SBT-JXA-2B太陽能光熱光伏一體化教學實驗平臺
太陽能光伏光熱一體化組件主要由光伏與光熱兩個部分組成。光伏部分采用技術成熟的太陽能光伏面板，通過控制系統(tǒng)為建筑提供所需電能，主要包括光伏電池、并網逆變器和控制器等構件。光熱部分主要為集熱器，將太陽能轉換為熱能，同時使用熱循環(huán)機制，冷卻太陽電池，提高光電轉換效率，更高效地利用太陽熱能。
一、系統(tǒng)特點
1.新穎性：以前沿技術為導向，與實驗相結合。
2.開放性：開放式設計，用戶可以利用裝置資源進行二次設計。
3.實用性：采用準實物設計。
二、實驗臺的組成
1.太陽能系統(tǒng)：太陽能真空管式集熱器、蓄熱水箱
2.太陽能系統(tǒng)：太陽能平板式集熱器、蓄熱水箱
3.光伏系統(tǒng)：平板式集熱器帶光伏發(fā)電單元、并網模塊
4.實驗控制系統(tǒng)操作臺
5.熱水系統(tǒng)：水龍頭
6.太陽能集熱性能測試系統(tǒng)
7.配套管件
三、實驗臺系統(tǒng)圖
1.太陽能光熱系統(tǒng)
2.太陽能光熱＋生活熱水
四、實驗臺的主要功能
1.掌握太陽能系統(tǒng)的基本原理，使學生理解各個部件的用途。
2.太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能＋熱水系統(tǒng)、光熱+光伏系統(tǒng)。
3.分析當地全年不同的室外條件下，利用太陽能制備生活熱水、太陽能供暖和太陽能光伏發(fā)電的可行性和經濟性，掌握其基本規(guī)律，為進一步地深入研究、應用積累實驗數據。
4.對在相同的熱負荷條件下，調整太陽能集熱器面積、蓄熱水箱容積，找出最佳的太陽能地板輻射采暖太陽能集熱器面積、蓄熱水箱容積的配比。
5.根據進出口溫度不同，分析全年熱泵系統(tǒng)的COP，確定太陽能＋水源熱泵空調冷熱源系統(tǒng)比例。
五、太陽能集熱器性能測試系統(tǒng)
該測試儀是滿足國標GB/T20095-2006要求的一款熱水檢測儀系統(tǒng)，產品還可以長期工作于熱水工程中，對整個系統(tǒng)進行在線監(jiān)測，隨時對系統(tǒng)內的熱性能進行診斷和報警，并提供運行數據。
5.1、產品測試范圍
5.1.1 家用太陽能管式熱水器
5.1.2 家用太陽能平板式熱水器
5.1.3 太陽能熱水工程
5.1.4 太陽能光伏發(fā)電工程
5.2、產品運行環(huán)境
5.2.1 環(huán)境溫度 -40℃～60℃
5.2.2 相對濕度 ≤90%
5.2.3 適用電源 220V（±10%），50Hz(±2%),或無電源地區(qū)
5.3、技術指標及特點
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太陽輻射 |
A.通道數:2通道（總輻射） B.測量范圍:0～2000W/m2 C.測量精度:小于5% D.顯示分辨率:1 W/m2 E.顯示內容:瞬時值，小時累計量，日累計量等 |
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水箱溫度 |
A.通道數:3路 B.測量范圍:-20～150℃ C.測量精度:±0.2℃ D.顯示分辨率：0.1℃,不銹鋼封裝,￠4*40mm,全密封,防腐,放水 |
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環(huán)境溫度 |
A.通道數:1路 B.測量范圍:-40～70℃ C.測量精度:±0.2℃ D.顯示分辨率：0.1℃,不銹鋼封裝,￠4*40mm,全密封,防腐,放水，帶防輻射罩 |
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進出水流量 |
A.通道數:2路 B.測量范圍:0.2～1.2(立方米/小時) C.耐水溫：0---120度 D.測量精度: ＜0.5% |
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環(huán)境風速 |
A.通道數:1路B.測量范圍:0～70米/秒 C.測量精度:±0.3米/秒 |
|
光伏發(fā)電 |
同等條件下適時的光伏并網發(fā)電參數：電壓、電流、功率、KWh |
5.3.1 標準RS232接口與管理微機有線連接（增加驅動器通訊距離達200米），實時傳送采集數據，并可下載數據存入微機。
