太阳能光伏发电系统实验平台
光伏实训基地布局和建设方案
光伏实训基地布局和建设方案1. 项目背景随着全球能源结构的转型和我国光伏产业的快速发展，光伏技术实训基地的建设变得尤为重要。
光伏实训基地旨在提供光伏发电技术的教育和培训，促进光伏人才的培养和技术创新。
2. 项目目标- 建立一个完整的光伏发电系统实训基地，涵盖光伏组件制造、光伏系统设计、安装和维护等环节。
- 提供实际操作平台，为学生和从业者提供实践机会，提高他们的技能水平。
- 推动光伏技术的研发和应用，促进光伏产业的发展。
3. 基地布局3.1 实训区域- 光伏组件制造区：包括原材料准备区、组件生产区、组件测试区等。
- 光伏系统设计区：提供光伏系统设计软件和工具，进行系统设计和模拟。
- 光伏安装区：模拟不同类型的光伏安装场景，提供实际操作机会。
- 光伏维护区：提供光伏系统维护和故障排除的实践机会。
3.2 教学与研究区域- 理论教学区：提供教室和多媒体设备，进行光伏相关理论教学。
- 研究实验室：配备先进的实验设备和仪器，进行光伏技术研究和实验。
3.3 辅助设施- 办公区：提供办公空间，满足管理和行政工作需要。
- 休息区：提供舒适的休息空间，方便学员和工作人员休息和交流。
4. 基地建设4.1 硬件设施建设- 光伏组件生产线：购买和安装光伏组件生产设备，包括切割机、焊接机、测试仪等。
- 光伏系统模拟设备：购买和安装光伏系统模拟软件和硬件设备，进行系统设计和模拟。
- 光伏安装工具：购买和准备光伏安装所需的工具和设备，如螺丝刀、扳手、吊装设备等。
- 光伏实验设备：购买和配置实验所需的太阳能板、逆变器、电缆等设备。
4.2 软件设施建设- 光伏技术教材和资料：收集和整理光伏技术相关的教材、资料和案例，用于教学和研究。
- 光伏技术培训课程：开发和设置光伏技术培训课程，包括理论教学和实践操作。
- 光伏技术研究项目：开展光伏技术研究项目，促进技术创新和发展。
5. 项目实施计划- 前期准备：进行项目可行性研究、资金筹措和人员培训。
1KW光伏发电离网实验系统
1KW光伏发电离网实验系统名称：1KW光伏发电离网实验系统型号：TKZA02 产地：济南品牌：济南天科系统概述1KW光伏发电离网系统是我公司技术人员结合光伏离网发电系统和实验实训教学而开发的产品，真实的光伏发电系统结合实验实训装置，区别于一般的小型光伏系统制作的实训装置，便于实训实验数据的测量、记录，是光伏系统设计的理想产品。
技术指标：1、输入电源：380V±10% 50HZ2、系统容量：1000W2、工作环境：温度-10℃～40℃3、相对湿度﹤85﹪（25℃）4、设备包装：木箱整体包装系统组成系统主要由室外光伏组件模块、控制模块、离网逆变模块、储能装置、防雷接线系统、实验实训检测模块等组成。
产品特点及功能一、实验模块1、光伏组件模块单晶硅组件10快，每块峰值功率：100W；最大功率电压：18V；最佳功率电流：5.56A；开路电压：42.48V；短路电流：6.1A；安装尺寸：1060*805*35（mm）2、光伏控制模块使用单片机和专用软件，实现智能控制，自动识别24V系统。
采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。
多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。
具有直流输出或0.5Hz频闪输出2种输出选择，频闪输出特别适用于LED交通警示灯等。
在频闪输出模式，负载可以使用感性负载。
浮充电温度补偿功能。
使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，方便直观。
3、离网逆变模块输出功率1000W ；输出波形纯正弦波（失真率<3%）；自动保护超载，过压，欠压，超温，短路，低电池等报警保护。
4、储能装置采用铅酸蓄电池组，12V200 ah，2组。
蓄电池柜采用钢结构，镀锌喷塑。
太阳能光伏发电系统工程实训实
太阳能光伏发电系统工程实训实验实验一太阳能光伏发电系统设计（4课时）一、实验目的：1、了解太阳能光伏发电系统的组成和原理；2、了解太阳能电池板的参数测试；3、了解蓄电池充放电性能及测试；二、实验设备照度计太阳能电池板数字万用表导线三、实验注意事项实验中注意电池板不得承受压力四、实验原理当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流，这种现象称为光生伏打效应。
太阳能电池是一种利用光生伏打效应把光能转换为电能的器件，当太阳光照射到半导体P-N结时，就会在P-N 结两边产生电压，使P-N 结短路，从而产生电流。
这个电流随着光强度的加大而增大，当接受的光强度达到一定数量时，就可以将太阳能电池看成恒流电源。
太阳能电池开路电压(Voc) 一般在3 V 至0.6 V 范围，短路电流(Isc)通常低于8A。
太阳能电池板通常定义为封装和连接在一起的一个以上电池。
太阳能电池板有不同的电压和电流范围，但功率产生能力一般为50 W至300 W。
太阳能电池和电池板有许多相同的需要测试参数，如Voc, Isc, Pmax图1: 太阳能电池I-V 曲线五、实验内容1、太阳能控制系统的设计利用SMA软件设计一个太阳能控制系统方案2、太阳能电池板参数测试（1）开路电压VOC测量用太阳能功率计记录不同光照强度E时的电压值VOC（2）短路电流ISC测量。
用太阳能功率计记录不同光照强度E时的电流值ISC（3）太阳能电池板伏安特性测试用太阳能功率计记录不同的光照强度E时，从大到小调节负载电阻R，测量相应的电压V电流I。
找出电池输出最大功率时的电压值和电流值。
I-V曲线（图1）上的Pmax点通常被称为最大功率点（MPP）Vmax——在Pmax点，电池的电压值。
Imax——在Pmax点，电池的电流值。
（4）器件的转换效率η测量。
当太阳能电池连接到某个电路时，这个值等于被转换的能量（从吸收的太阳光到电能）与被采集的能量的百分比。
TKTD-2太阳能指导书
一、概述TKTD-2型 太阳能光伏发电系统实验实训装置简介1-1 控制柜介绍及操作说明太阳能光伏发电具有无枯竭、无公害、资源分配广泛等优点。
在太阳能路灯、太阳能草坪、 太阳能庭院灯等通信和工业中应用的微波中继站、光缆通信系统、水文观测系统、气象和地震 台站等中得到了广泛的应用。
“TKTD -2型 太阳能电源技术及其应用装置”主要是针对职业院校实训教学需求研制，帮 助学生理解太阳能光伏发电原理，学习工程应用技能。
二、装置特点1．采用了发光（光谱）接近太阳光的氙气灯来模拟太阳光。
使得实训项目随时都可以进 行。
从而不需要受天气变化的限制。
2．工程实用价值强，所采用的电池板（90W ）、智能控制器、蓄电池、路灯、警示灯均与 现场应用中一样，可使学生深刻理解太阳能光伏发电的现场应用。
3．整个实训装置的各个部分是完全独立的，学生在实训过程中可完全根据自己对太阳能 光伏发电应用的理解自己动手连接。
4．采用标准工业用电池板，可置于户内和户外，角度可以调节。
5．提供多种应用实训：太阳能路灯、太阳能警示灯和逆变电源等。
三、技术参数1．输入电源：380V±10％ 50Hz 2．容量：<100V A3．工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85％（25℃） 海拔＜4000m 四、参考图片一、光伏控制器1-2 实验控制屏控制器的六个端口都引到面板上来，安装光伏系统时控制器应与蓄电池相连接，然后再接 负载或太阳能板，不可用太阳能的电能直接带负载。
二、 面板仪表面板下部设置有±300V 数字式直流电压表和±5A 数字式直流电流表，精度为 0.5 级，能 为直流电源的电压及电流指示；面板上部设置有500V 交流电压表和最大量程为5A 的交流电流 表，精度为 0.5 级，能为逆变电源的电压及电流指示。
三、负载提供太阳能路灯、太阳能警示灯、风机、白炽灯灯负载。
一、实验目的：实验一太阳能电池直接负载实验了解太阳能电池板的电压输出特性。
光伏电站虚拟仿真实训平台建设
