一、系統(tǒng)概述
太陽(yáng)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(kāi)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(lái)越受到人們的青睞。
太陽(yáng)能發(fā)電的利用通常有兩種方式，一種是將太陽(yáng)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(shí)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(lái)進(jìn)行能量存儲(chǔ)的所謂獨(dú)立發(fā)電方式，它主要用于因架設(shè)線路困難市電無(wú)法到達(dá)的場(chǎng)合，應(yīng)用十分廣泛。
5KW太陽(yáng)能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為一套獨(dú)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(yáng)電池組件在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生直流電流；太陽(yáng)能控制器則協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池和負(fù)載的工作,具有自動(dòng)防止儲(chǔ)能蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電的功能。蓄電池在系統(tǒng)中的作用就是存儲(chǔ)能量，還能對(duì)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(jìn)入配電柜；在配電柜內(nèi)裝有用于輸出控制、過(guò)流保護(hù)、防雷保護(hù)等器件。

系統(tǒng)特點(diǎn)：
1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)工控一體計(jì)算機(jī)，采用RS232或RS485格式與光伏控制系統(tǒng)通訊，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備面板設(shè)置被動(dòng)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(yáng)能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國(guó)際測(cè)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(hào)：YL260P-29b 多晶
? 功率（W）：250
? 開(kāi)路電壓（V）：35.9
? 短路電流（A）：7.27
? 功率點(diǎn)的工作電壓（V）：28.1
? 功率點(diǎn)的工作電流（Ａ）：6.7
? 轉(zhuǎn)化效率：17.12%
? 開(kāi)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(zhǎng)×寬×高）：1650×990×40mm
? 重量：19.1kg
? 框架：陽(yáng)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(yáng)能電池片：6×10片多晶硅太陽(yáng)能電池片（156mm×156mm）
? 接線盒
1) 6個(gè)旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級(jí)：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(hù)等級(jí)：IP67
9) 安全等級(jí)：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(zhǎng)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(yáng)能組件固定支架
系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)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(yáng)能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽(yáng)臺(tái)相結(jié)合（需要看現(xiàn)場(chǎng)或拍現(xiàn)場(chǎng)照片確認(rèn)）
2.3 太陽(yáng)能控制器
該項(xiàng)目主控系統(tǒng)采用國(guó)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(diǎn)跟蹤算法，迅速并準(zhǔn)確地找到光伏電池功率點(diǎn)以獲取更多的光伏能源，提高效率，降低系統(tǒng)成本。控制器通過(guò)配套USB通訊線可連接PC機(jī)監(jiān)控軟件，可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)或多臺(tái)控制器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)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(tái) 45A MPPT充放電控制器
2.3.1 性能特點(diǎn)
創(chuàng)新性的功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)，跟蹤效率高達(dá)99%
多相位同步整流技術(shù)保證了峰值轉(zhuǎn)換效率高達(dá)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(kāi)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(jì)算及實(shí)時(shí)電量統(tǒng)計(jì)記錄功能，方便用戶查看設(shè)備每日，每月、每年及總計(jì)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(chǎng)合的通訊需求
具有存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和隨機(jī)事件記錄功能
簡(jiǎn)潔的人機(jī)交互界面，采用128*64點(diǎn)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(qiáng)了負(fù)載輸出的靈活性
支持軟件升級(jí)功能，方便產(chǎn)品售后維護(hù)

2.3.2 負(fù)載控制方式
? 手動(dòng)模式 ? 光控模式 ? 光控開(kāi)啟+延時(shí)關(guān)斷模式 ?定時(shí)模式
2.3.3 保護(hù)功能
? 光伏陣列短路保護(hù)
? 光伏陣列過(guò)壓保護(hù)
? 光伏陣列過(guò)流保護(hù)
? 光伏組件極性反接保護(hù)
? 蓄電池過(guò)充保護(hù)
? 蓄電池過(guò)放保護(hù)
? 蓄電池極性反接保護(hù)
? 負(fù)載過(guò)載保護(hù)
? 負(fù)載短路保護(hù)
? 控制器超溫保護(hù)
2.3.4 電氣技術(shù)參數(shù)
? 額定系統(tǒng)電壓： 12Vdc/24Vdc/36Vdc/48Vdc 自動(dòng)識(shí)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(zhǎng)：382mm 寬：231mm 高：107mm
? 安裝尺寸： 長(zhǎng)：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(chǔ)存溫度范圍： -30℃ ～ +85℃
? 濕 度： 95% 無(wú)凝結(jié)
? 防護(hù)等級(jí)： 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(mén)針對(duì)郵電、電力系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室的逆變?cè)O(shè)備，適合應(yīng)用于有48V（或－48V）直流動(dòng)力（直流屏）的程控交換機(jī)、計(jì)算機(jī)機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器及事故照明等場(chǎng)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(hù)與硬件保護(hù)的復(fù)合保護(hù)模式，可靠性高。
具備完善的保護(hù)功能：輸入極性反接、輸入過(guò)欠壓、輸出過(guò)壓、過(guò)流、短路、機(jī)內(nèi)過(guò)熱、另有軟啟動(dòng)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(guó)INTEL公司16位專用微處理芯片控制，主電路采用進(jìn)口功率模塊，具有可靠性高、保護(hù)功能全、波形失真小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。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(dá)85%以上）。同時(shí)還有很強(qiáng)的非線性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力；該產(chǎn)品還可以對(duì)輸入電壓、電流和輸出電壓、電流進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守維護(hù)功能。

