Ⅰ 太陽能光伏發電系統設計需要什麼
可行性分析我們主要考慮的是這幾個問題:屋頂的所有權問題、電費情況、屋頂的結構、屋頂面積、周邊環境、用戶用電情況等。一般來說,光伏系統是需要和國家電網並聯起來的,因此在申報過程中,需要滿足兩個基本要求:獨立的電表和明晰的屋頂產權。如果用戶的屋頂是和其他住戶共有的屋頂,雖然本樓道內所有住戶同意也可以建設,但屬於這種情況的,我們一般不推薦建設,以免後續的麻煩爭端不斷。
對於家庭用戶來說,最好是的就是那種獨棟房子的用戶建設。根據用戶的用電量和屋頂可使用面積,我們可以給用戶設計一個最優方案。滿足用戶用電需求,並且盡可能的自發自用掉。
至於投資回報,如果單純追求經濟利益的話,國家20年的補貼,居民用電情況下,實際收益並不高。但是如果追求隔熱,建設陽光房,美觀性等,建設毀悄光伏發電就是一個好的投資項目。
設計和施工需要根據用戶建築不同,安裝的需求不同,實際情況進行設計。武漢締捷新能源主要考慮組件的排布,陰影的分析,線纜的洞枝走向等;有時候還要根纖顫渣據用戶需求和屋頂的實際情況選擇不同的組件產品。如果屋頂建築簡單,有限選用晶硅產品,如果遮擋嚴重,可以考慮薄膜組件。在設計和施工當中,我們既要考慮設計的美觀性,同時也要考慮到實用性,安全性、穩定性。在光伏電站建設過程中,施工階段可能是最需要注意的,需要關注排布問題,支架的固定問題,逆變器的安全問題,線纜的安全問題等。
Ⅱ 光伏並網發電系統的防雷設計
為了保證系統在雷雨等惡劣天氣下能夠安全運行,要對這套系統採取防雷措施。主要有以下幾個方面:
(1)地線是避雷、防雷的關鍵,在進行配電室基礎建設和太陽電池方陣基礎建設的同時,選擇光電廠附近土層較厚、潮濕的地點,挖一2m深地線坑,採用40扁鋼,添加降阻劑並引出地線,引出線採用35mm2銅芯電纜,接地電阻應小於4Ω。
(2)在配電室附近建一避雷針,高15m,並單獨做一地線,方法同上。
(3)太陽電池方陣電纜進入配電室的電壓為DC220V,採用PVC管地埋,加防雷器保護。此外電池板方陣的支架應保證良好的接地。
(4)並網逆變器交流輸出線採用防雷箱一級保護(並網逆變器內有交流輸出防雷器)。
避雷控制系統負責檢測每次直接雷擊避雷裝置動作後入地脈沖電流的強度、雷擊電壓的極性、雷擊次數的計數以及各個防非直接雷避雷裝置的動作損壞情況。它根據上位機的指令,將各種數據傳給上位機進行相應處理;也可以根據用戶的按鍵命令,進行復位、顯示和列印簡單報表等操作。下位機中智能監測儀的前端處理分為兩個部分:一部分用於檢測多路防直接雷避雷裝置動作後各個參數的變化情況;另一部分用於檢測多路防非直接雷避雷裝置的動作損壞情況。
前端處理(1)中用於檢測直接雷擊的探頭,採用羅哥夫斯基(以下簡稱為羅氏)線圈。羅氏線圈安裝在防直接雷避雷裝置的接地引下線上,將大電流強電信號轉變為小電流弱電信號進行隔離。信號進入前端處理(1)後,因此時的信號電壓高達幾十伏甚至上百伏,需要進行兩級變換後才能送入智能監測儀處理:第一是進行分壓變換,通過阻抗匹配將信號電壓降至±0.1v~10v;第二是進行非線性變換,將±0.1v~10v的信號變換為±0.3v~5v的信號。進行非線性變換的目的是便於a/d采樣和去掉雜訊電平的干擾。前端處理(1)的輸出信號分成兩路,一路經過4051八路選擇電路和a/d轉換電路測量雷電波形的峰值電壓以及極性;另一路通過觸發電路和保持電路給單片機提供中斷信號和直接雷擊避雷裝置動作路數的信號。一旦某一路遭受直接雷擊,單片機就被觸發信號中斷,中斷服務程序中先判斷遭受直接雷擊的避雷裝置的路數,然後通過4051選擇讀入該路信號,經a/d轉換後存入相應內存單元,以備主程序進行處理,相應路數的雷擊次數進行累加,如果加滿,則再增加時又從1開始循環計數。這樣處理完後退出中斷程序,由主程序將信息顯示出來。只要不掉電或按復位按鈕,則最新一次雷擊的信息將始終顯示在面板上。
前端處理(2)的輸入來自防非直接雷避雷裝置(如電源避雷箱)的防雷介面信號。該信號通過同軸電纜或光纜接入前端處理(2)中,經過過壓保護電路和光電隔離電路後送入智能監測儀的8255介面電路進行處理,如果避雷裝置雷擊後工作正常,則監測儀將檢測到高電平信號,如檢測為低電平信號,則表明此避雷裝置已被雷擊損壞,應立即予以更換。智能監測儀檢測直接雷擊電流強度的電路部分採用ad1674器件構成采樣電路,ad1674的最小采樣時間為7.5μs,而一個雷電波形的上升沿一般在l0μs以上,整個雷電的放電波形一般在幾十微秒到上百微秒之間,故ad1674理論上完全可以將雷擊後的整個放電過程波形采樣進來。因每個采樣過程都是通過單片機的中斷服務程序進行的,這樣,cpu就有足夠的時間進行其它的數據處理、報警、顯示和列印控制等任務。下位機的列印控制部分主要是應用戶的要求列印各種實時數據信息和避雷裝置的損壞情況的簡單報表,該電路部分採用一片8255控制電路來進行列印控制。下位機與上位機的數據通信是通過mc1488、mc1489組成的串列通信電路實現的。
系統的上位機採用pc機作為整個監測系統的資料庫管理中心,該部分主要負責統計系統轄區內的各個智能監測儀所檢測的避雷裝置的各種雷擊信息(如雷擊電流強度、雷擊次數、雷擊電壓的極性以及避雷裝置的損壞、更換情況等等)。它可以模擬顯示轄區內防雷系統中各個避雷裝置的位置、動作情況及工作狀態,也可以按用戶要求列印防雷系統中的各個智能監測儀的歷史數據報表以及每次雷擊後的具體情況的實時報表。它還可以通過向預先設定的電話報警來滿足某些需要無人值守的場合。