光伏电站虚拟仿真实训平台建设胡昌吉;董娴;段春艳【摘要】针对分布式光伏电站培训课程实训教学设备不能满足实训教学需求的问题,从虚拟仿真教学角度出发,以一个真实的屋顶光伏电站项目作为典型案例,采用Unity3D引擎进行开发了一套光伏电站设计、施工及运维虚拟仿真实训平台,并对该平台的功能、架构以及开发流程中所涉及的关键技术进行了介绍.应用结果表明,该平台实现了光伏电站的前期现场勘查、设计、施工、以及后期电站运行维护的虚拟可视化,对光伏专业学生和相关工程技术人员进行光伏电站培训具有很好的应用价值.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2019(028)003【总页数】5页(P99-103)【关键词】光伏电站;虚拟仿真;实训教学【作者】胡昌吉;董娴;段春艳【作者单位】佛山职业技术学院电子信息学院,佛山528137;顺德中山大学太阳能研究院,顺德528300;佛山职业技术学院电子信息学院,佛山528137【正文语种】中文光伏电站设计、施工、运行维护等专业课程具有很强的实践性.为了锻炼培训人员的动手能力,提升技能水平,在培训课程的整体教学设计上可以采用项目化教学方式,以项目为单位组织教学,通过具体案例,按项目实施的顺序逐步展开,让培训人员在掌握技能的同时,引出相关专业理论知识,使其在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用,从而满足培训人员职业生涯发展的需要.然而,光伏电站培训项目的开展对实训条件的要求较高.首先是实训场地的要求.户外环境的影响较大,雨天或风沙较大的天气不适合实训课程教学的开展;其次是实训设备、部件、安装工具和检测设备的要求.光伏电站项目实训教学成本较高.即便是培训人员分组实训,也会受到实训经费的限制;最后是实训安全的要求.在实训过程中,培训人员现场操作时不可避免的会遇到很多危险因素,如直流拉弧、短路故障等.尤其是对初学者来说,老师在实训过程中也很难掌握每个培训人员的动态来确保其安全. 虚拟仿真实训在降低实训场地限制、解决实训成本过高、降低学生实训操作时的危险性等方面具有很大的优势[1].虚拟仿真实训平台融合计算机技术、信息技术、人机交互技术和多媒体技术,将实训场景、设备、工具等虚拟化并以3D图像显示出来[2].学生通过计算机可以在虚拟的实训场景中漫游,并操作虚拟的实训设备,完成实训任务,激发学习积极性,提高实训教学效果.伦淑娴等人构建了新能源分布式发电虚拟仿真实践教学平台,建立了风力发电系统和光伏发电系统各设备和部件的模型,用于学生学习风力发电和太阳能发电的工作原理、故障检测、设备维护、性能检测等知识,但在光伏电站设计、施工、运维方面涉及较少[3].何帆等人在构建太阳能光伏虚拟仿真实训中心建设思路方面也提供了一些参考,但欠缺了光伏电站设计与施工方面的虚拟仿真实训的内容[4].为解决以上光伏电站实训教学问题,本文开发了一套光伏电站设计、施工和运维虚拟仿真实训平台,主要用于虚拟实训教学,向培训人员展现一个虚拟的3D光伏电站踏勘、设计、建设和运行维护的全过程,并让其在过程中学习和活动,以实现对其专业知识的传授和专业素质的培养.1 光伏电站设计、施工和运维虚拟仿真实训平台的搭建1.1 虚拟仿真实训平台的功能该虚拟仿真实训平台分为学习、实训和考核3大功能模块.学习模块的功能是让学生学习光伏电站从踏勘到运维全过程的相关知识,其包括对不同类型建设场址识别、气象资源评估、阴影分析、设备选型、基本的电流电压匹配、安装角度计算和选择、安装施工关键知识点、光伏电站日常维护及故障处理、基本检测设备运用等.整个教学过程都会由技术工程师、施工现场技术负责人、电站站长等虚拟角色带领学生人物到达指定的位置进行讲解介绍,每一个教学互动环节都有明确的图画指示标志指引学生进行相关的操作,同时还有详细的帮助提示文本指导学生进行学习,提示文本参考资料包括相关教材、标准规范等.在学习过程中,对于特别重要的知识点虚拟角色人物还会通过提问的形式检查学生是否掌握该知识点,如果学生回答错误,虚拟角色人物会要求学生重新学习该知识点直到学生能给出正确的答案为止.实训模块功能是让学生熟悉光伏电站的真实环境,以及在真实设计施工和运维过程中遇到的事件.在该模式中,学生控制的人物可以在不同阶段的场景中自由走动和观察,也可以通过与各方面负责人对话选择相应的工作阶段和场景进行操作.在进行各阶段工作的过程中,学生可以通过提示框获取下一步如何做的详细提示.考核模块的功能是考核学生对各个知识点的掌握情况,系统会随机安排事件发生的顺序,通过虚拟人物发布任务和提问的方式要求学生进行各阶段工作的关键操作并回答相关的重要知识点问题.这个过程中不会有任何的帮助提示,如果学生回答错误或进行错误的操作,系统弹出出错对话框告诉其正确答案或正确操作方法并扣分.最后根据完成的时间和扣分情况给出综合评分并作出评价.1.2 虚拟仿真实训平台的架构虚拟仿真实训平台采用Unity3D引擎进行开发,Unity3D是一个用于制作三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画的专业开发工具[5].其开发的软件可以发布到Windows、Mac、Wii、iPhone、WebGL(需要 HTML5)、Windows phone 8 和 Android 平台,也可以利用 Unity Web player插件发布网页软件,支持 Mac和Windows的网页浏览.该虚拟实训软件分为客户端和服务器端.客户端用户通过网页浏览器进行访问,服务器端由数据服务器、文件资源服务器、以及Web服务器组成,其软件架构见图1.Web服务器用于存储浏览器读取的网页文件.用户数据服务器用于存储用户信息数据,管理员进入数据服务器后台对用户信息进行登记,分配用户名和密码,用于登录软件平台.文件资源服务器用于存储VR场景资源文件.2 虚拟仿真实训平台的建设内容及实施2.1 虚拟仿真实训平台的建设内容虚拟仿真实训平台的操作界面简洁美观,学生无需特别训练就可熟悉当中操作.对于场景中的关键三维模型,学生可以进行旋转和缩放以便从不同角度进行观察.场景中的工具操作、物品互动、参数设置等都可以通过简单的鼠标、键盘操作实现.表1将详细列现实操作表现的具体要求.图1 光伏电站设计、施工和运维虚拟仿真实训平台软件架构图表1 虚拟仿真实训平台的表现形式要求现实原型虚拟表现形式要求设备三维模型,可旋转缩放,关键操作部件可互动点击电脑三维模型可弹出其控制软件仿真界面,仿真界面中与实训相关的参数可设置,可通过虚拟控制软件控制三维虚拟设备施工或设备安装过程设备软件三维动画,根据不同的实训操作播放相应的仪器生产动画工具可拾取,可与场景中其它物体互动通过办公室电脑打开,二维UI界面,关键参数设置可输入,可根据输入参数以实际软件和原理为依据计算出相关结果使用工具动作三维动画,点击可使用工具的地方可播放工具作用于别的物体的动画文件、记录表三维模型可拾取,可关键参数可输入、修改故障事件通过三维模型的外观和监控软件的显示参数体现,并在故障排除后恢复正常原理、微观变化二维动画+文字介绍设计软件虚拟仿真实训平台包括5个场景,每个场景中包括2D图形和3D模型,平台采用Solidworks和 3Ds Max共同来完成场景模型与光伏电站设备模型的构建,具体建设内容见表2.虚拟仿真实训平台可完成5个实训项目,每个实训项目中包括若干个实训任务,通过实训任务的开展来帮助学生掌握相关的专业知识和技能,具体实训内容见表3.表2 虚拟仿真实训平台中的场景和图像模型列表场景名称 2D图形界面 3D模型办公室场景(勘探前)新项目任务单、档案文件办化室建筑、办公台、电脑、档案袋、键盘、鼠标仓库场景工具清单、仓库出入记录仓库建筑、层架、工具箱、卷尺等相关工具楼顶场景遮档物定位图、场址信息汇总表楼顶建筑物、遮挡物、电箱、办公室场景(设计任务)场址太阳能资源分析报告、阴影分析报告、项目基础参数汇总表、项目发电量预估报告,电站设置软件界面办化室建筑、办公台、电脑、档案袋、键盘、鼠标施工场景物料清单、施工记录表组件箱、组件、电线、逆变器、汇流箱、防雷器、配电设备等设备和工具表3 虚拟仿真实训平台中实训项目及实训任务实训项目应完成任务熟悉工作流程1.项目工作流程了解2.领取工程任务,了解项目信息3.建立项目档案现场踏勘1.项目踏勘前准备2.项目选址基本要点测试3.周边遮挡物评测4.并网条件评估5.踏勘信息汇总初步设计1.太阳能资源分析2.场址阴影遮挡分析3.关键设备选型4.电站初步设计施工安装1.开工前准备2.设备进场3.土建工程施工4.安装工程施工5.设备和系统调试6.施工常见不规范操作及问题识别电站运维1.认识光伏电站管理制度及相关2.认识光伏电站运维人员岗位技能及资格要求3.电站易耗品及备品备件管理4.