本實用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種研究太陽能光伏發(fā)電過程的小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺。

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電被廣泛認(rèn)為是利用太陽能的最佳方式，核心技術(shù)是利用光伏效應(yīng)，使照射到硅材料上的光產(chǎn)生電流直接發(fā)電。當(dāng)前市場上以硅材料為主的高純多晶硅原材料生產(chǎn)、太陽能電池生產(chǎn)、太陽能電池組件生產(chǎn)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的制造等已經(jīng)形成了一定規(guī)模。我國工業(yè)和信息化部公布的15年的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展頗好，同比增長超三成，產(chǎn)品價格穩(wěn)步上升，行業(yè)前景可觀。我國國土廣闊，大部分地區(qū)光照充沛，光能資源分布較為均勻；太陽能發(fā)電無污染、應(yīng)用技術(shù)成熟、安全可靠；在大規(guī)模的并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)共線發(fā)展情況下，太陽能的能源前景頗好。發(fā)達(dá)國家也正在把太陽能的開發(fā)利用作為能源革命主要內(nèi)容長期規(guī)劃，光伏產(chǎn)業(yè)日益成為國際上一新興快速發(fā)展的行業(yè)。對于光伏發(fā)電效率的研究也愈發(fā)重要。國內(nèi)諸多高校均配備了光伏類實驗平臺，也有數(shù)個省份建立了光伏實驗室。多數(shù)的單體光伏實驗平臺上都把重點放在側(cè)重在逆變并網(wǎng)方面，功率輸出方面研究不足，而目前市面上的光伏實驗平臺采用的是預(yù)存儲的數(shù)據(jù)曲線，具有一定局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種研究太陽能光伏發(fā)電過程的小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺；該小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺中的各項組件裝備齊全，通過最大功率點跟蹤控制完整地展現(xiàn)光伏發(fā)電的過程，各項設(shè)備狀況易于觀察，同時能夠進(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)采集和樣本研究。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：

一種小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺，包括太陽能電池板，其特征在于：所述的太陽能電池板與光伏控制器相連接，光伏控制器通過充放電開關(guān)的充電端與蓄電池相連接，同時蓄電池能夠通過充放電開關(guān)的放電端與用電設(shè)備相連接；在光照條件下太陽能電池板產(chǎn)生電壓電流后輸出給光伏控制器，光伏控制器接收電壓電流后通過充放電開關(guān)輸出至蓄電池進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池充滿電后充放電開關(guān)換位至放電端與用電設(shè)備連接進(jìn)行放電。

所述的太陽能電池板為150W光合硅能多晶太陽能電池板且太陽能電池板的輸出電壓不低于12V。

所述光伏控制器中的BUCK電路能夠接收太陽能電池板輸出的電壓電流并向蓄電池輸 出電壓電流。

所述的光伏控制器包括MPPT模塊、PWM控制模塊和BUCK電路，MPPT模塊依次與PWM控制模塊、BUCK電路相連接，MPPT模塊能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲭妷哼M(jìn)行最大功率點跟蹤計算，并由PWM控制模塊根據(jù)最大功率點跟蹤向BUCK電路發(fā)出脈沖控制信號從而實現(xiàn)對BUCK電路輸出電壓電流的控制。

所述的蓄電池為6-DZM-12電瓶。

所述的用電設(shè)備為45瓦/12伏特的LED燈組。

所述太陽能電池板的輸出端和光伏控制器的輸出端分別與萬用表相連接，萬用表分別用來測量太陽能電池板的輸出端和光伏控制器的輸出端的電壓電流大小以及一定時間段內(nèi)太陽能電池板發(fā)出的功率。

所述的光伏控制器的輸出端設(shè)有示波器，示波器用于截取一定時間段內(nèi)光伏控制器輸出的電壓電流曲線并放大以研究UI特性。

所述的示波器為Tektronix泰克MDO301混合域四通道示波器。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點：

本實用新型在光伏發(fā)電問題上，采用市場上廣泛使用的150W光合硅能多晶太陽能電池板，進(jìn)行的研究和實際使用的產(chǎn)品相似性和相關(guān)性較高，能夠更好地將研究成果作實際運(yùn)用；關(guān)于輸出方面，采用示波器與萬用表共同采集數(shù)據(jù)，示波器能夠截取特定時間的電壓電流曲線并將其放大以研究UI特性，萬用表用于測量太陽能電池板輸出端和光伏控制器輸出端的電壓電流大小以及一定時間段內(nèi)太陽能電池板發(fā)出的功率，該種方式能夠方便快捷地獲得光伏特性曲線，并能在需要的時候通過萬用表的示數(shù)來檢驗算法的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

本實用新型的蓄電池采用12v 12AH的電瓶，適用范圍廣，能夠直接接12v電器產(chǎn)品：例如12vLED燈管、燈條、球泡、12V音響、喇叭、路邊擺攤點燈(12V節(jié)能燈)等；用電設(shè)備采用功率為45w的LED燈，放電時間＝電池電壓*電池容量/LED燈的功率，LED燈內(nèi)設(shè)有錯接保護(hù)裝置，上限電壓為標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍；光伏控制器包括BUCK電路和MPPT模塊、PWM控制模塊，能夠自動尋找最大功率點，提高系統(tǒng)整體效率并可選擇降壓范圍以配合其他負(fù)載方案。

