可移动式太阳能发电实验实训装置的制作方法

本实用新型涉及教学设备制造技术领域，尤其涉及一种可移动式太阳能发电实验实训装置。

背景技术：

在我国“十三五”规划中明确提出要进一步发展我国的新能源产业，教育部《高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）》提出要着重专科、本科层次的职业教育。而各类高等职业院校所开展的新能源专业刚刚起步，课程发展尚不成熟，尤其是实训课程中专业设备尚不完善，严重影响新能源专业发展与新能源人才培养。因此开展太阳能发电教学实训课程对职业教育十分重要。现有的太阳能发电实训设备主要问题在于使用模拟光源来模拟太阳的照射而非实际太阳的照射；现有的太阳能发电实训设备具有自动和手动的追日功能，但没有精确到角度，无法进行不同地区最佳倾角下的太阳能发电实训；现有的太阳能发电实训设备多使用非标光伏组件，无法满足学生对于实际太阳能发电系统工程的实训需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种可移动式太阳能发电实验实训装置，可以精确调节太阳能发电系统的最佳倾角，便于学生进行不同地区最佳倾角下的太阳能发电实训，与太阳能最佳倾角的基本理论计算进行对比。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种可移动式太阳能发电实验实训装置，其特征在于：包括模拟光源、光伏组件、量角器以及可移动底座，所述模拟光源位于所述光伏组件上方并安装在模拟光源架支撑杆上，所述模拟光源架支撑杆固定在所述可移动底座上；所述光伏组件固定在光伏组件横向支撑杆上，所述光伏组件横向支撑杆安装在光伏组件旋转杆上，所述光伏组件旋转杆与光伏组件竖向支撑杆上部铰接，所述光伏组件竖向支撑杆固定在所述可移动底座上，所述量角器安装在所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间，所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间设有调节支架。

优选地，所述可移动底座上安装有控制柜以及蓄电池组。

优选地，所述控制柜包括熔断器、端子排、空气开关、继电器、逆变器、直流电流传感器以及I/O采集板；光伏组件受光照产生电能流入控制柜，经端子排、空气开关、继电器分别对蓄电池组和负载供电，该过程中直流电流传感器获得光伏发电电流值，在I/O采集板中进行数据采集，反馈在触摸屏上，触摸屏可用于显示并调节供电状态。

优选地，所述蓄电池组分为两组，每组由两块24V蓄电池并联组成，一组常规工作，另一组备用。

优选地，所述光伏组件由两块多晶硅电池板并联组成，每块多晶硅电池板的最佳工作电压31.5V，峰值功率250W。

优选地，所述模拟光源由一组500W投射灯组成。

本实用新型的有益效果是: 相对于现有技术，本装置具有以下优点：1. 本专利装置配备量角器和调节支架，可以精确调节光伏组件的倾角，便于学生比较不同地区最佳倾角下的太阳能发电状态，并在最佳倾角下进行太阳能发电系统的实训，与太阳能最佳倾角的基本理论计算进行对比； 2. 本专利装置装有滚轮，并且模拟光源可拆卸，可以在室内进行模拟太阳能发电系统的实训，也可以移动到室外进行实际环境太阳能发电系统的实训； 3. 本专利装置具有模块化、可拆卸等特点，可用于太阳能发电系统的安装、调试、运行、维护，学生可自主设计电气系统并且完成连接； 4. 本专利装置具有能耗分析功能及数据采集功能，可反馈到监控系统终端触摸屏，学生可自主设计监控系统； 5.本专利装置使用标准光伏组件，完全体现实际太阳能发电系统，可以用于太阳能发电系统的演示过程，便于学生整体熟识实际工程中的太阳能发电系统。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的后视图；

图3是本实用新型的侧视图；

图4是本实用新型的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1至图3所示，一种可移动式太阳能发电实验实训装置，包括模拟光源1、光伏组件2、量角器3以及可移动底座4，所述模拟光源位于所述光伏组件上方并安装在模拟光源架支撑杆5上，所述模拟光源架支撑杆固定在所述可移动底座上；所述光伏组件固定在光伏组件横向支撑杆6上，所述光伏组件横向支撑杆安装在光伏组件旋转杆7上，所述光伏组件旋转杆与光伏组件竖向支撑杆8上部铰接，所述光伏组件竖向支撑杆固定在所述可移动底座上，所述量角器安装在所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间，所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间设有调节支架9。

