【正文】 實驗箱將太陽電池方陣產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電通過逆變器進行 SPWM 調(diào)制，逆變?yōu)閱蜗?220V 交流電，供交流負載使用。 占空比調(diào)節(jié)范圍 0100% 電流電壓控制精度＜ 3% 輸入電壓 24V，充電電壓 12V 配備專業(yè)仿真軟件，并提供光伏發(fā)電控制器仿真模型，可進行電路仿真設(shè)計。 MPPT 采用開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種控制模式，可進行切換。 具備反激式供電電源設(shè)計模塊。又可通過閉環(huán)參數(shù)給定實現(xiàn)自動 MPPT 點追蹤。通過該實驗箱的實驗，學(xué)生能夠更加清楚控制器的電路設(shè)計與其中的元器件選擇，能夠?qū)刂破鞴收线M行查找與維修。 ? 選擇電站架設(shè)位置 ? 選擇電站基礎(chǔ)類型 ? 選擇電站支架類型 ? 選擇電站類型 ? 組件類型選取 ? 入網(wǎng)方式選取 ? 項目投資總額計算 ? 產(chǎn)出統(tǒng)計 1 專用電腦 配套 專用 電腦，其中安裝光伏控制器仿真軟件 、 光伏逆變器仿真軟件 、單片機程序軟件、電站設(shè)計軟件 電腦要求： 1） 處理器： Intel i33220， 2） 內(nèi)存： 4GB DDR31333， 3） 主板：Intel H61 系列， 4） 硬盤容量： 500G 7200RPM， 5） 顯示器： 19 寸寬屏 LED， 6）顯卡： 1GB獨顯 。 23 / 60 ? 可調(diào)電阻性負載 ? 燈光電阻性負載 ? 外接電感性負載 外接電子負載（可選） 13）、光伏發(fā)電控制器設(shè)計軟件 14）、光伏逆變器設(shè)計軟件 15）、光伏電站設(shè)計軟件 確定項目所在地，在其中設(shè)置一個數(shù)據(jù)庫 ，包括全國主要地區(qū)的基本氣象信息和地理信息，包括 GPS 信息、全年溫度變化、濕度變化、光照強度變化、晴天與陰天數(shù)量天數(shù)等信息，提供每種數(shù)據(jù)的曲線。 11）、可實現(xiàn)交流負載逆變、直流負載逆變功能。 ※ 10）、 DC/DC 、 DC/AC 電源模塊 220V/500mA 儀表供電； 500W 逆變器；可實現(xiàn) DCAC 變換，能夠輸出 AC220V、 AC380V 電壓，對不同負載進行試驗；輸出電壓： 220/380V +5%；輸出波形： 正弦波 2%THD。具有蓄電池電池充、放電顯示功能，能實時顯示蓄電池充、放電參數(shù)的變化，并具有蓄電池備用充電端口。 ※ 7）、能手動實現(xiàn) DCDC 升壓 24V400V、 DCDC 降壓阻抗變換功能，并實時顯示 DC 變化的數(shù)據(jù)。 ※ 6）、光伏控制器 以控制板和功率板組成控制器的核心，能通過 MPPT控制屏手動調(diào)節(jié) PWM 占空比，實現(xiàn)開環(huán)參數(shù)給定，能在 MPPT 控制屏上顯示當(dāng)前電流、電壓、功率、功率因數(shù)、占空比等實時數(shù)據(jù)。可測諧波總量、畸變量、有功、無功、負載因數(shù)等參數(shù)。溫度檢測與顯示 20℃ 100℃ 檢測環(huán)境溫度，電 流 檢測與顯示 供電 DC220V， ， 。并可查詢歷史數(shù)據(jù)。 ※ 2）、通過觸摸屏實時記錄實驗數(shù)據(jù)，并自動生成 特性曲線（電壓電流關(guān)系曲線、電壓功率關(guān)系曲線等）。太陽能陣 列 （單晶硅）， 1kW/m2, 25℃，Voc=,Isc=， Vmp=,Imp=。 ※ 追日系統(tǒng) 1）、采用光控循跡控制、時控循跡控制與手動控制三種模式 2）、光控循跡方式：控制精度 度；可實現(xiàn)自動智能跟蹤；具有自動回位功能； 3）、具有大風(fēng)自動放平功能；具有手動控制功能；可直接輸入俯仰角和水平角參數(shù)，設(shè)定限位參數(shù)。 ? 選擇電站架設(shè)位置 ? 選擇電站基礎(chǔ)類型 ? 選擇電站支架類型 ? 選擇電站類型 ? 組件類型選取 ? 入網(wǎng)方式選取 ? 項目投資總額計算 ? 產(chǎn)出統(tǒng)計 九、專用電腦 配套 專用 電 腦，其中安裝光伏控制器仿真軟件 、 光伏逆變器仿真軟件 、單片機程序軟件、電站設(shè)計軟件 21 / 60 電腦要求： 1） 處理器： Intel i33220， 2） 內(nèi)存： 4GB DDR31333， 3） 主板：Intel H61 系列， 4） 硬盤容量： 500G 7200RPM， 5） 顯示器： 19 寸寬屏 LED， 6）顯卡： 1GB獨顯 。 軟件功能 ? 確定項目所在地，在其中設(shè)置一個數(shù)據(jù)庫，包括全國主要地區(qū)的基本氣象信息和地理信息，包括 GPS 信息、全年溫度變化、濕度變化、光照強度變化、晴天與陰天數(shù)量天數(shù)等信息，提供每種數(shù)據(jù)的曲線。 19 / 60 六 、多功能控制器設(shè)計平臺系統(tǒng)（含上位機設(shè)計平臺軟件） 、控制器充放電主回路設(shè)計模塊 、反激式開關(guān)電源設(shè)計模塊 、 MOS 管驅(qū)動設(shè)計模塊 、負載控制設(shè)計模塊 、蓄電池電壓電流檢測設(shè)計模塊 、控制器程序架構(gòu)設(shè)計 、控制器手動充放電程序設(shè)計模塊 、控制器三段式充電程序設(shè)計模塊 、控制器光控、時控程序設(shè)計模塊 、過流、過壓檢測程序設(shè)計模塊 七、逆變器設(shè)計與開發(fā)平臺系統(tǒng)（含上位機設(shè)計平臺軟件） 、逆變器主回路設(shè)計模塊 、前級升壓回路設(shè)計模塊 、 前級升壓驅(qū)動設(shè)計模塊 、全橋整流濾波設(shè)計模塊 、后級半橋回路設(shè)計模塊 、后級半橋驅(qū)動設(shè)計模塊 、后級全橋回路設(shè)計模塊 、后級全橋驅(qū)動設(shè)計模塊 、逆變器程序架構(gòu)設(shè)計模塊 、方波輸出程序設(shè)計模塊 、修正波輸出程序設(shè)計模塊 、正弦波輸出程序設(shè)計模塊 、阻性、感性負載設(shè)計模塊 八、 光伏電站設(shè)計仿真軟件 SUNsim 20 / 60 SUNsim光伏電站設(shè)計仿真軟件是 北京富優(yōu)迪機械設(shè)備有限公司 根據(jù)電站特點與新能源教學(xué)實際情況相結(jié)合而設(shè)計的光伏電站的設(shè)計與仿真軟 件。能承受較大的徑向，軸向載荷以及較強的傾翻力矩。追蹤精度可達 度，可實現(xiàn)雙軸運動、單周俯仰角運動、單周水平方位角運動、手動控制、自動回位功能和時間控制功能。 太陽能光伏組件可提供單晶光伏組件、多晶光伏組件、薄膜光伏組件，根據(jù)用戶的要求進行配置。 系統(tǒng)通過 PLC 控制，可在觸摸屏上實現(xiàn)各種控制動作，并模擬太陽的實際運行情況。 太陽俯仰角運行裝置可進行太陽俯視角調(diào)節(jié)，實現(xiàn)春 、夏、秋、冬四季太陽運行軌跡。 三、太陽運行軌跡模擬系統(tǒng) 18 / 60 該系統(tǒng)爬行機器人能模擬橢圓弧狀運行軌道、太陽俯仰角運行裝置、太陽水平方位角運行裝置、 PLC 控制系統(tǒng)、觸摸屏、支架等組成。 太陽俯仰角運行裝置可進行太陽 俯視角調(diào)節(jié)，實現(xiàn)春、夏、秋、冬四季太陽運行軌跡。該光源固定在爬行機器人上，與太陽運行軌跡模擬系統(tǒng)配合，最大限度的接近真實太陽光特性。同時，與我公司的 FUDWIND 型 風(fēng)力發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)組合，又可形成一套完整的風(fēng)光互補發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)。 