太阳能光伏发电实验指导书

.z太阳能光伏发电实验指导书科技学院电子信息工程教研室编目录TOC\o"1-1"\h\z\u实验一太阳能电池板特性测试〔2〕将实验数据代入上公式中，计算出电池板的填充因子。〔3〕填充因子是表征太阳能电池板的性能优劣的重要参数。其值越大，电池的光电转换效率越高，一般的硅光电池F·F值在0.75-0.8之间。2.串联电阻对填充因子的影响测试〔1〕在实验台上按照图5-1连接好实验导线。图5-1串联电阻对填充因子的影响测试示意图〔2〕翻开“模拟光源控制单元〞里面“晨日〞、“午日〞、“夕日〞中的任意一个开关。〔3〕将电阻箱调节如下几组阻值，并记录下每个刻度的电压、电流值于表5-2中。〔4〕根据表格电压电流值计算出电池板的输出功率填入表5-2中，并对电阻箱值为“0〞时的功率进展比拟。分析串联电阻对填充因子的影响。表5-2串联电阻对填充因子的影响测试数据记录表电阻值〔欧〕010501005001K5K10K电流〔mA〕电压〔V〕输出功率mW3.并联电阻对填充因子的影响测试〔1〕在实验台上按照图5-2连接好实验导线。图5-2并联电阻对填充因子的影响测试示意图〔2〕翻开“模拟光源控制单元〞里面“晨日〞、“午日〞、“夕日〞中的任意一个开关。〔3〕将电阻箱调节如下几组阻值，并记录下每个刻度的电压、电流值于表5-3中。〔4〕根据表格电压电流值计算出电池板的输出功率填入表5-3中，并对电阻箱值为“0〞时的功率进展比拟。分析并联电阻对填充因子的影响。表5-3并联电阻对填充因子的影响测试数据记录表电阻值〔欧〕010501005001K5K10K电流〔mA〕电压〔V〕输出功率mW〔1〕掌握太阳能电池板的转换效率公式如下：ηs(%)=eq\f(Pma*,Pin)×100%〔2〕公式中Pma*为太阳能电池板的最大输出功率，Pin为入射到太阳能电池板外表的光功率。其中Pin要自备光功率计才能测得。〔3〕单晶硅的转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的转换效率在15%左右。〔4〕理论分析及实验说明，在不同的光照条件下，短路电流随入射光功率线性增长。而开路电压在入射光功率增加时只略微增加，如图5-3所示；图5-3不同的光照条件下开路电压随入射光功率增加曲线图五、考前须知1.光照方向对光电池输出影响较大，实验时应给予注意。2.电压表、电流表的量程必须分别大于太阳能电池板的开路电压和短路电流。3.实验完毕后必须拆散电路，整理好仪器。六、思考题1.如何计算太阳能电池板光电转换效率?2.如何提高太阳能电池板转换效率.七、实验报告要求完成相关实验数据的测量和计算，并注意标注实验数据测定的条件。实验六太阳能应用实验一、实验目的1.了解太阳能光伏板充电在实际中的应用方面。2.总结出太阳能光伏板充电的优缺点。二、实验原理太阳能的应用围很广泛，除了可以直接驱动直流负载以外，还可以通过逆变输出到市电网络，或者驱动交流负载。太阳能广泛应用于以下领域：1.用户太阳能电源：(1)小型电源10-100W不等，用于遥远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。2.交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线亭、无人值守道班供电等。3.通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、播送/通讯/寻呼电源系统;农村载波光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。4.太阳能建筑：将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大开展方向。5.家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。6.光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。7.