶感性負載；記憶功能，控製器失電重新上（shàng）電後，自動按失電前的（de）模式工作；完善的保護功能；蓄電池防反接；自動刹車功能；數字顯示等功能；具體參數如下（xià）：
| 額定（dìng）輸入電壓 (VDC) | 12/24 | |
| 欠壓保護 (VDC) | ≤21.6 | |
| 欠（qiàn）壓恢複 (VDC) | ≥24.6 | |
| 過壓（yā）保護 (VDC) | ≥33.0 | |
| 最（zuì）大開路電壓 (VDC) | 50 | |
| 光控（kòng）開、關燈 | 開燈電壓 (VDC) | ≤7.0 |
| 關燈（dēng）電壓 (VDC) | ≥14.0 | |
| 浮（fú）充電壓 (VDC) | 27.4 | |
| 過充保護電壓（yā） (VDC) | ≥28.8 | |
| 充電恢複電壓 (VDC) | ≤26.4 | |
| 直流輸出 | ||
| 輸出路數 (N) | 2路（lù） | |
| 額定輸出電流 | 負載1 (A) | 2.5~15 |
| 負載2 (A) | 2.5~15 | |
| 過（guò）載能力 | 120%過載 60秒關閉輸出/150%過載（zǎi） 10s關閉輸出 | |
| 控製模式 | 光控模（mó）式 / 時控模式 / 自動控（kòng）製模（mó）式 | |
| 串口通信 | RS485（A、B） | |
| 機械尺寸、工作環境 | ||
| 尺寸 (深 x 寬 x 高) | 230 x 145 x 75 | |
| 參考重量 (Kg) | 6 | |
| 防護等級（jí） | IP41 | |
| 使（shǐ）用海拔 (m) | ≤3000 | |
| 溫度範（fàn）圍 (℃) | -20 ~ +65 | |
設備配置有（yǒu）直流負載（zǎi）（紅色警示燈：供電DC24V尺寸直徑72mm*高44mm、LED節能燈（dēng）：AC/DC24V，額定功率：2W，色溫：6500K正白）和交流220V負載（白熾燈、風機）
3、監控係（xì）統
1)監控係統組成
監（jiān）控係統主要由觸摸屏、接線（xiàn）排（pái）、電源插座、通（tōng）信線、微軟操作（zuò）係（xì）統軟件、組（zǔ）態軟件組成。
2)監控係統功（gōng）能
通信
觸摸屏、PLC之間進行（háng）通信，監控自動跟蹤過程與PLC、儀（yí）表等之間進行通（tōng）信。
四、整體（tǐ）情況（kuàng）：
1）采用發光（guāng）（光譜）接近太（tài）陽光的燈來模（mó）擬太陽（yáng）光。使得實訓項（xiàng）目（mù）隨時都可以進行。從而不需要受天氣變化的（de）限製。
2）強調工程實用性，采用電池板（bǎn）（40W）、智能控製器、蓄電池（chí）、要求均（jun1）與現場應用中一樣，使學生深刻理解（jiě）太陽能光伏發電的現場應用。
3）各個部分是完全獨立（lì）的，學生在實訓過程中可根據自己對（duì）太陽能光伏發電（diàn）應用的理解自己動手連接。
4）采用標準工業用（yòng）電池板，可（kě）置（zhì）於（yú）戶內和（hé）戶外，角度可以調節。
5）提供多種（zhǒng）模擬應用實訓：太（tài）陽能路燈、太（tài）陽能警示燈和逆變器等。
6）整體尺寸：1280mm*600mm*1680mm，網孔板不小於1200mm*600mm
7)帶吊櫃用於防置實訓器材（cái）。
8)提（tí）供實驗台操作（zuò）說明書，采用Labview設（shè）計，提供（gòng）實驗管理軟件。
五、可完成實驗項目：
1.太陽能電池發電原理實驗（yàn）
2.光（guāng）伏電池的I-U特性測試（shì）實驗
3.環境對光伏轉換影響實驗
4.太陽能電池組件（jiàn）和（hé）蓄電池的選擇
5.太陽能電池自動追（zhuī）光係統實驗
6.控（kòng）製器工作原理實驗（yàn）
7.控製器充放電（diàn）保護實驗
8.太陽能路燈實驗
9.太陽能警（jǐng）示燈實驗
10.離網逆變器（qì）逆變實驗
11.並網逆（nì）變器逆變實驗