光伏电站巡检5.光伏电站设备维护及消缺2.2 虚拟仿真实训平台的实施本虚拟实训平台直接在支持WebGL的网页浏览器输入网址进行访问,推荐使用支持WebGL效果比较好的Firefox浏览器.用户登陆实训仿真平台界面后,可以通过键盘或鼠标进行操作,详细使用说明见图2.每个3D场景都会有一套UI(用户界面)系统,提供用户最常用的功能,如查看当前实训任务列表,快速切换实训位置地点,查看帮助信息等,见图3.图2 虚拟仿真实训平台的使用说明图3 虚拟仿真实训平台的场景按钮说明用户登录虚拟仿真实训平台后,可以根据需要选择练习模式或是实训模式,见图4.其中练习模式可以让用户随意在所有场景中漫游、练习使用仪器设备,这适合平时的单个实训任务教学;而实训模式则必须按照分配的任务进行,用户不能随意切换位置或场景,必须完成了当前任务才能进行下一步操作,这适合实训考核过程以检验学生的学习效果.图4 虚拟仿真实训平台的模式选择用户选择了模式后,进入任务系统界面,如图5所示.任务系统作为实训软件的核心组件,它管理和控制着整个实训的操作流程,包括顶部当前任务提示框、任务列表、角色与电脑互动、控制设备运行、组装与拆解等.当学生完成某一实训任务后,可以在任务列表中查看到,如图6所示.光伏电站实训过程中需要使用到一些工具,例如在光伏电站现场勘查中需要使用卷尺、指南针等测量工具,因此,在虚拟仿真实训平台的工具系统栏中显示了在场景中拿取到的物品、工具等,当物品图标填满背包栏时可拖动底部滑条搜索要使用的物品工具,见图7.图5 虚拟仿真实训平台的任务系统图6 虚拟仿真实训平台的任务列表图7 虚拟仿真实训平台的工具系统栏界面2.3 虚拟仿真实训平台的运行效果本虚拟实训平台依据光伏电站企业真实项目案例进行设计和制作,因此,平台上虚拟仿真实训的操作流程与实际光伏电站项目设计开发流程一致,具有很强的工程示范价值.该平台已经成功应用于佛山职业技术学院16级光伏工程技术专业的两门专业核心课程《并网光伏发电系统设计与施工》、《光伏电站运维与管理》的实践教学中.由于本虚拟实训平台用户采用第一人称视觉进行三维场景漫游与互动,具有很强的代入感,学生利用平台进行学习的兴趣较高.平台的实际运行效果表明,该平台仿真程度高、数据可靠,功能达到了设计要求,具有很强实用性和灵活性,软件整体运行效果理想,有利地提高了光伏电站设计、施工和运维课程的实训教学水平.3 结论与展望光伏电站设计、施工和运维虚拟仿真实训平台为光伏专业培训人员搭建了一个可以完成光伏电站开发全流程的实训平台.通过实训案例,验证了该平台的灵活、高效的特点,可帮助光伏发电专业学生和相关工程技术人员快速掌握光伏电站设计、施工和运维技术.参考文献【相关文献】1 任伟杰,付艳丽.振动力学实验系统的虚拟仿真.计算机应用,2013,33(S1):312-314.2 马国光,刘源海,蒋茂琴.虚拟仿真技术的三维LNG培训系统.计算机系统应用,2015,24(8):263-267.[doi:10.3969/j.issn.1003-3254.2015.08.048]3 伦淑娴,李春杰.新能源分布式发电虚拟仿真实践教学平台建设.实验技术与管理,2016,33(9):111-114.4 何帆,徐思群,王丽.关于高校太阳能光伏虚拟仿真实训中心建设的思考.科教导刊 (电子版),2017,(24):223-224.5 雷文,陈清奎,朱肖龙,等.基于 VR 的”农业机械学”仿真教学系统.计算机系统应用,2018,27(4):76-81.[doi:10.15888/ki.csa.006274]。
光伏发电并网系统虚拟仿真实验项目建设与实践
光伏发电并网系统虚拟仿真实验项目建设与实践随着社会经济的持续发展，能源问题日益受到人们关注。
光伏发电作为清洁能源的代表，受到了广泛关注和支持。
为了有效地利用光伏发电，并实现其与电网的无缝连接，光伏发电并网系统虚拟仿真实验项目应运而生。
本文将介绍该项目的建设与实践，旨在为相关领域的研究人员和实践者提供一些借鉴和参考。
一、项目背景目前，我国的光伏发电装机容量已经位居世界前列，但光伏发电并网系统的技术和管理仍然存在一些问题和挑战。
光伏发电系统与电网的接口问题、系统运行稳定性问题、逆变器性能问题等。
有必要开展光伏发电并网系统的虚拟仿真实验项目，通过模拟和实验，为解决实际生产中的问题提供技术支持和参考。
二、项目建设1. 确定实验内容光伏发电并网系统的虚拟仿真实验项目应涵盖光伏组件、逆变器、配电箱、电网等各个环节，重点研究系统的运行稳定性、功率调节性能、电能质量等方面的问题。
还应考虑光伏发电系统在不同环境条件下的性能表现，以及与电网之间的互动问题。
2. 确定实验平台建设光伏发电并网系统虚拟仿真实验项目需要一个良好的实验平台。
该平台应该包括硬件平台和软件平台两部分。
硬件平台主要包括光伏组件、逆变器、智能配电箱等实验设备。
软件平台则包括虚拟仿真软件、数据采集软件、数据分析软件等。
3. 设计实验方案在确定实验内容和实验平台后，应制定详细的实验方案。
实验方案应明确实验的目的、方法、过程、数据采集和分析方法等，以保证实验的科学性和系统性。
三、项目实践1. 实验设备搭建首先需要搭建所需的实验设备。
选择具有较高性能和可靠性的光伏组件、逆变器等设备，确保实验的可行性和有效性。
还需要建立数据采集系统，以实现对实验数据的实时监测和记录。
2. 系统调试在搭建好实验设备后，需要对系统进行调试。
这包括硬件设备的调试和软件系统的安装和调试。
调试的目的是确保系统能够正常运行，并满足实验的要求。
3. 实验操作一切准备就绪后，可以进行实验操作。
光电综合实验平台介绍
光电综合实验平台介绍gds-iii光电综合实验平台GDS-III光电综合实验平台是我公司最新的具有自主知识产权的光电实验教学仪器。
是王庆友教授30多年“光电技术”课程教学经验和科研成果的结晶。
旨在培养学生的实践能力和科技创新能力。
该产品拥有发明专利（专利号：202210136070.0）和实用新型专利（专利号：202220221061.8）。
为了满足不同院校、不同课程和不同教学内容的需求，平台提供了四种不同的附件配置，以满足更多院校的需求。
请点击网页中的“平台配置方案”选项，深入了解各种配置的内容和功能。
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？光电综合实验平台的结构由光学平台、电路组装实验平台、测试数字电表（3档位电压表、电流表与照度计）、光电传感器接入装置、计算机系统和相应实验功能软件等构成，如图所示。
仪器还将实验过程中需要扩大实验范围、易损坏的部件放入“易更换易损坏盒”中，便于更换，不可随意插拔。
它不仅增加了实验中使用的元件种类，而且使实验过程中意外损坏的元件能够快速更换。
这是设计师多年实验教学经验的总结。
用计算机显示光电器件的特性曲线是实验教学仪器的重要突破。
仪器安装有4路同步输入的探头，分别是二个同步示波探头，一个线阵ccd（经典光电传感器）和一个图像采集卡的全电视视频信号输入口。
使仪器功能更强，所能够完成的实验内容更丰富，对学生的动手、动脑能力的培养能力更高。
利用同步示波探头和相关软件，不但能够更清晰地分析与比较两路输入信号的幅频特性，还能够用来测量与显示光电器件的伏安特性曲线，与对测量结果进行存储、调用、处理与分析。
易损件安装盒的设计也是一项创新。
盒中插入了许多二极管、三极管和CPLD可编程逻辑器件，不仅更换方便，而且学生也能清楚地看到。
将CPLD及其多个I/O接口引入面板，使学生能够轻松学习逻辑电路并训练硬件描述语言。
它还让学生有机会自己进行创新设计，运用自己的大脑，并通过该平台构建和实验创新设计方案和想法。
新能源并网发电及电力管理系统的实物仿真平台
机 。于 是提 出了 风 力机 风 轮 模 拟 装置 ， 以便 大 部 分 的实验 可 以在实 验室 里完 成 。风力机 模拟 就是 模拟
风力机的机械特性 ， 模拟器按照给定风轮的转矩 、 转
速 以及风 速 的关 系输 出机 械功 率 。风力机在 某一 风
个新能源并网发电及电力管理系统的实物仿真平台。本文主要阐述 了可再生能源发电实验平台的硬件设计 与连接 ， 以及软件的设置与编程 一该平台适用于太阳能光伏发电、 风力发电等多种新能源的试验研究。
关 键 词 ：并 网发 电 ； 变 器 ； 真平 台 逆 仿
１ 引 言
能源 是 人类 生 存 的基本 要 素 ， 是 国 民经 济 和 也