5.3.2 太陽熱水集熱性能測試系統(tǒng)管理軟件一套。此軟件支持（GB18708， GB/T19141，GB/T20095-2006太陽熱水系統(tǒng)性能評定規(guī)范）等國標要求，自動打印檢測報告，在windows2000以上環(huán)境即可運行，實時顯示各路數據，檢測數據自動存儲（存儲時間可以設定），自動繪制太陽能熱水系統(tǒng)的熱量與太陽輻照量的曲線圖，與打印機相連自動打印，數據存儲格式為EXCEL標準格式,可供其它軟件調用。
5.3.3 太陽熱水集熱性能測試系統(tǒng)采用高性能微處理器為主控CPU，大容量數據存儲器，可連續(xù)存儲數據，數據采樣率高于0.5秒/通道，工業(yè)控制標準設計，便攜式防震結構，大屏幕液晶顯示屏，輕觸薄膜按鍵，操作簡單。
5.3.4 數據存儲容量：4000條數據。
5.3.5 數據存儲內容：時間（真太陽時間），太陽輻射（順時功率，日累計量），溫度（環(huán)境溫度，水溫，集熱器溫度），風速，流量等信息。
5.3.6 顯示內容：時間（真太陽時間），太陽輻射（順時功率，日累計量），溫度（環(huán)境溫度，水溫，集熱器溫度），風速，流量等信息。
5.3.7 系統(tǒng)結構：便攜式結構，所有檢測儀表放入二臺箱內，便于檢測人員現場測試。
5.3.8 多媒體教學軟件概述
1、通過該軟件可以系統(tǒng)性學習太陽能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應用產品等全部系列光伏知識內容。
2、配備文字與動畫展示并介紹從原材料至成品包括中間環(huán)節(jié)加工工藝等與使用方法。
3、多媒體系統(tǒng)自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統(tǒng)所述文字同步播放，幫助教師對光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提高學生對新能源專業(yè)知識快速掌握和快速學習。
4、多媒體軟件組成
(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實物；
2、配備文字與動畫展示各種材料的生產工藝與使用方法
3、目錄（約11課時）
² 光伏硅產品基本情況介紹
² 硅單質性質：包括硅的物理性質、化學性質、硅的分類與應用
² 硅化合物性質：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等
² 硅的生長原理及定型
² 硅的提純方法：包括化學提純與物理提純方法
² 多晶硅的制備及其缺陷和雜質：包括冶金硅級制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備
² 單晶硅的制備及其缺陷和雜質：包括單晶硅生長、單晶硅的雜質與缺陷
² 單晶硅與多晶硅加工方法
² 硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
² 硅材料的測試與分析方法：包括導電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數的測定、遷移率的測量、化學性能分析、晶體結構分析等
² 硅材料測試與分析依據標準（GB標準、UL標準、IEC標準、SEMI標準）
(2)太陽能光伏電池片講解與展示系統(tǒng)
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏電池片；
2、配備文字與動畫展示各種電池片的生產工藝與使用方法
3、目錄（約9課時）
² 太陽能電池片基本情況介紹
² 太陽能電池片基本結構分析
² 太陽能電池片分類
² 晶體硅太陽能電池片生產工藝：包括生產方法與生產設備介紹
² 晶體硅太陽能電池片生產主要原材料
² 太陽能電池片測試技術與方法：包括測試方法與測試設備介紹
² 太陽能電池片測試依據標準
(3)太陽能光伏組件講解與展示系統(tǒng)
1、可以展示各種太陽能光伏光伏組件；
2、配備文字與動畫展示各種光伏組件的生產工藝與使用方法
3、目錄（約10課時）
² 太陽能電池組件基本介紹
² 太陽能電池組件的分類及各種組件的優(yōu)缺點
² 太陽能電池組件的生產工藝介紹及相關設備
² 太陽電池組件的評定標準
² 太陽能電池組件的測試方法與測試設備
² 太陽能電池組件的發(fā)展方向
(4)太陽能光伏組件附屬材料講解與展示系統(tǒng)
主要功能
1、可以展示各種太陽能光伏光伏組件附屬材料；
