光伏發(fā)電試驗臺,光伏發(fā)電試驗裝置,光伏發(fā)電試驗設(shè)備
2022-07-09 14:30
圖1-1光源模擬跟蹤裝置 圖1-2控制系統(tǒng)
光伏發(fā)電試驗臺,光伏發(fā)電試驗裝置,光伏發(fā)電試驗設(shè)備由光源模擬跟蹤裝置和控制系統(tǒng)兩大部分組成，光伏發(fā)電實驗臺主要面向職高、大學(xué)、研究生、以燃料電池發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。如圖1-1、2所示：
二、光伏發(fā)電試驗臺,光伏發(fā)電試驗裝置,光伏發(fā)電試驗設(shè)備光源模擬跟蹤裝置和控制系統(tǒng)：
1、光源模擬跟蹤裝置：由4塊太陽能電池板組件、3盞300W投射燈、追日跟蹤傳感器、水平和俯仰方向運動機構(gòu)、直流電動機和支架組成。
太陽能電池板組件的主要參數(shù)：
1）額定功率 20W
2）額定電壓 17.2V
3）額定電流 1.17A
4）開路電壓 21.4V
5）短路電流 1.27A
6）尺寸 430×430×28mm
2、控制系統(tǒng)：
光伏發(fā)電控制監(jiān)控系統(tǒng)由電池板單元、太陽能控制器單元、蓄電池單元、保險單元、陽光傳感器、傳感器限位單元、模擬太陽單元、兩軸聯(lián)動單元、plc控制單元、繼電器單元、按鈕及按鈕接線單元、和相應(yīng)的逆變器儀表電源組成。光伏發(fā)電控制監(jiān)控系統(tǒng)采用接插線的形式進行接線，方便學(xué)生自行設(shè)計實訓(xùn)。
3.追日系統(tǒng)
由光源模擬跟蹤裝置和控制監(jiān)控系統(tǒng)組成了追日系統(tǒng)，控制燈光來模擬太陽光源（晨日太陽、午日太陽、夕日太陽）的運行軌跡以及太陽光的入射角度，太陽能電池板上的模擬追日跟蹤傳感器采集模擬太陽光照度信息及位置信息，控制水平和俯仰方向運動機構(gòu)，使太陽能電池板始終正對著模擬太陽光源，以提高太陽能電池的發(fā)電效率。光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖1-3所示。
太陽能電池板組件的主要參數(shù)：
1）額定功率 20W
2）額定電壓 17.2V
3）額定電流 1.17A
4）開路電壓 21.4V
5）短路電流 1.27A
6）尺寸 430×430×28mm
2、控制系統(tǒng)：
光伏發(fā)電控制監(jiān)控系統(tǒng)由電池板單元、太陽能控制器單元、蓄電池單元、保險單元、陽光傳感器、傳感器限位單元、模擬太陽單元、兩軸聯(lián)動單元、plc控制單元、繼電器單元、按鈕及按鈕接線單元、和相應(yīng)的逆變器儀表電源組成。光伏發(fā)電控制監(jiān)控系統(tǒng)采用接插線的形式進行接線，方便學(xué)生自行設(shè)計實訓(xùn)。
3.追日系統(tǒng)
由光源模擬跟蹤裝置和控制監(jiān)控系統(tǒng)組成了追日系統(tǒng)，控制燈光來模擬太陽光源（晨日太陽、午日太陽、夕日太陽）的運行軌跡以及太陽光的入射角度，太陽能電池板上的模擬追日跟蹤傳感器采集模擬太陽光照度信息及位置信息，控制水平和俯仰方向運動機構(gòu)，使太陽能電池板始終正對著模擬太陽光源，以提高太陽能電池的發(fā)電效率。光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖1-3所示。
圖1-3光源模擬跟蹤裝置和控制監(jiān)控系統(tǒng)框圖
4、監(jiān)控系統(tǒng)：本系統(tǒng)采用focusV1.0監(jiān)控軟件，對系統(tǒng)的各個監(jiān)控控制點進行控制，監(jiān)控畫面如圖1-4所示：
2.1實驗項目簡介：
1、太陽能電池板負載特性測試
太陽能電池板負載特性測試如圖2-1所示：
1、太陽能電池板負載特性測試
太陽能電池板負載特性測試如圖2-1所示：
2、環(huán)境對光伏發(fā)電的影響：將太陽能電池板遮擋0%、電池板遮擋25%、電池板遮擋50%、電池板遮擋100%、晨日燈開啟、午日燈開啟、晚日燈開啟和自然光照射，觀察電池板的電壓電流變化，了解環(huán)境對光伏發(fā)電的影響。如圖2-2所示：
3、太陽能光伏系統(tǒng)直接負載實訓(xùn)：將電池板的輸出端串并成24v電壓輸出形式，將線直接接到24v負載兩端，觀察電壓電流的變化情況。在將電池板的輸出端串并成12v電壓輸出形式，將線直接接到12v負載兩端，觀察電壓電流的變化情況。如圖2-3所示：
4、蓄電池直接負載實訓(xùn)：將蓄電池的輸出端串并成24v電壓輸出形式，將線直接接到24v負載兩端，觀察電壓電流的變化情況。在將蓄電池的輸出端串并成12v電壓輸出形式，將線直接接到12v負載兩端，觀察電壓電流的變化情況。如圖2-4所示：
5、太陽能發(fā)電儲能系統(tǒng)實訓(xùn)：將太陽能發(fā)電電池板輸出端接成24v輸出形式，接到太陽能控制器的輸入端，在將蓄電池連接成24v接到太陽能控制器的蓄電池端，將直流24v負載接到相應(yīng)的位置。組成太能能電池板對蓄電池充電回路，觀察相應(yīng)的電流電壓表示數(shù)變換。如圖2-5所示：
6、太陽能電池板的伏安特性測試：
將太陽能發(fā)電電池板輸出端接成12v或者24v輸出形式，接到滑動變阻器兩端，觀察電流電壓變化。通過監(jiān)控軟件的到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。如圖2-6所示：
將太陽能發(fā)電電池板輸出端接成12v或者24v輸出形式，接到滑動變阻器兩端，觀察電流電壓變化。通過監(jiān)控軟件的到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。如圖2-6所示：
7、光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)
