太陽能光伏發電實訓系統平臺

一、產品要求：
離網型太陽能光伏發電實訓系統平臺，要求采用單元化獨立網孔面板結構，模塊化功能設計。光伏發電由模擬光源與跟蹤系統組成，模擬光源采用擺臂式，手動或自動化模擬太陽從升起到日落過程，電池板采用4塊獨立單晶電池組件組成，跟蹤裝置采用雙軸二維跟蹤系統，既可手動跟蹤，也可PLC自動傳感器跟蹤，使光伏組件正對光源輸出最大功率；環境采集模塊可以實時采集電池組件表面的光照強度、溫度及濕度，方便測試環境變化對光伏發電性能的影響；儀表單元實時采集系統發用電信息，并傳遞給組態觸摸屏，進行綜合監測；光伏控制器與離網逆變器均采用原理與結構外露的形式，核心驅動板均采用STM32F103ZET6的高性能ARM處理器進行控制，控制器采用先進的PWM充電技術，逆變器采用高頻隔離的全橋正弦逆變拓撲結構，所有驅動信號波形均可在線進行測試，方便學生更加深入了解控制器和逆變器的結構與原理。采用工業觸摸屏，通過上位機軟件對系統發用電數據進行報表存儲、查詢和打印。
二、主要參數：
（1）系統輔助電源：明緯DC24V/3A×2；明緯DC5V/2A。
（2）太陽能電池組件：單晶組件，最大輸出功率20W，工作電壓17.6V，工作電流1.14A，數量4塊，尺寸(450×430×25mm）。
（3）模擬光源：飛利浦500W鹵鎢燈×2，由紫光蝸桿減速機擺動，模擬太陽升起至日落運動，運動角度110±5°。
（4）模擬光源拖動電機：紫光交流電機，電源AC220V±10%、50HZ；額定輸出功率90W、額定轉速1350rpm。
（5）模擬光源拖動減速機：紫光減速機，減速比3000:1。
（6）光伏跟蹤傳感器：采用四象限高精度光敏傳感器結構，6路模擬量信號輸出，輸出電壓0-5V。跟蹤傳感器探頭采用無色透明外殼，方便學生觀察學習。
（7）太陽能跟蹤系統：采用雙軸二維跟蹤方式，水平270±5°，俯仰75±5°，精度±0.5°；DC24V直流同步電機驅動，額定轉速10rpm。
（8）太陽能跟蹤控制單元：手動/自動模擬光源運動與光伏跟蹤控制采用三菱PLC主控模塊。
（9）光照及溫濕度傳感器模塊：光照度0-20K(LUX)、精度1%，溫度-40-80℃、精度±0.5℃，濕度0-99.9%RH、精度±3%RH，隔離RS485信號輸出。
（10）儀表顯示單元：2個直流電壓表DC0-50V；2個直流電流表DC0-5A；1個交流電壓表AC0-300V；1個交流電流表AC0-2A；隔離RS485信號輸出。
（11）蓄電池組：天能鉛酸電池12V/12AH ×2（塊）。
（12）太陽能控制器：額定電壓DC12V、額定電流DC5A、PWM(脈沖寬度調制)方式充電；微控制器采用ARM內核32位高性能大容量STM32F103ZET6芯片；軟件基于C語言嵌入式實時操作系統（RTOS）開發，電路模塊化開放設計，方便進行充電波形與電路電氣測試；具有充放電指示、電池狀態指示、溫度補償等功能；具有蓄電池反接、夜間防反沖、防雷、光伏限流、過充、過放、負載過載、短路等保護功能；具有RS485隔離通訊和RS232通訊功能。
（13）離網逆變器：輸入電壓DC12V；輸出AC220V±10%、50HZ、300VA、純正弦波；輸入輸出采用高頻變壓器隔離；微控制器采用ARM內核32位高性能大容量STM32F103ZET6芯片；軟件基于C語言嵌入式實時操作系統（RTOS）開發，電路模塊化開放設計，方便進行升壓驅動波形、SPWM逆變驅動波形、逆變輸出電壓電流波形與相關電路電氣測試；具有過欠壓關斷、過載等保護功能。具有RS485隔離通訊和RS232通訊功能。
（14）負載
直流阻性負載：3W高亮度LED燈。
直流感性負載：2.8W直流風扇。
交流阻性負載：15W交流警示燈。
交流感性負載：三菱FR-D720S-0.4K-CHT變頻器驅動25W交流調速電機。
功率電阻模塊：0-2000歐連續可調,功率120W,帶刻度盤。
（15）組態觸摸屏：采用三菱觸摸屏GT2310-VTBA；實時監測系統發電、用電與環境參數等信息；具有歷史曲線顯示。
（16）監控軟件：基于C#語言開發，采用嵌入式SQLite數據庫實時存儲數據；實時監測并存儲系統發電、用電與環境參數等信息，實時對模擬光源、光伏跟蹤進行遙控；具有曲線顯示、歷史報表查詢、EXCEL文檔輸出、打印等功能。
三、技術性能
（1）輸入電源：AC220V±10% 50HZ
（2）裝置容量：<1.8KVA
（3）安全保護：帶電源指示，急停控制及漏電保護，安全符號國家標準
（4）外形尺寸：158×110×155mm(光伏跟蹤裝置)/940×620×1940mm（網孔單元裝置)
四、可完成實驗項目
（1)太陽能電池發電原理與特性曲線
（2)太陽能電池組件串并聯輸出特性
（3)三菱PLC編程與控制
（4)光伏自動跟蹤原理與編程控制
（5)離網光伏發電系統的組成
（6)蓄電池的充放電特性
（7)太陽能控制器的原理與功能
（8)離網逆變器的原理與功能
（9)儀表監測與通訊
（10) 組態軟件監控與編程
（11) 上位機軟件開發與通訊

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