GL-GF-1 Équipement de formation à la production d'énergie solaire photovoltaïque

Ⅰ、Présentation

La production d'énergie solaire photovoltaïque présente les avantages d'une disponibilité illimitée, d'une absence de pollution et d'une large distribution des ressources. Elle consiste à convertir l'énergie solaire en courant continu et à la stocker grâce à l'effet photoélectrique des panneaux solaires. Elle est largement utilisée dans les domaines des communications, des micro-ondes, de la transmission par câble optique, des communications ferroviaires et routières, de l'éclairage, de l'aménagement paysager, des équipements mobiles, des systèmes d'observation hydrologique, des stations météorologiques et sismiques, etc. Grâce à ses caractéristiques écologiques et non polluantes, ainsi qu'à ses avantages d'une disponibilité illimitée, d'une absence de pollution et d'une large distribution des ressources, elle est devenue une source d'énergie de plus en plus prisée.

L'équipement de formation GL-GF-1 pour la production d'énergie solaire photovoltaïque comprend principalement des panneaux solaires (supports inclus), des contrôleurs intelligents (avec communication de données), des batteries sans entretien, un système de distribution électrique et d'autres composants. Ces composants permettent aux étudiants de comprendre les principes de la production d'énergie solaire photovoltaïque et de maîtriser les applications techniques de configuration, de structure, de composition, etc.

Ⅱ、Caractéristiques de l'appareil

1. Des lampes dont le spectre de luminescence est proche de celui du soleil sont utilisées pour simuler la lumière du soleil. Le projet de formation peut être réalisé à tout moment, sans être limité par les conditions météorologiques.

2. Ce projet présente une forte valeur pratique. Les panneaux solaires (20 W x 4), les contrôleurs intelligents, les batteries et les lampadaires utilisés sont identiques à ceux utilisés sur le terrain, ce qui permet aux étudiants d'approfondir leur compréhension de l'application concrète de la production d'énergie solaire photovoltaïque.

3. Les différents composants de l'équipement de formation GL-GF-1 pour la production d'énergie solaire photovoltaïque sont totalement indépendants. Les étudiants peuvent les connecter eux-mêmes en fonction de leur compréhension de l'application de la production d'énergie solaire photovoltaïque pendant la formation. 4. Des panneaux solaires industriels standards sont utilisés, pouvant être installés à l'intérieur comme à l'extérieur, et leur inclinaison est réglable.

5. Diverses simulations d'applications sont proposées : lampadaires solaires, lampes d'avertissement solaires, onduleurs, etc.

6. Les panneaux solaires permettent le suivi automatique du système de poursuite de lumière.

7. La conception entièrement en alliage d'aluminium répond aux besoins de formation des établissements d'enseignement professionnel et technique. Tous les dispositifs de formation sont installés sur la plaque grillagée. Les heures de formation sont des travaux pratiques. La plaque grillagée mesure 1 200 mm x 600 mm.

III、Indicateurs techniques

1. Puissance d'entrée : 380 V ± 10 % 50 Hz

2. Capacité : < 1 000 VA

3. Environnement de travail : température : -10 °C à +40 °C, humidité relative : < 85 % (25 °C), altitude : < 4 000 m

4. Plateforme d'entraînement : longueur : 1 280 mm × largeur : 600 mm × hauteur : 1 680 mm ; système de suivi solaire : longueur : 900 mm × largeur : 1 400 mm × hauteur : 1 640 mm

5. Poids : < 120 kg.

Ⅳ、Configuration principale du système

Inclus : composants des cellules solaires, système de suivi solaire (dispositif de suivi solaire, système de contrôle du dispositif de suivi, capteur de lumière, source lumineuse analogique), alimentation des instruments de mesure (tension continue, ampèremètre, thermomètre et hygromètre, multimètre CA, alimentation à tension et courant constants), contrôleur photovoltaïque, batterie, contrôleur d’onduleur (hors réseau, connecté au réseau), plateforme de formation, plaque maillée, logiciel de gestion expérimentale.

1. Module de cellules solaires

1) Capacité nominale : 20 x 4 Wc ;

2) Module de cellules solaires en silicium monocristallin à haut rendement, conforme à la norme IEC61215:1993 ;

3) Indice de protection du module de batterie : IP65 minimum, et plage de températures de fonctionnement : -20 °C à +60 °C ;

4) Le module de batterie est conforme aux exigences des normes nationales obligatoires.