利用 模型 跟 随控 制方式 加 以实现 。风力发 电机 组是
一
太 阳能光 伏 发 电 、 汐发 电 等各 类 发 电 系统 的 潮 建模 同样可 采用 机理式 建模 与 测试法 建模 结合 的建 模方 法 。太 阳能并 网发 电就是 应用并 网光伏发 电设 备， 在物朝 阳表面铺设 太 阳能光 伏发 电组 件 ， 能直接
得 到一 个 风电机组 合 理 、 用 、 适 简化 的模 型 ，是 日前
况相应的转矩 ， 另一方 面转 速变化要与实际风轮一
致 。 目前 提 出的普 遍采 用模 拟方 法均 基于直 流 电机 的电流控 制方 法 ， 方法 根 据 风 力 机 风轮 的转 矩 特 该
风力发电中需要得到妥善解决的问题：从能量转换
社 会 发展 的 主要 物 质基础 。随着煤 、 油 、 石 天然气 的
大量 开采 ， 源短 缺 ， 其 优 质 能 源短 缺 ， 能 尤 已经 摆 在
太阳能光伏发电系统实验报告
太阳能光伏发电系统实验报告一．实训目的1、掌握太阳能发电并网原理2、了解太阳能电池串并联组合原理3、了解太阳能电池方阵的结构组成二。
实训要求及安排实训要求：(1)操作人员在进行任何有关设备的操作之前，需要仔细阅读所在地的安全规范和相关操作规程。
手册中提到的安全注意事项只作为当地安全规范的补充。
(2)操作人员进行设备安装、操作和维护时，必须充分领会该用户手册，系统掌握正确的操作方法及各种安全注意事项后方可进行设备的各项操作。
不正确的操作可能会导致设备损坏或人身伤害。
(3)操作时严禁佩戴手表、手链、手镯、戒指等易导电物体。
操作时必须使用绝缘工具。
(4)在进行直流带电作业时必须严格检查线缆和接口端子的极性。
(5)在连接电缆之前，必须先确认电缆、电缆标识与实际安装情况相符后再进行连接。
(6)新能源发电系统设备仅能由专业的维修人员予以维修。
(7)蓄电池可在环境温度-35，45℃范围内工作，但蓄电池的额定容量和使用寿命是在25℃左右下的设计值，环境温度每升高10℃，电池寿命将减少30%，所以蓄电池使用环境温度应保持在10℃，30℃之间。
蓄电池室应有必要的通风设施。
蓄电池应离开热源和易产生火花的地方，其安全距离应大于1米。
蓄电池应避免阳光直射，不能置于大量放射性、红外线辐射、紫外线辐射、有机溶剂气体腐蚀气体的环境中。
用四氯化碳之类的灭火器具。
电池在安装前可在0，35℃的环境下存放，储存期超过6个月的电池应进行充电维护，存放地点应干燥、清洁、通风。
(8)所有电气柜都安装风扇，散热口，但需室内温度不超过35℃并且保持良好的通风，以免其运作时温度过高，造成设备损坏。
(9)检查线路后，依次推开设备上的各个空气开关，将各路电源接入系统中。
(10)运行并网逆变器时需先启动交流电压，后启动直流电压。
(11)运行光伏控制器时，先接入光伏电压，再接入蓄电池电压。
(12)等待并网逆变器或光伏控制器运行稳定后，再打开电脑上位机软件，运行监控软件。
FUD-SET-I太阳能光伏发电系统实训实验台实验指导书
太阳能光伏发电系统实训实验台实验指导书2013年3月黄淮学院电子科学与工程系目录一光伏发电系统基本认识实验 (1)（一）、实验目的 (1)（二）、实验设备 (1)（三）、实验原理 (1)1.1 光伏发电系统组成部分基本认识实验 (1)1.2、光伏实验柜基本认识： (2)二太阳能电池板特性实验系列 (6)（一）、实验目的： (6)（二）、实验设备 (6)（三）、实验原理 (6)（四）、实验内容 (7)2.1 太阳能电池板开路电压测试实验 (7)2.2 太阳能电池板短路电流测试实验 (8)2.3 太阳能电池板IV特性测试实验 (9)2.4 太阳能电池板最大功率输出特性实验 (10)2.5 太阳能电池板填充因子计算实验 (11)2.6 太阳能电池板转换效率计算实验 (11)2.7 开路电压与相对光强的函数关系 (13)2.8 短路电流与相对光强的函数关系 (14)2.9 太阳能电池板PV特性测试实验 (16)2.10 太阳能电池板暗伏安特性测试实验 (17)2.11 太阳能电池板输出特性测试实验 (17)2.12 串联电阻对填充因子的影响实验 (18)2.13 并联电阻对填充因子的影响实验 (18)2.14 太阳能电池光谱特性测试实验 (19)2.15 太阳能电池串联开路电压测试实验 (20)2.16 太阳能电池串联短路电流测试实验 (21)2.17 太阳能电池并联开路电压测试实验 (22)2.18 太阳能电池并联短路电流测试实验 (23)2.19 负载特性实验 (24)三、太阳能蓄电池控制器实验系列 (25)（一）、实验目的： (25)（二）、实验设备 (25)（三）、实验原理 (25)（四）、实验内容 (26)3.1 太阳能蓄电池充电控制实验 (26)3.2 太阳能蓄电池放电实验 (27)3.3 蓄电池电流电压测量实验 (28)3.4 蓄电池电量估测实验 (29)3.5 控制电池电流流入输出实验 (29)3.6 控制环境温度测量实验 (31)3.7 MPPT开环给定实验 (31)3.8 MPPT闭环给定实验 (34)3.9 DC-DC升压实验 (35)3.10 DC-DC降压实验 (37)3.11 负载控制方式电路设计实验 (38)3.12 PWM波形测量实验 (40)四太阳能应用实验系列 (40)（一）、实验目的 (40)（二）、实验设备 (40)（三）、实验原理 (41)（四）、实验内容 (42)4.1 太阳能发电阻性负载实验 (42)4.2 太阳能发电感性负载实验 (43)4.3 太阳能LED显示实验 (44)4.4 太阳能直流风扇实验 (44)4.5 太阳能直流电机实验 (44)4.6 太阳能交流电机实验 (45)4.7 太阳能交流灯源实验 (45)（五）、实验要求 (46)五太阳能发电控制器阻抗变换实验 (46)（一）、实验目的 (46)（二）、实验设备 (46)（三）、实验原理 (46)（四）、实验内容 (48)（五）、实验要求 (50)六太阳能光伏逆变器实验系列 (50)（一）、实验目的 (50)（二）、实验设备 (50)（三）、实验原理 (50)（四）、实验内容 (52)（五）、实验要求 (53)七太阳能发电系统综合设计实验 (54)（一）、实验目的 (54)（二）、实验设备 (54)（三）、实验原理 (54)（四）、实验内容 (55)（五）、实验要求 (57)一光伏发电系统基本认识实验（一）、实验目的1、对此系统如何模拟太阳光的运行有所了解2、对太阳循迹系统的工作方式有所认识3、熟悉一下实验装置的具体组成部分（二）、实验设备太阳光模拟系统、实验柜（三）、实验原理1.1 光伏发电系统组成部分基本认识实验太阳能电池发电系统是利用以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
第二次实验-太阳能光伏发电原理-做里面的实验三四五六共4个部分
ZKY-SAC-GFFD太阳能光伏发电原理与应用综合实验平台实验指导说明书成 都 世 纪 中 科 仪 器 有 限 公 司地址：成都市人民南路四段9号中科院成都分院 邮编：610041电话：（028）85247006 85243932 传真：（028）85247006网址: E-mail: ZKY@2010-11-01太阳能光伏发电原理与应用综合实验平台太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
光伏发电同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥获取能源花费的时间短。
要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低成本；二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。
太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适合于各家各户分散进行发电，而且要联接到供电网络上。
应用举例：1.光伏并网发电。
其应用范围十分广阔，覆盖着从几瓦、几十瓦的小型便携式电源直到几兆瓦的并网发电系统，同时在太阳能照明以及通信系统、水文观测系统、气象和地震台站等中得到了广泛的应用。
2.太阳能路灯 3. 太阳能电话。
巴黎伏德瓦特公司制作的太阳能收费公用电话，耗电量极低，只要在阳光下充电几小时，便足够使用１０多天。
