新能源科学与工程专业《实验指导书》2020
新能源科学与工程专业 《实 验 指 导 书》 2020
目录《新能源科学与工程专业技能培训》2实训一太阳能微型气象站操作及拆分实训..3实验二太阳能热水系统及采暖系统的拆分和组装实训.8..16实训三太阳能光伏发电系统的拆分和组装实训实训四太阳能单轴跟踪操作实训...24《新能源科学与工程课程综合设计》...29..30第一章Polysun软件安装说明..35第二章Polysun软件授权码注册说明.第三章Polysun软件操作说明.37《新能源科学与工程专业实验1》...40..41实验一：太阳能基础知识讲解实验二直流逆变器实验系统实验，..53.58.实验三太阳能资源测试实验..64实验四太阳能电池实验测试箱实验...76实验五太阳能光伏电池的性能测试..88《新能源科学与工程综合设计实验》...89实验一可膨胀石墨制备...92实验二膨胀石墨制备及性能分析...97实验三石蜡/膨胀石墨复合相变材料的性能测试实验四石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备..99《计算机在能源工程中的应用》..101..102实验一网络上的新能源类资源检索和利用...104实验二 Origin 的应用.实验三CAD的基础入门和基本操作...106实验四CAD绘制能源工程项目的设计图..113实验五Dmol在能源工程中的应用..116《新能源科学与工程专业实验2》...117实验一：实验理论及实验准备....117..130实验二太阳能组件输出特性测试实验...136实验三太阳能电池板串、并联特性测试，..139实验四太阳能光伏直流提水系统性能测试实验五电池板表面灰尘量对发电性能的影响..143..150实验六太阳能电池板表面温度对输出特性的影响1
1 目录 《新能源科学与工程专业技能培训》.2 实训一 太阳能微型气象站操作及拆分实训.3 实验二太阳能热水系统及采暖系统的拆分和组装实训.8 实训三 太阳能光伏发电系统的拆分和组装实训.16 实训四 太阳能单轴跟踪操作实训.24 《新能源科学与工程课程综合设计》.29 第一章 Polysun 软件安装说明 .30 第二章 Polysun 软件授权码注册说明.35 第三章 Polysun 软件操作说明 .37 《新能源科学与工程专业实验 1》.40 实验一 太阳能基础知识讲解.41 实验二 直流逆变器实验系统实验.53 实验三 太阳能资源测试实验.58 实验四 太阳能电池实验测试箱实验.64 实验五 太阳能光伏电池的性能测试.76 《新能源科学与工程综合设计实验》.88 实验一 可膨胀石墨制备.89 实验二 膨胀石墨制备及性能分析.92 实验三 石蜡/膨胀石墨复合相变材料的性能测试.97 实验四 石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备 .99 《计算机在能源工程中的应用》.101 实验一 网络上的新能源类资源检索和利用.102 实验二 Origin 的应用.104 实验三 CAD 的基础入门和基本操作.106 实验四 CAD 绘制能源工程项目的设计图.113 实验五 Dmol 在能源工程中的应用.116 《新能源科学与工程专业实验 2》.117 实验一 实验理论及实验准备.117 实验二 太阳能组件输出特性测试实验.130 实验三 太阳能电池板串、并联特性测试.136 实验四 太阳能光伏直流提水系统性能测试.139 实验五 电池板表面灰尘量对发电性能的影响.143 实验六 太阳能电池板表面温度对输出特性的影响 .150
《新能源科学与工程专业技能培训》2
2 《新能源科学与工程专业技能培训》
实训一太阳能微型气象站操作及拆分实训(学时：8学时)一、实训目的1、了解太阳能气象站的组成；2、掌握太阳能微型气象站的运行原理；3、掌握太阳能微型气象站的拆装。二、实训内容及原理本次实训采用的微型气象站系统名称：TF-3型电站光功率环境监测系统高精度环境监测仪（TF-3）主要包括太阳总辐射、倾角辐射、风向、风速、温度及相对湿度的测量，除此之外，根据需要还可以增加同步的其他常规气象要素。1、总辐射表(水平照度测量)总辐射表采用EKOMS系列辐射表，其中MS602为二级辐射表，它体积小巧、重量轻、安装简便，优质的4mm保护罩和全密封设计使其内部的热电偶能够避免外部环境的影响，并且能够在水下正常工作。适用于气象站日常测量、光伏电站太阳能监测和研究、农林生态监测和现场环境测试等。MS-602图1MS-602太阳能总辐射表MS-602辐射表技术参数：二级辐射表，观测精度高，；高品质玻璃罩，0偏移较低；体积小，重量轻，便于应用集成；均通过ISO9060认证，可靠性高；MS-602辐射表5年质保；ISO标准等级二级表；能够在水下正常工作，响应时间：（95%）<17s；热辐射偏移(200W/m2）：+10W/m2；温度偏移（5K/h）：<6W/m2；非稳定性（年变化）：<1.7%；非线形误差（0~1000W/m2）：<1.5%；方向误差（在80°，1000W/m2时）：<25W/m2；灵敏度的温度依赖性：<2%；倾斜误差（在1000W/m2）：<2%；灵敏度：~7uV/W/m3