5) Le panneau solaire adopte un assemblage en réseau, principalement composé de 4 petits panneaux solaires, permettant la connexion en parallèle et en série de panneaux solaires, et offrant ainsi deux modes de mise en réseau de panneaux solaires à courant élevé ou à haute tension.

6) Les paramètres des panneaux fournis sont les suivants :

Puissance de sortie maximale : 4 x 20 W

Tension à vide : 21,87 V (parallèle), 4 x 18 V (série)

Courant de court-circuit : 4 x 0,72 A (parallèle), 0,72 A (série)

2. Système de suivi solaire

1) Dispositif de suivi solaire

Le dispositif de suivi solaire photovoltaïque est principalement composé de cellules photovoltaïques, de capteurs de lumière, de boîtiers de commande de capteurs de lumière, de mécanismes de mouvement horizontal et d'inclinaison, de micro-interrupteurs, de supports de base et d'autres équipements et dispositifs.

2) Système de contrôle du dispositif de suivi

Le système de contrôle offre des modes de contrôle manuel et automatique, permettant de contrôler les différentes trajectoires de la source lumineuse et les positions des mécanismes de mouvement horizontal et d'inclinaison, afin de permettre aux étudiants de bien comprendre le système de suivi. Le système réserve plusieurs structures pour le développement secondaire.

Le système de contrôle du suivi solaire utilise le contrôleur programmable Siemens CPU226 comme hôte de contrôle et fournit un environnement de développement PLC correspondant.

A. Contrôleur programmable CPU226 (CA/CC/RELAIS)

B. E/S numériques intégrées (24 entrées numériques/16 sorties numériques)

C. Deux ports de communication RS-485

D. Compteur biphasé haute vitesse avec une fréquence maximale de 100 000 000 Hz (TTL~24 VCC)

E. Ports de sortie d'impulsions bidirectionnels haute vitesse intégrés

F. Communication PPI ; prise en charge du câble de programmation PC/PPI.

3) Capteur de lumière

A. Mode de suivi : suivi entièrement automatique sur deux axes

B. Précision : ±0,5°

C. Angle de rotation horizontal : 360°

D. Angle d’inclinaison : 180°

E. Alimentation du contrôleur : 12 V CC

F. Alimentation du moteur : 12 V CC

G. Conception en alliage d’aluminium de 40 x 80 mm

4) Source lumineuse analogique

Utilise deux projecteurs de 300 W installés sur le support, tension : 220 V, puissance maximale : 300 W. L’actionneur est commandé par un moteur CA, permettant de simuler fidèlement la trajectoire de la lumière solaire d’est en ouest afin de simuler la composition du système solaire.

3. Instruments de mesure

1) Voltmètre et ampèremètre CC

Un voltmètre numérique CC, équipé d’un convertisseur analogique-numérique hautes performances et d’un microprocesseur haute vitesse, permet le contrôle du dialogue homme-machine via des touches et des fenêtres d’affichage numérique. Il dispose de plages automatiques et manuelles, et sa plage de mesure est de 0 à 300 V. La précision de mesure est de 0,5 niveau.

Un milliampèremètre numérique CC, équipé d'un convertisseur analogique-numérique haute performance et d'un microprocesseur haute vitesse, permet le contrôle du dialogue homme-machine par touches et affichage numérique. Il dispose de plages automatiques et manuelles, et sa plage de mesure est de 0 à 5 A. La précision de mesure est de 0,5 niveau.

2) Thermohygromètre

Plage de mesure de température : -40 à 120 °C, précision de mesure de 0,5 niveau.

3) Multimètre CA

Équipé d'un DSP dédié 24 bits, d'un convertisseur analogique-numérique haute précision 16 bits et d'un microprocesseur haute vitesse, il permet le contrôle du dialogue homme-machine par touches et affichage numérique.

4) Alimentation à courant constant régulée 0-30 V/2 A

4. Contrôleur photovoltaïque

Sortie de contrôle de la lumière + plusieurs types de sorties temporisées, tension nominale : 12 V, courant nominal : 10 A, sortie de charge normalement ouverte ; protection contre la surcharge, la décharge excessive, la surtension de charge, la surcharge, les courts-circuits, la charge de nuit, les courts-circuits en sortie, compensation de température.

