修改太阳能实验导书6月.doc

太阳能电源技术及其应用装置 实 验 指 导 书 （2012年5月） 王 娜 编 刘重轩 审 西安思源学院 2012年5月 前 言 随着教学改革的不断深化，电气工程类各专业的教学内容和教学方式都产生了很大变化。加强实验教学环节，提高学生的动手能力已经成为人们的共识。 太阳能电源技术及其应用装置实验课是的重要组成部分本实验讲义重掌握实验方法，并运用课堂上学来分析研究实验中的各种问题，得出必要的结论，从而达到培养学生本实验讲义是针对的“”编写的，适用于课程的实验教学。内容包括：实验太阳能电池发电原理实验 实验太阳能电池板能量转换实验实验环境对光伏转换影响实验 实验太阳能电池直接负载实验 实验光伏控制型太阳能系统发电实验 实验光伏控制器工作原理实验实验光伏控制器充放电保护实验实验 逆变器逆变实验第一章 TKTD-1型 太阳能电源技术及其应用装置简介 1-1 控制柜介绍及操作说明 一、概述 太阳能光伏发电具有无枯竭、无公害、资源分配广泛等优点。在太阳能路灯、太阳能草坪、太阳能庭院灯等通信和工业中应用的微波中继站、光缆通信系统、水文观测系统、气象和地震台站等中得到了广泛的应用。 “TKTD-1型 太阳能电源技术及其应用装置”主要是针对职业院校实训教学需求研制，帮助学生理解太阳能光伏发电原理，学习工程应用技能。 二、装置特点 1．采用了发光（光谱）接近太阳光的氙气灯来模拟太阳光。使得实训项目随时都可以进行。从而不需要受天气变化的限制。 2．工程实用价值强，所采用的电池板（90W）、智能控制器、蓄电池、路灯、警示灯均与现场应用中一样，可使学生深刻理解太阳能光伏发电的现场应用。 3．整个实训装置的各个部分是完全独立的，学生在实训过程中可完全根据自己对太阳能光伏发电应用的理解自己动手连接。 4．采用标准工业用电池板，可置于户内和户外，角度可以调节。 5．提供多种应用实训：太阳能路灯、太阳能警示灯和逆变电源等。 三、技术参数 1．输入电源：380V±10％ 50Hz 2．容量：100VA 3．工作环境：温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85％（25℃）　海拔＜4000m 实验控制台 跟踪装置 1-2实验控制屏 光伏控制器 控制器的六个端口都引到面板上来，安装光伏系统时控制器应与蓄电池相连接，然后再接负载或太阳 能板，不可用太阳能的电能直接带负载。 2.面板仪表 面板下部设置有±300V数字式直流电压表和±5A数字式直流电流表，精度为0.5级，能为直流电源的电压及电流指示；面板上部设置有500V交流电压表和最大量程为5A的交流电流表，精度为0.5级，能为逆变电源的电压及电流指示。 3.负载 提供太阳能路灯、太阳能警示灯、风机、白炽灯灯负载。 实验太阳能电池发电原理实验 一、实验目的： 了解太阳能电池发电的原理。 二、实验设备： 序号 名 称 备 注 太阳能教学平台 2 太阳能电池板 万用表 自备 三、实验原理： 太阳能电池是一种以PN结上接收太阳光照产生光生伏特效应为基础，直接将太阳光的辐射能量转化为电能的光电半导体薄片,它只要一受到光照，瞬间就可输出电压及电流。其原理是：当太阳光照射到半导体表面时，半导体内部N区和P区中原子的价电子受到太阳光子的冲击，获得超脱原子束缚的能量，由此在半导体材料内形成非平衡状态的电子-空穴对。少数电子和空穴，或自由碰撞，或在半导体中复合恢复平衡状态。其中复合过程对外不呈现导电作用，属于光伏电池能量自动损耗部分。一般大多数的少数载流子由于P-N结对少数载流子的牵引作用而漂移，通过P-N结到达对方区域，对外形成与P-N势垒电场方向相反的光生电场。一旦接通电路就有电能对外输出。 太阳能电池是由P型半导体和N型半导体结合而成，N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子。当P型和N型半导体结合时，在结合处会形成势垒电势。如图1.1所示： 电池板在受光照过程中,带正电的空穴往P型区漂移,带负电子的电子往N型区漂移,PN结形成与势垒电场相反的光电电场，并随着电子和空穴不断移动而增强。如图1.2所示： 一段时间后，电子和空穴的漂移和自由扩散达到平衡，光电电场最终达到饱和。在接上连线和负载后,电子从电池板的N型区流出，通过负载到P型区，就形成电流.如图1.3所示： 四、太阳能电池板关键参数： 不同光强度光伏器件的伏安特性见图1.4。 短路电流（Isc）：当太阳能电池两端是短路状态时进行测定的电流。该电流随光强度按比例增加，见图1.5。 图1.4图1.5开