其他领域包括：(1)与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。三、实验仪器设备及材料表6-1实验仪器设备及材料序号设备名称型号与规格数量1太阳能光伏发电系统实训平台V-Ets-solar-IV12导线红线、黑线假设干四、实验容和步骤1.太阳能驱动直流负载实验〔1〕在实验台上按照图6-1连接好实验导线。图6-1太阳能驱动直流负载实验示意图〔2〕将A、B、C、D四块光伏板并联连接于电路中。〔3〕按一下控制器有上角的“控制设置〞按钮。此时风扇在转动。〔4〕将充电电流、充电电压和负载电流、负载电压表的数值记录于表6-2中。〔5〕计算一下光伏板的输入功率和控制器的输出功率。表6-2充电电流、充电电压和负载电流、负载电压表的数值记录表充电电流〔mA〕充电电压〔V〕输入功率〔W〕负载电流〔mA〕负载电压〔V〕输出功率〔W〕2.太阳能电池直接充电〔1〕在实验台上按照图6-2连接好实验导线。图6-2太阳能电池直接充电示意图〔2〕将A、B、C、D四块光伏板并联连接于电路中。〔3〕按一下控制器有上角的“控制设置〞按钮。此时风扇在转动。〔4〕将充电电流、充电电压的数值记录于表6-3中，计算一下光伏板的输入功率。表6-3太阳能电池直接充电数据记录表充电电流〔mA〕充电电压〔V〕〔5〕关闭实验台上的模拟光源〔投光灯〕，注意观察充电电流、电压表的数据变化。并与上表的数据进展比照。〔电流反向，变为负〕〔6〕试说明太阳能直接充电的缺点。3.太阳能路灯充电测试实验〔1〕在实验台上按照图6-3连接好实验导线。图6-3太阳能路灯充电测试实验〔2〕将A、B、C、D四块光伏板并联连接于电路中。〔3〕按一下控制器有上角的“控制设置〞按钮。此时风扇在转动。〔4〕将充电电流、充电电压的数值记录于表6-4中。〔5〕计算一下光伏板的输入功率。表6-4太阳能路灯充电测试数据记录表充电电流〔mA〕充电电压〔V〕输入功率〔W〕五、考前须知1.光照方向对光电池输出影响较大，实验时应给予注意。2.电压表、电流表的量程必须分别大于太阳能电池板的开路电压和短路电流。3.实验完毕后必须拆散电路，整理好仪器。六、思考题太阳能电池板在什么情况下回给蓄电池充电.七、实验报告要求完成相关实验数据的测量和计算，并注意标注实验数据测定的条件。实验七太阳能光控跟踪实验一、实验目的1.了解太阳能跟踪系统的工作原理。2.熟练掌握跟踪系统的使用操作方法。3.了解太阳能跟踪系统传动机构的工作原理。4.了解太阳能跟踪系统在应用中的优缺点。二、实验原理随着社会经济的快速开展，人类所面临的能源问题越来越突出，太阳能作为一种清洁能源，无疑受到各国的普遍重视。在一样条件下，光照强度越大，太阳能电池输出功率越大。因而增大太阳能电池受光面的光照强度，就可增大太阳能电池输出功率。除了提高太电池本身的转换效应和提高蓄电池充放电效应外，对太阳的自动跟踪是太伏发电系统中另一种提高转换效率的有效手段。因此，在太阳能的利用过程中，实施太阳跟踪是很有必要的。对太阳进展跟踪的方法很多，但不外乎为采用确定太阳位置所用的两种坐标系统，即赤道坐标系和地平坐标系，并分为双轴跟踪和单轴跟踪。单轴跟踪已在很多文献作了介绍，本文要讨论的为双轴跟踪。为了表达方便，在以后的述中将两种坐标系下的整个系统统称为太阳能板。系统采用在地平坐标系下的太阳跟踪及程序跟踪和传感器跟踪相结合的控制方式，即采用程序控制，利用光学传感器对太阳能板做自动定位和误差校正，而通过单片机控制步进电机来实现。单片机利用时钟提供的日期和时间，计算出太阳能板的预期位置，与编码器提供的当前位置比拟，输出控制信号。驱动装置根据单片机提供的信号控制俯仰角电机和方位角电机使太阳能板运行至太阳垂直照射点，从而进展跟踪。传感器在太阳能板位置出现误差时进展校正。系统由时钟、单片机、驱动装置、编码器、太阳能板和传感器6局部组成。系统的核心部件是传感器和单片机。太阳跟踪系统原理见图7-1所示。图7-1太阳跟踪系统原理框图本控制系统中所采用光电传感器为6块一样的硅光电池，其中4块用来制作四象限硅光电池，进展误差校正。2块作为判断光照强弱的信号输出传感器。太阳跟踪传感器是本系统的关键部件。