太阳能光伏发电实训装置---实验指导书

《太阳能光伏发电实训装置---实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、ZDF-S102型太阳能光伏发电系统实验实训装置实验指导书北京中鼎信源科技发展有限公司二〇一〇年目录实验一光电池板的光伏特性实验1实验二太阳能电池光伏系统直接负载特性实验4实验三太阳能控制器工作原理实验7实验四接反保护实验12实验五太阳能控制器对蓄电池的过充保护实验16实验六太阳能控制器对蓄电池的过放保护实验20实验七夜间防反充实验22实验八离网型逆变器工作原理实验27实验九独立光伏发电实验32实验十并网型逆变器工作原理实验37实验十一光伏并网实验42实验一光电池板的光伏特性实验一、实验目的（1）实现太阳能光伏板能量转换；（2）观察环境对光伏转化的影响；（3）对于

2、不同的光照强度，测量出电池板产生的电压；二、实验仪器1、太阳能电池板2、光源3、灯光亮度调节器4、电压表5、光能表6、LED灯7、连接线三、实验原理光电池是一种直接将光能转换成电能的光电器件，主要结构是一个大面积的P-N级，当光线照射到P-N级上时，就会在P-N级两端出现电动势（P区为正；N区为负）。产生上述物理现象的原理是：因为当N型半导体材料与P型半导体材料结合在一起时，因为热运动，N区中的电子就向P区扩散，而P区中的空穴则向N区扩散，因而在PN结的P区边积聚大量的电子；而N区边汇集起大量的空穴，于是在PN结的过渡区建立一个电场，它要阻止N区中的电子和P区中的空穴向对方

3、边区扩散，但同时确能推动N区中的空穴（少数载流子）和P区中的电子（少数载流子）向对方运动。一旦具有一定光强的光照射到PN结上时，那么在PN结中能激起大量的电子—空穴对，在PN结的电场作用下，N区的空穴流向P区，使P区边的空穴数堆积而带上正电荷。同理在电子大量地涌入N区的情况下，使N区带上负电荷。如此在P区于N区之间就出现了电位差，这时如果在PN结两端装有电极，用高内阻的电压表测量电极的两端，就能测到电压；如果接上电流表，就能测到电流。光电池所产生的电动势与光照的强度有密切的关系，图1表示硅光电池的开路电压与短路电流和光照强度的关系，由图可见硅光电池的开路电压与光照是一种非线

4、性关系，当光照强度在200勒克斯时就趋向饱和。而短路电流在很大的范围内与光照成线型关系，因此使用光电池作为测量元件使用时，应该把它当成电流源的形式来研究，因为短路电流与光强是线性的，处理起来比较方便，而不要当成电压源使用。需要说明的是这里说的短路电流与开路电压与平时意义上不同，它是指外负载电阻相对与内阻非常小时候的电流值，以及外负载很大时的端电压。实验时外负载电阻<15Ω时，就认为是短路电流，而>5.0K时，就认为是开路电压。经实验证明外负载越小线性度越好。图1电压、电流与光照强度的关系四、预习要求（1）学习并了解光电池的结构和发电原理；（2）认识光电池的光电特性。五、实验

5、步骤1、检查实验台，确认所有的开关是断开的；2、接入电源，确认电源信号灯已亮。这里接入的是220V的交流电源，用来给光源以及电流表和电压表供电。3、把试验台左上方的第一个电压表的开关打开，同时打开太阳能电池板电压输出开关；此时会看到电压表上会有电压数值的显示。这是因为实验室的灯光对电池板的影响，它们会使电池板产生少量的电压，属于正常现象。（也可关闭此开关，拿一根红色连接线和一根黑色连接线把左下方光电池电压的测量点的红黑两孔和电压表下方的红黑两空相连，红色线连接红色插孔，黑色线连接黑色插孔。如果连线插反了，电压表就会出现负的电压。）4、用导线将电池板的电压引导负载上；拿两根导

6、线（一根红色，一根黑色），把左下方代表电池板输出的红黑两孔和LED灯的电源引入的红黑两孔插起来。同种颜色的孔要相连，不能交叉连接。5、把光源调整好角度，使光源的白炽灯泡正对电池板，而且要保持适当的距离使灯光能覆盖到电池板的全部。6、把光源的电源打开并且把光度调节旋钮调到最大，使光源达到最亮。（在此过程中可以看到表示光电池电压的电压表数值在不断的变大，最后停留在一个数值不变。7、打开试验台左下方控制光电池输出的开关，此时负载LED灯会导通发亮。8、然后慢慢的调节光源的调节旋钮，使光源的亮度慢慢减小。在此过程中选取10组不同的光度值来观察光电池分别产生的电压的数值。光度值可以直

7、接通过光度表来读出（在此过程中光度的取值不能间隔太大，如果想画出的曲线精确一些，则把光度的取值间隔拉小并且取20—40组数据）。在调节过程中可以形象的观察到LED灯明暗的变化，它代表了光电池产生电压的大小。9、熄灭光源；依次关掉光电池的输出开关和电压表的控制开关；拔掉连线，关断电源总开关；把实验仪器放置到原来位置。六、实验报告（1）根据下表填写数据画出光电池的光伏特性曲线：光度值光电池电压（2）对光电池板的光伏特性试验做出总结。七、注意事项（1）光源不要太靠近光电池板，这样会使光源不能覆盖到整个电池板从而使光电池的