運行監(jiān)控軟件，對整個發(fā)電系統(tǒng)進行監(jiān)控控制，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如圖2-7所示：
運行監(jiān)控軟件，對整個發(fā)電系統(tǒng)進行監(jiān)控控制，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如圖2-7所示：
8、太陽能追蹤系統(tǒng)實訓(xùn)：
按照接線圖鏈接線路，控制兩軸聯(lián)動系統(tǒng)追蹤最佳發(fā)電位置。Plc接線圖在附表5.1，通過plc程序控制電機和燈完成最佳位置跟蹤。主電路接線圖如圖2-8所示：
按照接線圖鏈接線路，控制兩軸聯(lián)動系統(tǒng)追蹤最佳發(fā)電位置。Plc接線圖在附表5.1，通過plc程序控制電機和燈完成最佳位置跟蹤。主電路接線圖如圖2-8所示：
9、光伏發(fā)電系統(tǒng)接線調(diào)試：按照接線圖鏈接線路，完成整套系統(tǒng)的接線。通過plc程序模擬手動自動控制晨日、午日、晚日、兩軸聯(lián)動系統(tǒng)，完成系統(tǒng)調(diào)試。
10、逆變輸出220v波形測試：運用示波器，采集逆變輸出曲線。
3.1西門子plc編程設(shè)計
1、西門子226plc簡介
S7-200 PLC系列可編程控制器（PLC）是德國西門子公司的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的功能越來越強大，由邏輯控制發(fā)展到閉環(huán)控制；由速度較慢發(fā)展帶速度較快；由自動控制發(fā)展到智能控制；由單機控制發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)控制，PLC正朝著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)方向發(fā)展，已廣泛應(yīng)用到冶金、化工、電力、輕紡、交通、機械等國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。此學(xué)習(xí)情境以西門子S7-200 PLC226在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2、西門子226plc工作任務(wù)
（1）雙擊桌面上V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6圖標打開軟件。如圖3-1所示：
10、逆變輸出220v波形測試：運用示波器，采集逆變輸出曲線。
3.1西門子plc編程設(shè)計
1、西門子226plc簡介
S7-200 PLC系列可編程控制器（PLC）是德國西門子公司的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的功能越來越強大，由邏輯控制發(fā)展到閉環(huán)控制；由速度較慢發(fā)展帶速度較快；由自動控制發(fā)展到智能控制；由單機控制發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)控制，PLC正朝著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)方向發(fā)展，已廣泛應(yīng)用到冶金、化工、電力、輕紡、交通、機械等國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。此學(xué)習(xí)情境以西門子S7-200 PLC226在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2、西門子226plc工作任務(wù)
（1）雙擊桌面上V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6圖標打開軟件。如圖3-1所示：
（2）點擊瀏覽條中的通訊欄和plc進行通訊測試。如圖3-2所示：
3、追日流程： 追日系統(tǒng)是由plc程序控制光源模擬跟蹤裝置運行，追日流程圖如圖3-3所示：
4、輸入輸出表
| 輸入 | 名稱 | 輸出 | 名稱 | PC控制點 | 名稱 |
| I0.0 | 手動旋鈕 | Q0.0 | 電池板向東運動 | M3.0 | 啟動按鈕 |
| I0.1 | 自動旋鈕 | Q0.1 | 電池板向西運動 | M3.1 | 停止按鈕 |
| I0.2 | 啟動按鈕 | Q0.2 | 電池板向南運動 | M3.2 | 電池板向東 |
| I0.3 | 停止按鈕 | Q0.3 | 電池板向北運動 | M3.3 | 電池板向西 |
| I0.4 | 急停按鈕 | Q0.4 | 晚日 | M3.4 | 電池板向南 |
| I0.5 | 電池板向東 | Q0.5 | 午日 | M3.5 | 電池板向北 |
| I0.6 | 電池板向西 | Q0.6 | 晨日 | M3.6 | 晨日 |
| I0.7 | 電池板向南 | M3.7 | 午日 | ||
| I1.0 | 電池板向北 | M4.0 | 晚日 | ||
| I1.1 | 電池板東限位 | M4.1 | 復(fù)位 | ||
| I1.2 | 電池板西限位 | ||||
| I1.3 | 電池板南限位 | ||||
| I1.4 | 電池板北限位 | ||||
| I1.5 | 陽光傳感器東信號 | ||||
| I1.6 | 陽光傳感器西信號 | ||||
| I1.7 | 陽光傳感器南信號 | ||||
| I2.0 | 陽光傳感器北信號 | ||||
| I2.1 | 晨日 | ||||
| I2.2 | 午日 | ||||
| I2.3 | 晚日 |
系統(tǒng)監(jiān)控畫面如圖4-1所示：
5.1光伏發(fā)電系統(tǒng)plc接線圖
6.1光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖
7.1光伏發(fā)電系統(tǒng)主電路接線圖
