GL-GF-1 Equipo de capacitación en generación de energía solar fotovoltaica

I. Resumen

La generación de energía solar fotovoltaica ofrece las ventajas de no agotarse, no contaminar y tener una amplia distribución de recursos. La generación de energía solar consiste en convertir la energía solar en electricidad de corriente continua y almacenarla mediante el efecto fotoeléctrico de paneles solares. Se utiliza ampliamente en comunicaciones, microondas, transmisión por cable óptico, comunicaciones ferroviarias, comunicaciones por carretera, alumbrado público, paisajismo, dispositivos móviles de energía, sistemas de observación hidrológica, estaciones meteorológicas y sísmicas, etc. Gracias a sus características ecológicas y libres de contaminación, y a sus ventajas de no agotarse, no contaminar y tener una amplia distribución de recursos, se ha convertido en una fuente de energía cada vez más valorada.

El equipo de capacitación en generación de energía solar fotovoltaica GL-GF-1 incluye principalmente paneles solares (incluidos soportes), controladores inteligentes (con comunicación de datos), baterías sin mantenimiento, distribución eléctrica y otros componentes para ayudar a los estudiantes a comprender los principios de la generación de energía solar fotovoltaica y dominar las capacidades de ingeniería aplicadas a la configuración, estructura, composición, etc. del sistema.

II. Características del dispositivo

1. Se utilizan lámparas con luminiscencia (espectro) similar a la luz solar para simular la luz solar. El proyecto de capacitación puede llevarse a cabo en cualquier momento, por lo que no está sujeto a restricciones climáticas.

2. El proyecto tiene un gran valor práctico. Los paneles solares (20 W x 4), los controladores inteligentes, las baterías y el alumbrado público utilizados son los mismos que los utilizados en la aplicación práctica, lo que permite a los estudiantes comprender a fondo la aplicación práctica de la generación de energía solar fotovoltaica.

3. Las distintas partes del equipo de capacitación en generación de energía solar fotovoltaica GL-GF-1 son completamente independientes. Los estudiantes pueden conectarlas por sí mismos según su comprensión de la aplicación de la generación de energía solar fotovoltaica durante el proceso de capacitación. 4. Se utilizan paneles solares industriales estándar, que pueden instalarse en interiores y exteriores, y cuyo ángulo es ajustable.

5. Se ofrece capacitación en diversas aplicaciones simuladas: farolas solares, luces de advertencia solares e inversores, etc.

6. Los paneles solares pueden rastrear automáticamente el sistema de seguimiento de la luz.

7. El diseño de aleación de aluminio se adopta para satisfacer las necesidades de capacitación de los centros de formación profesional y técnica. Todos los dispositivos de capacitación están instalados en la placa de malla. Las horas de capacitación son prácticas. El tamaño de la placa de malla es de 1200 mm x 600 mm.

III. Indicadores técnicos

1. Potencia de entrada: 380 V ± 10 % 50 Hz

2. Capacidad:<1000 VA

3. Entorno de trabajo: Temperatura: -10 °C ~ +40 °C, humedad relativa:<85 % (25 °C), altitud: <4000 m

4. Plataforma de entrenamiento: 1280 mm de largo × 600 mm de ancho × 1680 mm de alto; sistema de seguimiento solar: 900 mm de largo × 1400 mm de ancho × 1640 mm de alto

5. Peso:<120 kg

Ⅳ. Configuración principal del sistema

Incluye: componentes de celdas solares, sistema de seguimiento solar (dispositivo de seguimiento solar, sistema de control del dispositivo de seguimiento, sensor de luz, dispositivo de fuente de luz analógica), fuente de alimentación para instrumentos de medición (voltaje CC, amperímetro, medidor de temperatura y humedad, medidor multifunción CA, fuente de alimentación de voltaje y corriente constantes), controlador fotovoltaico, batería, controlador de inversor (aislado de la red, conectado a la red), plataforma de capacitación, placa de malla, software de gestión experimental.

1. Módulo de celdas solares

1) Capacidad de diseño: 20 x 4 Wp;

2) Módulo de celdas solares de silicio monocristalino de alta eficiencia, conforme a la norma IEC61215:1993;

3) El nivel de protección del módulo de batería es como mínimo IP65 y el rango de temperatura de funcionamiento es de -20 °C a +60 °C;

4) El módulo de batería cumple con los requisitos de las normas nacionales obligatorias.

