直流电能表在太阳能光伏行业的实际应用

一、 引言
　　早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
　　据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
　　KYA系列直流电能表是针对蓄电池,太阳能电池板,风光互补,直流电源/电机等直流信号设备测试放电的直流功率的智能化仪表。也可用于工矿企业、民用建筑、楼宇自动化等现代供配直流电源系统的一种高性能自动化仪表。
二、 产品介绍
1、产品概述
　　KYA型智能数显直流电能表是在消化德国同类产品的技术基础上，依我国对电力设备的运行和计算机智能化监控要求而设计的，能够直接测量直流电能，并可带有RS485接口，与微机进行数据交换。仪表有可任意设定报警值的两路无源报警触点输出，仪表面板设有可编程按键，可方便地实现对显示倍率，报警值，仪表逻辑地址，通讯波特率等的设置。
2、功能特点
（1）测量: 直流电能;
（2）精度: ≤±0.2%,0.5%
（3）显示: 五位LED数码管显示，量程自动转换，小数点自动移位;
（4）输出1: RS485或RS232通讯（Modbus-RTU）协议;
（5）输出2:两路可组态的继电器报警输出和模拟量4~20mAdc输出;
（6）工作电源: AC/DC40~265V，DC12V，DC24V等;
（7）体积轻巧 外型美观 安装方便 抗干扰能力强.
3、性能指标
（1）信号输入:
①电流: 最大直接输入电流0~10Adc (电流量程范围可协商定制)
超出10Adc需加分流器(SHUNT)；允许过量程瞬时电流10倍/2秒
②电压: 最大直接输入电压0~650Vdc (电压量程范围可协商定制)
允许过量程瞬时电压2倍/1秒 持续:1. 2倍
测量范围与精度
③电流:0 ~10Adc 电压:0 ~650Vdc功率:0.00WH～99999WH ; 0.00KWH ~99999KWH，0.00MWH ~99999MWH
精度: ≤±0.5%
（2）通讯接口：RS485，RS232串行接口，ModBus协议，RTU格式，通讯波特率4800、9600可选
（3）报警输出:两组无源触点，部分无源触点带有常开闭输出；继电器触点容量5A/250V；上限输出 测量值≥上限设定值，下限输出测量值≤下限设定值。
（4）类比量输出:4~20mAdc输出时,负载电阻0＜RL＜510Ω,
0~5Vdc输出时,负载电阻RL≥5KΩ
（5）绝缘强度:IEC 60255-5 2kVrms-1min
环境承受能力
（6）工作 IEC 60068-1和2 0℃～+55℃
（7）储存 IEC 60068-1和2 -25℃～+70℃
（8）湿热 IEC 60068-1-3 93%RH 40℃
（9）使用场合:无腐蚀性气体及金属粉尘，海拔高度< 3000 m
（10）工作电源及功耗：AC ( 40～265)V或DC ( 40～275)V 8VA ; 可定制DC12V, DC24V等工作电源

三、典型应用方案示意图以及介绍
　　KYA系列直流电能表可测量蓄电池组直流电压、充放电电流、直流功率，正反向电能计量；同样可以用于测量直流负载端的直流电流、直流电压、直流功率和电能数据。


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　系统演示图
典型应用一：KYA系列直流电能表安装于太阳能光伏发电系统的控制器与蓄电池之间，测量蓄电池直流电压，充电、放电电流，直流功率和计量正反向电能。
典型应用二：KYA系列直流电能表安装于负载端，测量直流负载直流电压，直流电流，直流功率和直流电能。
三、 结语
　　随着科技的发展，能源扮演著愈来愈重要的角色。近年来化石能源储存量不断地減少，根据统计，地球蕴藏的石油只能再开采40年，天然气矿藏仅够60 年使用，煤矿还有150年的存量。由于对能源的高度需求，人类终究会面临化石能源开发殆尽的一天。核能是可考虑的技术，但因安全疑虑大、技术需求高、无法应用至民生产品等问题，限制了发展的机会。在未来数十年间，人类有必要开发出新一代的能源技术，以降低对石油、天然气和其他有限矿产的依赖度。 太阳能是非常有发展潜力的能源之一。经由能源转换，可把太阳能转变成电能或其他燃料能源。太阳能除了来源本身不需成本外，和其他能源相较，太阳能应用也具有环保、低污染、不需大型厂房等优点。过去因为相关材料科技不成熟和能源转换技术的限制，太阳能发电商用化或大量生产替代燃料几乎是不可能达成的理想。然而，近年来克服了许多困难，各方面的技术发展已渐臻成熟，预期短时间內，以太阳能为基础的技术会有很大的实用空间，所以直流电能表在太阳能光伏行业必将得到更广泛的应用，在最大程度上为人类造福。
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