Ⅲ 關於光伏發電的電池片製作工藝的參考文獻有哪些
[1-1] 師宇騰.太陽能光伏陣列模擬器綜述.電源技術.2012.2
[1-2] 董振利.基於DSP與dsPIC的數字式太陽能電池陣列模擬器研究[D].合肥:合肥工業大學,2007
[1-3] 劉志強.10kW光伏並網逆變器的研製[D].北京:北方工業大學,2011
[1-4] 趙玉文.太陽能光伏技術的發展概況.第五屆全國光伏技術學術研討會論文集.1998
[1-5] BennerJP,KazmerskiL. . SPeetrum,IEEE.1999,36(9):34-42
[1-6] 余蜜.光伏發電並網與並聯關鍵技術研究:[博士學位論文].武漢:華中科技大學,2009
[1-7] 許頗.基於源型逆變器的光伏並網發電系統的研究:[博士學位論文].合肥:合肥工業大學,2006
[1-8] 林安中,王斯成.國內外太陽電池和光伏發電的進展與前景.太陽能學報,增刊. 1999:68-74
[1-9] 汪海寧.光伏並網功率調節系統及其控制的研究:[博士學位論文].合肥:合肥工業大學,2005
[1-10] 周德佳.太陽能光伏發電技術現狀及其發展,電氣應用. 2007
[1-11] 曹偉.基於DSP的數字光伏模擬器研究[D].合肥:合肥工業大學,2009.
[1-12] 韓珏.太陽能電池陣列模擬器的研究和設計[D].杭州:浙江大學,2006.
[1-13] OLILLA J. A medium power PV-arraysimulator with a robust control strategy. Tampere,
Finland: Tampere University
of Technology, 1995, IEEE: 40.
[1-14] 韓朋樂.數字式光伏電池陣列模擬器的研究與設計[D].成都:電子科技大學,2009.
[2-1] 董密.太陽能光伏並網發電系統的優化設計與控制策略研究:[博士學位論文]. 長沙:中南大學,2007.
[2-2] 吳忠軍,劉國海,廖志凌.硅太陽電池工程用數學模型參數的優化設計.電源技術. 2007.
[2-3] 蘇建徽,余世傑,趙為.硅太陽電池工程用數學模型.太陽能學報. 2001.
[2-4] 裴雲慶.開關穩壓電源的設計和應用[M].北京:機械工業出版社,2010.
[2-5] 孫孝金.太陽能電池陣列模擬器的研究與設計[D].濟南:山東大學,2009.
[2-6] 朱麗.一個光伏陣列模擬器的設計[D].合肥:合肥工業大學,2007.
[2-7] 劉萬明.數字式太陽能陣列模擬器的研究[D].成都:電子科技大學,2009.
[2-8] 謝文濤.新型光伏陣列模擬器的研究與設計[D].杭州:浙江大學,2007.
[2-9] 李欣.數字式光伏陣列模擬器的研製[D].杭州:浙江大學,2007.
[2-10] 杜柯.基於DSP的光伏電池數字模擬系統研究[D].武漢:華中科技大學,2006.
[2-11] 陳亞愛.開關變換器控制技術綜述[J].電器應用,2008,27(4):4-10.
[3-1] Cho J G,Sabate J A,Zero-voltageZero-current Switching Full-bridge PWM converter for High Power Applications,IEEE
Trans 0n Power Electronics,1996
[3-2] Cho J G,Jeong C Y,Lee FC,Zero-voltage and Zero-current switching Full—bridge PWM Convener Using
Secondary Active Clamp,IEEE Trans 0n Power Electronics,l998
[3-3] Kim E S,Joe K Y,Park S G,An ImprovedSoft Switching PWM FB DC/DC Converter Using the Modified Energy Recovery Snubber,IEEE Applied
Power Electronics Conference and exposition,2000
[3-4] Ruan XB,Yall Y G,An Improved Phaseshifted Zero-voltage Zero-current Switching PWM Converter,IEEE Applied Power
Electronics Conference and exposition,1998
[3-5] Cho J G, Back J W, Jeong C Y, NovelZero-voltage and zero-current-switching(ZVZCS) Full Bridge PWM Converter Using
a Simple Auxiliary Circuit,IEEE Applied Power Electronics Conference and
exposition,l998
Ⅳ 求如何製作開關電源高頻變壓器呀我做的09年光伏並網發電模擬裝置的題呀!