为了保证太阳能板的受光面始终与太线保持垂直而不发生偏离，采用特制的四象限硅光电池作为太阳跟踪误差校正用传感器。图7-2光强信号传感器示意图如图7-2所示为四象限跟踪太阳传感器原理图。当光轴对准太阳时，光斑的中心在光轴上。四个象限接收到一样的光功率，输出一样的电压信号。当光轴未对准太阳时即太与光轴成一角度θ时，光线经光学系统照射到四象限光电池上形成的光斑必然发生偏移即(*≠O，y≠O)。由于各象限的光功率与各象限的光斑面积成正比，每个象限被光斑覆盖的面积不同，因此各象限光电池产生的电压不尽一样。根据上述将V*，Vy进展模数转换，然后送入单片机。单片机通过驱动设备可控制俯仰角电机和方位角电机转动，直到V*=Vy=O，即*=O，y=O，则说明系统光轴已经对准太阳，根据以上原理即可对太阳能板位置误差进展校正。判断光强信号传感器由两块光电池组成，一块承受太阳辐射，另外一块受光面背光。如下图，前一块光电池的作用是：判断太阳直射辐射的强度，在直射辐射较弱时不启动跟踪程序，从而防止多云天气的盲目跟踪。后一块光电池的作用是当长时间阴天或多云转晴后太阳重新出现时，判断太阳直射辐射的强度，来决定是否启动跟踪程序。三、实验仪器设备及材料表7-1实验仪器设备及材料序号设备名称型号与规格数量1太阳能光伏发电系统实训平台V-Ets-solar-IV12导线红线、黑线假设干四、实验容和步骤〔1〕连接好实验台与跟踪系统之间的三根连接线。〔2〕翻开实验台的总电源开关和顺时针扭动急停开关，使仪表等都能点亮。〔3〕按一下跟踪系统的电源开关，使跟踪系统有正常的电源供电。〔4〕开启模拟光源三个中的“晨日〞开关，注意观察，跟踪系统上的光伏板向开启的光源方向转动。直到跟踪能承受到最强的光照后自动停顿。〔5〕再开启模拟光源三个中的“午日〞开关，注意观察，跟踪系统上的光伏板向开启的光源方向转动。直到跟踪能承受到最强的光照后自动停顿。〔6〕最后开启模拟光源三个中的“夕日〞开关，注意观察，跟踪系统上的光伏板向开启的光源方向转动。直到跟踪能承受到最强的光照后自动停顿。〔7〕用手局部挡住四块电池板中间黑色传感器，试看四块电池板能否还能找到投光灯。五、考前须知1.光照方向对光电池输出影响较大，实验时应给予注意。2.电压表、电流表的量程必须分别大于太阳能电池板的开路电压和短路电流。3.处于跟踪模式时，不允许所有的灯都关闭，可以“晨日〞、“午日〞、“夕日〞都翻开，也可以翻开其中两个。4.实验完毕后必须拆散电路，整理好仪器。六、思考题1.采用跟踪系统有什么好处.2.自动跟踪的原理是什么.七、实验报告要求〔1〕设计不同环境，改变太阳能电池板的光强和温度，在变化的环境下测量其电流、电压和输出功率。〔2〕找出影响太阳能板光伏转换的环境因素，并定性说明和定量测量。〔3〕在不同光强和温度下，绘制电流－电压曲线。实验八太阳能蓄电池充放电控制实验一、实验目的1.认识蓄电池的性能指标。2.掌握太阳能蓄电池充、放电监测实验的导线连接方法。3.总结太阳能蓄电池充、放电监测实验的优缺点。二、实验原理1.铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池主要由正极板组、负极板组、隔板、容器、电解液及等局部组成。极板组是由单片极板组合而成，单片极板又由基极(又叫极栅)和活性物质构成。铅酸蓄电池的正负极板常用铅锑合金制成，正极的活性物是二氧化铅，负极的活性物质是海绵状纯铅。电解液是用蒸馏水稀释纯浓硫酸而成。其比重视电池的使用方式和极板种类而定，一般在1.200－1.300(25℃)之间(充电后)。容器通常为玻璃容器、衬铅木槽、硬橡胶槽或塑料槽等。2.铅酸蓄电池的工作原理蓄电池是通过充电将电能转换为化学能贮存起来，使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。它是用两个别离的电极浸在电解质中而成。由复原物质构成的电极为负极。由氧化态物质构成的电极为正极。以酸性溶液(常用硫酸溶液)作为电解质的蓄电池，称为酸性蓄电池。铅酸蓄电池视使用场地，又可分为固定式和移动式两大类。铅酸蓄电池单体的标称电压为2V。实际上，电池的端电压随充电和放电的过程而变化。