4. 太阳能冰箱。
印度研制出一种仓库用的大型太阳能冰箱，上部装的抛物线镜面将阳光集中在半导体网孔上，把光转换成电流，箱内温度保持在－２℃，可冷藏５００公斤食品，每天还可制出２５公斤冰来。
太阳能光伏发电实验指导书
太阳能光伏发电实验指导书(总21页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除太阳能光伏发电实验指导书郑州科技学院电子信息工程教研室编目录实验一太阳能电池板特性测试................................... 错误!未指定书签。
实验二太阳能电池板的串联、并联特性测试....................... 错误!未指定书签。
实验三负载特性测试实验 (7)实验四环境对太阳能电池光伏转换的影响实验 (10)实验五太阳能电池板转换效率测量实验........................... 错误!未指定书签。
实验六太阳能应用实验. (16)实验七太阳能光控跟踪实验.................................... 错误!未指定书签。
9实验八太阳能蓄电池充放电控制实验............................ 错误!未指定书签。
1实验九太阳能光伏逆变器实验.................................. 错误!未指定书签。
4实验十太阳能路灯的设计...................................... 错误!未指定书签。
7实验一 太阳能电池板特性测试一、实验目的1.了解和掌握太阳能电池板原理及应用。
2.理解太阳能电池的基本特性和主要参数，掌握测量太阳能电池的基本特性和主要参数的基本原理和基本方法。
二、实验原理1.开路电压(oc U )电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。
一个基本的带电源、联接导体，负载的电路，如果某处开路，断开两点之间的电压为开路电压。
电路开路时我们可理解为就是在开路处接入了一个无穷大的电阻，不可质疑，这个无穷大的电阻是串联于这个电路中的，根据串联电路中电阻的分压公式，这个无穷大电阻两端的分电压将为电路中的最高电压即电源电压。
光电综合实验平台介绍
GDS-III光电综合实验平台GDS-Ⅲ型光电综合实验平台为我公司享有独立知识产权的最新光电实验教学仪器。
是王庆有教授积累30余年“光电技术”课的教学经验与科研成果的结晶。
是为培养学生动手能力、科技创新能力而设计。
该产品具有发明专利（专利号：200510136070.0）和实用新型专利（专利号：200520131061.8）。
为满足不同院校、不同课程设置与不同教学内容要求的需要，平台提供四种不同附件配置，以便满足更多院校的需求，请点击网页内“平台配置方案”选项，深入了解各种配置的内容与功能。
另外，还将各种附件实物图片与简介也放在网页上，请查找。
▶光电综合实验平台结构由光学平台、电路组装实验平台、测试数字电表（3档位电压表、电流表与照度计）、光电传感器接入装置、计算机系统和相应实验功能软件等构成，如图所示。
仪器还将实验过程中需要扩展实验范围和容易损坏的元器件安放到“易换、易损盒”内，使它既容易更换又不能随意插拔，它不但使用户增多了用于实验元器件的种类，又使实验过程中意外损坏的器件很快更换。
这是设计者多年从事实验教学的经验总结。
用计算机显示光电器件的特性曲线是实验教学仪器的重要突破。
仪器安装有4路同步输入的探头，分别是二个同步示波探头，一个线阵CCD（经典光电传感器）和一个图像采集卡的全电视视频信号输入口。
使仪器功能更强，所能够完成的实验内容更丰富，对学生的动手、动脑能力的培养能力更高。
利用同步示波探头和相关软件，不但能够更清晰地分析与比较两路输入信号的幅频特性，还能够用来测量与显示光电器件的伏安特性曲线，与对测量结果进行存储、调用、处理与分析。
易损件安装盒的设计也是一项创新，盒内插放许多二极管、三极管和CPLD可编程逻辑器件，既方便更换又使学生能够清晰可见。
其中的CPLD与它的多个I/O接口引出到面板，使学生能够方便地学习逻辑电路，进行硬件描述语言的训练。
更使学生有机会自己动手、动脑进行创新设计，将创新设计方案、思想通过平台进行搭建与实验研究。
基于RT-LAB的光伏发电系统实时仿真
引 言
随着 传统能 源 的 日益 枯 竭 ， 阳能 已经 成 为 一 太 种 十分重 要 的新 能 源 ， 当前 开 发 利用 太 阳能 的 主 而 要方 式是 光 伏 发 电 ， 关研 究 日益 深 入 ’ 相 。对 于光伏 发 电系统 而 言 ， 中最 主要 的 问题 是 如 何提 其 高 系统 的发 电效 率 以及 整 个 系统 的工 作 稳定 性 ， 目前 我 国的光伏 发 电水平 相对 于发达 国家 尚有一 定 差距 ， 仍需 要投 入 大量 的研 究 。在 进行 真实 系统 的 实验 时 ， 仅成本 高 ， 不 而且 受 制 于 日射 强 度 、 境 温 环 度等 自然 条件 的限 制 ， 多数 情 况 下难 以如 愿 达 到 大
充仿 真系 统 必 须 选 择 其 公 司 配 套 出 品 的处 理 器 板
卡 ， 活 性 差 ； ＴＬ Ｂ支 持 多 种 工 业 标 准 ， 与 灵 Ｒ —Ａ 可
ＭＡ Ｌ Ｂ Ｓｍ ｌ ｋ ＭＡ ＲＸ ／ ｙｔ ｕｌ 无 缝 连 Ｔ Ａ ／ ｉ ｕｉ 、 Ｔ Ｉ ｘ Ｓ ｓ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ
１ 光 伏 模 拟 器
光伏模 拟 器是 以光 伏 电池 的数 学模 型为 基 础 ， 将普 通 的电源转 换 成特 殊 电源 ， 其 能 够按 照 光 伏 使
实 时系统 ， 必须 在仿真 前准 备大量 数据 文件 ， 不支 持
仿真 过 程 的 在 线 参 数 修 改 ； ｕｏ ｉ 运 行 于 Ｕ ｉ、 Ｅ ｒＳｍ ｎｘ
性实 验 时摆脱 日照 强度 、 境 温度 等 自然条 件 的影 环 响 。然后 ， 建立 单级式 光伏 并 网系统仿 真模 型 ， 将 并 整个 系 统 在 Ｒ —Ａ ＴＬ Ｂ环境 中转 化 为 实 时仿 真 模 型 ， 模拟 系统 在外部 光 照 发 生变 化 时 系 统 的 响应 ， 以对
太阳能光伏发电实验
广西大学实验报告纸姓名：邱霖1202100310 刘阳1202100311 成绩：学院：电气工程学院专业：自动化班级：122班实验内容:太阳能光伏发电实验2015年06月15日实验一：太阳能电池发电原理实验一、实验目的：了解太阳能电池发电的原理。
二、实验设备：三、实验步骤：1、打开“光伏发电系统”实验箱，将导线插入箱盖右侧电缆线插头上，另一头插入箱体面板上的“太阳能电池接口”插头上，插紧螺母。
再将箱盖上的太阳能电池板置于阳光或投射灯直射的位置，必要时可卸下箱盖。
2、将设备的开关分别拨向“太阳能电池检测”。
然后接通市电AC220V打开开关，其指示灯亮，两个数字直流表均通电工作，直流电压表的示值就是太阳能电池的开路电压，记录此电压。
然后用万用表测试太阳能电池的短路电流，记录此电流。
3、使用万用表欧姆（数字表）挡，接在“TP1”两个测试孔上，测量滑动电阻器阻值；（注：在测量阻值时，是所有开关为断开状态）4、使用可调负载（环形10kΩ）按顺时针旋转，按下表中的阻值调节可调负载，测量在此时光照强度下的负载电阻值、电压值和电流值，计算何负载值时太阳能电池输出功率最大？最大功率是多少？（光照强度为3000lux）5、试验完毕，应该断开所有开关，卸下电缆线插头，用具放回原处，合上实验箱。
四、实验结果1、实验数据编号负载/kΩ电压/V 电流/mA 功率/mW1 0.23 12.1 58 701.82 1 18.6 17 316.23 2 18.8 8 150.44 3 18.95 94.55 4 18.9 4 75.66 5 18.8 3 56.47 6 18.8 2 37.68 7 18.7 2 37.49 8 18.7 2 37.410 9 18.6 1 18.62、太阳能特性曲线3、功率曲线4、由实验结果可得，当光照射到太阳能光伏面板时，产生负载电压值，随着负载的增大，负载电压值也会随着增大，增大到一定值时达到稳定；负载电流值则随着负载的增大而减小；通过计算可得当电流值较大时，太阳能电池的输出功率比电流小时的值要大，在负载为0.23kΩ时输出功率最大，为708mW，因此调节合适的电流值使输出功率变大更有意义。