頻變壓器製作與技術參數
脈沖變壓器也可稱作開關變壓器,或簡單地稱作高頻變壓器。在傳統的高頻變壓器設計中,由於磁芯材料的限制,其工作頻率較低,一般在20kHz左右。隨著電 源技術的不斷發展,電源系統的小型化、高頻化和大功率化已成為一個永恆的研究方向和發展趨勢。因此,研究使用頻率更高的電源變壓器是降低電源系統體積、提 高電源輸出功率比的關鍵因素。
隨著應用技術領域的不斷擴展,開關電源的應用愈來愈廣泛,但製作開關電源的主要技術和耗費主要精力就是製作開關變壓器的部件。
開關變壓器與普通變壓器的區別大致有以下幾點:
(1)電源電壓不是正弦波,而是交流方波,初級繞組中電流都是非正弦波。
(2)變壓器的工作頻率比較高,通常都在幾十赫茲,甚至高達幾十萬赫茲。在確定鐵芯材料及損耗時必須考慮能滿足高頻工作的需要及鐵芯中有高次諧波的影響。
(3)繞組線路比較復雜,多半都有中心抽頭。這不僅增大了初級繞組的尺寸,增大了變壓器的體積和重量,而且使繞組在鐵芯窗口中的分布關系發生變化。
圖1 開關電源原理圖
本 文介紹了一款如圖1所示的DC—DC變換器,輸入電壓為直流24V,輸出電壓分別為5V及12V的多路直流輸出。要求各路輸出電流都在lA以上,核心器件 是美國Unitrode公司生產的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調制器晶元UC3842,最高工作頻率可達200kHz。根據鋅錳鐵氧體合金的優異 電磁性能,通過具體示例介紹工作頻率為100kHz的高頻開關電源變壓器的設計及注意事項。
2變壓器磁芯的選擇與工作點的確定
2.1 磁芯材料的選擇
從變壓器的性能指標要求可知,傳統的薄帶硅鋼已很難滿足變壓器在頻率、使用環境方面的設計要求。磁芯的材料只有從坡莫合金、鐵氧體材料、鈷基非晶態合金和超微晶合金幾種材料中來考慮。坡莫合金、鈷基非晶態價格高,約為鐵氧體材料的數倍,而飽和磁感應強度Bs也不是很高,且加工工藝復雜。考慮到我們所要求的電源輸出功率並不高,大約為30W,因此,綜合幾種材料的性能比較,我們還是選擇了飽和磁感應強度Bs較高,溫度穩定性好,價格低廉,加工方便的性價比較低的鋅錳鐵氧體材料,並選以此材料作為框架的EI28來繞制本例中的脈沖變壓器。
2.2工作點的確定
根 據相關資料,EC35輸出功率為50W,飽和磁感應強度大約在2000Gs左右。買來的磁芯,由於廠家提供的磁感應強度月,值並不準確,可用圖2所提供的 方式粗略測試一下。將調壓器接至原線圈,用示波器觀察副線圈輸出電壓波形。將原線圈的輸入電壓由小到大慢慢升高,直到示波器顯示的波形發生奇變。此時,磁 芯已飽和,根據公式:
U=4.44fN1Φ m可推知在工頻時的Φ m值。要求不高時,可根據測算出的Φ m,粗略估算出原線圈的匝數, 。
圖2 工作點測試示意圖
3 變壓器主要參數的計算
本 例中的變換器採用單端反激式工作方式,單端反激變換器在小功率開關電源設計中應用非常廣泛,且多路輸出較方便。單端反激電源的工作模式有兩種:電流連續模 式和電流斷續模式。前者適用於較小功率,副邊二極體存在沒有反向恢復的問題,但MOS管的峰值電流相對較大;後者MOS管的峰值電流相對較小,但存在副邊 二極體的反向恢復問題,需要給二極體加吸收電路。這兩種工作模式可根據實際需求來選擇,本文採用了後者。
設計變壓器時大多需要考慮下面問題:變換器頻率f(H2);初級電壓U1(V),次級電壓U2(V);次級電流i2(A);繞組線路參數n1、,n2;溫升τ(℃);繞組相對電壓降u;環境溫度τHJ(℃);絕緣材料密度γz(g/cm3)
1)根據變壓器的輸出功率選取鐵芯,所選取的鐵芯的戶,值應等於或大於給定值。
2)繞組每伏匝數
(1)
ST是鐵芯的截面積;kT是窗口的填充系數;
3)初級繞組電勢
E1=U1(1- ) (2)
4)初級繞組匝數
W1=W0El (3)
5)次級繞組電勢
E2i=U2i (1+ ) (4)
6)次級繞組匝數
W2i=W0E2i (5)
7)初級繞組電流
(6)
8)次級繞組電流
(7)
其中,n1、n2:分別是初級繞組和次級繞組的每層匝數。
9)初級繞組線徑
(8)
10)次級繞組線徑
(9)
其中,j是電流密度。
詳細的變壓器設計方法與計算相當復雜,本文參照經驗公式,依據下面的步驟設計了本例轉換器中的高頻變壓器。
3.1 確定變壓器的變比
根據輸出電壓U0的關系式
(10)
得變比為
(11)
式中UD為整流器輸出的直流電壓。
本例中UD=24V,f為100kHz,tON取0.5;n=2。
3.2 計算初級線圈中的電流