铅酸蓄电池在充电终止后，端电压很快下降至2.3伏左右。放电终止电压为1.7－1.8伏。假设再继续放电，电压急剧下降，将影响电池的寿命。铅酸蓄电池的使用温度围为＋40℃―－40℃。铅酸蓄电池的安时效率为85%－90%，瓦时效率为70%，它们随放电率和温度而改变。以酸性溶液(常用硫酸溶液)作为电解质的蓄电池，称为酸性蓄电池。铅酸蓄电池视使用场地，又可分为固定式和移动式两大类。铅酸蓄电池单体的标称电压为2V。实际上，电池的端电压随充电和放电的过程而变化。3.蓄电池的电压铅酸蓄电池在充电终止后，端电压很快下降至2.3伏左右。放电终止电压为1.7－1.8伏。假设再继续放电，电压急剧下降，将影响电池的寿命。铅酸蓄电池的使用温度围为＋40℃―－40℃。铅酸蓄电池的安时效率为85%－90%，瓦时效率为70%，它们随放电率和温度而改变。4.蓄电池的容量铅酸蓄电池的容量是指电池蓄电的能力，通常以充足电后的蓄电池放电至端电压到达规定放电终了电压时电池所放出的总电量来表示。在放电电流为定值时，电池的容量用放电电流和时间的乘积来表示，单位是安培小时，简称安时。蓄电池的“标称容量〞是在蓄电池出厂时规定的该蓄电池在一定的放电电流及一定的电解液温度下单格电池的电压降到规定值时所能提供的电量。蓄电池的放电电流常用放电时间的长短来表示(即放电速度)，称为“放电率〞，如30、20、10小时率等。其中以20小时率为正常放电率。所谓20小时放电率，表示用一定的电流放电，20小时可以放出的额定容量。通常额定容量用字母"C"表示。因而C20表示20小时放电率，C30表示30小时放电率。5.蓄电池的型号铅酸蓄电池的型号由三个局部组成:第一局部表示串联的单体电池个数；第二局部用汉语拼音字母表示的电池类型和特征；第三局部表示20小时率干荷电式〔C20〕的额定容量。例如"6-A-60"型蓄电池，表示6个单格(即12伏)的干荷电式铅酸蓄电池，标称容量为60安时。蓄电池标称电压：12V。蓄电池充满电压：14.8V；充满恢复电压：13.5V。蓄电池过放电压：10.8V；过放恢复电压：13V。输出电压：10.8--14.8V额定输出电流：5A。三、实验仪器设备及材料表8-1实验仪器设备及材料序号设备名称型号与规格数量1太阳能光伏发电系统实训平台V-Ets-solar-IV12导线红线、黑线假设干四、实验容和步骤1.太阳能电池直接充电〔1〕在实验台上按照图8-1连接好实验导线。图8-1太阳能电池直接充电测试示意图〔2〕将A、B、C、D四块光伏板并联连接于电路中。〔3〕按一下控制器有上角的“控制设置〞按钮。此时风扇在转动。〔4〕将充电电流、充电电压的数值记录于下表，计算一下光伏板的输入功率。表8-2太阳能电池直接充电测试数据记录表充电电流〔mA〕充电电压〔V〕输入功率〔mW〕〔5〕关闭实验台上的模拟光源〔投光灯〕，注意观察充电电流、电压表的数据变化。并与上表的数据进展比照。〔电流反向，变为负〕〔6〕试说明太阳能直接充电的缺点。2.太阳能电池直接充放电实验〔1〕在实验台上按照图8-2连接好实验导线。图8-2太阳能电池直接充放电测试示意图〔2〕将A、B、C、D四块光伏板并联连接于电路中。〔3〕按一下控制器有上角的“控制设置〞按钮。此时风扇在转动。〔4〕将充电电流、充电电压和负载电流、负载电压表的数值记录于表8-3中。〔5〕计算一下光伏板的输入功率和控制器的输出功率。表8-3阳能电池直接充放电测试数据记录表充电电流〔mA〕充电电压〔V〕输入功率〔W〕负载电流〔mA〕负载电压〔V〕输出功率〔W〕五、考前须知1.光照方向对光电池输出影响较大，实验时应给予注意。2.电压表、电流表的量程必须分别大于太阳能电池板的开路电压和短路电流。3.处于跟踪模式时，不允许所有的灯都关闭，可以“晨日〞、“午日〞、“夕日〞都翻开，也可以翻开其中两个。4.实验完毕后必须拆散电路，整理好仪器。六、思考题1.蓄电池的容量如何计算.2.如何延长蓄电池的实用寿命.七、实验报告要求完成相关实验数据的测量和计算，并注意标注实验数据测定的条件。实验九太阳能光伏逆变器实验一、实验目的1.掌握逆变器的工作原理。2.了解逆变器的构造组成。二、实验原理1.