太阳能并网光伏体验箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能并网光伏体验箱，其结构包括连接导线、箱体和箱盖；所述连接导线一端设有插头连接件I，另一端设有接线端子；所述箱体和所述箱盖铰接连接，所述箱体内侧设有控制面板，所述箱盖内侧设有太阳能电池组件；所述控制面板上设有插头连接件II、直流接线排、降压模块、微型并网逆变器、光源、开关和显示电表。本实用新型将并网系统运行所需部件集中于一个体验箱中，携带方便，并网运行情况一目了然，便于对初学者讲解并网光伏发电系统的实际运行情况和运行原理，不仅可以作为教学中的实训装置，还可作为企业推广并网光伏发电的有效宣传工具。
【专利说明】
太阳能并网光伏体验箱
技术领域
[0001]本实用新型涉及分布式并网光伏发电技术领域，具体的说是一种太阳能并网光伏体验箱，用于进行太阳能分布式并网光伏发电工作原理演示，是一种可移动式的并网发电系统实训装置。
【背景技术】
[0002]随着经济的高速发展，环境污染的问题日趋严重，我国中东部地区经济较发达，环境污染问题也相对较为严重。特别是京津冀、长三角、珠三角等地区，个别城市每年出现雾霾天气的天数超过2 O O天。据统计，我国东部地区面积仅占我国国土面积的8 %左右，却消耗了全国近半的煤炭、石油、钢铁、水泥等资源，形成了大量的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等环境污染物的排放。同时我国中东部地区又是太阳光照较强的地区，分布式光伏发电的推广应用将有效缓解我国能源消耗对燃煤的依赖，是减少排放的有效手段。优化现有能源结构，充分利用太阳能资源替代和减少化石能源消费迫在眉睫。为此，国家能源局加大分布式光伏的推广力度。国家正在逐步的将重心从之前的大型地面光伏电站转向分布式光伏发电方向，越来越多的光伏企业也加入分布式并网光伏的推广中。
[0003]但是，很多人对分布式并网光伏原理不清楚，对于非专业人员来说，并网光伏运行原理讲解起来不易理解，他们更想看到的是一个真实的运行系统，理论和实际联系起来学习更容易。而现实中实际运行的小型分布式系统至少也要2kW以上，让每个初学者能看到实际运行系统几乎很难实现，而技术院校的实验平台又是非移动性的。
[0004]分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
[0005]目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。
【实用新型内容】
[0006]针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种太阳能并网光伏体验箱，该装置将并网系统运行所需部件集中于一个体验箱中，形成一种太阳能分布式并网光伏发电工作原理演示系统，作为教学中的实训装置和推广并网光伏发电的有效宣传工具，利于初学者快速理解并网光伏发电的运行原理。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案包括:太阳能并网光伏体验箱，包括连接导线、箱体和箱盖;所述连接导线一端设有插头连接件I，另一端设有接线端子;所述箱体和所述箱盖铰接连接，所述箱体内侧设有控制面板，所述箱盖内侧设有太阳能电池组件;所述控制面板上设有插头连接件I1、直流接线排、降压模块、微型并网逆变器、光源、开关和显不电表；
[0008]所述太阳能电池组件的输出端与所述接线端子对接，所述插头连接件II与所述插头连接件I对接;所述插头连接件II的正负极接入所述直流接线排的两个电极中，所述直流接线排通过所述开关分别与所述降压模块和所述微型并网逆变器的输入端相连接，所述降压模块的输出端与所述光源相连接，所述微型并网逆变器的输出端与所述显示电表的输入端相连接。
[0009]为提高装置的安全性，进一步的技术方案为:还包括漏电保护插头，所述漏电保护插头通过所述控制面板上的穿线孔引出，所述漏电保护插头连接所述显示电表的输出端。
[0010]为减轻装置的整体重量，便于装置的携带，进一步的技术方案为:所述的箱体和箱盖由铝合金构成，所述箱体的底部设有拉杆，所述箱体的侧面设有提手。
[0011]进一步的技术方案为:所述插头连接件I为航空插头母头，所述插头连接件II为航空插头公头，所述接线端子为子弹型公母接头。
[0012]进一步的技术方案为:所述太阳能电池组件的正面设有TPT膜，背面设有PCB板，边缘处设有铝合金U型槽作为边框。PCB板为印刷电路板，TPT膜为聚氟乙烯复合膜，TPT膜两边是聚氟乙烯膜(PVF)，中间是聚对苯二甲酸乙醇酯膜(PET)，起到保护太阳能电池组件的作用，正面使用透明的TPT膜代替常规的钢化玻璃，大幅减轻重量，简易便携。设置铝合金U型槽边框，减轻重量的同时可以作为装置。
[0013]进一步的技术方案为:所述降压模块为36V转12V电源转换器。
[0014]进一步的技术方案为:所述直流接线排的正极输出端并联出两个接线端，分别为接线端I和接线端II;所述直流接线排的负极输出端并联出两个接线端，分别为接线端III和接线端IV。
[0015]进一步的技术方案为:所述的开关为三档旋转开关，所述开关上设有输入端1、输入端I1、输出端I和输出端II，所述输入端I与输出端I相连通，所述输入端II与输出端II相连通。