已知輸出直流電壓U0=±12V、5V,負載電流均為I0=lA,則輸出功率
P0=P1+P2+P3=29W
開關電源的效率η一般在60~90%之間,本例取η=0.65,則輸入功率為
初級的平均電流為
假定初級線圈的初始電流為零,那麼,在開關管的導通期tON里,初級線圈中的電流心便從零開始線性增長到峰值I1P
3.3 計算初級繞組圈數N1
初級繞組的最小電感L1為
根據輸出功率P的大小,選用適當的磁芯,其形狀用環形、EI形或罐形均可,本例採用EI28,該類型的鐵芯在f=50kHz時,功率可達到60W,在f=100kHz時,輸出功率可達到90W。
式中Ilp—初級線圈峰值電流,A;
L1—初級電感,H;
S—磁芯截面積,mm2;
Bm—磁芯最大磁通密度,T。
3.4 計算次級繞組圈數N2
即±12V分別繞5匝,5V繞3匝。
3.5 反饋繞組N3的估算
反饋繞組匝數的確定,要求既能保證開關元件的飽和導通又不至於造成過大損耗。根據UC3842的要求,反饋繞組的輸出電壓應在13V左右。因此,
3.6 導線線徑的選取
根據輸入輸出的估算,初線線圈的平均電流值應該允許達到2A。
1)初級繞組
初級繞組的線徑可選d=0.80mm,其截面積為0.5027mm2的圓銅線。
2)次級繞組
次級繞組的線徑可根據各組輸出電流的大小,利用原級相同線徑採用多股並繞的辦法解決。為了方便線圈繞制,也可選用線徑較粗的導線。由於工作頻率較高,應考慮集膚效應的影響。
3.7 線圈繞制與絕緣
繞制開關變壓器最重要的問題是想辦法使初、次級線圈緊密地耦合在一起,這樣可以減小變壓器漏感,因為漏感過大,將會造成較大的尖峰脈沖,從而擊穿開關管。因此,在繞制高頻變壓器線圈時,應盡量使初、次級線圈之間的距離近些。
具體可採用以下方法:
(1)雙線並繞法
將初、次級線圈的漆包線合起來並繞,即所謂雙線並繞。這樣初、次級線間距離最小,可使漏感減小到最小值。但這種繞法不好繞制,同時兩線間的耐壓值較低。
(2)逐層間繞法
為克服並繞法耐壓低、繞制困難的缺點,用初、次級分層間繞法,即1、3、5行奇數層繞初級繞組,2、4、6等偶數層繞次級繞組。這種繞法仍可保持初、次級間的耦合,又可在初、次級間墊絕緣紙,以提高絕緣程度。
(3)夾層式繞法
把次級繞組繞在初級繞組的中間,初級分兩次繞。這種繞法只在初級繞組中多一個接頭,工藝簡單,便於批量生產。
本 例中,為減小分布參數的影響,初級採用雙線並繞連接的結構,次級採用分段繞制,串聯相接的方式,即所謂堆疊繞法。降低繞組間的電壓差,提高變壓器的可靠 性。在變壓器的絕緣方面,線圈絕緣應盡量選用抗電強度高、介質損耗低的復合纖維絕緣紙,提高初、次級之間的絕緣強度和抗電暈能力,本例中,因為不涉及高 壓,絕緣問題不必特殊考慮。
4 結束語
繞 制脈沖變壓器是製作開關電源的重要工作,也是設計與製作過程中消耗大量時間和主要精力的工作。變壓器做得好,整個設計與製作工作就完成了70%以上。做得 不好,可能就會出現停振、嘯叫或輸出電壓不穩、負載能力不高等現象。在變壓器的溫升<35℃,繞制良好的脈沖變壓器的工作效率可達到90%以上,且 波形質量優異,電性能參數穩定。在100kHz的使用條件下,脈沖變壓器的體積可以大大減小。繞制變壓器時,要盡最大的努力保證以下幾點:
(1)即使輸入電壓最大,主開關器件導通時間最長,也不至於使變壓器的磁芯飽和;
(2)初級線圈與次級線圈的耦合要好,漏電感要小;
(3)高頻開關變壓器會因集膚效應導致電線的電阻值增大,因而要減小電流密度。通常,工作時的最大磁通密度取決於次級線圈。
(12)
(4)一般來說,採用鐵氧體磁芯E128時,要把Bm控制在3kGs以下。
Ⅳ 北京海瑞克科技發展有限公司的太陽能電池實訓設備
設備名稱: 光伏電池組件生產實訓系統 設備編號: HIK-SET-1 Ø 技術指標:
1、輸入電源:220V±10% 50HZ
2、設備尺寸:1550mm×800mm×1750mm
3、佔地面積:2平米(單台)
4、設備整體重量:120Kg
5、工作環境:溫度-10℃~40℃
6、 相對濕度﹤85﹪(25℃)
7、設備包裝:木箱整體包裝
Ø 系統組成
太陽能電池板、離網逆變器、並網逆變器、太陽能控制器、蓄電池、直流負載、交流負載、數字式交直流電壓電流表、按鍵,開關模塊、人造光源等
Ø 產品特點及功能
1、系統功能配置完善,模塊化設計,做工精細。
2、實驗台實用價值強,所採用的太陽能電池板、智能控制器、蓄電池均與現場應用中一樣,可使學生深刻理解太陽能光伏發電的現場應用。
3、實驗台配備了發光效果(光譜)最接近太陽光的氙燈來模擬太陽光源,使得實訓項目隨時都可以進行,從而不需要受天氣變化的限制。
