CN206134056U - 聚光光伏发电实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚光光伏发电实训系统,包括模拟光源，聚光光伏组件，太阳能控制器，蓄电池，逆变器，交流负载，直流负载和水冷散热系统，其特征在于，所述聚光光伏组件与太阳能控制器连接，所述逆变器并联到所述太阳能控制器的输出端，所述蓄电池与所述太阳能控制器连接，所述逆变器输出端与交流负载相连，所述直流负载并联接入所述太阳能控制器的输出端，所述模拟光源用于产生模拟太阳光，所述水冷散热系统包括管道，温度控制器，压力罐和保温水箱，所述聚光光伏组件通过管道与所述水冷散热系统连接。该系统适用范围广，可以对聚光光伏发电系统进行模拟实验，提高了教学和科研水平。

Description

聚光光伏发电实训系统

技术领域

本实用新型属于一种实验教学器材，尤其是一种针对聚光光伏发电系统进行实验实训的装置。

背景技术

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。

使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。聚光光伏(CPV)是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术。

然而，在新能源产业蓬勃发展的大形势下，却面临着新能源技术方面专业人才短缺的现象，这种状况将严重制约中国新能源产业的发展。与之对应的，各高校所开展的新能源技术课程才刚刚起步，教学模式还不成熟，配套的专业教材与专业设备，实验仪器都处于良莠不齐，亟待规划和有效开发中。目前，针对新能源发电技术的配套教学设备数量有限，功能比较单一，甚至华而不实，不能积极有效地起到辅助教学，加深理解的作用，严重影响着新能源方面人才的培养。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种聚光光伏发电实训系统，可有效解决以上存在的问题，满足整个教学的实验实训需要。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种聚光光伏发电实训系统,包括模拟光源，聚光光伏组件，太阳能控制器，蓄电池，逆变器，交流负载，直流负载和水冷散热系统，其特征在于：所述聚光光伏组件与太阳能控制器连接，所述逆变器并联到所述太阳能控制器的输出端，所述蓄电池与所述太阳能控制器连接，所述逆变器输出端与交流负载相连，所述直流负载并联接入所述太阳能控制器的输出端；所述模拟光源用于产生模拟太阳光；所述水冷散热系统包括管道，温度控制器，压力罐和保温水箱；所述聚光光伏组件通过管道与所述水冷散热系统连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、适用范围广，可以对聚光光伏发电系统每个部分做单独实验，也可以做完整聚光光伏发电系统的实验；

2、采用专用太阳能型充放电控制器对其进行充放电控制，与太阳能电池板发电形成联合供电系统，提供给下一级直流负载或者为离网逆变提供直流电源；

3、提高了教学和科研水平，为开展聚光光伏发电系统的实验提供各种必要条件，为教学和科研的实验服务，有助于聚光光伏发电的方案优化或改进。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，系统包括模拟光源，聚光光伏组件，太阳能控制器，蓄电池，逆变器，交流负载，直流负载和水冷散热系统。

模拟光源，为连接有调光电路的白炽灯泡。

聚光光伏组件，是把砷化镓电池，聚光组件(凹面镜聚光组件)，跟踪系统，结合在一起构成的机构。

太阳能控制器,作为对前路供电的综合控制单元，具有太阳能电池输入端口，控制太阳能电池对蓄电池进行智能充电，具有防雷、太阳能防反充、过电压自动刹车、蓄电池反接和开路保护等。

逆变器，将蓄电池直流电转化为交流用电，供给常用的交流负载如电机，电灯等使用，并提供相关的保护。

蓄电池为储能单元，储存太阳能电池方阵受光照时所发出电能，并可随时向负载供电。

其工作流程是，聚光光伏组件接收到模拟光源后产生电能，根据负载参数选择输入到太阳能控制器中，蓄电池接入太阳能控制器，由控制器实现对蓄电池的智能充放电，在光源充足时将富足的电能存储在蓄电池中，在负载功率较大时释放电能补充发电系统发电功率上的不足。发电系统的电能与蓄电池中储存的电能通过太阳能控制器输出，连接逆变器进行离网逆变的工作。水冷散热系统，用于凹面镜聚光点处的电池芯片和构件散热，使用的散热介质为水，水升温后储存在保温水箱中。压力罐利用罐内空气的可压缩性来调节和贮存水量并使之保持所需压力，根据实际情况可采用补气式或隔膜式压力罐。

水冷散热系统通过管道中的水的循环带走电池芯片的热量，介质的循环有强制循环和温差循环，温差循环设定完成后，当集热端和储水端达到设定的温度差即可启动循环，待两者温度持平或到设定的值时，循环停止。管道中的介质溶液通过保温水箱储存备用。为了加强保温效果，所述保温水箱由芯层、内层和外层组成，芯层使用聚氨酯发泡或聚苯乙烯材料制成，内层使用食品级不锈钢或镀锌材料制成，外层使用普通不锈钢制成。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (4)

1.一种聚光光伏发电实训系统,包括模拟光源，聚光光伏组件，太阳能控制器，蓄电池，逆变器，交流负载，直流负载和水冷散热系统，其特征在于：所述聚光光伏组件与太阳能控制器连接，所述逆变器并联到所述太阳能控制器的输出端，所述蓄电池与所述太阳能控制器连接，所述逆变器输出端与交流负载相连，所述直流负载并联接入所述太阳能控制器的输出端；所述模拟光源用于产生模拟太阳光；所述水冷散热系统包括管道，温度控制器，压力罐和保温水箱；所述聚光光伏组件通过管道与所述水冷散热系统连接。

2.根据权利要求1所述的聚光光伏发电实训系统，其特征在于：所述压力罐为补气式或隔膜式压力罐。

3.根据权利要求1所述的聚光光伏发电实训系统，其特征在于：所述保温水箱由芯层、内层和外层组成，所述芯层使用聚氨酯发泡或聚苯乙烯材料制成，所述内层使用食品级不锈钢或镀锌材料制成，所述外层使用普通不锈钢制成。

4.根据权利要求1所述的聚光光伏发电实训系统，其特征在于：所述模拟光源为连接有调光电路的白炽灯泡。