逆变器的功能逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆向过程，被称之为“逆变〞。太阳能电池在照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备有自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。综上所述，逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要配套设备。2.光伏发电系统对逆变器的技术要求〔１〕要求具有较高的逆变效率；〔２〕要求具有较高的可靠性；〔３〕要求直流输入电压有较宽的适应围；〔４〕在中、大容量的光伏发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。3.逆变器的主要技术性能指标⑴额定输出电压；⑵逆变器应具有足够的额定输出容量和过载能力；⑶输出电压稳定度；⑷输出电压的波形失真度；⑸额定输出频率；⑹负载功率因数；⑺额定输出电流〔或额定输出容量〕；⑻额定逆变输出效率；⑼保护功能：①过电压保护；②过电流保护。4.逆变器的分类和电路构造⑴方波逆变器；⑵正弦波逆变器。三、实验仪器设备及材料表9-1实验仪器设备及材料序号设备名称型号与规格数量1太阳能光伏发电系统实训平台V-Ets-solar-IV12导线红线、黑线假设干四、实验容和步骤1.逆变器输入电压围测试实验〔1〕在实验台上按照图9-1连接好实验导线。图9-1逆变器输入测试示意图〔2〕缓慢调节“可调稳压电源〞的“电压〞调节旋钮，仔细观察“可调电源〞的“电压表〞数值，并记录指示灯点亮时的电压围。此电压围即是逆变器的电压输入围。〔此逆变器的输入电压围再10.5—14.5V之间〕〔3〕并将各电压围记录于表9-2中表9-2电压围记录表指示灯状态不亮〔电压偏低〕点亮不亮〔电压偏高〕电压值〔V〕〔1〕在实验台上按照以下图连接好实验导线。图9-2逆变器输出测试示意图2.逆变器测试实验〔1〕记录电流、电压表的数值于表9-3中，并计算出当前逆变器输出的功率。〔2〕根据记录电流、电压表的数值计算出当前各种负载逆变器输出的功率。表9-3电流、电压、输出功率记录表负载220V风扇电流〔mA〕电压〔V〕功率〔W〕〔3〕用自备的150W灯泡代替风扇接入电路中，逆变器立刻断开输出，150W灯泡不亮。此时逆变器负载超出了最大输出功率，进入了过载保护状态。3.逆变器的转换效率计算实验〔1〕在实验台上按照图9-3连接好实验导线。图9-3逆变器的转换效率计算测试示意图将“可调恒压、恒流稳压电源〞的电压、电流数值和逆变负载的电压、电流数值记录于表9-4中。表9-4逆变器测试数据记录表直流电压〔V〕220V风扇f0vtVout直流电流〔mA没A付〕直流输入功率〔W〕逆变交流电压〔V〕逆变交流电流〔mA〕交流输出功率〔W〕转换效率〔η〕根据以下公式，计算出逆变器的转换效率。η=eq\f(Pin,Pout)×100%=eq\f(Vin×Iin,Vout×Iout)×100%公式中Vin代表输入直流电压，Iin代表输入直流电流，Vout代表输出交流电压，Iout代表输出交流电流。4.逆变器不同负载的测试〔1〕在实验台上按照图9-4连接好实验导线。图9-4逆变器不同负载的测试示意图〔2〕拔出连接风扇的两根线，接入不同的负载。〔3〕记录不同负载的电流、电压表值于下表中，比拟一下负载的电流大小。〔2〕将接入风扇的两根线拔出后插入到不同的220V负载中。〔如：3WLED灯、指示灯、28W，LED灯〕〔3〕记录电流、电压表的数值于表9-5中，并计算出当前各种负载逆变器输出的功率。表9-5测试电流、电压、输出功率记录表负载220V风扇3WLED灯指示灯28WLED灯电流〔mA〕电压〔V〕功率〔W〕五、考前须知1.在确认蓄电池标称电压和逆变器的正、负极性连接无误后，再通电。2.电压表、电流表的量程必须分别大于太阳能电池板的开路电压和短路电流。3.实验完毕后必须拆散电路，整理好仪器。六、思考题1.逆变器的输入电压在什么围，可以逆变成220V交流电.2.