4、具備光伏型和家用型兩種控制方式。
5、帶有蓄電池電源存儲系統,可進行市電充電,形成混合供電系統。留有光伏組件升級埠,可外置較大功率的光伏組件。光伏組件可選擇室內放置和室外兩種模式。
6、太陽能電池組具體參數如下:
峰值功率:15W;最大功率電壓:18V;最大功率電流:0.84A;開路電壓:21.24V;短路電流:0.91A;安裝尺寸:420*350*25mm
7、太陽能控制器具體功能如下:
使用單片機和專用軟體,實現智能控制,自動識別24V系統。採用串聯式PWM
充電控制方式,使充電迴路的電壓損失較原二極體充電方式降低一半,充電效率較非PWM高3-6%;過放恢復的提升充電,正常的直充,浮充自動控制方式有利於提高蓄電池壽命。 多種保護功能,包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護,具有自動恢的輸出過流保護功能,輸出短路保護功能。
8、蓄電池:為鉛酸電池,具有如下特點:
自放電率低; 使用壽命長;深放電能力強;充電效率高;工作溫度范圍寬 。
9、離網逆變器:正弦波逆變器,具體功能參數如下:
純正弦波輸出(失真率<4%)
輸入輸出完全隔離設計
能快速並行啟動電容、電感負載
三色指示燈顯示,輸入電壓,輸出電壓,負載水準和故障情形
負載控制風扇冷卻
過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護
10、負載:
負載包括:LED燈,節能燈等,可提供多種應用負載實驗:感性、阻性、功能性應用實驗(手機等智能設備)。
11、並網逆變器:
模擬並網系統的實驗項目,實現DC-AC變換,輸出電壓:220VAC;輸入電壓:DC12V,數據讀取功能。
12、聯網功能(微機另配):
配備通訊適配器,與計算機進行連接,顯示光伏發電系統的充電電流,負載電流,蓄電池電壓等技術參數,完成實驗時數據的讀取,可監測太陽能發電系統的運轉情況等。
Ø 實驗項目
實驗一:太陽能電池發電原理實驗
實驗二:太陽能光伏板能量轉換實驗
實驗三:環境對光伏轉換影響實驗
實驗四:太陽能電池光伏系統直接負載特性實驗
實驗五:太陽能控制器工作原理實驗
實驗六:接反保護實驗
實驗七:太陽能控制器對蓄電池的過充保護實驗
實驗八:太陽能控制器對蓄電池的過放保護實驗
實驗九:夜間防反充實驗
實驗十:離網逆變器工作原理實驗
實驗十一:並網型逆變器工作原理實驗
實驗十二:光伏並網實驗 設備名稱: 風光互補發電實訓系統 設備編號: HIK-SET-2 Ø 產品簡介
風光互補發電實驗台,可完成風力機、太陽能互補獨立運行系統實驗,和風能、太陽能並網運行實驗系統的大部分控制過程實驗及運行過程演示。
Ø 實驗內容
1、限速機械保護系統原理實驗
2、限速電控保護系統原理實驗
3、風、光互補最大功率點跟蹤控制實驗
4、過功率保護實驗
5、蓄電池充放電特性及過壓、欠壓保護實驗
6、風力發電、太陽能發電相關控制、測量、技術實驗驗
7、風力發電基礎理論與應用技術模擬實驗
8、分布式風力發電、太陽能發電互補供電系統控制技術實驗模擬
9、固態並聯逆變器系統穩定性模擬
10、太陽能發電系統用逆變器課程設計模擬實驗
Ø 實驗配置
太陽電池組件、免維護蓄電池、逆變器、控制器、負載、風機、實驗講義、測試報告等 設備名稱: 光伏發電並網系統實驗台 設備編號: HIK-SET-3 Ø 產品簡介
太陽能光伏並網發電系統實訓裝置太陽能光伏發電有無限的太陽光資源,綠色、環保、低碳、無需資源分配等優點。在國家能源建設和儲備中得到了廣泛的應用。光伏並網發電,是當前全球最大規模利用太陽能資源發電的一種重要方式。並網發電,是將太陽能電池所發出的直流電通過逆變器轉換成波形良好的交流電,直接向電網供電,無儲能裝置,運行可靠性和轉換效率比較高,系統的建設和維護成本較低。我公司結合多年在新能源行業的研發和生產經驗,特別推出了光伏並網系統實驗室室,主要可以提供系統配套件,電池組件陣列、最大功率跟蹤調節支架、方陣避雷匯流箱、並網逆變器、升壓輸變箱、計量監控通訊等。
Ø 組成部分
1、光伏陣列單元:
在院區修建約10平方米的平台,安裝支架,鋪設總峰值功率為0.6~12kW的光伏陣列。
在條件允許的情況下,光伏陣列選用三種不同類型的太陽能電池進行實驗。
單晶硅太陽能電池,變換效率15~17%,厚度300um,黑色,硬質不可捲曲,拉制溫度1400度。在光伏並網發電系統中得到普遍使用。
多晶硅太陽能電池,變換效率12~14%,厚度300um,深藍色,硬質不可捲曲,拉制溫度1000度。具有接近於單晶硅太陽電池的穩定性和較強的空間抗輻射性能,成本低於單晶硅太陽能電池。
