[發(fā)明專利]一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210056031.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN102610146A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖志凌;梅從立;徐東;楊兆銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18;H02J7/35
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及教學(xué)試驗(yàn)器具領(lǐng)域，尤其涉及一套新型多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)能源環(huán)境正面臨巨大危機(jī)。石油儲(chǔ)量、煤儲(chǔ)量均在減少，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，生態(tài)平衡嚴(yán)重破壞，對(duì)新能源的應(yīng)用正受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。新能源發(fā)電主要包括了太陽(yáng)能發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電，生物質(zhì)能發(fā)電等。其中，太陽(yáng)能發(fā)電因具有儲(chǔ)量巨大、不會(huì)枯竭、清潔環(huán)保、不受地域限制及維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛范圍。目前，我國(guó)正把大力開發(fā)利用新能源及可再生能源作為優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、保障我國(guó)能源安全的戰(zhàn)略新高點(diǎn)。

然而，當(dāng)前總體上我國(guó)的新能源技術(shù)的發(fā)展仍處于初級(jí)階段，在新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大形勢(shì)下，卻面臨著新能源技術(shù)方面專業(yè)人才短缺的現(xiàn)象，這種狀況將嚴(yán)重制約中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與之對(duì)應(yīng)的，各高校所開展的新能源技術(shù)課程才剛剛起步，教學(xué)模式還不成熟，配套的專業(yè)教材與專業(yè)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)儀器都處于良莠不齊，亟待規(guī)劃和有效開發(fā)中。目前，針對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)的配套教學(xué)設(shè)備數(shù)量有限，功能比較單一，甚至華而不實(shí)，不能積極有效地起到輔助教學(xué)，加深理解的作用，嚴(yán)重影響著新能源方面人才的培養(yǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能發(fā)電原理、太陽(yáng)能發(fā)電與蓄電池充放電、光伏并網(wǎng)逆變、離網(wǎng)逆變、直流供電等新能源發(fā)電有關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)，模塊化的解決方案的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)操作面板和發(fā)電設(shè)備；所述實(shí)驗(yàn)操作面板上繪制有光伏發(fā)電系統(tǒng)的電路連接圖；所述發(fā)電設(shè)備包括模擬太陽(yáng)光源、自動(dòng)追日跟蹤的太陽(yáng)能電池陣列、太陽(yáng)能充放電控制器、并網(wǎng)逆變器、離網(wǎng)逆變器和蓄電池，所述發(fā)電器件通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作面板上的電路連接圖電連接，其連接關(guān)系為：所述太陽(yáng)能電池陣列分別接入所述太陽(yáng)能控制器和并網(wǎng)逆變器輸入端，所述離網(wǎng)逆變器并聯(lián)到所述太陽(yáng)能控制器的輸出端，所述蓄電池經(jīng)防反二極管與所述太陽(yáng)能型控制器連接；所述離網(wǎng)逆變器與并網(wǎng)逆變器輸出端分別與交流輸出接口相連；直流輸出接口并聯(lián)接入所述太陽(yáng)能型控制器的輸出端；所述模擬太陽(yáng)光源用于產(chǎn)生模擬太陽(yáng)光。

所述實(shí)驗(yàn)操作面板上設(shè)有多個(gè)電壓表和電流表，用于檢測(cè)所述太陽(yáng)能型控制器輸入端和輸出端的電流和電壓。

所述實(shí)驗(yàn)操作面板上連接線路上設(shè)有斷路器，用于控制電路通斷。

所述實(shí)驗(yàn)操作面板上連接線路上設(shè)有指示燈，用于顯示電路通斷。

進(jìn)一步，還包括多路電壓電流數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和顯示器，所述采集卡采集所述太陽(yáng)能控制器輸入端和輸出端的電流和電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲇?jì)算機(jī)，所述顯示器顯示所述電流和電壓數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：

1.整套系統(tǒng)涵蓋了目前太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)幾乎所有的用電方式，采用實(shí)驗(yàn)操作面板，結(jié)合斷路器和指示燈，直觀展現(xiàn)了本光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成和功能特色，且方便學(xué)生接線與實(shí)驗(yàn)操作；

2.專門設(shè)有防反二極管的蓄電池充放電分路設(shè)計(jì)及相關(guān)保護(hù)功能。采用專用太陽(yáng)能型充放電控制器對(duì)其進(jìn)行充放電控制，與太陽(yáng)能電池板發(fā)電形成聯(lián)合供電系統(tǒng)，提供給下一級(jí)直流負(fù)載或者為離網(wǎng)逆變提供直流電源；

5.獨(dú)立的離網(wǎng)逆變器模塊，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)及蓄電池聯(lián)合供電的離網(wǎng)逆變過(guò)程，為交流負(fù)載提供標(biāo)準(zhǔn)的220V交流電；

6.獨(dú)立的并網(wǎng)逆變器模塊，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變過(guò)程，將產(chǎn)生與公用電網(wǎng)同頻同相的交流電直接輸送至市電（電網(wǎng)）；

7.設(shè)計(jì)有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集模塊，方便實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與存儲(chǔ)功能，提供高精度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和圖形顯示，并可生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印、顯示等功能。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)平臺(tái)功能原理圖；

附圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)平臺(tái)顯示界面面板圖；

附圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)操作面板圖；

附圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)平臺(tái)機(jī)械圖；

附圖5為本發(fā)明開發(fā)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控操作和顯示界面。

具體實(shí)施辦法

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，發(fā)電設(shè)備包括：太陽(yáng)能電池陣列、支架及其追日控制系統(tǒng)，作為供電單元及研究對(duì)象，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)化以及系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境下電池板最大功率的跟蹤。

太陽(yáng)能型充放電控制器,作為對(duì)前路供電的綜合控制單元，具有太陽(yáng)能電池輸入端口，控制太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池進(jìn)行智能充電，具有防雷、太陽(yáng)能防反充、過(guò)電壓自動(dòng)剎車、蓄電池反接和開路保護(hù)等。