威海职业学院  王黎明
 

 引言

 光伏技术的发展带来了光伏行业的发展，光伏行业的发展又急需光伏人才的储备，所以光伏人才的教育培养成为职业教育的重点研究项目之一。显而易见，设计与制作一款能应用于光伏专业教学的教学仪器，能使得教学效果事半 功倍。

 1 光伏发电系统教学仪器的设计与组成

光伏发电系统教学仪器的设计思想是通过模拟独立式光伏发电系统，采用模块化结构，制作一台麻雀虽小但五脏俱全的、具有操控台的实验实训台，能够完成光伏发电驱动交直流负载的功能。该教学仪器实训台设计图纸如图1所示。

 该系统的实验实训台采用铝合金材料制作，桌面采用防水、防火、耐磨的高密度板制作，整个操控台结构坚固，造形美观大方；实验实训台左侧面设置一个支架，该支架可用于支撑电脑显示器。

该系统由光伏供电装置、电源控制单元、光伏供电控制单元、光伏系统输出显示单元、控制器、S7-200PLC、触摸屏、逆变与负载系统组成。

 （1）光伏供电装置

该供电装置由投射灯、太阳能电池组件、支架、摆杆、交流电动机、水平俯仰直流电动机、摆杆减速箱、光线传感器、接近开关、限位器等部件组成。

 （2）电源控制单元

 （3）电源控制单元由断路器、220V交流电源、+24V开关电源、指示灯、接线端子排和插座组成。

 （4）光伏供电控制单元

 该单元由各种控制按钮和指示灯组成，主要用于手动自动选择、光伏组件的控制、投射灯的控制等。

 （5）光伏系统输出显示单元

由直流电压表、直流电流表、通信端口组成，用于显示光伏组件的输出电压和输出电流。

 （6）控制器

 可采用智能型控制器，能够对蓄电池进行智能充电，即在太阳电池板和所发出的电能超过蓄电池存储容量时，将多余的能量消耗掉，从而保证最佳的蓄电池充电特性；还具有完善的保护功能，包括防雷、太阳能防反充、过电压自动刹车、蓄电池反接和开路保护等。