专利名称：一种交直流混合光伏系统实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交直流混合光伏系统的设计和实训，特别涉及一种便携式交直流混合光伏系统实验装置。
背景技术：
近年来，许多院校相继开设了光伏相关专业，在开展教学过程中，发现该专业几乎没有合适的实训设施可以直接采用，如果仅仅以理论教学为主，那么专业教学将缺乏实践性和直观性。教师的授课方式也将变得单一，学生对专业学习也将失去主观积极性。目前，市场上现有的光伏类实验台体积庞大、价格昂贵，而且功能不完善，无法开 展设计性实验，拓展教学内容。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种便于携带、功能全面的交直流混合光伏系统实验
>J-U ρ α装直。为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案该实验装置包括用于构建光伏系统的元件模块以及用于安放元件模块的箱盖面板以及箱体面板，所述元件模块包括设置于箱盖面板上的若干块太阳能电池组件以及设置于箱体面板上的逆变器、交流负载、直流负载以及备用电源输出，元件模块的接口均以插孔的形式设置于箱盖面板或箱体面板上。所述实验装置还包括实验箱，实验箱包括箱盖以及与箱盖相连的箱体，箱盖面板安装于箱盖内，箱体面板安装于箱体内。所述备用电源输出包括交流电源输出以及直流电源输出。所述箱盖面板上设置有与太阳能电池组件相连的旁路二极管。所述元件模块还包括设置于箱体面板上的直流电压表、直流电流表以及直流电能表。所述元件模块还包括设置于箱体面板上的市电/光伏转换装置。所述市电/光伏转换装置包括市电引入插孔以及三位两通船形开关。所述元件模块还包括模拟太阳光照系统，模拟太阳光照系统包括设置于箱体面板上的模拟太阳光源、照度计以及调光开关，调光开关与模拟太阳光源相连。所述模拟太阳光源为白炽灯。所述元件模块还包括设置于箱体面板上的太阳能控制器以及蓄电池。本实用新型所述交直流混合光伏系统实验装置摒弃了现有实验台内设置的大量自动控制电路，有效地缩小了实验装置的体积、简化了结构，同时，为了充分调动学生自主学习的积极性，将实验内容模块化，实验装置各个模块的接口均以插孔的形式留出，可以让学生自己按要求去设计建立光伏系统，另外，通过设置备用电源输出，增强了设计性实验的灵活性，扩展了现有实验台的功能。[0017]进一步的，本实用新型所述实验装置在设计时，结合专业教学的需要，尽可能将更多的教学内容引入实验装置，该实验装置可以模拟光照，同时演示交直流负载的工作过程，在整个系统中引入计量装置，使光电转换的效果更加直观，此外，引入并网模拟系统，不但丰富了实验箱的教学功能和手段，而且使光伏系统和市电系统的同步切换实验化。
图1是本实用新型的结构框图；图2a为箱盖面板结构示意图，图2b为箱体面板结构示意图；图中1直流电流表、2直流电压表、3太阳能控制器、4直流电能表、5蓄电池、6直流负载区、7交流负载区、8逆变器、9三位两通船形开关、10市电引入插孔、11照度计、12太阳能电池组件、13箱盖面板、14箱体面板。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。参见图1以及图2，本实用新型所述实验装置包括用于构建光伏系统的元件模块以及用于安放元件模块的箱盖面板13以及箱体面板14，所述实验装置还包括实验箱，实验箱包括箱盖以及与箱盖相连的箱体，箱盖面板安装于箱盖内，箱体面板安装于箱体内，通过引入便携式的实验箱，可根据需要随时随地进行教学演示和实验，所述元件模块包括设置于箱盖面板上的若干块太阳能电池组件12以及设置于箱体面板上的逆变器8、交流负载、直流负载以及备用电源输出，引入独立的电池组件，可根据需要对其进行串并联连接，从而可以获得不同的输出参数，所述备用电源输出包括交流电源输出以及直流电源输出，元件模块的接口均以插孔的形式设置于箱盖面板或箱体面板上。所述箱盖面板上设置有与太阳能电池组件相连的旁路二极管，引入旁路二极管用于保护太阳能电池组件，防止太阳能电池组件接入电路后因为较高的正向偏压或热斑效应发热而损坏。所述元件模块还包括设置于箱体面板上的直流电压表2、直流电流表I以及直流电能表4，引入直流电压表和直流电流表，以此实时显示太阳能电池组件光伏方阵输出端的瞬时电压和电流值，引入直流电能表，以此计量光伏方阵在一段时间内的发电量。所述元件模块还包括设置于箱体面板上的市电/光伏转换装置，所述市电/光伏转换装置包括市电引入插孔10 (用于市电接入)以及三位两通船形开关9 (用于市电/光伏系统的切换)，引入市电/光伏转换装置，通过三位两通船型开关模拟并网系统的切换过程。所述元件模块还包括模拟太阳光照系统，模拟太阳光照系统包括设置于箱体面板上的模拟太阳光源、照度计11以及调光开关，调光开关与模拟太阳光源相连，所述模拟太阳光源为白炽灯，引入模拟太阳光照系统，通过调光开关的调节和照度计的测量，验证光强变化对光生伏特效应的影响。所述元件模块还包括设置于箱体面板上的太阳能控制器3以及蓄电池5，蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池组件所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来，太阳能控制器相当于整个光伏系统的大脑，控制着整个系统的工作状态，并对蓄电池起过充电、过放电保护作用。所述插孔以颜色区分为直流测试用插孔和交流测试用插孔，用于元件模块之间的连接和相关参数的测定。通过引入插孔，拓展实验箱的应用功能。实施例交直流混合光伏系统安装在便携式实验箱内。