16 / 60 三、 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗室 主要目的 光伏發(fā)電系統(tǒng)原理性實驗 針對人群 專業(yè)課大三學(xué)生 設(shè)備組成 智能型光伏發(fā)電系統(tǒng)實訓(xùn)平臺 建議采購數(shù)量 三套 實驗室房間要求 面積在 35 平米以上，配備基本 220VAC、 10A 供電即可 針對課程 太陽能電池與組件 6 課時實訓(xùn) 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計 12 課時實訓(xùn) 智能型光伏發(fā)電 設(shè)計 實訓(xùn) 平臺 FUDSOLARII 主要目的 光伏發(fā)電基本原理實習(xí) 針對人群 專業(yè)課大三學(xué)生 完成能力 了解光伏發(fā)電系統(tǒng)組裝方法 了解光伏發(fā)電系統(tǒng)配置情況 配合課程 1. 電工基礎(chǔ) 2. 光伏逆變技術(shù)及應(yīng)用 3. 新能源發(fā)電技術(shù) 4. 智能光伏系統(tǒng)制作 5. 光伏發(fā)電系統(tǒng)集成與設(shè)計 6. 光伏電站維護與檢修 每臺適用學(xué)生數(shù)量 6 人 17 / 60 一、簡介 FUDS0LARⅡ型 太陽能光伏發(fā)電實訓(xùn)裝置主要由太陽光光源模擬系統(tǒng)、太陽運行軌跡模擬系統(tǒng)、太陽能光伏組件及組件追日系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電測試系統(tǒng)組成。 操作者可在觸摸屏中自主選擇光伏應(yīng)用產(chǎn)品 及太陽能光照模式 ，搭建多種光伏建筑一體化應(yīng)用模式，并提供出錯報警模式。 。 、技術(shù)參數(shù) 材料：鋼 木混合 結(jié)構(gòu)，配置有機玻璃隔板，結(jié)構(gòu)采用半開放式結(jié)構(gòu)，預(yù)留多種新能源發(fā)電方式接入接口 ， 系統(tǒng)可自動開始檢測發(fā)電狀態(tài)和用電狀態(tài) 。觸摸屏主要顯示中央控制系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，計算顯示數(shù)據(jù)狀態(tài)。系統(tǒng)自動判斷連接的準(zhǔn)確性，如果連接錯誤，系統(tǒng)會判斷錯誤點，提出修改意見；如果連接工作正常，系統(tǒng)可自動開始檢測發(fā)電狀態(tài)和用電狀態(tài)。 系統(tǒng)提供每個設(shè)備的連接端口，學(xué)生可根據(jù)需求進行線路連接測試，系 統(tǒng)判斷連接的準(zhǔn)確性，從而達到教學(xué)實訓(xùn)的目的。 建筑模型采用半透明結(jié)構(gòu)，學(xué)生可看到系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置情況。 、結(jié)構(gòu)模塊 、建筑結(jié)構(gòu)模型 14 / 60 建筑結(jié)構(gòu)模型是整個光伏建筑一體化教學(xué)展示系統(tǒng)的載體，所有的光伏系統(tǒng)部件都必須安裝在建筑模型結(jié)構(gòu)中。 傳統(tǒng)的教學(xué)模型只是將電站的模式展示出來，并不能讓學(xué)生親自參與其中進行動手，功能相對單一。 、功能簡介 光伏建筑一體化教學(xué) 設(shè)計、展示平臺 是北京 富優(yōu)迪機械設(shè)備 有限公司根據(jù)教學(xué)實際需求，將光伏屋頂電站的建設(shè)模式融入到教學(xué)展示之中。 配備 10’觸摸屏，提供文字與動畫展示各種光伏應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝與使用方法 操作者可在觸摸屏中自主選擇光伏應(yīng)用產(chǎn)品種類與查看方法。 