所述可移动底座上安装有控制柜10以及蓄电池组11。所述蓄电池组分为两组，每组由两块24V蓄电池并联组成，一组常规工作，另一组备用。

所述控制柜包括熔断器、端子排、空气开关、继电器、逆变器、直流电流传感器以及I/O采集板；光伏组件受光照产生电能流入控制柜，经端子排、空气开关、继电器分别对蓄电池组和负载供电，该过程中直流电流传感器获得光伏发电电流值，在I/O采集板中进行数据采集，反馈在触摸屏上，触摸屏可用于显示并调节供电状态。该专利装置的I/O采集板自带CPU，可根据触摸屏指令或预设自动程序控制相关电气元件。

触摸屏可直观地监控整个系统的运行。可以获取光伏组件的发电电流值、蓄电池的充放电电流值和逆变器输入端的电流值，同时可获取蓄电池的充放电电压值，进而获得太阳能发电系统的实时发电量和累积发电量；也可以控制充放电的工作状态。通过触摸屏显示数据后，可以及时对可移动式太阳能发电实验实训装置的系统参数进行调整。

所述光伏组件由两块多晶硅电池板并联组成，每块多晶硅电池板的最佳工作电压31.5V，峰值功率250W。所述模拟光源由一组500W投射灯组成。

如图4所示，由两块多晶硅电池板并联组成的光伏组件分别经空气开关QF1连接到继电器K1，经空气开关QF2连接到继电器K2，该过程通过防反充二极管D进行保护，防止给光伏组件充电，继电器K1、继电器K2控制光伏组件的输出，光伏组件输出经空气开关QF3、空气开关QF4到蓄电池GB1、蓄电池GB2和蓄电池GB3、蓄电池GB4，蓄电池GB1、蓄电池GB2由空气开关QF3控制充放电，蓄电池GB3、蓄电池GB4由空气开关QF4控制充放电（备用）。光伏组件输出与蓄电池放电可直接连接直流24V负载，或经空气开关QF5、继电器K3和熔断器FU1连接到逆变器UI，逆变器UI将24V直流电变为220V交流电，经熔断器FU2通过空气开关QF6、空气开关QF7给交流负载RL供电。熔断器FU1用于保护供电端，熔断器FU2用于保护交流负载。本专利装置可以为220V交流负载和24V直流负载供电。

24V直流电源分别通过I/O采集板DO1+\DO1-端口和I/O采集板DO2+\DO2-为继电器K1和继电器K2供电，控制两个多晶硅电池板并联组成的光伏组件向外输出电能。24V直流电源通过I/O采集板DO3+\DO3-为继电器K3供电，控制光伏组件输出和蓄电池放电进入逆变器UI。24V直流电源通过触摸屏开关SH为触摸屏HMI和I/O采集板的24+\G-端口供电。直流电流传感器BHBM1、直流电流传感器BHBM2由I/O采集板FJ2端口供电。

直流电流传感器BHBM1采集光伏输出端电流传输到I/O采集板AI1+\AI1-端口，直流电流传感器BHBM2采集逆变器UI进入端电流到I/O采集板AI3+\AI3-端口，I/O采集板AI2+\AI2-端口采集蓄电池充放电电压值。I/O采集板通过DO1+\DO1-端口和DO2+\DO2-控制继电器K1和继电器K2供电，从而控制光伏组件输出。I/O采集板通过DO3+\DO3-端口控制继电器K3供电，从而控制光伏组件输出和蓄电池放电进入逆变器UI，为交流负载RL供电。I/O采集板通过RS485端口将获得的数据反馈给触摸屏HMI。

触摸屏HMI可直观地监控整个系统的运行。可以获取光伏组件的发电电流值、蓄电池的充放电电流值、逆变器输入端的电流值和蓄电池的充放电电压值并显示，也可以控制蓄电池的充放电状态。获得显示数据后，可以及时对可移动式太阳能发电实验实训装置的系统参数进行调整，并进行相关实验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。