5) El panel solar adopta un formato de matriz, compuesto principalmente por 4 paneles solares pequeños. Estos paneles permiten la conexión en paralelo y en serie, proporcionando así dos métodos de interconexión en red: alta corriente y alta tensión.

6) Los parámetros de los paneles son los siguientes:

Potencia máxima de salida: 4 x 20 W

Tensión de circuito abierto: 21,87 V (paralelo), 4 x 18 V (serie)

Corriente de cortocircuito: 4 x 0,72 A (paralelo), 0,72 A (serie)

2. Sistema de seguimiento solar

1) Dispositivo de seguimiento solar

El dispositivo de seguimiento fotovoltaico se compone principalmente de componentes de células fotovoltaicas, sensores de luz, cajas de control de sensores de luz, mecanismos de movimiento horizontal y vertical, microinterruptores, soportes de base y otros equipos y dispositivos.

2) Sistema de control del dispositivo de seguimiento

El sistema de control ofrece modos de control manual y automático, que permiten controlar las diferentes trayectorias de la fuente de luz y la posición de los mecanismos de movimiento horizontal y de inclinación, para que los estudiantes puedan comprender completamente el sistema de seguimiento. El sistema reserva varias estructuras para el desarrollo secundario.

El sistema de control de seguimiento solar utiliza el controlador programable Siemens CPU226 como host de control y proporciona un entorno de desarrollo PLC correspondiente.

A. Host del controlador programable CPU226 (CA/CC/RELÉ)

B. E/S digitales integradas (24 entradas/16 salidas digitales)

C. Dos puertos de comunicación RS-485

D. Contador bifásico de alta velocidad con una velocidad máxima de conteo de alta velocidad TTL~24 VCC de 100 kJ/s

E. Puertos de salida de pulsos bidireccionales de alta velocidad integrados

F. Incluye comunicación PPI; compatible con cable de programación PC/PPI.

3) Sensor de luz

A. Modo de seguimiento: Seguimiento totalmente automático de dos ejes

B. Precisión: ±0,5°

C. Ángulo de rotación horizontal: 360°

D. Ángulo de inclinación: 180°

E. Alimentación del controlador: 12 V CC

F. Alimentación del motor: 12 V CC

G. Diseño de aleación de aluminio de 40 x 80 mm

4) Fuente de luz analógica

Utiliza dos lámparas de proyección de 300 W instaladas en el soporte, con voltaje de 220 V y potencia máxima de 300 W. El actuador está controlado por un motor de CA, que simula vívidamente la trayectoria de la luz solar de este a oeste para simular la composición del sistema solar.

3. Instrumentos de medición

1) Medidor de voltaje y corriente de CC

Un medidor de voltaje digital de CC, diseñado con un convertidor AD de alto rendimiento y una unidad MPU de alta velocidad, implementa el modo de control de la función de diálogo persona-computadora mediante teclas y ventanas de visualización digitales. Cuenta con rangos automáticos y manuales, y su rango de medición es de 0 a 300 V. Su precisión es de 0,5 niveles.

Un miliamperímetro digital de CC, diseñado con un convertidor AD de alto rendimiento y una unidad MPU de alta velocidad, controla la función de diálogo hombre-máquina mediante teclas y una pantalla digital. Cuenta con rangos automáticos y manuales, y su rango de medición es de 0 a 5 A. Su precisión es de 0,5 niveles.

2) Medidor de termohumedad

Rango de medición de temperatura: -40 a 120 °C, con una precisión de 0,5 niveles.

3) Medidor multifunción de CA

Diseñado con un DSP dedicado de 24 bits, un convertidor AD de alta precisión de 16 bits y una unidad MPU de alta velocidad, controla la función de diálogo hombre-máquina mediante teclas y una pantalla digital.

4) Fuente de alimentación de corriente constante regulada de 0-30 V/2 A

4. Controlador fotovoltaico

Salida de control de iluminación + múltiples tipos de salida de temporización. Voltaje nominal: 12 V, corriente nominal: 10 A. Salida de carga normalmente abierta. Protección contra sobrecarga de batería, sobredescarga, sobretensión de carga, sobrecarga y cortocircuito. Protección contra carga inversa nocturna, protección contra cortocircuito de salida y compensación de temperatura.