5. Batterie plomb-acide régulée par soupape :

1) Faible taux d’autodécharge ;

2) Longue durée de vie ;

3) Forte capacité de décharge profonde ;

4) Haute efficacité de charge ;

5) Large plage de températures de fonctionnement ;

6) Température de fonctionnement : -18 à 60 °C ;

7) Capacité : 12 Ah

6. Contrôleur d’onduleur

1) Onduleur hors réseau 300 W

A. Sortie sinusoïdale pure (taux de distorsion ≤ 4 %) ;

B. Avec protection contre les surtensions, les sous-tensions, les courts-circuits, les surcharges et les surchauffes ;

2) Onduleur réseau 300 W

L'onduleur réseau est doté d'une structure de conversion d'énergie à deux étages CC-CC et CC-CA. La liaison CC-CC ajuste le point de fonctionnement du champ photovoltaïque pour suivre le point de puissance maximale ; la liaison CC-CA assure la synchronisation du courant de sortie avec la tension du réseau et l'obtention simultanée d'un facteur de puissance unitaire.

7. Plaque grillagée

Dimensions de la plaque grillagée : longueur 1 200 mm x largeur 600 mm.

8. Écran tactile

Écran tactile de 10 pouces permettant de contrôler le fonctionnement du dispositif de suivi solaire à deux axes et de surveiller les données de l'instrument.

V. Projets de formation

1. Série d'expériences sur les caractéristiques des panneaux solaires

1) Expérience de test des caractéristiques I-V des panneaux solaires

2) Expérience de test du courant de court-circuit

3) Expérience de test de la tension à vide

4) Expérience de test des caractéristiques de charge

5) Expérience de test de la puissance de sortie maximale

6) Relation fonctionnelle entre la tension à vide et l'intensité lumineuse relative

7) Expérience de test de conversion d'énergie lumineuse par cellules solaires

8) Expérience de connexion en série et en parallèle de cellules solaires

9) Expérience de sortie de module solaire

10) Expérience de test du rendement de conversion photovoltaïque des ondes lumineuses sous différentes conditions météorologiques et intensités d'ensoleillement.

11) Expérience de test de conversion d'énergie photovoltaïque sous variation de l'orbite solaire selon les saisons.

12) Test de conversion d'énergie photovoltaïque sous variation de la température ambiante selon les saisons.

2. Série d'expériences sur le suivi automatique du soleil

1) Expérience sur le principe du système de suivi du soleil

2) Expérience sur l'impact de l'environnement sur la conversion photovoltaïque

3) Expérience sur le suivi contrôlé par la lumière solaire

3. Série d'expériences sur le contrôleur de batterie solaire

1) Expérience sur le contrôle de la charge de la batterie solaire

2) Expérience sur la protection du contrôleur contre la charge et la décharge

3) Expérience sur le test de la tension et du courant de la batterie

4) Expérience sur le contrôle de l'entrée et de la sortie du courant de la batterie

5) Expérience sur le contrôle de la sortie du contrôleur par la lumière et le temps

6) Test de la forme d'onde de la charge de la batterie entrant dans la phase de modulation PWM

7) Expérience sur les tests de charge normale, de surcharge, de court-circuit et de fonctionnement

8) Expérience sur le test de fonctionnement des modes de contrôle domestique et de contrôle par la lumière

4. Série d'expériences sur les applications solaires

1) Expérience sur les ventilateurs solaires CA et CC

2) Application et principe des lampadaires solaires

3) Formation au câblage des lampadaires solaires

4) Exemples d'applications pour les lampadaires solaires

5) Application et principe des avertisseurs solaires

6) Formation au câblage des avertisseurs solaires

7) Charge solaire à impédance variable Expérience

5. Série d'expériences sur les onduleurs solaires photovoltaïques

1) Principe de l'alimentation électrique de l'onduleur

2) Formation au câblage de l'alimentation électrique de l'onduleur

3) Expérience sur un onduleur hors réseau

4) Expérience sur un onduleur connecté au réseau

6. Formation à la programmation d'un automate programmable (API)

1) Expérience de programmation manuelle d'un automate programmable (API) pour un dispositif de suivi à deux axes

2) Expérience de programmation automatique d'un automate programmable (API) pour un dispositif de suivi à deux axes

7. Programmation du logiciel de configuration

8. Programmation du logiciel de surveillance du contrôle de puissance

Version PC synchrone :

GL-GF-1 Équipement de formation à la production d'énergie solaire photovoltaïque   http://french.biisun.com/home/category/detail/id/146.html