2、配備文字與動畫展示各種光伏組件附屬材料的生產工藝與使用方法
3、目錄（約7課時）
² 太陽能組件附屬設施情況介紹
² 太陽能組件對鋼化玻璃的具體要求
² 太陽能組件對支架鋁型材的具體要求
² 太陽能組件對EVA封膠的具體要求
² 太陽能組件對TPT背板的具體要求
² 太陽能組件附屬設施檢測方法
² 太陽能組件附屬設施測試標準
* 二、展示與講解內容目錄（圖、文、聲并茂）：
2.1 太陽能光伏應用產品講解與展示系統(tǒng)（約5課時）
2.1.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)：
2.1.2 家用太陽能發(fā)電機直流系統(tǒng)多媒體電視機
2.1.3 太陽能便攜電源：
2.1.4 太陽能殺蟲燈
2.1.5 太陽能警示燈
2.1.6 太陽能野營燈
2.2 太陽能光伏發(fā)電基本原理
2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成部分介紹
2.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計方法
2.5 太陽能光伏電站施工建設方法
2.5.1、項目前期考察
2.5.2、項目建設前期資料及批復文件
第一階段：可研階段
第二階段：獲得省級/市級相關部門的批復文件
第三階段：獲得開工許可
2.5.3、項目施工圖設計
2.5.4、項目實施建設
2.5.5、帶電前的必備條件
2.6太陽能光伏并網電站介紹
2.6.1、光伏并網電站簡要描述
2.6.2、光伏并網電站設備組成
2.6.2、光伏并網電站設備功能
2.7 家用型太陽能電站建設方案
2.7.1、項目概述
2.7.2、方案設計 （附詳細方案設計）
（一）用戶負載信息
（二）系統(tǒng)方案設計
（三）效益計算：
2.8 逆變器基本原理介紹
2.9 控制器基本原理介紹
主要作用：
在小型光伏系統(tǒng)中，用來保護蓄電池；在大中型系統(tǒng)中，起平衡光伏系統(tǒng)能量、保護蓄電池及整個系統(tǒng)正常運行等；
光伏控制器應具有以下功能：
①防止蓄電池過充電和過放電，延長蓄電池壽命；
②防 止太陽能電池板或電池方陣、蓄電池極性接反；
③防止負載、控制器、逆變器和其他設備內 部短路；
④具有防雷擊引起的擊穿保護；
⑤具有溫度補償的功能
⑥顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)的 各種工作狀態(tài)，包括：蓄電池（組）電壓、負載狀態(tài)、電池方陣工作狀態(tài)、輔助電源狀態(tài)、環(huán)境溫度狀態(tài)、故障報警等。
² 光伏控制器按電路方式的不同，可分為并聯型、串聯型、脈寬調制型、多路控制型等；
² 按組件輸入功率分：小功率型、 中功率型、大功率型及專用控制器（如草坪燈控制器）等；
光伏控制器性能特點：
1.小功率光伏控制器
v 控制器的主要開關器件；
v 運用脈沖寬度調制（PWM)控制技術；
v 具有單路、雙路負載輸出和多種工作模式；
v 具有多種保護功能；
v 系統(tǒng)工作狀況、蓄電池的剩余電量等的變化；
v 具有溫度補償功能
2、中功率光伏控制器
v 負載電流大于15A的控制器為中功率控制器。
v 系統(tǒng)狀態(tài)顯示；
v 可編程設定負載的控制方式；
v 多種保護功能；
v 浮充電壓的溫度補償功能；
v 具有快速充電功能；
v 普通充放電工作模式、光控開/關、光控開/時控關工作模式
3、大功率光伏控制器
v 大功率光伏控制器采用微電腦芯片控制系統(tǒng)，控制功能更強，可實現復雜過程控制。
光伏控制器主要技術參數：
系統(tǒng)電壓、最大充電電流、太陽電池方陣輸入路數、電路自身損耗、充滿斷開或過壓關斷電壓（HVD) 、欠壓斷開或欠壓關斷電壓（LVD)、蓄電池充電浮充電壓、溫度補償、使用或工作環(huán)境溫度范圍、其他保護功能
控制器的額定負載電流：
即控制器輸出到直流負載或逆變器的直流輸出電流。該數據要滿足負載或逆變器的 輸入要求。
5.4、實驗室智慧用電安全控制系統(tǒng)
智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網絡的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。
1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監(jiān)測數值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止！