实验箱装置包含四块可进行串并联连接的太阳能电池组件、旁路二极管、直流电压表和电流表、直流电能表、蓄电池、太阳能控制器、逆变器、测试插孔、直流负载、交流负载、照度计、模拟光源和三位两通船型开关。各部件的接口均以插孔的形式留出，在实验过程中可以根据实验需要通过所配线束进行连接。交直流混合光伏系统实验箱的主要部件如图1和图2所示。其中，箱盖面板主要由四块太阳能电池组件和四只旁路二极管组成；箱体面板主要由以下几部分组成1、2_直流电流表和直流电压表，用于显示太阳能方阵的瞬时输出电流和电压；3-太阳能控制器，相当于整个光伏系统的大脑，控制着整个系统的工作状态，并对蓄电池起过充电、过放电保护作用；4-直流电能表，用于计量太阳能方阵所产生的电能；5-蓄电池，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；6-直流负载区，演示直流负载的工作过程，并设有DC12V备用输出端，以便用于拓展实验内容；7-交流负载区，演示交流负载的工作过程，并设有AC220V备用输出端，以便用于拓展实验内容；8-逆变器，将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，供给交流负载使用；9-三位两通船形开关，用于市电/光伏系统的切换； 10-市电引入插孔，用于市电接入；11-照度计，用于测定太阳光照的强度。在直流负载区6当中，在备用输出端电路中设计安装了电压调节和输出显示仪表，可根据负载的需要输出DC0-DC12V之间的任意电压，以供使用。交直流混合光伏系统实验箱可开展的实验主要有光照强度的变化对太阳能电池组件输出电能的影响；旁路二极管对所在回路电池组件的保护功能实验；电池组件的串并联实验；太阳能电池方阵输出参数测定实验；太阳能电池方阵输出电能的测定实验；控制器的功能参数设定实验；直流负载在光伏系统中的应用；交流负载在光伏系统中的应用；根据给定负载参数，利用备用输出端，合理设计光伏系统；照度计测定光照强度试验；[0055]光伏/市电系统切换实验；结合专业教学内容，以光伏系统的设计和应用为主要目标，设计开发了交直流混合光伏系统实验箱。本实用新型交直流混合光伏系统实验箱所有部件均独立设置，相互之间无连线，学生可根据实验内容，自行设计和连线，充分发挥了本实用新型灵活多样的功能，激发了学生的学习 兴趣。
权利要求1.一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于该实验装置包括用于构建光伏系统的元件模块以及用于安放元件模块的箱盖面板(13)以及箱体面板(14)，所述元件模块包括设置于箱盖面板上的若干块太阳能电池组件(12)以及设置于箱体面板上的逆变器(8)、交流负载、直流负载以及备用电源输出，元件模块的接口均以插孔的形式设置于箱盖面板或箱体面板上。
2.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述实验装置还包括实验箱，实验箱包括箱盖以及与箱盖相连的箱体，箱盖面板安装于箱盖内，箱体面板安装于箱体内。
3.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述备用电源输出包括交流电源输出以及直流电源输出。
4.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述箱盖面板上设置有与太阳能电池组件相连的旁路二极管。
5.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述元件模块还包括设置于箱体面板上的直流电压表(2)、直流电流表(I)以及直流电能表(4)。
6.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述元件模块还包括设置于箱体面板上的市电/光伏转换装置。
7.根据权利要求6所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述市电/光伏转换装置包括市电引入插孔(10)以及三位两通船形开关(9)。
8.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述元件模块还包括模拟太阳光照系统，模拟太阳光照系统包括设置于箱体面板上的模拟太阳光源、照度计(11)以及调光开关，调光开关与模拟太阳光源相连。
9.根据权利要求8所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述模拟太阳光源为白炽灯。
10.根据权利要求1所述一种交直流混合光伏系统实验装置，其特征在于所述元件模块还包括设置于箱体面板上的太阳能控制器⑶以及蓄电池(5)。
专利摘要本实用新型提供一种交直流混合光伏系统实验装置包括用于构建光伏系统的元件模块以及用于安放元件模块的箱盖面板以及箱体面板，所述元件模块包括设置于箱盖面板上的若干块太阳能电池组件以及设置于箱体面板上的逆变器、交流负载、直流负载以及备用电源输出，元件模块的接口均以插孔的形式设置于面板上，本实用新型所述交直流混合光伏系统实验装置摒弃了现有实验台内设置的大量自动控制电路，有效地缩小了实验装置的体积、简化了结构，同时，各个模块的接口均以插孔的形式留出，让学生自己按要求去设计建立光伏系统，另外，通过设置备用电源输出，增强了设计性实验的灵活性，扩展了现有实验台的功能。
文档编号G09B23/18GK202838768SQ20122045709
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者范宇峰, 余文涛 申请人:陕西航天职工大学