一、系統(tǒng)概述
太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分，由于它集開發(fā)利用綠色可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境、改善人民生活條件于一體，被認(rèn)為是當(dāng)今有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，因而越來越受到人們的青睞。
太陽能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電力輸送到電網(wǎng)中供給其他負(fù)載使用，而在需要用電的時候則從電網(wǎng)中獲取電能，稱謂并網(wǎng)發(fā)電方式。另一種是依靠蓄電池來進行能量存儲的所謂獨立發(fā)電方式，它主要用于因架設(shè)線路困難市電無法到達的場合，應(yīng)用十分廣泛。
5KW太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為一套獨立供電系統(tǒng)，系統(tǒng)由光伏組件、光伏直流電纜、光伏支架、充電控制器、鉛酸電池、逆變器等組成。

太陽電池組件在太陽光的照射下產(chǎn)生直流電流；太陽能控制器則協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作,具有自動防止儲能蓄電池過充電和過放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲能量，還能對系統(tǒng)起著調(diào)節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。逆變器的作用是將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合負(fù)載使用的正弦波交流電，逆變器輸出的交流電能進入配電柜；在配電柜內(nèi)裝有用于輸出控制、過流保護、防雷保護等器件。

系統(tǒng)特點：
1、實驗臺工控一體計算機，采用RS232或RS485格式與光伏控制系統(tǒng)通訊，對各項參數(shù)進行監(jiān)控；
2、實驗設(shè)備面板設(shè)置被動式按鈕，可切換不同電壓蓄電池（鋰電池、鉛酸蓄電池）
二、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)
2.1 太陽能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際測試；
2、可承受風(fēng)壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%
? 組件型號：YL260P-29b 多晶
? 功率（W）：250
? 開路電壓（V）：35.9
? 短路電流（A）：7.27
? 功率點的工作電壓（V）：28.1
? 功率點的工作電流（Ａ）：6.7
? 轉(zhuǎn)化效率：17.12%
? 開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
? 短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
? 功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
? 系統(tǒng)電壓（V）：1000
? 組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm
? 重量：19.1kg
? 框架：陽極氧化鋁
? 玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
? 電池片封裝：EVA
? 背板：復(fù)合薄膜
? 太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
? 接線盒
1) 6個旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級：IP65
? 連接器
1) 常規(guī)額定電流：30A
2) 耐電壓：DC1000V
3) 接觸電阻：<2mΩ
4) 絕緣電阻：＞500MΩ
5) 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
6) 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
8) 防護等級：IP67
9) 安全等級：Ⅱ
10) 殼體：PC料，黑色
11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12) 接線方式：壓接
? 電 纜
1) 長度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm
3) 顏色：紅、黑
? 溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
? 抗冰雹系數(shù)：直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
? 表面負(fù)荷：7200pa
2.2 太陽能組件固定支架
系統(tǒng)支架設(shè)計容量為5KW，采用標(biāo)準(zhǔn)工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，20塊250Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結(jié)合（需要看現(xiàn)場或拍現(xiàn)場照片確認(rèn)）
2.3 太陽能控制器
該項目主控系統(tǒng)采用國內(nèi)廠商所生產(chǎn)的iTracer系列MPPT控制器，該控制器是一款基于多相位同步整流技術(shù)的產(chǎn)品，適用于離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)，控制器內(nèi)建靈敏的功率點跟蹤算法，迅速并準(zhǔn)確地找到光伏電池功率點以獲取更多的光伏能源，提高效率，降低系統(tǒng)成本?？刂破魍ㄟ^配套USB通訊線可連接PC機監(jiān)控軟件，可實現(xiàn)單臺或多臺控制器的遠程實時監(jiān)控、參數(shù)修改、負(fù)載設(shè)置等光伏系統(tǒng)管理功能。
注：該系統(tǒng)為保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，擬采用2臺 45A MPPT充放電控制器
2.3.1 性能特點
創(chuàng)新性的功率點跟蹤技術(shù)，跟蹤效率高達99%
多相位同步整流技術(shù)保證了峰值轉(zhuǎn)換效率高達98%
多相位功率分散控制可使光電池在小功率充電情況下同樣具有很高的轉(zhuǎn)換效率，有效提高系統(tǒng)的發(fā)電量
多相控制技術(shù)，優(yōu)化了充電電流的平滑性，降低紋波，提高系統(tǒng)發(fā)電效率
高速高性能的雙處理器架構(gòu)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，優(yōu)化了系統(tǒng)的性能
密封、膠體、開口式和用戶自定義四種類型蓄電池充電程序可選
具有當(dāng)前功率計算及實時電量統(tǒng)計記錄功能，方便用戶查看設(shè)備每日，每月、每年及總計的充電電量與放電電量值
使用基于RS-232、RS-485、CAN通訊總線的標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊協(xié)議，地滿足不同場合的通訊需求
具有存儲系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)記錄和隨機事件記錄功能
簡潔的人機交互界面，采用128*64點陣式液晶直觀的顯示數(shù)據(jù)及狀態(tài)，多組合按鍵操作方便，中英文兩種界面可供選擇
具有多樣的負(fù)載控制功能和智能記憶功能，增強了負(fù)載輸出的靈活性
支持軟件升級功能，方便產(chǎn)品售后維護