非晶硅太陽能電池,變換效率6~10%,厚度1um,可捲曲,暗紅色,生產溫度200度,生產成本低,溫度系數低,高溫條件和弱光條件下,任然獲得高功率輸出。
2、逆變控制單元:系統根據實驗的需要,通過開關單元的開和關,最多可以實現6台不同型號和產地的並網逆變器同時運行,配備同時並網通道,可滿足對比實驗和各種數據採集的需要。
3、開關控制單元:所有系統內外單元的引線經隔離開關接至各自的跳線端子上,在實驗過程中,一旦發生漏電、短路、過流、過熱情況,開關自動斷開電源,起到保護儀器儀表和人身的安全。
4、方陣連接單元:示意接線面板上,最小單元的引線經隔離開關接至各自的跳線端子,根據實驗的需要,可以用跳線自由地組合成不同開路電壓(180~450VDC 和200~450VDC),峰值功率(600~1200W)的系統。
5、顯示單元:直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、頻率、室內溫度、濕度、時鍾、當前發電功率、有功和無功功率、日發電量累計。
6、環境監測單元:系統配置1套環境監測儀,用來監測現場的環境情況。該裝置由風速感測器、風向感測器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成。可測量環境溫度、風速、風向和輻射強度等參數,通過RS485介面與並網監控裝置工控機通訊。
7、並網監控單元:
監控裝置包括監控主機、監控軟體和顯示設備。本系統採用高性能工業控制PC機作為系統的監控主機,配置光伏並網系統多機版監控軟體,採用RS485通訊方式,可以實時獲取所有並網逆變器的運行參數和工作數據,並對外提供乙太網遠程通訊介面。
工控機的性能特點:嵌入式低功耗C3系列處理器;帶LCD/CRTVGA介面;乙太網口;RS232通訊介面;配備RS485/RS232轉接器;USB2.0;256M內存(可升級);40G 筆記本硬碟(可升級)。
並網系統的網路版監控軟體(SPS-PVNET)功能:實時顯示電站的當前發電總功率、日總發電量、累計總發電量、累計CO2總減排量以及每天發電功率曲線圖;可查看每台逆變器的運行參數,主要包括(但不限於):直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、逆變器機內溫度、時鍾、頻率、當前發電功率、日發電量、累計發電量、累計CO2減排量、每天發電功率曲線圖。
監控所有逆變器的運行狀態,採用聲光報警方式提示設備出現故障,可查看故障原因及故障時間,監控的故障信息至少包括:電網電壓過高、電網電壓過低、電網頻率過高、電網頻率過低、直流電壓過高、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗顯示單元可採用液晶電視,具有非常好的展示效果。
8、 監控軟體
集成環境監測功能,主要包括日照強度、風速、風向和環境溫度。
監控主機同時提供對外的數據介面,即用戶可以通過網路方式,異地實時查看整個電源系統的實時運行數據以及歷史數據和故障數據。
可每隔5分鍾存儲一次電站實驗所有運行數據,包括實時存儲環境數據、故障數據等參數。
可連續存儲20年以上的電站實驗所有的運行數據和所有的故障紀錄。
可提供中文和英文兩種語言版本。
Ø 實驗項目
v 不同太陽能電池組件通過跳線,相互結合後能量轉換的綜合比較和實驗,如何提高品質和信價比。
v 不同並網逆變器電路拓撲和調制方式的比較和實驗,確定優化產品設計方案。
v 不同並網逆變器防孤島保護方式的比較和實驗,探討新技術。
v 不同並網逆變器的最大功率跟蹤控制方法的比較實驗,探討新方法。
v 方陣電子跟蹤器與MPPT的有效結合和分離控制方法的比較實驗,探討新技術。
v 在不同天氣和日照強度下並網逆變器電流的波形,諧波含有率實驗。
v 與風力發電互補並網系統控制技術實驗。
Ø 工作技術條件
1、光伏陣列輸出電壓180~450VDC
2、並網輸出電壓180~456VAC
3、並網頻率范圍47.8~51.2Hz
4、效率94.5%
5、功率因數>0.99
6、最大功率跟蹤180~400VDC
7、通訊介面RS485
8、保護功能:防雷、極性反接、短路、漏電、過熱、孤島效應、過載保護、電網過欠壓、電網過欠頻保護、接地故障保護等。
9、工作環境:溫度-20℃~50℃
10、相對濕度﹤90﹪(25℃) 設備名稱: 光伏電池實驗儀 設備編號: HIK-SET-4 Ø 產品簡介