5. Batería de plomo-ácido regulada por válvula:

1) Baja tasa de autodescarga;

2) Larga vida útil;

3) Gran capacidad de descarga profunda;

4) Alta eficiencia de carga;

5) Amplio rango de temperatura de funcionamiento;

6) Temperatura de funcionamiento: -18 ~ 60 °C;

7) Capacidad: 12 AH

6. Controlador del inversor

1) Inversor aislado de 300 W

A. Salida de onda sinusoidal pura (tasa de distorsión ≤4 %);

B. Con protección contra sobretensión, subtensión, cortocircuito, sobrecarga y sobretemperatura;

2) Inversor conectado a la red eléctrica de 300 W

El inversor conectado a la red eléctrica cuenta con una estructura de conversión de energía de dos etapas CC-CC y CC-CA. El enlace de conversión CC-CC ajusta el punto de trabajo del sistema fotovoltaico para alcanzar el punto de máxima potencia. El enlace inversor CC-CA genera principalmente la corriente de salida en fase con la tensión de red y, al mismo tiempo, obtiene un factor de potencia unitario.

7. Placa de malla

Dimensiones de la placa de malla: 1200 mm de largo x 600 mm de ancho.

8. Pantalla táctil

Dispone de una pantalla táctil de 10 pulgadas que permite controlar el funcionamiento del dispositivo de seguimiento solar de doble eje y monitorizar los datos del instrumento.

V. Proyectos de formación

1. Serie de experimentos sobre características de paneles solares

1) Experimento de prueba de las características I-V de los paneles solares

2) Experimento de prueba de corriente de cortocircuito

3) Experimento de prueba de tensión en circuito abierto

4) Experimento de prueba de la característica de carga

5) Experimento de prueba de potencia de salida máxima

6) Relación funcional entre la tensión en circuito abierto y la intensidad luminosa relativa

7) Experimento de prueba de conversión de energía lumínica de células solares

8) Experimento de conexión en serie y en paralelo de células solares

9) Experimento de salida del módulo solar

10) Experimento de prueba sobre la eficiencia de conversión de ondas de luz fotovoltaicas en diferentes condiciones climáticas e intensidades de luz solar.

11) Experimento de prueba sobre la conversión de energía fotovoltaica ante cambios en la órbita solar en diferentes estaciones.

12) Prueba de conversión de energía fotovoltaica ante cambios en la temperatura ambiente en diferentes estaciones.

2. Serie de experimentos de seguimiento solar automático

1) Experimento sobre el principio del sistema de seguimiento solar

2) Experimento sobre el impacto del medio ambiente en la conversión fotovoltaica

3) Experimento de seguimiento controlado por luz solar

3. Serie de experimentos con controladores de baterías solares

1) Experimento de control de carga de baterías solares

2) Experimento de protección de carga y descarga del controlador

3) Experimento de prueba de voltaje y corriente de la batería

4) Experimento de entrada y salida de corriente de la batería de control

5) Experimento de salida de control de tiempo controlado por luz del controlador

6) Prueba de forma de onda de la carga de la batería al entrar en la etapa de modulación PWM

7) Experimento de prueba de carga normal, sobrecarga, cortocircuito y funcionamiento

8) Experimento de prueba de funcionamiento de los modos de control doméstico y controlado por luz

4. Serie de experimentos de aplicaciones solares

1) Experimento con ventiladores solares de CA y CC

2) Aplicación y principio de las farolas solares

3) Formación en cableado de farolas solares

4) Ejemplos de aplicaciones de farolas solares

5) Aplicación y principio de las luces de advertencia solares

6) Formación en cableado de luces de advertencia solares

7) Carga de impedancia variable solar Experimento

5. Serie de experimentos con inversores solares fotovoltaicos

1) Principio de la alimentación del inversor

2) Formación sobre el cableado de la alimentación del inversor

3) Experimento con inversor aislado de la red

4) Experimento con inversor conectado a la red

6. Formación en programación de PLC

1) Experimento de programación manual de PLC para un dispositivo de seguimiento de dos ejes

2) Experimento de programación automática de PLC para un dispositivo de seguimiento de dos ejes

7. Programación del software de configuración

8. Programación del software de monitorización del control de potencia

Versión para PC sincrónica:

GL-GF-1 Equipo de capacitación en generación de energía solar fotovoltaica  http://spanish.biisun.com/home/category/detail/id/146.html