3 实训一 太阳能微型气象站操作及拆分实训 （学时：8 学时） 一、实训目的 1、了解太阳能气象站的组成； 2、掌握太阳能微型气象站的运行原理； 3、掌握太阳能微型气象站的拆装。 二、实训内容及原理 本次实训采用的微型气象站系统名称：TF-3 型电站光功率环境监测系统 高精度环境监测仪（TF-3）主要包括太阳总辐射、倾角辐射、风向、风速、温度及相对 湿度的测量，除此之外，根据需要还可以增加同步的其他常规气象要素。 1、总辐射表（水平照度测量） 总辐射表采用 EKO MS 系列辐射表，其中 MS602 为二级辐射表，它体积小巧、重量轻、 安装简便，优质的 4mm 保护罩和全密封设计使其内部的热电偶能够避免外部环境的影响， 并且能够在水下正常工作。适用于气象站日常测量、光伏电站太阳能监测和研究、农林生态 监测和现场环境测试等。 图 1 MS-602 太阳能总辐射表 MS-602 辐射表技术参数：二级辐射表，观测精度高；高品质玻璃罩，0 偏移较低；体 积小，重量轻，便于应用集成；均通过 ISO 9060 认证，可靠性高；MS-602 辐射表 5 年质 保；ISO 标准等级 二级表；能够在水下正常工作；响应时间：（95%）< 17 s；热辐射偏移 （200W/m²）：+ 10 W/m²；温度偏移（5K/h）：< 6 W/m²；非稳定性（年变化）：< 1.7 %； 非线形误差（0~1000W/m2）：< 1.5 %；方向误差（在 80º，1000W/m2时）：< 25 W/m²； 灵敏度的温度依赖性：< 2 %；倾斜误差（在 1000W/m2 ）：< 2 %；灵敏度：~7μV/W/m
2工作温度：-40~80c°；测量波长（50%透过率）：285~2800nm；光谱范围：280~4800nm。2、直接辐射表TP1311型直接辐射表测量垂直太阳表面（视角约0.5°）的辐射和太阳周围很窄的环形天空的散射辐射称为太阳直接辐射。太阳直接辐射是用太阳直接辐射表（简称直接辐射表或直射表）测量。日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120W/m2时间段的总和，以小时为单位取一位小数。日照时数也称实照时数。图2TP1311型太阳能直接辐射表设备的主要参数：光谱范围：280~3000nm；测试范围：0~4000W/m2；自动跟踪器电源：DC：6V±I5%，AC220V±I0%，精度：<5%；分辨率：1W/m2，0.01MJ/m2，日照时间：范围：0~24小时，精度：0.1小时。3、风向风速传感器TOPFLAG高动态性能测风传感器有风速传感器、风向传感器和传感器支架组成。风杯和风向标尾翼板用轻质高强度非金属材料制造。它的动态性能好、线性精度高、灵敏度高、测量范围宽、互换性好、抗风强度大，电路抗雷电干扰能力强，寿命长、工作可靠。其性能达到了世界气象组织（WMO）对测风传感器的建议要求。（1）风向传感器参数：起动风速：≤0.3m/s；测量范围：0~359°；精确度：±3°；分辨率：2.8125°；输出信号：七位格雷码；工作电压：DC5V，环境温度：-40~+80C°；环境湿度：100%RH（2）风速传感器参数：起动风速：≤0.3m/s；测量范围：0~70m/s；精确度：±(0.3+0.03V)m/s；分辨率：0.1m/s，输出信号：脉冲（频率）；工作电压：DC5V；环境温度：-40~+60C°；环境湿度：100%RH。4、温湿度传感器TOPFLAG温湿度传感器、变送一体化设计。采用专用温湿度传感器补偿电路和线性化4
4 ²；工作温度：-40~80℃；测量波长（50%透过率）：285~2800nm；光谱范围：280~4800nm。 2、直接辐射表 TP1311 型直接辐射表测量垂直太阳表面（视角约 0.5°）的辐射和太阳周围很窄的环形 天空的散射辐射称为太阳直接辐射。太阳直接辐射是用太阳直接辐射表（简称直接辐射表或 直射表）测量。 日照时数定义：为太阳直接辐照度达到或超过120W/m2时间段的总和，以小时为单位， 取一位小数。日照时数也称实照时数。 图 2 TP1311 型太阳能直接辐射表 设备的主要参数：光谱范围:280～3000nm；测试范围:0～4000W/m2；自动跟踪器电源： DC：6V±l5% ，AC 220V±l0% ；精度:<5%；分辨率:1W/m2，0.01MJ/ m2；日照时间:范围:0～ 24 小时,精度:0.1 小时。 3、风向风速传感器 TOPFLAG 高动态性能测风传感器有风速传感器、风向传感器和传感器支架组成。风杯 和风向标尾翼板用轻质高强度非金属材料制造。它的动态性能好、线性精度高、灵敏度高、 测量范围宽、互换性好、抗风强度大，电路抗雷电干扰能力强，寿命长、工作可靠。其性能 达到了世界气象组织（WMO）对测风传感器的建议要求。 （1）风向传感器参数：起动风速：≤0.3m/s；测量范围：0～359°；精确度：±3°；分 辨率：2.8125°；输出信号：七位格雷码；工作电压：DC5V；环境温度：-40～+80℃；环境 湿度：100%RH （2）风速传感器参数：起动风速：≤0.3m/s；测量范围：0～70m/s；精确度：± (0.3+0.03V)m/s；分辨率：0.1m/s；输出信号：脉冲(频率)；工作电压：DC5V；环境温度： -40～+60℃；环境湿度：100%RH。 4、温湿度传感器 TOPFLAG 温湿度传感器、变送一体化设计。采用专用温湿度传感器补偿电路和线性化