配備 10’觸摸屏，提供文字與動畫展示各種光伏組件附屬材料的生產(chǎn)工藝與使用方法 操作者可在觸摸屏中自主選擇光伏組件附屬材料種類與查看方法。 配備 10’觸摸屏，提供文字與動畫展示各種光伏組件的生產(chǎn)工藝與使用方法 操作者可在觸摸屏中自主選擇光伏組件種類與查看方法。 配備 10’觸摸屏，提供文字與動畫展示各種電池片的生產(chǎn)工藝與使用方法 操作者可在觸摸屏中自主選擇電池片種類與查看方法。 配備 10’觸摸屏，提供文字與動畫展示各種硅材料的生產(chǎn)工藝與使用方法 操作者可在觸摸屏中自主選擇材料種類與查看方法。 主要目的 光伏發(fā)電認識性實習(xí)與實訓(xùn) 針對人群 即將開始上專業(yè)課的大一學(xué)生或者新生 設(shè)備組成 光伏發(fā)電元器件展示設(shè)備 光伏建筑一體化設(shè)計展示平臺 建議采購數(shù)量 一套 實驗室房間要求 面積在 35 平米以上，配備基本 220VAC、 10A 供電即可 針對課程 新能源概論 2 課時實訓(xùn) 光伏材料與器件 2 課時實訓(xùn) 太陽能電池與組件 2 課時實訓(xùn) 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計 4 課時實訓(xùn) 光伏發(fā)電元器件展示設(shè)備 FUDZS5 主要目的 光伏發(fā)電認識性實習(xí) 針對人群 即將開始上專業(yè)課的大一學(xué)生或者新生 — 本 /?？? 設(shè)備組成 1. 太陽能光伏硅材料展示柜 2. 太陽能光伏電池片展示柜 3. 太陽能光伏組件展示臺 4. 太陽能光伏組件附屬 材料展示柜 5. 太陽能光伏應(yīng)用產(chǎn)品展示柜 完成能力 對光伏發(fā)電各元器件有認識性的了解，通過其中配備的動畫及文字講解系統(tǒng)能夠?qū)Ω髟骷墓δ芗吧a(chǎn)工藝有所了解。 本方案的設(shè)計主要針對 XX 學(xué) 院物理與機電工程學(xué)院教學(xué)要求、師資配置、課程設(shè)置與人才就業(yè)方向等基本情況而提出。北京富優(yōu)迪機械設(shè)備有限公司 地址：北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)科創(chuàng)十三街 18 號 電話： 18210230690 XX 學(xué)院新能源發(fā)電實驗室建設(shè)方案 北京富優(yōu)迪機械設(shè)備有限公司 2020 年 3 月 29 日 2 / 60 目錄 一、 設(shè)計方案概述 ..................................................................................................... 3 二、光伏發(fā)電基本原理與光伏器件展示與講解實驗室 ....................................................... 4 光伏發(fā)電元器件展示設(shè)備 FUDZS5 ............................................................... 4 光伏建筑一體化設(shè)計、展示平臺 FUDSUNB ............................................... 13 三、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗室 ..................................................................................... 16 智能型光伏發(fā)電設(shè)計實訓(xùn)平臺 FUDSOLARII .................................................. 16 四、光伏發(fā)電系統(tǒng)器件原理實驗室