[实用新型]一种多功能光伏发电系统教学实验平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学试验器具领域，尤其涉及一套新型多功能光伏发电系统教学实验平台。 

背景技术

当前，全球范围内能源环境正面临巨大危机。石油储量、煤储量均在减少，环境污染日趋严重，生态平衡严重破坏，对新能源的应用正受到世界各国的普遍关注。新能源发电主要包括了太阳能发电，风能发电，生物质能发电等。其中，太阳能发电因具有储量巨大、不会枯竭、清洁环保、不受地域限制及维护方便等诸多优点而得到广泛范围。目前，我国正把大力开发利用新能源及可再生能源作为优化我国能源结构、保障我国能源安全的战略新高点。 

然而，当前总体上我国的新能源技术的发展仍处于初级阶段，在新能源产业蓬勃发展的大形势下，却面临着新能源技术方面专业人才短缺的现象，这种状况将严重制约中国新能源产业的发展。与之对应的，各高校所开展的新能源技术课程才刚刚起步，教学模式还不成熟，配套的专业教材与专业设备，实验仪器都处于良莠不齐，亟待规划和有效开发中。目前，针对新能源发电技术的配套教学设备数量有限，功能比较单一，甚至华而不实，不能积极有效地起到辅助教学，加深理解的作用，严重影响着新能源方面人才的培养。 

发明内容

本实用新型提供一种太阳能发电原理、太阳能发电与蓄电池充放电、光伏并网逆变、离网逆变、直流供电等新能源发电有关技术的学习，模块化的解决方案的教学实验平台。 

本实用新型的技术方案是：一种多功能光伏发电系统教学实验平台，包括实验操作面板和发电设备；所述实验操作面板上绘制有光伏发电系统的电路连接图；所述发电设备包括模拟太阳光源、自动追日跟踪的太阳能电池阵列、太阳能充放电控制器、并网逆变器、离网逆变器和蓄电池，所述发电器件通过实验操作面板上的电路连接图电连接，其连接关系为：所述太阳能电池阵列分别接入所述太阳能控制器和并网逆变器输入端，所述离网逆变器并联到所述太阳能控制器的输出端，所述蓄电池经防反二极管与所述太阳能型控制器连接；所述离网逆变器与并网逆变器输出端分别与交流输出接口相连；直流输出接口并联接入所述太阳能型控制器的输出端；所述模拟太阳光源用于产生模拟太阳光。 

所述实验操作面板上设有多个电压表和电流表，用于检测所述太阳能型控制器输入端和输出端的电流和电压。 

所述实验操作面板上连接线路上设有断路器，用于控制电路通断。 

所述实验操作面板上连接线路上设有指示灯，用于显示电路通断。 

进一步，还包括多路电压电流数据采集卡、计算机和显示器，所述采集卡采集所述太阳能控制器输入端和输出端的电流和电压数据传输到所述计算机，所述显示器显示所述电流和电压数据。 

本实用新型的有益效果是： 

1.整套系统涵盖了目前太阳能发电技术几乎所有的用电方式，采用实验操作面板，结合断路器和指示灯，直观展现了本光伏发电系统的基本组成和功能特色，且方便学生接线与实验操作；

2.专门设有防反二极管的蓄电池充放电分路设计及相关保护功能。采用专用太阳能型充放电控制器对其进行充放电控制，与太阳能电池板发电形成联合供电系统，提供给下一级直流负载或者为离网逆变提供直流电源；

5.独立的离网逆变器模块，实现太阳能光伏系统及蓄电池联合供电的离网逆变过程，为交流负载提供标准的220V交流电；

6.独立的并网逆变器模块，实现太阳能发电系统的并网逆变过程，将产生与公用电网同频同相的交流电直接输送至市电（电网）；

7.设计有独立的数据采集模块，方便实时的监测与存储功能，提供高精度的数据存储和图形显示，并可生成数据存储文件，对数据进行后期处理，完成数据存储、打印、显示等功能。

附图说明

附图1为本实用新型的系统平台功能原理图； 

附图2为本实用新型的系统平台显示界面面板图；

附图3为本实用新型的系统平台实验操作面板图；

附图4为本实用新型的系统平台机械图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的系统实验平台进行详细描述。 

如图1所示，发电设备包括：太阳能电池阵列11、支架及其追日控制系统，作为供电单元及研究对象，实现太阳能到电能的转化以及系统对外界环境下电池板最大功率的跟踪。 

太阳能型充放电控制器,作为对前路供电的综合控制单元，具有太阳能电池输入端口，控制太阳能电池对蓄电池进行智能充电，具有防雷、太阳能防反充、过电压自动刹车、蓄电池反接和开路保护等。