2.3.2 負(fù)載控制方式
? 手動模式 ? 光控模式 ? 光控開啟+延時關(guān)斷模式 ?定時模式
2.3.3 保護功能
? 光伏陣列短路保護
? 光伏陣列過壓保護
? 光伏陣列過流保護
? 光伏組件極性反接保護
? 蓄電池過充保護
? 蓄電池過放保護
? 蓄電池極性反接保護
? 負(fù)載過載保護
? 負(fù)載短路保護
? 控制器超溫保護
2.3.4 電氣技術(shù)參數(shù)
? 額定系統(tǒng)電壓： 12Vdc/24Vdc/36Vdc/48Vdc 自動識別
? 額定蓄電池電流： 45A
? 光伏輸入電壓： 150Vdc
? 蓄電池電壓范圍： 8～72Vdc
? 輸入功率： 12V： 600W
24V： 1200W
36V： 1800W
48V： 2400W
? 空載損耗： 1.4～2.2W
? 接地類型： 負(fù)極接地
? 外形尺寸： 長：382mm 寬：231mm 高：107mm
? 安裝尺寸： 長：362mm 寬：205mm
? 產(chǎn)品凈重： 4.6kg
? 端子尺寸： 35mm2
? 安裝孔尺寸： Φ10
? 液晶顯示溫度： -20℃ ～ +70℃
? 工作溫度范圍： -25℃ ～ +55℃
? 儲存溫度范圍： -30℃ ～ +85℃
? 濕 度： 95% 無凝結(jié)
? 防護等級： IP20
2.4 離網(wǎng)逆變器（學(xué)校自配或我方代配）
DA-WT/HT正弦波逆變電源是新一代數(shù)字化、智能化產(chǎn)品，專門針對郵電、電力系統(tǒng)、實驗室的逆變設(shè)備，適合應(yīng)用于有48V（或－48V）直流動力（直流屏）的程控交換機、計算機機房、網(wǎng)絡(luò)、計費服務(wù)器及事故照明等場所，是把直流電變換成正弦波電源的DC/AC功率變換裝置。

系統(tǒng)具備軟件保護與硬件保護的復(fù)合保護模式，可靠性高。
具備完善的保護功能：輸入極性反接、輸入過欠壓、輸出過壓、過流、短路、機內(nèi)過熱、另有軟啟動功能。
可接純感性負(fù)載(需降額使用)，容性負(fù)載、阻性負(fù)載、阻容混合負(fù)載。
DA-WT/HT系列通信用工頻逆變電源是采用美國INTEL公司16位專用微處理芯片控制，主電路采用進口功率模塊，具有可靠性高、保護功能全、波形失真小、價格低廉等優(yōu)點。該產(chǎn)品具有較高的轉(zhuǎn)換效率（在滿負(fù)載狀態(tài)下可高達85%以上）。同時還有很強的非線性負(fù)載驅(qū)動能力；該產(chǎn)品還可以對輸入電壓、電流和輸出電壓、電流進行檢測監(jiān)控，從而實現(xiàn)無人值守維護功能。

2.5 鉛酸蓄電池
在獨立的光伏系統(tǒng)中，蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負(fù)載，保證系統(tǒng)的正常運行。
該系統(tǒng)所采用的鉛酸蓄電池規(guī)格如下：
? 蓄電池電壓： 12V
? 蓄電池容量：200Ah
? 外形尺寸：497*260*207mm
? 參考重量：62KG
? 聯(lián)接方式：4節(jié)串聯(lián)，組合成48V/200Ah
2.5.1 放電特性
鉛酸蓄電池具有的良好的放電特性，尤其是大電流放電的特性更為。電池放電的容量取決于放電電流，終止電壓和放電時間。
2.5.4 顯示單元
系統(tǒng)配置有方陣電壓、電流；逆變電壓、電流、功率；實驗室溫度和濕度、實驗記時時鐘、逆向電量計量表等。方便在沒有與PC機聯(lián)機狀況下查看系統(tǒng)工作狀態(tài)和各項參數(shù)。
三、實驗內(nèi)容
實驗一 太陽能電池板特性實驗系列
1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗
1-2、太陽能電池板短路電流測試實驗
1-3、太陽能電板I-V特性測試實驗
1-4、太陽能電池板輸出功率計算實驗
1-5、太陽能電池板填充因子計算實驗
1-6、太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測量實驗
1-7、開路電壓與相對光強的函數(shù)關(guān)系實驗
1-8、短路電流與相對光強的函數(shù)關(guān)系實驗
1-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗
1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗
1-11、太陽能組件輸出特性測試實驗
1-12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗
1-13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗
1-14、太陽能電池光譜特性測試實驗
1-15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實驗
1-16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實驗
1-17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實驗
1-18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實驗
1-19、負(fù)載特性測試實驗
實驗二 太陽能蓄電池控制器實驗系列
2-1、太陽能蓄電池充電控制實驗
2-2、控制器充放電保護實驗
2-3、蓄電池電壓、電流測試實驗
2-4、蓄電池電量估測實驗
2-5、控制電池電流流入、輸出實驗
2-6、控制器環(huán)境溫度測量實驗
2-7、控制器光控-時控輸出實驗
實驗三 太陽能應(yīng)用實驗系列
3-1、太陽能交、直流風(fēng)扇實驗
3-2、太陽能路燈實驗
3-3、太陽能警示燈實驗
3-4、太陽能充電器實驗
3-5、太陽能可變阻抗負(fù)載實驗
實驗四 太陽能負(fù)載實驗系列
4-1、輸出電流實驗
4-2、輸出功率實驗
4-3、在不同恒壓狀態(tài)下電流特性
4-4、在不同恒流狀態(tài)下電壓特性
實驗五 太陽能光伏逆變器實驗系列
5-1、逆變器的工作原理分析實驗；
5-2、輸出電壓、電流測試實驗；
5-3、輸出功率的估算實驗；
5-4、過載或短路保護演示實驗；
5-5、輸入電壓防反接演示實驗；
5-6、輸入電壓范圍測試實驗；
5-7、轉(zhuǎn)換效率計算實驗；
三、系統(tǒng)基本配置表