2、手機APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當前電壓、電流、有無功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；用電數據界面能智能查找近2年用電數據，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等�？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h程控制智能開關的通斷。
3、PC端軟件：每個設備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統(tǒng)計；具有管理員信息修改與權限管理等功能�？梢绘I開啟和關閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開關！
4、后臺系統(tǒng)：包含賬號管理、設備管理、報修管理、用戶管理，設備管理：
①、包含監(jiān)控管理：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預覽所有設備的在線和運行情況，分析設備使用率及運行時間！
②、包含設備節(jié)點：可顯示設備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。
5、報修管理：用戶可進行遠程報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進行遠程維護，及時跟進，以有效解決用戶設備維護。
6、用戶管理：可連通手機號，對賬戶進行一對一的安全加密，實名認證，防止賬戶泄密、防盜，現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
現場需對功能逐一演示，提供有效、權威的證明文件，佐證該產品的可靠、安全、先進性。
六、太陽能光熱系統(tǒng)實驗臺基本配置
|
序號 |
設備名稱 |
型號 |
數量 |
單位 |
|
1 |
太陽能管式集熱器 |
|
1.6 |
m2 |
|
2 |
太陽能平板集熱器（帶光伏發(fā)電模塊） |
|
1.5 |
m2 |
|
3 |
固頂臺架（可調傾角） |
|
1 |
個 |
|
4 |
蓄熱水箱（保溫50mm橡塑） |
0.3 ｍ３ |
1 |
個 |
|
5 |
管道 |
|
1 |
個 |
|
6 |
太陽能場地施工 |
3 m2屋頂 |
1 |
套 |
|
7 |
太陽熱水集熱性能測試系統(tǒng) |
PH-1 |
1 |
臺 |
|
8 |
太陽總輻射傳感器 |
JYZ-5V-V2 |
1 |
臺 |
|
9 |
精密溫度傳感器(-40～150℃,精度:±0.1℃,低溫型,不銹鋼封裝,￠4*40mm,全密封,防腐,放水,太陽能熱水器專用) |
PTWD-2A |
3 |
只 |
|
10 |
環(huán)境溫度傳感器（帶防輻射罩） |
PTWS-5V-M |
1 |
只 |
|
11 |
數字風速傳感器 |
WS-5V-M |
1 |
臺 |
|
12 |
太陽熱水系統(tǒng)監(jiān)控軟件 |
SYT-2A |
1 |
套 |
|
13 |
傳感器支架(鋼制結構) |
SYT-ZJ1 |
1 |
臺 |
|
14 |
數據通訊線纜及傳感器連接線纜 |
標準 |
1 |
套 |
|
15 |
帶遠程監(jiān)控功能光伏并網逆變模塊 |
非標 |
1 |
套 |
七、實驗項目
1.太陽能集熱能量轉換原理
2.太陽能集熱管特性測試
3.環(huán)境對光熱轉換的影響
4.太陽能熱水器功能實驗
5.環(huán)境風速對集熱性的影響
6.太陽能熱水系統(tǒng)管路連接實驗
7.平板型集熱器的工作原理
8.真空管型與平板型集熱器的性能對比實驗
9.光伏并網發(fā)電運維實驗
八、技術資料
提供儀器設備的安裝手冊、操作手冊、等技術文件及產品合格證、質量保證書等全套資料。
九、技術服務
質保與維修：提供一年保修，終身維修，終身提供軟件免費升級。
十、檢測內容
系統(tǒng)執(zhí)行國標GB/T18708 ，GB/T19141，GB/T20095-2006太陽熱水系統(tǒng)性能評定規(guī)范等要求方法測試（熱性能：日有用得熱量，升溫性能，儲水箱保溫性能等指標）