太陽能是一種新能源,對太陽能的充分利用可以解決人類日趨增長的能源需求問題。目前,太陽能的利用主要集中在熱能和發電兩方面。利用太陽能發電目前有兩種方法,一是利用熱能產生蒸氣驅動發電機發電,二是太陽能電池。太陽能的利用和太陽能電池的特性研究是21世紀的熱門課題,許多發達國家正投入大量人力物力對太陽能接收器進行研究。為此,我們開發了太陽能電池的特性研究實驗。
GCGF-B型太陽能電池實驗儀主要研究太陽能電池的電學性質和光學性質,並對兩種性質進行測量。該實驗作為一個綜合設計性實驗,聯系科技開發實際,能激發學生的學習興趣。
Ø 教學目的
1、無光照時,測量太陽能電池的伏安特性曲線
2、了解並掌握太陽能電池的特性及其測量方法
3、了解太陽能電池基本應用
Ø 儀器功能
1、太陽能電池短路電流測試實驗
2、太陽能電池開路電壓測試實驗
3、太陽能電池伏安特性測試實驗
4、太陽能電池負載特性測試實驗
5、太陽能LED驅動實驗
Ø 實驗配置
太陽能電池實驗儀主機箱、光路組件、實驗講義、測試報告等 設備名稱: 光伏發電教學實驗箱 設備編號: HIK-SET-5 Ø 產品簡介
太陽能教學實驗箱,控制器的作用是對蓄電池的充、放電條件加以規定和控制,並按照負載對電源的需求控制太陽能電池和蓄電池對負載的電能輸出。控制器是對自動充電、用電的監控裝置,當蓄電池充滿電時,它會自動切斷充電迴路,使蓄電池不至過充;如果蓄電池電能減少,它會自動恢復充電。當蓄電池放電超過規定值時,即過放電時,它會自動切斷放電迴路,不至使蓄電池放電過深;電能增加後,它會自動恢復供電。
Ø 產品工作原理
1.太陽能電池組件
太陽能電池組件由多個單晶或多晶、非晶電池單元串、並聯並經封裝後製成。其中的單晶電池單元的功能是將太陽的光線吸收發生伏打效應產生一定的電壓、電流,並按照需求串、並聯而將太陽能轉換成電能輸出,經電纜送至控制器。
2.蓄電池
蓄電池的作用是將太陽能電池組件產生的電能儲存起來。當光照不足或晚上,或者負載需求大於太陽能電池組件所產生的電能時,將存儲的電能釋放出來以滿足負載的能量需求。
3.正弦波逆變器
正弦波逆變器的作用是將太陽能電池組件產生的直流電或者蓄電池釋放的12V直流電轉化為負載需要的36V正弦交流電。
Ø 主要技術指標
1.太陽能電池組件功率:20W
2.蓄電池容量:12V/7Ah
3.控制器:
額定輸出電壓、電流:12V/2A
蓄電池過充保護:16.2V,恢復14.4V
蓄電池過放保護:10.8V,恢復12.4V
三種輸出模式:普通開/關模式、光控開/光控關模式、光控開/時控關模式
4.正弦波逆變器:
輸出波形與頻率:正弦波/50HZ±1HZ
額定輸入電壓、電流:10.8V~13.2V/2A
額定輸出電壓、電流:36V±10%/0.42A
額定輸出功率:15VA
輸出功率因數:≥95%(線性負載)
逆變效率:≥75%
5.輸入市電:AC220V/50HZ
6.箱體尺寸:660×490×240mm
7.工作環境:0°C~40°C、≤85%RH
Ø 實驗內容
實驗一:太陽能電池發電原理實驗
實驗1-1 :太陽能光伏板能量轉換實驗
實驗1-2:環境對光伏轉換影響實驗
實驗二:太陽能電池光伏系統直接負載實驗
實驗三:光伏控制型太陽能系統發電實驗
實驗3-1:光伏型控制器工作原理實驗
實驗3-2:光伏型控制器充放電保護實驗
實驗四:戶用型太陽能發電和利用實驗
實驗4-1:戶用型控制器工作原理
實驗4-2:戶用型控制器充放電保護實驗
實驗五:太陽能系統電器負載實驗;
實驗六:綜合實驗
實驗七:戶用型控制器電腦軟體實驗
實驗八:光伏型控制器電腦軟體實驗
實驗九:直接負載電腦軟體實驗
實驗十:Zigbee遠端無線監測
外型尺寸手提箱式:50cm*40cm*10cm 設備名稱: 光伏建築一體化實訓系統 設備編號: HIK-SET-6 Ø 產品簡介
本實驗裝置的創新點是以建築模型為載體,充分利用光電、光熱和溫差物理效應的原理和實驗方法,將半導體,光纖、感測和測控技術融為一體,構建了多模塊的組合式的智能建築物理綜合創新設計平台。
該裝置設計理念先進,科技含量高,綜合性強,屬於多學科交叉的實驗儀器,實驗設計平台的各個模塊,既有與光電、光熱和溫差物理效應的原理和實驗方法密切相關的基礎物理實驗,又有與半導體器件、光纖和各種感測器的物性測量的實驗,還有利用物理效應、感測器和各種實驗技術圍繞智能建築載體進行應用設計的實驗。本實驗裝置是基於國家大學生創新實驗項目和競賽項目(2010年獲湖北省首屆大學生物理實驗創新設計競賽一等獎)的基礎上改進完善提高後定型的。通過智能化立體建築模型激發學生的興趣,自主設計和綜合實驗研究與探索的慾望。
