本實(shí)用新型涉及教學(xué)設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可移動式太陽能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置。

背景技術(shù)：

在我國“十三五”規(guī)劃中明確提出要進(jìn)一步發(fā)展我國的新能源產(chǎn)業(yè)，教育部《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計(jì)劃（2015-2018年）》提出要著重?？啤⒈究茖哟蔚穆殬I(yè)教育。而各類高等職業(yè)院校所開展的新能源專業(yè)剛剛起步，課程發(fā)展尚不成熟，尤其是實(shí)訓(xùn)課程中專業(yè)設(shè)備尚不完善，嚴(yán)重影響新能源專業(yè)發(fā)展與新能源人才培養(yǎng)。因此開展太陽能發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)課程對職業(yè)教育十分重要?，F(xiàn)有的太陽能發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備主要問題在于使用模擬光源來模擬太陽的照射而非實(shí)際太陽的照射；現(xiàn)有的太陽能發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有自動和手動的追日功能，但沒有精確到角度，無法進(jìn)行不同地區(qū)最佳傾角下的太陽能發(fā)電實(shí)訓(xùn)；現(xiàn)有的太陽能發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備多使用非標(biāo)光伏組件，無法滿足學(xué)生對于實(shí)際太陽能發(fā)電系統(tǒng)工程的實(shí)訓(xùn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種可移動式太陽能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，可以精確調(diào)節(jié)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最佳傾角，便于學(xué)生進(jìn)行不同地區(qū)最佳傾角下的太陽能發(fā)電實(shí)訓(xùn)，與太陽能最佳傾角的基本理論計(jì)算進(jìn)行對比。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

一種可移動式太陽能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于：包括模擬光源、光伏組件、量角器以及可移動底座，所述模擬光源位于所述光伏組件上方并安裝在模擬光源架支撐桿上，所述模擬光源架支撐桿固定在所述可移動底座上；所述光伏組件固定在光伏組件橫向支撐桿上，所述光伏組件橫向支撐桿安裝在光伏組件旋轉(zhuǎn)桿上，所述光伏組件旋轉(zhuǎn)桿與光伏組件豎向支撐桿上部鉸接，所述光伏組件豎向支撐桿固定在所述可移動底座上，所述量角器安裝在所述光伏組件豎向支撐桿與所述光伏組件旋轉(zhuǎn)桿之間，所述光伏組件豎向支撐桿與所述光伏組件旋轉(zhuǎn)桿之間設(shè)有調(diào)節(jié)支架。

優(yōu)選地，所述可移動底座上安裝有控制柜以及蓄電池組。

優(yōu)選地，所述控制柜包括熔斷器、端子排、空氣開關(guān)、繼電器、逆變器、直流電流傳感器以及I/O采集板；光伏組件受光照產(chǎn)生電能流入控制柜，經(jīng)端子排、空氣開關(guān)、繼電器分別對蓄電池組和負(fù)載供電，該過程中直流電流傳感器獲得光伏發(fā)電電流值，在I/O采集板中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，反饋在觸摸屏上，觸摸屏可用于顯示并調(diào)節(jié)供電狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述蓄電池組分為兩組，每組由兩塊24V蓄電池并聯(lián)組成，一組常規(guī)工作，另一組備用。

優(yōu)選地，所述光伏組件由兩塊多晶硅電池板并聯(lián)組成，每塊多晶硅電池板的最佳工作電壓31.5V，峰值功率250W。

優(yōu)選地，所述模擬光源由一組500W投射燈組成。

本實(shí)用新型的有益效果是: 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 本專利裝置配備量角器和調(diào)節(jié)支架，可以精確調(diào)節(jié)光伏組件的傾角，便于學(xué)生比較不同地區(qū)最佳傾角下的太陽能發(fā)電狀態(tài)，并在最佳傾角下進(jìn)行太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)，與太陽能最佳傾角的基本理論計(jì)算進(jìn)行對比； 2. 本專利裝置裝有滾輪，并且模擬光源可拆卸，可以在室內(nèi)進(jìn)行模擬太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)，也可以移動到室外進(jìn)行實(shí)際環(huán)境太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)； 3. 本專利裝置具有模塊化、可拆卸等特點(diǎn)，可用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)，學(xué)生可自主設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)并且完成連接； 4. 本專利裝置具有能耗分析功能及數(shù)據(jù)采集功能，可反饋到監(jiān)控系統(tǒng)終端觸摸屏，學(xué)生可自主設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)； 5.本專利裝置使用標(biāo)準(zhǔn)光伏組件，完全體現(xiàn)實(shí)際太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可以用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的演示過程，便于學(xué)生整體熟識實(shí)際工程中的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的后視圖；

圖3是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；

圖4是本實(shí)用新型的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。如圖1至圖3所示，一種可移動式太陽能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，包括模擬光源1、光伏組件2、量角器3以及可移動底座4，所述模擬光源位于所述光伏組件上方并安裝在模擬光源架支撐桿5上，所述模擬光源架支撐桿固定在所述可移動底座上；所述光伏組件固定在光伏組件橫向支撐桿6上，所述光伏組件橫向支撐桿安裝在光伏組件旋轉(zhuǎn)桿7上，所述光伏組件旋轉(zhuǎn)桿與光伏組件豎向支撐桿8上部鉸接，所述光伏組件豎向支撐桿固定在所述可移動底座上，所述量角器安裝在所述光伏組件豎向支撐桿與所述光伏組件旋轉(zhuǎn)桿之間，所述光伏組件豎向支撐桿與所述光伏組件旋轉(zhuǎn)桿之間設(shè)有調(diào)節(jié)支架9。

