小型独立光伏发电实验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型独立光伏发电实验平台，包括太阳能电池板(1)，所述的太阳能电池板(1)与光伏控制器(2)相连接，光伏控制器(2)通过充放电开关(3)的充电端与蓄电池(4)相连接，同时蓄电池(4)能够通过充放电开关(3)的放电端与用电设备(5)相连接；在光照条件下太阳能电池板(1)产生电压电流后输出给光伏控制器(2)，光伏控制器(2)接收电压电流后通过充放电开关(3)输出至蓄电池(4)进行充电，当蓄电池(4)充满电后充放电开关(3)换位至放电端与用电设备(5)连接进行放电。本实用新型专利技术能够完整地展现光伏发电的过程，各项设备状况易于观察并能够进行综合的数据采集和样本研究，适宜推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光伏发电
，具体地说是一种研究太阳能光伏发电过程的小型独立光伏发电实验平台。
技术介绍
光伏发电被广泛认为是利用太阳能的最佳方式，核心技术是利用光伏效应，使照射到硅材料上的光产生电流直接发电。当前市场上以硅材料为主的高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等已经形成了一定规模。我国工业和信息化部公布的15年的相关数据显示，我国光伏产业发展颇好，同比增长超三成，产品价格稳步上升，行业前景可观。我国国土广阔，大部分地区光照充沛，光能资源分布较为均匀；太阳能发电无污染、应用技术成熟、安全可靠；在大规模的并网发电和离网共线发展情况下，太阳能的能源前景颇好。发达国家也正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业日益成为国际上一新兴快速发展的行业。对于光伏发电效率的研究也愈发重要。国内诸多高校均配备了光伏类实验平台，也有数个省份建立了光伏实验室。多数的单体光伏实验平台上都把重点放在侧重在逆变并网方面，功率输出方面研究不足，而目前市面上的光伏实验平台采用的是预存储的数据曲线，具有一定局限性。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种研究太阳能光伏发电过程的小型独立光伏发电实验平台；该小型独立光伏发电实验平台中的各项组件装备齐全，通过最大功率点跟踪控制完整地展现光伏发电的过程，各项设备状况易于观察，同时能够进行综合的数据采集和样本研究。本技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种小型独立光伏发电实验平台，包括太阳能电池板，其特征在于：所述的太阳能电池板与光伏控制器相连接，光伏控制器通过充放电开关的充电端与蓄电池相连接，同时蓄电池能够通过充放电开关的放电端与用电设备相连接；在光照条件下太阳能电池板产生电压电流后输出给光伏控制器，光伏控制器接收电压电流后通过充放电开关输出至蓄电池进行充电，当蓄电池充满电后充放电开关换位至放电端与用电设备连接进行放电。所述的太阳能电池板为150W光合硅能多晶太阳能电池板且太阳能电池板的输出电压不低于12V。所述光伏控制器中的BUCK电路能够接收太阳能电池板输出的电压电流并向蓄电池输 出电压电流。所述的光伏控制器包括MPPT模块、PWM控制模块和BUCK电路，MPPT模块依次与PWM控制模块、BUCK电路相连接，MPPT模块能够对太阳能电池板的输出电压进行最大功率点跟踪计算，并由PWM控制模块根据最大功率点跟踪向BUCK电路发出脉冲控制信号从而实现对BUCK电路输出电压电流的控制。所述的蓄电池为6-DZM-12电瓶。所述的用电设备为45瓦/12伏特的LED灯组。所述太阳能电池板的输出端和光伏控制器的输出端分别与万用表相连接，万用表分别用来测量太阳能电池板的输出端和光伏控制器的输出端的电压电流大小以及一定时间段内太阳能电池板发出的功率。所述的光伏控制器的输出端设有示波器，示波器用于截取一定时间段内光伏控制器输出的电压电流曲线并放大以研究UI特性。所述的示波器为Tektronix泰克MDO301混合域四通道示波器。本技术相比现有技术有如下优点：本技术在光伏发电问题上，采用市场上广泛使用的150W光合硅能多晶太阳能电池板，进行的研究和实际使用的产品相似性和相关性较高，能够更好地将研究成果作实际运用；关于输出方面，采用示波器与万用表共同采集数据，示波器能够截取特定时间的电压电流曲线并将其放大以研究UI特性，万用表用于测量太阳能电池板输出端和光伏控制器输出端的电压电流大小以及一定时间段内太阳能电池板发出的功率，该种方式能够方便快捷地获得光伏特性曲线，并能在需要的时候通过万用表的示数来检验算法的稳定性与准确性。本技术的蓄电池采用12v 12AH的电瓶，适用范围广，能够直接接12v电器产品：例如12vLED灯管、灯条、球泡、12V音响、喇叭、路边摆摊点灯(12V节能灯)等；用电设备采用功率为45w的LED灯，放电时间＝电池电压*电池容量/LED灯的功率，LED灯内设有错接保护装置，上限电压为标准值的1.25倍；光伏控制器包括BUCK电路和MPPT模块、PWM控制模块，能够自动寻找最大功率点，提高系统整体效率并可选择降压范围以配合其他负载方案。