新能源实验箱,太阳能光伏发电应用实验装置

SHYL-XY131 新能源实验箱

一、新能源实验箱简介：

新能源实验箱采用优质铝合金设计，实验箱采用多种CPU控制器，模块化组合设计，完成新能源的控制器、逆变器、显示等多种线路实验。能满足学生创新实践等多环节的教学和提升。

二、新能源实验箱技术参数

（1）整机容量：≤0.5kVA；

（2）工作电源：～220V/50Hz/3A；

（3）尺   寸：1.60m×0.75m×1.50m；

（4）重   量：150kg

三、新能源实验箱系统配置：

1、充电控制模块

本模块采用ARM作为控制器核心部件，能完成蓄电池恒流充电、太阳能光伏MPPT充电等基本实验，配合显示模块，完成太阳能控制器项目化教学需求。能适应12、24V等多种电板电压的参数适配，现场提供模块化样机。

2、升压模块

本模块采用PWM控制，可以完成固定芯片升压线路和DSP控制的升压电路，带多重保护设计，能完成12-28V直流电源升压到300V以上的直流电源输出。输入直流电压10V～24V、电流5A～9A。完成太阳能控制器项目化教学需求，现场提供模块化样机。

3、离网逆变模块

 SPWM正弦波逆变驱动MOS管，然后滤波输出，系统具有短路保护措施，在整个系统中设置有多处信号采集电路，与液晶屏模块配合，显示当前的电压、电流等参数信息。系统核心采用DSP28335模块。完成太阳能控制器项目化教学需求，现场提供模块化样机。

4、并网逆变器模块

 SPWM正弦波逆变驱动MOS管，然后滤波输出，系统具有短路保护措施，在整个系统中设置有多处信号采集电路，与液晶屏模块配合，显示当前的电压、电流等参数信息。并网逆变电路采用输入信号先整形检波电路等措施，DSP进行运算，然后输出的电，具有孤岛效应等功能，自动检测并网电源的电压、频率、相位等，用示波器观察跟踪信号。系统核心采用DSP28335模块或者PIC单片机，完成太阳能控制器项目化教学需求。现场提供模块化样机。

5、显示模块

采用128*64的液晶显示模块，配置背光调节电路等，与其他模块配合完成相关测试。现场提供模块化样机。

6、实验电源模块

5～23V可调直流输出，电流0～8A，具有短路保护措施。现场提供模块化样机。

7、提供实验教材和实验软件源代码。

四、新能源实验箱实验内容（现场提供实验指导书和源代码展示）

1、市电互补切换原理与编程实验

2、AD转换器实验

3、DA转换器实验

4、RS485通信实验

5、升压电路实验

5、DSP28335的PWM编程实验

6、离网逆变电源的原理

7、逆变电源的负载接线实训

8、离网逆变器实验

9、并网逆变器实验

10、2.4G无线温湿度监控实验

11、太阳能控制器实验。

 

 

一、太阳能光伏发电应用实验装置简介:

太阳能光伏发电应用实验装置（室内外）由太阳能电池组件模块、阵列支架模块、双轴跟踪控制模块、太阳能充电控制模块、蓄电池模块、离网逆变控制模块、仪表监控模块、开关控制模块、环境监测模块、上位机监控模块，等组成。主要展示了小功率太阳能电池光能量变换过程演示和实验

二、太阳能光伏发电应用实验装置运行技术条件（单相输出）

1、发电单元

光能

光伏模块功率：4×40Wp=160Wp

光伏模块输出工作电压：17.5VDC/70VDC

光伏模块工作电流：9.14A～2.76A

2、光电池支架跟踪单元

电池组件支架：钢结构热浸镀锌钢+阳极氧化铝参考尺寸1080mm×1200mm。

最大安装面积：1.5㎡，双向轴自动跟踪，也可人工调节。

系统供电电压：220～240VAC/12VDC。

系统抗风极限：150km/h。

保护风速：20m/s。

跟踪范围：水平回转360度，仰角80度，跟踪精度0.5°自动跟踪、自动复位。

3、电力蓄能单元

蓄电池类型：免维护蓄电池

蓄电池工作电压：12～48V

蓄电池组容量:20～80Ah

蓄电池数量：4个

4、控制单元

太阳能充放电控制器：工作电压12～48V电流10～15A；三种输出模式：手动开＋手动关、光控开＋光控关、光控开＋时控关。

直流负载实验DC/DC输出电压：3.3VDC、5VDC、9VDC、12VDC。

正弦波逆变器：输出波形正弦波、频率50HZ±1HZ；额定输入电压0.8V～17V、电流12A；额定输出电压220VAC±10%、电流1.36A；额定输出功率40～300W；输出功率因数≥95%（线性负载）逆变效率：≥82%。

输入市电：工作电压AC220V、频率50HZ；

工作环境：0℃～40℃、≤85%RH

5、显示单元

5.1、数字显示

直流电压表：光电池充电电压/蓄电池实际电压，相互切换；

直流电流表：光电池充电电流/逆变器输入电流，相互切换；

交流电压表：逆变器输出电压；

交流电流表：逆变器输出电流；

温/湿度表：显示实验室当前的温度、湿度、时间。

5.2、LED/LCD显示

太阳能控制器：充电、过压、欠压、过放、运行

蓄电池电压（高-中-低）

光照度计：测量当前室外光照度（Lux值）

5.3、数码管显示

通用开＋通用关；

光控开＋光控关；

光控开＋时控关；

6、开关单元

光电池控制开关；

逆变器控制开关；

鸣蜂器报警控制开关；

阻性负载控制开关；

光电池控制开关；

7、负载单元

交流线性电阻负载：3～15～120W

直流模拟负载：12V/6WLED路灯板

8、监控软件（选配）

PC监控模块：监控主机、监控软件、显示屏。

显示内容：蓄电池电压、光伏电压、光伏电流、光伏功率，能量模拟图。在不同季节太阳运轨变换仰角下角度对光伏能量转换软件调试控制界面。

三、太阳能光伏发电应用实验装置实验项目

1、光伏能量变换实验

实验1、光伏阵列单元组成原理。

实验2、太阳能光电池能量转换组合原理。

实验3、阵列电子最大功率跟踪器原理。

实验4、阵列汇流与防雷接地原理。

实验5、阵列结构件、防腐安装原理。

实验6、最大功率跟踪器与光伏转换提效实验。

实验7、在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的影响实验。

实验8、在不同季节太阳运轨变换下对光伏能量转换的影响实验。

实验9、在不同季节太阳运轨变换仰角下角度对光伏能量转换的影响实验。

实验10、在不同季节环境温度变换下对光伏能量转换的影响实验。

实验11、阵列低、中、高通过开关组合后能量变换实验。

实验13、光感仪和风速传感仪各自作用实效实验。

2、系统控制运行过程演示和实验

实验1、太阳能控制器欠压保护实验。

实验2、太阳能控制器充电过压保护实验。

实验3、太阳能控制器充电温度补偿实验。

实验4、模拟的太阳能路灯系统实验（28WLED灯板带配光器）

实验5、控制器三种输出模式实验，手动开关切换或跳线（手动开＋手动关、光控开＋光控关、光控开＋时控关）

实验6、逆变器逆变原理实验（通过逆变器各测试点的测试）

实验7、逆变器与市电互补实验（手动开关切换）

实验8、逆变器输出过载保护实验

实验9、逆变器输出欠、过压保护实验

实验10、市电代替太阳能电池充电实验（通过人工钮子开关切换）