2.5 鉛酸蓄電池
在獨(dú)立的光伏系統(tǒng)中，蓄電池的作用主要是儲(chǔ)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(shí)，蓄電池供給負(fù)載，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)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(shí)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(shí)驗(yàn)室溫度和濕度、實(shí)驗(yàn)記時(shí)時(shí)鐘、逆向電量計(jì)量表等。方便在沒(méi)有與PC機(jī)聯(lián)機(jī)狀況下查看系統(tǒng)工作狀態(tài)和各項(xiàng)參數(shù)。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)一 太陽(yáng)能電池板特性實(shí)驗(yàn)系列
1-1、太陽(yáng)能電池板開(kāi)路電壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-2、太陽(yáng)能電池板短路電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-3、太陽(yáng)能電板I-V特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-4、太陽(yáng)能電池板輸出功率計(jì)算實(shí)驗(yàn)
1-5、太陽(yáng)能電池板填充因子計(jì)算實(shí)驗(yàn)
1-6、太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換效率測(cè)量實(shí)驗(yàn)
1-7、開(kāi)路電壓與相對(duì)光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實(shí)驗(yàn)
1-8、短路電流與相對(duì)光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實(shí)驗(yàn)
1-9、太陽(yáng)能電池板P-V特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-10、太陽(yáng)能電池板暗伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-11、太陽(yáng)能組件輸出特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-12、串聯(lián)電阻對(duì)填充因子的影響測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-13、并聯(lián)電阻對(duì)填充因子的影響測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-14、太陽(yáng)能電池光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-15、太陽(yáng)能電池板的串聯(lián)開(kāi)路電壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-16、太陽(yáng)能電池板的串聯(lián)短路電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-17、太陽(yáng)能電池板的并聯(lián)開(kāi)路電壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-18、太陽(yáng)能電池板的并聯(lián)短路電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)
1-19、負(fù)載特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二 太陽(yáng)能蓄電池控制器實(shí)驗(yàn)系列
2-1、太陽(yáng)能蓄電池充電控制實(shí)驗(yàn)
2-2、控制器充放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
2-3、蓄電池電壓、電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2-4、蓄電池電量估測(cè)實(shí)驗(yàn)
2-5、控制電池電流流入、輸出實(shí)驗(yàn)
2-6、控制器環(huán)境溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)
2-7、控制器光控-時(shí)控輸出實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三 太陽(yáng)能應(yīng)用實(shí)驗(yàn)系列
3-1、太陽(yáng)能交、直流風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)
3-2、太陽(yáng)能路燈實(shí)驗(yàn)
3-3、太陽(yáng)能警示燈實(shí)驗(yàn)
3-4、太陽(yáng)能充電器實(shí)驗(yàn)
3-5、太陽(yáng)能可變阻抗負(fù)載實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四 太陽(yáng)能負(fù)載實(shí)驗(yàn)系列
4-1、輸出電流實(shí)驗(yàn)
4-2、輸出功率實(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)五 太陽(yáng)能光伏逆變器實(shí)驗(yàn)系列
5-1、逆變器的工作原理分析實(shí)驗(yàn)；
5-2、輸出電壓、電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
5-3、輸出功率的估算實(shí)驗(yàn)；
5-4、過(guò)載或短路保護(hù)演示實(shí)驗(yàn)；
5-5、輸入電壓防反接演示實(shí)驗(yàn)；
5-6、輸入電壓范圍測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
5-7、轉(zhuǎn)換效率計(jì)算實(shí)驗(yàn)；
三、系統(tǒng)基本配置表