[0016]进一步的技术方案为:所述接线端I接入输入端I，所述接线端II接入输入端II，所述输出端I与所述降压模块的输入正极端相连接，所述输出端II与所述微型并网逆变器的输入正极端相连接;所述接线端III与所述降压模块的输入负极端相连接，所述接线端IV与所述微型并网逆变器的输入负极端相连接。
[0017]进一步的技术方案为:所述的显示电表上设有液晶显示屏和触摸按键。
[0018]本实用新型的有益效果是:本实用新型将并网系统运行所需部件集中于一个体验箱中，体积小、重量轻、携带方便，可作为企业大力推行并网光伏发电宣传工具及教学演示，利于初学者理解并网光伏运行原理。其操作简单，可使被培训人员随时可以理论联系实际。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例的外部结构示意图；
[0020]图2为图1的俯视图；
[0021]图3为图1的右视图；
[0022]图4为图1的左视图；
[0023]图5为本实用新型实施例的内部结构示意图；
[0024]图6为本实用新型实施例连接导线的结构示意图；
[0025]图7为本实用新型实施例的运行原理图。
[0026]图中:I外箱，2控制面板，3航空插头公头，4直流接线排，5降压模块，6微型并网逆变器，7光源，8旋转开关，9显示电表，10漏电保护插头，11太阳能电池组件，12航空插头母头，13连接导线，14子弹型公母接头，15市电电网。
【具体实施方式】
[0027]下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步的描述:
[0028]如图1?图4所示，太阳能并网光伏体验箱，包括外箱I和连接导线13，所述外箱I包括箱体和箱盖，箱体和箱盖铰接连接，所述箱体内侧设有控制面板2，所述箱盖内侧设有太阳能电池组件11。所述的外箱I为铝合金拉杆箱，外箱I的侧面设有提手。
[0029]连接导线13的结构如图6所示，连接导线13采用2*1.5护套线，长度为2m，连接导线13—端设有航空插头母头12，另一端设有子弹型公母接头14。
[0030]太阳能电池组件11包括六块太阳能电池板，每两块太阳能电池板相对放于箱盖内，每块太阳能电池板的峰值功率约为18W，峰值电压约为6.42V，峰值电流约为2.81A，并网光伏体验箱系统直流输入电压为36V，因此需要串联六块太阳能电池板。太阳能电池板背面以PCB板作为背板，代替常规组件上的TPT;正面使用透明TPT代替钢化玻璃，大幅度减轻重量，简易便携;使用铝合金U型槽作为边框，减轻重量的同时可以作为装饰。
[0031]控制面板2的结构如图5所示，控制面板2的正面镶嵌航空插头公头3、微型并网逆变器6、显示电表9、光源7和旋转开关8，控制面板2的背面通过十字盘头螺钉固定直流接线排4和降压模块5，通过控制面板2上的穿线孔引出漏电保护插头10。
[0032]微型并网逆变器6的具体参数和功能如下:宽电压输入:22_50VDC;多频率输出功能，可适用于50Hz、/60Hz频率的AC交流电，频率范围45 50 54\55 60 64Hz;输出纯正弦波；恒流、恒功率；电网有故障时自动关闭输出；最大功率点追踪(MPPT);输出220V交流电的逆变器可使用的电网电压范围:180V-262V，50/60Hz。
[0033]显示电表9采用液晶显示电表，屏幕全数字化操作，彩色数码显示。触摸按键操作方便；电流显示单位智能切换，电流小于IA时显示单位为mA。电能显示单位智能切换，电能小于IkWh时显示单位Wh，小数点后两位，大于IkWh时显示单位为kWh，小数点后位数随测量结果而变化，小数点最多四位。有电量清零功能。电度计量表功能包含:功率测量、电压测量、电流测量、功率因数测量、碳排放测量、年用电量测量、电能测量、频率测量、累计用电时间显示。
[0034]降压模块5采用36V转12V电源转换器。输入电压:DC15V-58V，输出电压:DC12V，输出电流1.5A，转换率大于90%，有过流、过压、过温保护，障碍排除后自动恢复工作，工作温度:-40 cC-85 cC ο
[0035]旋转开关8为三档式旋转开关，两常开中间断；安装孔径Φ22mm，旋钮寿命:5200次，绝缘电阻2 50ΜΩ，接触电阻^ 50πιΩ。
[0036]直流接线排4采用栅栏接线ΤΒ-1504式接线端子;光源7采用LED直流光源，1W/12V;漏电保护插头10的参数为:220V、10Α。
[0037]下面对于本实施例的接线情况进行说明:
[0038]六块太阳能电池板相互之间串联，串联后的输出端分别与连接导线13的子弹型公母接头14对接，连接导线13的航空插头母头12与镶嵌在控制板2上的航空插头公头3相对接。
[0039]航空插头公头3的正负极接直流接线排的两个电极中(直流正负极输入端)，正极接正极，负极接负极，直流接线排4的正极输出端并联出两个接线端，分别为接线端I和接线端II;直流接线排4的负极输出端并联出两个接线端，分别为接线端III和接线端IV。旋转开关8上设有输入端1、输入端I1、输出端I和输出端II，所述输入端I与输出端I相连通，所述输入端II与输出端II相连通。