附圖說明

附圖1為本實用新型的小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺原理框圖。

其中：1-太陽能電池板；2-光伏控制器；3-充放電開關(guān)；4-蓄電池；5-用電設(shè)備；6-示波器；7-萬用表。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示：一種小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺，包括實現(xiàn)將太陽附輻射能量轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池板1，該太陽能電池板1與光伏控制器2相連接，光伏控制器2通過充放電開關(guān)3的充電端與蓄電池4相連接，同時蓄電池4能夠通過充放電開關(guān)3的放電端與用電設(shè)備5相連接；在光照條件下太陽能電池板1產(chǎn)生電壓電流后輸出給光伏控制器2，光伏控制器2接收電壓電流后通過充放電開關(guān)3輸出至蓄電池4進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池4充滿電后充放電開關(guān)3換位至放電端與用電設(shè)備5連接進(jìn)行放電。

具體來說，太陽能電池板1為150W光合硅能多晶太陽能電池板且太陽能電池板1的輸出電壓不低于12V。光伏控制器2包括MPPT模塊、PWM控制模塊和BUCK電路，MPPT模塊依次與PWM控制模塊、BUCK電路相連接，BUCK電路能夠接收太陽能電池板1輸出的電壓電流并降壓至12v后向蓄電池4輸出電壓電流進(jìn)行充電；MPPT模塊能夠?qū)μ柲茈姵匕?的輸出電壓進(jìn)行最大功率點跟蹤計算，并由PWM控制模塊根據(jù)最大功率點跟蹤向BUCK電路發(fā)出脈沖控制信號從而實現(xiàn)對BUCK電路輸出電壓電流的控制。具體來說，當(dāng)外部光照強(qiáng)度發(fā)生變化時如云層遮擋，MPPT模塊通過不斷地檢測太陽能電池板1的輸出功率，運(yùn)用控制算法來估算當(dāng)前情況下光伏控制器2能夠輸出的最大功率，通過調(diào)整當(dāng)前的負(fù)載阻抗匹配來實現(xiàn)最大功率輸出；這樣就可以在太陽能電池板1因光照強(qiáng)度降低時而使得陣列輸出功率降低時，仍可以保證光伏控制器2在當(dāng)前工況下運(yùn)行于最佳的匹配狀態(tài)。蓄電池4采用6-DZM-12電瓶，而用電設(shè)備采用為45瓦/12伏特的LED燈組。該太陽能電池板1的輸出端和光伏控制器2的輸出端分別與萬用表7相連接，萬用表7分別用來測量太陽能電池板1的輸出端和光伏控制器2的輸出端的電壓電流大小以及一定時間段內(nèi)太陽能電池板1發(fā)出的功率；另外在光伏控制器2的輸出端設(shè)有示波器6，示波器6選用Tektronix泰克MDO301混合域四通道示波器，該示波器6用于截取一定時間段內(nèi)光伏控制器2輸出的電壓電流曲線并放大以研究UI特性。

本實用新型的小型獨立光伏發(fā)電實驗平臺在使用時，首先在一定光照條件下太陽能電池板1產(chǎn)生電壓電流并輸送至光伏控制器2，光伏控制器2對接收的電壓電流進(jìn)行控制并輸出給蓄電池4，當(dāng)需要進(jìn)行實驗且未充滿電時，進(jìn)行蓄電池4的充電操作；當(dāng)當(dāng)蓄電池4充滿電時，需要對它進(jìn)行放電，此時蓄電池4與用電設(shè)備5連接進(jìn)行放電。

本實用新型采用市場上廣泛使用的150W光合硅能多晶太陽能電池板1，進(jìn)行的研究和實際使用的產(chǎn)品相似性和相關(guān)性較高，能夠更好地將研究成果作實際運(yùn)用，蓄電池4采用12v 12AH的電瓶，適用范圍廣，能夠直接接12v電器產(chǎn)品：例如12vLED燈管、燈條、球泡、12V音響、喇叭、路邊擺攤點燈(12V節(jié)能燈)等；用電設(shè)備5采用功率為45w的LED燈，放電時間＝電池電壓*電池容量/LED燈的功率，LED燈內(nèi)設(shè)有錯接保護(hù)裝置，上限電壓為標(biāo)準(zhǔn)值 的1.25倍；光伏控制器2包括BUCK電路和MPPT模塊、PWM控制模塊，能夠自動尋找最大功率點，提高系統(tǒng)整體效率并可選擇降壓范圍以配合其他負(fù)載方案；關(guān)于輸出方面，采用示波器6與萬用表7共同采集數(shù)據(jù)，示波器6能夠截取特定時間的電壓電流曲線并將其放大以研究UI特性，萬用表7用于測量太陽能電池板1輸出端和光伏控制器2輸出端的電壓電流大小以及一定時間段內(nèi)太陽能電池板1發(fā)出的功率，該種方式能夠方便快捷地獲得光伏特性曲線，并能在需要的時候通過萬用表7的示數(shù)來檢驗算法的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護(hù)范圍之內(nèi)；本實用新型未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。