太阳能光伏发电系统数据采集和测试平台概要
稿件ID: 200804101208568735太阳能光伏发电系统数据采集和测试平台杨刚，陈鸣*，姚少雄，黎冠文(中山大学太阳能系统研究所，广东省教育厅重点实验室国家863计划资助项目广州 510006) 基金颁发部门：中华人民共和国科学技术部编号：2006AA05Z409 项目名称：高性价比双面薄硅太阳电池新技术的研究摘要：太阳能光伏发电系统利用可再生能源太阳能来提供稳定的电力供应，污染小，因而在近几年得到了很广泛的应用。
本文设计了一个以LabVIEW为软件支持、以数据采集卡为硬件支持的虚拟仪器来评测光伏发电系统的性能，并拥有数据采集、数据保存和信号分析等功能。
在这个所提出的系统中，测量的信号包括气象参数（如温度等）和电气参数（比如光伏阵列的电压和电流等）。
实验结果证明这套系统可以很有效的反映光伏发电系统的运行特性。
关键词：太阳能光伏发电系统；LabVIEW；数据采集；数据保存；调理电路中图分类号：TK511 文献标识码：A1. 引言随着可再生能源技术的发展，在最近几年太阳能光伏发电系统得到了比较广泛的应用。
为了更好的评估以及优化光伏发电系统的性能，很必要掌握丰富的关于系统的气象和电气资料。
本数据采集系统就是利用LabVIEW软件去实时的采集和保存这些重要的数据。
LabVIEW程序又被称作虚拟仪器，是一种建立在PC机为核心的硬件平台上，但功能可由用户自己定义的计算机测试系统，它的表现形式和功能类似普通的仪器，但LabVIEW程序可以很方便的改变仪器及其设置。
使用虚拟仪器进行测试工作，相对传统的仪器，其利用软件实现了硬件内容，只需购买少量硬件设备，应用灵活，可以大大缩短系统研制周期，因此在测控领域中有很大的发展空间。
本系统所使用的采集卡为NI-USB6008数据采集卡，采集和检测经的信号主要包括：（1）光伏阵列的温度，（2）光伏阵列的电压（3）光伏阵列的电流，NI-USB6008数据采集卡具有8个12位模拟输入端口，2个模拟输出端口，并且附带了计数器和数字I/O，其输入电压的范围为±10V，最高采样频率为10kb/s，本系统采集的信号均为直流信号，因此这样的采样频率是完全适用的。
太阳能光伏发电实验
广西大学实验报告纸姓名：邱霖1202100310 刘阳1202100311 成绩：学院：电气工程学院专业：自动化班级：122班实验内容:太阳能光伏发电实验2015年06月15日实验一：太阳能电池发电原理实验一、实验目的：了解太阳能电池发电的原理。
二、实验设备：三、实验步骤：1、打开“光伏发电系统”实验箱，将导线插入箱盖右侧电缆线插头上，另一头插入箱体面板上的“太阳能电池接口”插头上，插紧螺母。
再将箱盖上的太阳能电池板置于阳光或投射灯直射的位置，必要时可卸下箱盖。
2、将设备的开关分别拨向“太阳能电池检测”。
然后接通市电AC220V打开开关，其指示灯亮，两个数字直流表均通电工作，直流电压表的示值就是太阳能电池的开路电压，记录此电压。
然后用万用表测试太阳能电池的短路电流，记录此电流。
3、使用万用表欧姆（数字表）挡，接在“TP1”两个测试孔上，测量滑动电阻器阻值；（注：在测量阻值时，是所有开关为断开状态）4、使用可调负载（环形10kΩ）按顺时针旋转，按下表中的阻值调节可调负载，测量在此时光照强度下的负载电阻值、电压值和电流值，计算何负载值时太阳能电池输出功率最大？最大功率是多少？（光照强度为3000lux）5、试验完毕，应该断开所有开关，卸下电缆线插头，用具放回原处，合上实验箱。
四、实验结果1、实验数据编号负载/kΩ电压/V 电流/mA 功率/mW1 0.23 12.1 58 701.82 1 18.6 17 316.23 2 18.8 8 150.44 3 18.95 94.55 4 18.9 4 75.66 5 18.8 3 56.47 6 18.8 2 37.68 7 18.7 2 37.49 8 18.7 2 37.410 9 18.6 1 18.62、太阳能特性曲线3、功率曲线4、由实验结果可得，当光照射到太阳能光伏面板时，产生负载电压值，随着负载的增大，负载电压值也会随着增大，增大到一定值时达到稳定；负载电流值则随着负载的增大而减小；通过计算可得当电流值较大时，太阳能电池的输出功率比电流小时的值要大，在负载为0.23kΩ时输出功率最大，为708mW，因此调节合适的电流值使输出功率变大更有意义。
太阳能发电测试系统实验指导书
太阳能发电测试系统实验指导书咸阳职业技术学院2014年06月目录一、太阳能发电系统简介二、太阳能发电系统实验装置设计方案三、实验一：太阳能光伏板的发电原理实验四、实验二：环境对光伏转化影响实验五、实验三光伏系统中太阳能电池直接负载实验六、实验四太阳能光伏板能量转换实验七、实验五：太阳能控制器工作原理实验八、实验六光伏控制器充放电保护实验力、实验七控制器的各项保护功能实验十、实验八：离网逆变器工作原理实验十一、实验九：独立光伏发电系统一、太阳能发电系统简介太阳能组件吸收阳光，然后转换为电能，通过控制系统储存于蓄电池中，当你需要的时候再通过控制（逆变）系统转换为你需要的电能！太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。
如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。
各部分的作用为：（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。
其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；（三）蓄电池：一般为铅酸电池或胶体电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
（四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。
为能向220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？2、系统的负载功率多大？3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？4、系统每天需要工作多少小时？5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？7、系统需求的数量。
太阳能光伏发电应用平台
验、 发 电功 率 测 量 实 验 、 效 率检测实验 、 并
网原理实验 、 软件通讯检测实验 等。
（ ６ ） 太 阳能 应 用 实 验 系列 。
技 术 学院 学 报 ， ２ ０ ０ ８ （ ４ ） ： ｌ ２ —１ ４ ．
实验 包 括 ： 太 阳 能 电 池 一 风 扇 实验 、 太 阳 能 节 电照 明 灯 实验 、 太 阳能 路 灯 实 验 、 太
科研 和 教 学 ， 以 实 验 实训 为 主 ， 采 用 模 块 化
设计工业级太 阳能光伏 发电系统 ， 各 个 模
块 都 能 独 立 成 为 一 套 教学 系 统 ， 通 过 搭 积 木 的 方式 ， 浅 显 易懂 ， 让 学 生 了解 太 阳 能 光 伏应用整个环节 的原理及操作方法 。
及部分其他 模块的特 性实验 。 应 用 实 验 主
要 包括 太 阳能 光伏 发 电 的实 际 应 用 的 相 关 实验 。 特 性 实 验 主 要 体 现 原 理性 的教 学 ， 适 合广大高 教的基础教 学。 应 用 实 验 主 要 体
太阳能音乐声 响器设计 实验 ， 太 阳能 汽 车 模拟 实验、 软件 通讯检测实验等 。
实验 、 软件通讯检测实验等 。
（ ３ ） 太 阳能 蓄 电池 控 制 器 实 验 系 列 。
实验包 括 ： 太 阳 能 蓄 电 池 充 电 控 制 实
３结 语
太 阳能 光 伏 发 电 应 用 平 台 主 要 应 用ห้องสมุดไป่ตู้
现 太 阳能 光 伏 发 电的 基 本 流 程 的 具 体 操 作