所述可移動底座上安裝有控制柜10以及蓄電池組11。所述蓄電池組分為兩組，每組由兩塊24V蓄電池并聯(lián)組成，一組常規(guī)工作，另一組備用。

所述控制柜包括熔斷器、端子排、空氣開關(guān)、繼電器、逆變器、直流電流傳感器以及I/O采集板；光伏組件受光照產(chǎn)生電能流入控制柜，經(jīng)端子排、空氣開關(guān)、繼電器分別對蓄電池組和負(fù)載供電，該過程中直流電流傳感器獲得光伏發(fā)電電流值，在I/O采集板中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，反饋在觸摸屏上，觸摸屏可用于顯示并調(diào)節(jié)供電狀態(tài)。該專利裝置的I/O采集板自帶CPU，可根據(jù)觸摸屏指令或預(yù)設(shè)自動程序控制相關(guān)電氣元件。

觸摸屏可直觀地監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行?？梢垣@取光伏組件的發(fā)電電流值、蓄電池的充放電電流值和逆變器輸入端的電流值，同時(shí)可獲取蓄電池的充放電電壓值，進(jìn)而獲得太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)發(fā)電量和累積發(fā)電量；也可以控制充放電的工作狀態(tài)。通過觸摸屏顯示數(shù)據(jù)后，可以及時(shí)對可移動式太陽能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

所述光伏組件由兩塊多晶硅電池板并聯(lián)組成，每塊多晶硅電池板的最佳工作電壓31.5V，峰值功率250W。所述模擬光源由一組500W投射燈組成。

如圖4所示，由兩塊多晶硅電池板并聯(lián)組成的光伏組件分別經(jīng)空氣開關(guān)QF1連接到繼電器K1，經(jīng)空氣開關(guān)QF2連接到繼電器K2，該過程通過防反充二極管D進(jìn)行保護(hù)，防止給光伏組件充電，繼電器K1、繼電器K2控制光伏組件的輸出，光伏組件輸出經(jīng)空氣開關(guān)QF3、空氣開關(guān)QF4到蓄電池GB1、蓄電池GB2和蓄電池GB3、蓄電池GB4，蓄電池GB1、蓄電池GB2由空氣開關(guān)QF3控制充放電，蓄電池GB3、蓄電池GB4由空氣開關(guān)QF4控制充放電（備用）。光伏組件輸出與蓄電池放電可直接連接直流24V負(fù)載，或經(jīng)空氣開關(guān)QF5、繼電器K3和熔斷器FU1連接到逆變器UI，逆變器UI將24V直流電變?yōu)?20V交流電，經(jīng)熔斷器FU2通過空氣開關(guān)QF6、空氣開關(guān)QF7給交流負(fù)載RL供電。熔斷器FU1用于保護(hù)供電端，熔斷器FU2用于保護(hù)交流負(fù)載。本專利裝置可以為220V交流負(fù)載和24V直流負(fù)載供電。

24V直流電源分別通過I/O采集板DO1+\DO1-端口和I/O采集板DO2+\DO2-為繼電器K1和繼電器K2供電，控制兩個(gè)多晶硅電池板并聯(lián)組成的光伏組件向外輸出電能。24V直流電源通過I/O采集板DO3+\DO3-為繼電器K3供電，控制光伏組件輸出和蓄電池放電進(jìn)入逆變器UI。24V直流電源通過觸摸屏開關(guān)SH為觸摸屏HMI和I/O采集板的24+\G-端口供電。直流電流傳感器BHBM1、直流電流傳感器BHBM2由I/O采集板FJ2端口供電。

直流電流傳感器BHBM1采集光伏輸出端電流傳輸?shù)絀/O采集板AI1+\AI1-端口，直流電流傳感器BHBM2采集逆變器UI進(jìn)入端電流到I/O采集板AI3+\AI3-端口，I/O采集板AI2+\AI2-端口采集蓄電池充放電電壓值。I/O采集板通過DO1+\DO1-端口和DO2+\DO2-控制繼電器K1和繼電器K2供電，從而控制光伏組件輸出。I/O采集板通過DO3+\DO3-端口控制繼電器K3供電，從而控制光伏組件輸出和蓄電池放電進(jìn)入逆變器UI，為交流負(fù)載RL供電。I/O采集板通過RS485端口將獲得的數(shù)據(jù)反饋給觸摸屏HMI。

觸摸屏HMI可直觀地監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行?？梢垣@取光伏組件的發(fā)電電流值、蓄電池的充放電電流值、逆變器輸入端的電流值和蓄電池的充放電電壓值并顯示，也可以控制蓄電池的充放電狀態(tài)。獲得顯示數(shù)據(jù)后，可以及時(shí)對可移動式太陽能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。