Ø 教學目的
1、觀測光電、光熱和溫差物理現象和規律
2、了解和掌握光電、光熱和溫差物理效應的原理和實驗方法
3、了解和掌握半導體器件、光纖和相關感測器工作原理了
4、掌握測量半導體器件、光纖和相關感測器的物理特性的實驗技術和方法
5、學習組裝相關實驗模塊或測量裝置,檢測各種器件、材料和感測器的基本特性
6、學習應用光電、光熱和溫差物理效應原理和實驗方法及相關器件進行各種應用設計
7、學科交叉有助提高學生科學思維、創新意識、綜合實驗、自主設計和實驗研究能力
Ø 儀器功能
Ⅰ、光電效應模塊(光伏發電系統)
1、太陽能電池短路電流測量
2、太陽能電池開路電壓測量
3、太陽能電池伏安特性測量
4、太陽能電池負載特性測量
5、超級電容物性測量
6、太陽能電池時間響應特性研究
7、太陽能電池光譜相應特性研究
8、光伏發電效率研究
9、超級電容電池的設計與組裝
10、太陽能電池充電器設計
11、太陽能LED驅動電路設計
12、向日葵式太陽能跟蹤系統的設計
Ⅱ、光熱效應模塊(太陽能集熱系統)
1、光熱轉換效率測量
2、真空管的集熱效率的測量
3、太陽能聚光系統設計
4、簡易太陽能集熱系統設計
5、簡易太陽能乾燥箱的設計
6、簡易太陽能熱水器的設計
7、簡易太陽能灶具的設計
8、簡易光熱均衡自循環系統的設計
Ⅲ、溫差效應模塊(溫差發電與製冷系統)
1、塞貝克效應
2、半導體製冷片的基本性能測量(短路電流、開路電壓、伏安特性等)
3、製冷片冷、熱端溫度與短路電流的關系
4、製冷片冷、熱端溫度與開路電壓的關系
5、製冷片塞貝克系數測量
6、半導體製冷片輸出功率曲線測量
7、半導體製冷阱的設計
8、簡易微型半導體恆溫器的設計
9、簡易微型半導體製冷器的設計
10、簡易微型溫差發電模塊的設計
11、簡易微型溫差照明系統的設計
Ⅳ、光纖特性與照明模塊(系統)
1、光敏元件的光敏特性研究
2、端面發光光纖傳輸特性測量與照明設計
3、通體發光光纖傳輸特性測量與照明設計
4、流星光纖傳輸特性測量與照明設計
5、照明顏色控制
6、光纖一維尋光與照明系統設計(電動式、機械式、一維)
Ⅴ、室內外環境控制和安防模塊(系統)
1、紅外砷化鎵發光二極體物性測量
2、熱釋電感測器的物性測量
3、光電二極體的物性測量
4、智能節能百葉窗設計(根據氣候環境進行採光的智能控制)
5、室內環境智能調控設計(利用通風、採光、開啟家用電器調控室內宜人環境)
6、簡易紅外安防系統的設計
7、熱釋電報警器的設計
Ⅵ、環境監測和溫室控制模塊(系統)
1、數字風向和風速儀的設計
2、環境溫度與濕度監測儀的設計
3、土壤溫、濕度和PH值監測儀的設計
4、太陽光譜分析儀的設計
5、簡易紫外線輻射測試儀的設計
6、簡易空氣污染監測儀的設計
7、簡易微型環境監測站的設計
8、簡易微型無人職守野外科考監測站的設計
Ø 實驗配置
光電效應模塊、光熱效應模塊、溫差效應模塊、光纖特性與照明模塊、環境控制和安防模塊、環境監測和溫室控制模塊、採集系統、顯示系統、相關軟體、儀器說明書、實驗講義 設備名稱: 光伏電池組件生產實訓系統 設備編號: HIK-SCPL (1)生產線運行的基本工藝路線
Ø 准備材料: 將所需原材料准備到位.
Ø 焊接電池: 將電池片檢測分檔,並焊接在一起,形成電池串.
Ø 材料裁切: 將EVA. TPT. 焊帶,匯流條按設計尺寸進行切割.
Ø 組件鋪設: 將准備好的材料按照技術要求進行排版, 疊放,形成待層壓組件.
Ø 組件層壓: 將准備好的待層壓組件在層壓機中層壓和固化.
Ø 裝框: 裁掉組件邊緣的多餘部分並進行初檢, 組裝上邊框和接線盒,完成組件層壓.
Ø 性能測試: 測試層壓後組件光電性能,並按要求分選.
Ø 品質測試: 在製作過程中執行其他測試, IV 曲線測試,外觀和高電壓隔離.
Ø 入庫: 合格品入庫,不合格品進行修復.
主要原材料
① 鋼化玻璃
②電池片
③EVA
④TPT
⑤接線盒
⑥焊帶,匯流條
⑦鋁合金邊框及附屬件
⑧密封硅膠
(2)實驗室內設備安裝模式
(3)組件生產線設備清單 序號 名稱 單位 數量 1 半自動組件層壓機(固化、修復一體) 台 1 2 太陽電池組件測試儀 台 1 3 玻璃清洗機 台 1 4 YAG激光劃片機 台 1 5 組框裝框機 台 1 6 待壓組件周轉車 台 2 7 待裝組件周轉車 台 2 8 焊接台(每台含有2個單焊工位,1個串焊工位,集中風道,加熱溫度控制系統) 台 4 9 鋪設台(含太陽能模擬光源、粗檢測系統) 台 2 10 工作台(修邊,清潔)EVA、TPT裁剪工作台 台 2 11 單片分選機 台 1