实验 包 括 ： 太 阳 能 电池 板 Ｉ — Ｖ特性 测试 保 护 实 验 、 逆 变 器与 市 电 互 补 实 验 、 逆 变器 欠过压 保护实验 、 太 阳 能 网 逆 变 器 一 负 载 参 考 文献 ［ １ 】沈 辉 ， 曾祖 勤 ． 太 阳 能 光 伏 发 电 技 术 【 Ｍ】 ． 北京： 化 学 工业 出版 社 ， ２ ０ ０ ５ ： ６ ． ［ ２ ］文励 洪 ， 范维 浩 ， 侯志坚 ． 太 阳能 综 合 利
光伏系统组件效率分析
光伏系统组件效率分析李红波;曹立奇;黄俊皓;叶晓军;柳翠;郝国强;袁晓【摘要】为了最大限度地利用太阳能,以光伏发电系统为实验平台,进行了系统效率的研究和优化.利用华东理工大学材料学院的12 kW光伏实验平台(平台共有光伏组件17组),人为设置了不同的条件以便进行对照试验.实验主要涉及了常规单晶组件、常规多晶组件和双玻双面组件,实验数据收集了包括晴朗阳光充足、阴雨以及多云3种气象环境.实验主要分为3部分,每个实验部分分别研究了不同地面条件、垂直摆放不同朝向以及不同倾角对于光伏系统效率的影响,最终给出了提升光伏系统效率的方法和建议.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】5页(P9-13)【关键词】光伏系统;系统效率;能效分析【作者】李红波;曹立奇;黄俊皓;叶晓军;柳翠;郝国强;袁晓【作者单位】华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TKS14随着社会工业和经济的快速发展，人们对能源的需求量在急剧增加.太阳能作为取之不尽的可再生能源无疑成为了首选，世界各国纷纷将目光投向了开发利用太阳能作为可持续发展的能源战略.但目前，光伏系统转换效率问题是阻碍光伏产业继续发展的主要问题，如何提高转换效率成为研究的热点问题[1].已经有很多学者对于如何提升光伏系统效率进行研究，针对光伏系统组件失配以及由于传输过程、逆变器等造成的损失已经给出了具体的计算结果[2-4].郑伟等[5]提出了利用最大功率点跟踪的方法来提高效率以及可以有效减少由于阴影遮挡所产生的效率损失.陈毅湛等[6]通过改变系统支架排布方式来提升系统效率也是源于减少遮挡从而高效利用太阳能.本文通过探究组件在架设过程中的控制因素如组件倾角、地面条件、组建类型等来提升系统效率，从而实现在成本较低的情况下尽可能多创造收益.1 实验1.1 实验设备华东理工大学12 kW光伏系统，具有17个独立的太阳能电池，分别配有JA solar公司生产型号为JA MGTI300的逆变器.1.2 计算过程按发电量求得的系统效率[7-8]：系统效率系统单日发电量单日辐照量其中W瞬时为监测软件记录的数据，由于W瞬时为非线性的，须利用积分原理W瞬时对t的积分来计算.同理，气象监测站记录的辐照强度同样为瞬时辐照强度[9]，也要将瞬时辐照强度对时间的积分来获得单个电池片所接受的单日辐照量He[10].在进行积分运算中，利用了Origin 9.0软件中的积分功能，首先将5月1日的时间作为X轴的单位，将5月1日具体时间对应的W瞬时作为Y轴作图，分别将13组光伏组件1天的发电量带入公式即可求得每组组件的单日效率，计算结果在表1中可见.表1 实验电池板在试验时间内的单日效率Table 1 Single-day efficiency of experimental panels during test time %日期编号8#9#11#23#28#36#51#05-0166.10—30.5245.9560.4068.2461.0205-0272.48—48.7849.7763.0176.6062.9405-0366.13—27.7644.9157.5166.2158.2005-0571.38—46.2546.5860.5373.9460.2405-0664.91—37.7847.8851.3864.9257.1705-1465.8460.6442.3043.4949.4962.8957.1705-1570.2668.1738.7568.6768.2574.0365.26日期编号56#63#69#76#78#88#05-0159.1264.8070.0570.3858.8169.8605-0263.9968.8677.9781.2961.9878.9805-0357.8562.5668.4567.3658.1669.8605-0562.9968.0975.8478.8359.7376.0705-0657.2760.5268.2068.2456.7858.1805-1456.7262.0969.92—56.0661.7605-1564.0668.7876.66—62.1372.212 结果与讨论2.1 对比不同地面条件对效率的影响实验：比较编号#(63#、76#、51#)3组双玻双面电池组件在不同地面条件下的效率差异.从实验中获得的数据作图可以看出：(1)由图1比较3组光伏器件在5月1日晴朗天气与图2在5月2日阴雨天的效率值可以发现，在晴天的天气状况下，3组的效率值差异基本保持在5%左右，但再观察5月2日阴雨天气的效率值的差异会发现76#铝箔地面光伏组件远远超过了51#和63#.图3为5月1日与5月2日的单日瞬时辐照强度的对比图，说明在光照不强烈的气象条件下，铝箔地面能够对双玻双面电池系统效率提升更多. (2)图4为3组光伏组件背板温度曲线图.从图中可以看出，76#的背面温度是三组件中最高的，这是由于铝箔地面高反射率的缘故，更多的光波被反射到了背板同时也意味着更多的热量被背板吸收.由于温度会直接影响光伏板的开路电压和短路电流，温度越高组件的效率就越低，所以在架设组件时要考虑通风散热问题.图1 5月1日63#、76#与51#瞬时功率变化曲线Fig.1 63#，76# and 51# instantaneous power curve on May 1图2 5月2日63#、76#与51#瞬时功率变化曲线Fig.2 The instantaneous power curve of 63#，76# and 51# on May 2(3)图3为三组光伏组件在5月2日阴雨天时的瞬时功率图，76#铝箔地面的峰值功率最大，但与图1 的差异是在图3中51#的峰值功率超过了63#.由于5月2日是阴雨天的缘故，三组光伏组件不同的地面条件.51#相比较于63#，人造草地的草叶表面可以积聚雨水，增加了反射光的面积，而63#黄沙地面吸收了雨水，对光的反射没有增幅作用，导致了出现51#峰值功率大于63#的状况.(4)综上所述，76#铝箔地面的效率值最高，说明地面的反射率可以直接影响双面电池的效率值，但是考虑到温度过高会导致效率的下降，所以在排布组件时要考虑到通风散热，尽量使组件温度降低.图3 5月1日、2日单日辐照量Fig.3 Single-day exposures on May 1 and 2图4 5月1日63#、76#与51#光伏板背面温度变化曲线Fig.4 Temperature changing of backside of 63#，76#，and 51# on May 12.2 组件垂直架设与朝向对效率的影响实验中研究了分别处于垂直摆放的两组双玻双面太阳能电池板，11#朝向为西南方向，23#朝向东北方向.(1)图5为11#与23#在5月1日的功率图.从图5中可以看出，23#的效率值普遍高于11#，这是由于地理位置因素造成的.双面电池组件安装正面朝东，反面朝西.在北半球，早上阳光直射到电池正面，反面吸收散射的能量，某时刻输出功率达到最大；中午时，电池两面基本上都只能吸收漫反射能量，电池输出功率急剧下降；下午时太阳直射电池反面，正面吸收漫反射光，某时刻出现峰值功率.全天出现两个峰值功率，一个波谷功率，即类似“驼峰型”.早上峰值功率比下午的大，主要是电池正面效率较高的缘故.所以在北半球垂直架设的组件需要正面朝向东北方向，以达到最大效率.(2)图6为5月14日3个组件在6：00—18：00时间段内的功率.由图6可以发现，9#的功率在一天的时间内都要高于11#与23#.9#同样为双玻双面电池，倾角为30°.在23#出现峰值功率的时间是9：05，峰值功率为191.9 W，9#的峰值功率出现的时间是12：49，峰值功率为321.9 W.造成两者峰值功率出现差异的因素就是倾角，倾角直接影响了光伏板接收到的辐照量的多少.(3)通过这组实验可以得出结论：在北半球垂直安装光伏组件时，应该将组件的两面分别正对正东和正西方向，虽然垂直安装光伏组件要更加节省空间，但相比较于倾斜安装光伏组件，垂直安装组件的效率要低于倾斜安装.