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SB-SPV10型光伏發(fā)電設備安裝與調試實(shí)訓系統
一、系統組成
光伏供電裝置、光伏供電系統、逆變與負載系統、監控系統四個(gè)部分組成。
系統采用模塊式結構，各裝置和系統具有獨立的功能，應用靈活，即可組合應用，也可獨立工作運行。
二、技術(shù)參數
1.光伏供電裝置
光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線(xiàn)傳感器、光線(xiàn)傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動(dòng)機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動(dòng)機、電容器、直流電動(dòng)機、接近開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、底座支架等設備與器件組成。
光伏供電裝置
設備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm、實(shí)訓柜1000×1000×2000mm；
2.電池組件
Ø 功率：20W、誤差：±5%、
Ø 輸出電壓：17.2V、
Ø 輸出電流：1.17A、
Ø 開(kāi)路電壓：21.4V、
Ø 短路電流：1.27A、
Ø 工作環(huán)境溫度：45℃±2℃、
Ø 尺寸：230×230×28mm；
3、光伏供電系統
1） 光伏供電系統的組成
光伏供電系統主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門(mén)子S7-200PLC、繼電器組、接線(xiàn)排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V開(kāi)關(guān)電源、網(wǎng)孔架等組成。
2） 控制方式
光伏供電控制單元的追日功能有手動(dòng)控制盒自動(dòng)控制兩個(gè)狀態(tài)，可以進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運動(dòng)操作。
3） DSP控制單元和接口單元
蓄電池的充電過(guò)程及充電保護由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當蓄電池放電電壓低于規定值，DSP控制單元輸出信號驅動(dòng)繼電器工作，繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷蓄電池的放電回路。
4） 蓄電池組
蓄電池組選用4節閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數：
容量 12V 18Ah/20HR
重量 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
含漏電保護斷路器，AC220V 和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座；
4、逆變與負載系統
（1） 逆變與負載系統的組成
逆變與負載系統主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線(xiàn)排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。
1） 逆變電源控制單元
逆變電源控制單元面板如圖19所示，逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開(kāi)關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線(xiàn)端子DT14和DT15等組成。
2） 逆變輸出顯示單元
逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線(xiàn)端子等組成。
3） 逆變與負載系統主電路
逆變與負載系統主要由逆變器、交流調速系統、逆變器測試模塊、發(fā)光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。
逆變器的輸入由光伏發(fā)電系統或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調速系統由變頻器和三相交流電動(dòng)機組成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源，變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動(dòng)機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發(fā)光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區、基波、SPWM波形。
（2） 逆變器
逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類(lèi)很多, 各自的具體工作原理、工作過(guò)程不盡相同。本實(shí)訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅動(dòng)+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅動(dòng)芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
（3）逆變與負載系統運行參數
Ø 逆變器輸入電壓：DC12V、
Ø 輸入電壓范圍：DC9.5V-15.5V、
Ø 輸出電壓：AC220V±5%
Ø 額定輸出電流：1.4A
Ø 輸出頻率：50Hz±0.5Hz
Ø 額定功率：300VA
Ø 輸出波形：正弦波
Ø 波形失真：＜5%
Ø 轉換效率：＞85%
Ø 實(shí)驗模塊：正弦波逆變器原理模塊
5、監控系統
（1） 監控系統組成
監控系統主要由一體機、鍵盤(pán)、鼠標、接線(xiàn)排、電源插座、通信線(xiàn)、微軟操作系統軟件、力控組態(tài)軟件組成。
（2） 監控系統功能
1） 通信
監控系統與控制器、PLC、儀表進(jìn)行通信。
2） 界面
Ø 監控系統具有主界面，光伏供電系統界面，風(fēng)力供電系統界面，逆變與負載系統界面，風(fēng)光互補能量轉換界面，分別顯示各自的運行狀態(tài)參數。
Ø 光伏供電系統界面設置相應的按鈕，實(shí)現光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤。
Ø 風(fēng)力供電系統界面設置相應的按鈕，實(shí)現風(fēng)力發(fā)電機側風(fēng)偏航控制。
Ø 具有光伏發(fā)電采集報表和風(fēng)力發(fā)電集報表，記錄光伏輸出電壓、電流，風(fēng)力發(fā)電機的輸出電壓、電流；逆變與負載系統的逆變輸出電壓、電流、功率等數據并打印數據報表。
★(3) 嵌入式多功能網(wǎng)絡(luò )虛擬儀器
（要求一體嵌入式，不需電腦配套使用，規格：28*25*20CM，與開(kāi)放實(shí)驗室信息管理系統配套使用）
A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學(xué)生實(shí)驗屏上）同時(shí)配有虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。
B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學(xué)生可自行設計各種虛擬儀器。
C、儀器包括
1）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；
通道數：2路
帶寬：20MHZ
分辨率：8位
電壓范圍：-10~+10V
存貯深度：64K
2）、頻譜分折儀；