附图说明附图1为本技术的小型独立光伏发电实验平台原理框图。其中：1-太阳能电池板；2-光伏控制器；3-充放电开关；4-蓄电池；5-用电设备；6-示波器；7-万用表。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步的说明。如图1所示：一种小型独立光伏发电实验平台，包括实现将太阳附辐射能量转换为电能的太阳能电池板1，该太阳能电池板1与光伏控制器2相连接，光伏控制器2通过充放电开关3的充电端与蓄电池4相连接，同时蓄电池4能够通过充放电开关3的放电端与用电设备5相连接；在光照条件下太阳能电池板1产生电压电流后输出给光伏控制器2，光伏控制器2接收电压电流后通过充放电开关3输出至蓄电池4进行充电，当蓄电池4充满电后充放电开关3换位至放电端与用电设备5连接进行放电。具体来说，太阳能电池板1为150W光合硅能多晶太阳能电池板且太阳能电池板1的输出电压不低于12V。光伏控制器2包括MPPT模块、PWM控制模块和BUCK电路，MPPT模块依次与PWM控制模块、BUCK电路相连接，BUCK电路能够接收太阳能电池板1输出的电压电流并降压至12v后向蓄电池4输出电压电流进行充电；MPPT模块能够对太阳能电池板1的输出电压进行最大功率点跟踪计算，并由PWM控制模块根据最大功率点跟踪向BUCK电路发出脉冲控制信号从而实现对BUCK电路输出电压电流的控制。具体来说，当外部光照强度发生变化时如云层遮挡，MPPT模块通过不断地检测太阳能电池板1的输出功率，运用控制算法来估算当前情况下光伏控制器2能够输出的最大功率，通过调整当前的负载阻抗匹配来实现最大功率输出；这样就可以在太阳能电池板1因光照强度降低时而使得阵列输出功率降低时，仍可以保证光伏控制器2在当前工况下运行于最佳的匹配状态。蓄电池4采用6-DZM-12电瓶，而用电设备采用为45瓦/12伏特的LED灯组。该太阳能电池板1的输出端和光伏控制器2的输出端分别与万用表7相连接，万用表7分别用来测量太阳能电池板1的输出端和光伏控制器2的输出端的电压电流大小以及一定时间段内太阳能电池板1发出的功率；另外在光伏控制器2的输出端设有示波器6，示波器6选用Tektronix泰克MDO301混合域四通道示波器，该示波器6用于截取一定时间段内光伏控制器2输出的电压电流曲线并放大以研究UI特性。本技术的小型独立光伏发电实验平台在使用时，首先在一定光照条件下太阳能电池板1产生电压电流并输送至光伏控制器2，光伏控制器2对接收的电压电流进行控制并输出给蓄电池4，当需要进行实验且未充满电时，进行蓄电池4的充电操作；当当蓄电池4充满电时，需要对它进行放电，此时蓄电池4与用电设备5连接进行放电。本技术采用市场上广泛使用的150W光合硅能多晶太阳能电池板1，进行的研究和实际使用的产品相似性和相关性较高，能够更好地将研究成果作实际运用，蓄电池4采用12v 12AH的电瓶，适用范围广，能够直接接12v电器产品：例如12vLED灯管、灯条、球泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型独立光伏发电实验平台，包括太阳能电池板(1)，其特征在于：所述的太阳能电池板(1)与光伏控制器(2)相连接，光伏控制器(2)通过充放电开关(3)的充电端与蓄电池(4)相连接，同时蓄电池(4)能够通过充放电开关(3)的放电端与用电设备(5)相连接；在光照条件下太阳能电池板(1)产生电压电流后输出给光伏控制器(2)，光伏控制器(2)接收电压电流后通过充放电开关(3)输出至蓄电池(4)进行充电，当蓄电池(4)充满电后充放电开关(3)换位至放电端与用电设备(5)连接进行放电。

【技术特征摘要】
1.一种小型独立光伏发电实验平台，包括太阳能电池板(1)，其特征在于：所述的太阳能电池板(1)与光伏控制器(2)相连接，光伏控制器(2)通过充放电开关(3)的充电端与蓄电池(4)相连接，同时蓄电池(4)能够通过充放电开关(3)的放电端与用电设备(5)相连接；在光照条件下太阳能电池板(1)产生电压电流后输出给光伏控制器(2)，光伏控制器(2)接收电压电流后通过充放电开关(3)输出至蓄电池(4)进行充电，当蓄电池(4)充满电后充放电开关(3)换位至放电端与用电设备(5)连接进行放电。2.根据权利要求1所述的小型独立光伏发电实验平台，其特征在于：所述的太阳能电池板(1)为150W光合硅能多晶太阳能电池板且太阳能电池板(1)的输出电压不低于12V。3.根据权利要求1所述的小型独立光伏发电实验平台，其特征在于：所述光伏控制器(2)中的BUCK电路能够接收太阳能电池板(1)输出的电压电流并向蓄电池(4)输出电压电流。4.根据权利要求3所述的小型独立光伏发电实验平台，其特征在于：所述的光伏控制器(2)包括MPPT模块、PWM控制模块和BUCK电路，MPPT模块依次与PWM控制模块、BUCK电路相连接，MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊天宇，张小莲，韩笑，王梓懿，陆承与，陈伟，邓明旭，杨振伟，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32