图5 5月1日 11#与23#瞬时功率对比Fig.5 May 1st 11# and 23# instantaneous power comparison图6 5月14日 11#、9#与23#瞬时功率对比Fig.6 May 14 11#，9#，and 23# instant power comparison2.3 不同倾角下系统效率的差异实验：对比不同倾角下88#、69#、36#的系统效率差异.(1)图7为5月1日三组组件的瞬时功率图，当天天气晴朗光照充足.在上午光照强度逐渐增大时，电池板输出功率会增大.从图7中可以看出倾角为30°的69#在功率上升过程中始终处在最高位置，40°倾角的36#处在第二位，倾角为15°的88#处在第三位.在北半球夏季光照充足的条件下，当地光伏组件的安装倾角应该略小于当地的纬度，以便达到最大效率.(2)图8为5月2日三组组件在阴雨天条件下的瞬时功率图.在图8中可以观察到三组光伏组件的峰值功率基本相同，而且峰值功率出现时间也没有太大差异，说明在阴雨天光照较少的情况下，倾角对于系统效率的影响基本可以忽略.图7 5月1日 88#、69#与36#瞬时功率对比Fig.7 May 1 88#，69#，and 36# instantaneous power comparison图8 5月2日 88#、69#与36#瞬时功率对比Fig.8 May 2 88#，69# and 36# instantaneous power comparison3 结论实验发现，在试验中不同地面条件下，铝箔作为反射率最大的地面，其系统效率也是最高的为81.29%，其次为黄沙地面68.86%，而人工草地为62.94%.在安装双玻双面电池场地的地面条件应该尽量做到平坦.可以将光伏系统架设在海边、湖泊上，水面成为一个天然的光反射镜，可以减少对地面的条件的投资同时可以最大化光伏系统效率.对于双玻双面电池，由于其双面都能发电的特点，可以将电池片垂直摆放.试验中东西向光伏组件系统效率要普遍高于南北向组件系统效率15%左右.在北半球适宜将组件东北朝向架设，而在南半球则适合西北朝向.虽然倾斜架设需要更大的面积，但当架设倾角稍低于当地纬度时能获得更大的发电量.参考文献【相关文献】[1]郭强.光伏系统损耗分析及效率优化[J].城市建设理论研究：电子版，2016(9)：3564-3564.[2]陈书甜，李科群，张伟明.固定式光伏发电系统潜在效能分析[J].建筑节能，2018(3)：49-52.[3]张美霞，郭鹏超，杨秀.基于分布式MPPT光伏系统效率研究[J].电源技术，2016(9)：1796-1798.[4]刘胜佳.分布式光伏发电系统的设计与性能分析[J].科技与创新，2016(20)：95-96.[5]郑伟，陈仕彬，梁福波，等.基于PSO-PSA的光伏系统最大功率点跟踪技术[J].热力发电，2018，47(2)：78-84.[6]陈毅湛，姚建中，冼丽娴，等.基于高效PERC双面太阳电池的中大型光伏发电系统支架排布分析[J].五邑大学学报(自然科学版)，2018，32(1)：32-36.[7]王浩，任俊杰.光伏并网电站系统效率研究与应用[J].商品与质量，2017(23)：68.[8]桑虎堂，赵志刚，张纯杰，等.光伏发电系统效率优化控制仿真[J].计算机仿真，2015(8):152-156，297.[9]陈墨煖.光伏发电系统发电效率研究[J].科技展望，2015(25)：90.[10]ALONSO-GARCIA M C，RUIZ J M，CHENLO F.Experimental study of mismatch and shading effects in the Ⅰ-Ⅴ characteristic of a photovoltaic module[J].Solar Ener gy Materials and Solar Cells：An International Journal Devoted to Photovoltaic，Photothermal，and Photochemical Solar Energy Conversion，2006，90(3)：329-340.。
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太阳能光伏发电系统实验平台
1.太阳能电池板组件技术参数如下：
数量：4块光谱波长：太阳光覆盖波长范围光敏面积：4*700cm2 最大输出功率：4*10W
开路电压：21.5V（并联），4*21.5V（串联）
短路电流：4*0.72A（并联），0.72A（串联）
2.自动跟踪单元跟踪方式：双轴全自动跟踪精度：±0.5°水
平回转角度：360°俯仰角度：180°系统日平均耗电量：＜1W 抗风等级：10级
3.照度计量程：200Lx、2000Lx、20KLx（20000Lx）和200KLx（200000Lx）自动换挡。
照度计最小分辨率：0.1Lx
4.电压表量程：DC1V、DC5V、DC10V、DC100V；
电流表量程：DC1A、DC5A
5.温度表及湿度表：温湿度传感器单线制串行接口，低功耗，
信号传输距离20米以上：
温度表分辨率：0.1℃（16位）；
湿度表分辨率：0.1%RH（16位）
6.环境监测模块技术指标：工作温度范围：﹣40℃~+85℃；
显示表头：三位半液晶屏：240*128
显示功能：电流动态曲线显示、电压动态曲线显示、温度计界面显示、湿度计界面显示、照度计界面显示。
数据采集显示模块主要包括显示单元，MCU单元，可以分别对太阳能电池模块、控制器模块、逆变器模块中的各参数（电流、电压、温度、湿度、光照度等）进行实时监测并显示，带有报警提示功能。
显示液晶屏：日本原装进口EPSON，型号：ECM-A0689-1，工业级液晶屏。
液晶屏分辨率：640*480
液晶屏大小：9.4寸（251*170mm）
7.太阳能负载模块：此负载单元主要用于太阳能电池板的特性测试，属于直流负载，单元主要由阻性负载和电子负载组成。
可调阻性负载：10Ω、20Ω、90Ω九档100Ω、200Ω、900Ω九档1000Ω、2000Ω、9000Ω九档、10kΩ、20kΩ、90kΩ九档感性负载：12V直流电机；电子负载：恒压恒流模式；
电压调节范围：0-30V
电流调节范围：0-10A；功率调节范围：0-100W；
时间显示范围：9999s
8.太阳能蓄电池控制模块技术指标
单个蓄电池参数：标称电压：12V；标称容量：7Ah；
内阻：25mΩ（完全充电）；短路电流：503A
浮充寿命：3~5年（25℃），5年（20℃）；
尺寸：151mm*65mm*93mm
9.太阳能蓄电池控制器：预留太阳能电池板输入接口，蓄电池
输入接口，控制器输出接口。
控制器相关参数：
系统额定电压12V、24V自动切换
最大输入功率120W；电流放电5A；充电5A；
充电均充/浮充14.4/13.8 V±1%
恢复13.3/13.5V±1%；
温度补偿-18mV/℃；
启动电压12.3±1%；
过放断开11.1V±1%
恢复13.2V±1%；
过压切断16.5V±1%；
恢复15V±1%；
空载电流≤5mA；
光控开电压≤2V±1%
光控关电压≥7V±1%；
最大开路电压25V；
电压降落输入≤0.4V；输出≤0.2V；
工作温度-25℃~+55℃
使用海拔≤5500m(2000m以上需要降低功率使用)
太阳能蓄电池控制器主要功能为：
1、太阳能电池板工作状态（欠压、运行）
2、蓄电池工作状态（过充、过放、充电）
3、蓄电池电量指示（25%，50%，75%，100%）
4、输出模式设置（普通，光控，时控）
5、蓄电池充电电流，电压监测。
11.太阳能应用模块技术指标：太阳能路灯照明单元：
类型：50×LED（高亮）
12.太阳能电风扇单元：电风扇包括直流电机风扇和交流电机风扇；功耗：<20W
小吴10:38:55
13.太阳能充电器单元：太阳能充电器提供相关接口为手机充电；输入电压：12V；充电电压：3.7V
充电方式：恒流、恒压；输出接口：多功能手机充电接口
14.太阳能阻抗负载：阻值范围：
0—100KΩ阻值连续可调；最大电流：30A；输入电压：DC12V 负载功率：20W
15.新能源汽车应用模块技术指标：
动力驱动：H桥型电路驱动电机，控制扭力。
实现速度检测、里程计算、转向、加速、减速、刹车、倒车、转向灯控制、夜灯控制。
16.太阳能发电逆变器模块技术指标：规格：DC12V或DC24V或DC48V输入，AC220V
太阳能实验箱6000.00。