3）、數字三用表，可測電阻、電流、電壓等；
數字IO口
通道數：8路IO
輸入電平：TTL
輸出電平：TTL
電流驅動(dòng)：20mA/通道
4）、四路智能遠程電源控制
5）、數據具有上傳與保存功能并能通過(guò)服務(wù)器顯示
6)、提供LabVIEW虛擬儀器軟件（拷貝版）
★(4) 新能源教學(xué)系統仿真軟件
* 一、軟件概述
1、通過(guò)該軟件可以系統性學(xué)習太陽(yáng)能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應用產(chǎn)品等全部系列光伏知識內容。
2、配備文字與動(dòng)畫(huà)展示并介紹從原材料至成品包括中間環(huán)節加工工藝等與使用方法。
3、多媒體系統自帶語(yǔ)音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統所述文字同步播放，幫助教師對光伏發(fā)電課程教案的快速編寫(xiě)，提高學(xué)生對新能源專(zhuān)業(yè)知識快速掌握和快速學(xué)習。
4、軟件組成
(1)太陽(yáng)能光伏硅材料講解與展示系統
主要功能
1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏電池使用的硅材料實(shí)物；
2、配備文字與動(dòng)畫(huà)展示各種材料的生產(chǎn)工藝與使用方法
3、目錄（約11課時(shí)）
² 光伏硅產(chǎn)品基本情況介紹
² 硅單質(zhì)性質(zhì)：包括硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、硅的分類(lèi)與應用
² 硅化合物性質(zhì)：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等
² 硅的生長(cháng)原理及定型
² 硅的提純方法：包括化學(xué)提純與物理提純方法
² 多晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括冶金硅級制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備
² 單晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括單晶硅生長(cháng)、單晶硅的雜質(zhì)與缺陷
² 單晶硅與多晶硅加工方法
² 硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
² 硅材料的測試與分析方法：包括導電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數的測定、遷移率的測量、化學(xué)性能分析、晶體結構分析等
² 硅材料測試與分析依據標準（GB標準、UL標準、IEC標準、SEMI標準）
(2)太陽(yáng)能光伏電池片講解與展示系統
主要功能
1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏電池片；
2、配備文字與動(dòng)畫(huà)展示各種電池片的生產(chǎn)工藝與使用方法
3、目錄（約9課時(shí)）
² 太陽(yáng)能電池片基本情況介紹
² 太陽(yáng)能電池片基本結構分析
² 太陽(yáng)能電池片分類(lèi)
² 晶體硅太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)工藝：包括生產(chǎn)方法與生產(chǎn)設備介紹
² 晶體硅太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)主要原材料
² 太陽(yáng)能電池片測試技術(shù)與方法：包括測試方法與測試設備介紹
² 太陽(yáng)能電池片測試依據標準
(3)太陽(yáng)能光伏組件講解與展示系統
1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏光伏組件；
2、配備文字與動(dòng)畫(huà)展示各種光伏組件的生產(chǎn)工藝與使用方法
3、目錄（約10課時(shí)）
² 太陽(yáng)能電池組件基本介紹
² 太陽(yáng)能電池組件的分類(lèi)及各種組件的優(yōu)缺點(diǎn)
² 太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關(guān)設備
² 太陽(yáng)電池組件的評定標準
² 太陽(yáng)能電池組件的測試方法與測試設備
² 太陽(yáng)能電池組件的發(fā)展方向
(4)太陽(yáng)能光伏組件附屬材料講解與展示系統
主要功能
1、可以展示各種太陽(yáng)能光伏光伏組件附屬材料；
2、配備文字與動(dòng)畫(huà)展示各種光伏組件附屬材料的生產(chǎn)工藝與使用方法
3、目錄（約7課時(shí)）
² 太陽(yáng)能組件附屬設施情況介紹
² 太陽(yáng)能組件對鋼化玻璃的具體要求
² 太陽(yáng)能組件對支架鋁型材的具體要求
² 太陽(yáng)能組件對EVA封膠的具體要求
² 太陽(yáng)能組件對TPT背板的具體要求
² 太陽(yáng)能組件附屬設施檢測方法
² 太陽(yáng)能組件附屬設施測試標準
* 二、展示與講解內容目錄（圖、文、聲并茂）
2.1 太陽(yáng)能光伏應用產(chǎn)品講解與展示系統（約5課時(shí)）
2.1.1 太陽(yáng)能發(fā)電系統：
2.1.2 家用太陽(yáng)能發(fā)電機直流系統多媒體電視機
2.1.3 太陽(yáng)能便攜電源：
2.1.4 太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈
2.1.5 太陽(yáng)能警示燈
2.1.6 太陽(yáng)能野營(yíng)燈
2.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電基本原理
2.3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統組成部分介紹
2.4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統設計方法
2.5 太陽(yáng)能光伏電站施工建設方法
2.5.1、項目前期考察
2.5.2、項目建設前期資料及批復文件
第一階段：可研階段
第二階段：獲得省級/市級相關(guān)部門(mén)的批復文件
第三階段：獲得開(kāi)工許可
2.5.3、項目施工圖設計
2.5.4、項目實(shí)施建設
2.5.5、帶電前的必備條件
2.6太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)電站介紹
2.6.1、光伏并網(wǎng)電站簡(jiǎn)要描述
2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設備組成
2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設備功能
2.7 家用型太陽(yáng)能電站建設方案
2.7.1、項目概述
2.7.2、方案設計 （附詳細方案設計）
（一）用戶(hù)負載信息
（二）系統方案設計
（三）效益計算：
2.8 逆變器基本原理介紹
2.9 控制器基本原理介紹
三、 主要實(shí)驗實(shí)訓內容
1)、 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統規劃；
2)、 根據功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；
3)、 基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設計；
4)、 蓄電池容量匹配計算與選型；
5)、 蓄電池充放電參數設置、保護參數設置；
6)、 逆變器參數設置；
7)、 監控系統組態(tài)及操作；
8)、 光伏供電系統的調試；
9)、 電能質(zhì)量的監測、調試和分析。