[0040]直流接线排4引出的接线端I接入旋转开关8的输入端I，直流接线排4引出的接线端11接入旋转开关8的输入端11，旋转开关8的输出端I与降压模块5的输入正极端相连接，旋转开关8的输出端II与微型并网逆变器6的输入正极端相连接。
[0041]直流接线排4的负极端并联出的接线端III和接线端IV，一个与降压模块5的输入负极端相连接，另一个与微型并网逆变器6的输入负极端相连接。降压模块5的输出端正负极与光源7的正负极相接。
[0042]微型并网逆变器6的交流输出端与显示电表9的输入端相连接，显示电表9的输出端接漏电保护插头10。
[0043]为便于对本实用新型的理解，下面结合一个运行过程对本实用新型作进一步的描述:
[0044]如图7所示，六块太阳能电池板相互串联，形成太阳能方阵，太阳能方阵在阳光的照射下产生直流电，直流电通过旋转开关8可分为两个电流通路。电流通路1:将旋转开关8拨至太阳能直流供电端，电流经过降压模块5，将直流电的高电压转换为低电压供给直流光源7。光源灯亮，证明太阳能电池组件11发电正常。电流通路I1:将旋转开关8拨至太阳能并网发电端，电流经过微型并网逆变器6，将直流电逆变成220V交流电并通过显示电表9，与市电电网15相连接。显示电表9可以显示太阳能方阵上传电网的电量、电压、电流及频率、碳排放量等参数，以此说明太阳能电池组件11发出的电可以正常上传至电网。太阳能分布式并网光伏发电主要由太阳能电池组件、并网逆变器、电表等器件构成。
[0045]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不是本实用新型的全部实施例，不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0046]除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本实用新型的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。
【主权项】
1.太阳能并网光伏体验箱，其特征是，包括连接导线、箱体和箱盖;所述连接导线一端设有插头连接件I，另一端设有接线端子;所述箱体和所述箱盖铰接连接，所述箱体内侧设有控制面板，所述箱盖内侧设有太阳能电池组件;所述控制面板上设有插头连接件I1、直流接线排、降压模块、微型并网逆变器、光源、开关和显示电表； 所述太阳能电池组件的输出端与所述接线端子对接，所述插头连接件II与所述插头连接件I对接;所述插头连接件II接入所述直流接线排中，所述直流接线排通过所述开关分别与所述降压模块和所述微型并网逆变器的输入端相连接，所述降压模块的输出端与所述光源相连接，所述微型并网逆变器的输出端与所述显示电表的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，还包括漏电保护插头，所述漏电保护插头通过所述控制面板上的穿线孔引出，所述漏电保护插头连接所述显示电表的输出端。3.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述的箱体和箱盖由铝合金构成，所述箱体的底部设有拉杆，所述箱体的侧面设有提手。4.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述插头连接件I为航空插头母头，所述插头连接件II为航空插头公头，所述接线端子为子弹型公母接头。5.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述太阳能电池组件的正面设有TPT膜，背面设有PCB板，边缘处设有铝合金U型槽作为边框。6.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述降压模块为36V转12V电源转换器。7.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述直流接线排的正极输出端并联出两个接线端，分别为接线端I和接线端II;所述直流接线排的负极输出端并联出两个接线端，分别为接线端III和接线端IV。8.根据权利要求7所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述的开关为三档旋转开关，所述开关上设有输入端1、输入端I1、输出端I和输出端II，所述输入端I与输出端I相连通，所述输入端II与输出端II相连通。9.根据权利要求8所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述接线端I接入输入端I，所述接线端II接入输入端II，所述输出端I与所述降压模块的输入正极端相连接，所述输出端II与所述微型并网逆变器的输入正极端相连接;所述接线端III与所述降压模块的输入负极端相连接，所述接线端IV与所述微型并网逆变器的输入负极端相连接。10.根据权利要求1所述的太阳能并网光伏体验箱，其特征是，所述的显示电表上设有液晶显不屏和触摸按键。
【文档编号】G09B23/18GK205429764SQ201620262572
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】邓敬莲, 司纪强, 周圣文, 朱金才
【申请人】皇明洁能控股有限公司