逆变器的效率是多少.七、实验报告要求完成相关实验数据的测量和计算，并注意标注实验数据测定的条件。实验十太阳能路灯的设计实验一、实验目的1.掌握太阳能路灯的设计过程。2.合理进展系统的设备选型。3.正确安装和运行太阳能路灯。二、实验原理通常光伏系统根本上由四局部组成，如图10-1所示：〔1〕太阳能电池组件；〔2〕蓄电池组；〔3〕蓄电池充放电控制器或称直流控制器；〔4〕直流负载或交流负载。此外，如果负载是交流的，还要为交流负载配备交流逆变电源，可以将交流逆变电源连同交流负载共同视为一个直流负载子系统。图10-1光伏系统组成典型原理框图〔1〕太阳能电池组件在照射下会产生光伏电压和光生电流，是光伏系统的发电装置。它输出的是直流电，经充放电控制器整定后用来为蓄电池充电；充电的过程是储能的过程。〔2〕蓄电池是光伏系统的储能装置。白天，太阳能被光电池转化为电能，通过给蓄电池充电，电能又转化为化学能。到了晚上，太阳能电池停顿发电和充电，蓄电池开场对负载放电，化学能又转化为电能供应光源工作。所以，一个完整的光伏系统在一昼夜间发生了一系列能量的转化：太阳辐射能→电能→电化学能→电能→电光照明。〔3〕智能化充放电控制器在光伏系统能量转化中起着极其重要的控制作用。这个控制器具有先进的充电控制、放电控制以及过充电保护、过放电保护、过载保护反接保护等一系列保护功能。光伏系统的性能好坏与控制器有着重大关系，可以说充放电控制器是光伏系统的心脏。目前光伏系统用充放电控制器都以单片机对充放电过程尤其是充电过程进展严密监控，大大提高了系统可靠性。太阳能光伏电源系统的设计计算主要依据现场实际情况，为满足符合能量的需求，在系统设置地点的日照条件和环境温度等情况下，优选出适宜的太阳能电池方阵和蓄电池容量，并使系统中所有设备相互匹配，保证系统的合理性和适用性。一个完善的太阳能光伏电源系统需要考虑多种因素进展设计，如电气性能设计、热力设计、机械构造设计等，对地面应用的独立电源系统来说，最主要的是根据使用，决定太阳能电池方阵和蓄电池规模，以满足正常工作的需求。太阳能光伏电源系统总体设计原则是在保证满足负载用电量需要的前提下，确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量。通过技术经济分析，合理确定太阳能电池组件数量和蓄电池容量、包括平安性、可靠性等诸多方面的要求。系统配置的设计主要考虑两种因素：(1)根据负荷需求，环境参数和太阳能光伏电源系统部件的电气参数，选择不同的系统部件。(2)需要确定的数据主要包括：安装地点的日照辐射、太阳能电池方阵倾斜面的日照辐射、环境温度参数。系统电压、负荷能量需求，最大和平均的放电电流。控制器、逆变器调节特性与参数，太阳能电池组件和蓄电池的特征参数和系统供电可靠性和供电电源可用率。系统由太阳能电池组件局部〔包括支架〕、LED灯头、控制箱〔有控制器、蓄电池〕和灯杆几局部构成；太阳能电池板光效到达127Wp/m2，效率较高；灯头局部以1W白光LED和1W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源；控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池〞，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备〔具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等〕与本钱控制，实现很高的性价比。系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10lu*左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电完毕。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。三、实验仪器设备及材料表10-1实验仪器设备及材料序号设备名称型号与规格数量1太阳能光伏发电系统实训平台V-Ets-solar-IV12导线红线、黑线假