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風光互補發(fā)電教學實驗平臺


一、概述
MY-F500E 風光互補發(fā)電教學實驗平臺集成風力、光伏互補發(fā)電為一體的教學實驗、實訓系統(tǒng)。可完成風力發(fā)電和太陽能發(fā)電基站的充放電及逆變電源方面實驗及教學演示。可以幫助學生,進一步理解風光互補發(fā)電站整個系統(tǒng)的原理學習并探討工程實際應用技能。主要提供于職高、大學、研究生、企業(yè)技工以太陽能發(fā)電為主課題的研究和培訓?梢詭椭鷮W生,進一步理解風光互補發(fā)電站整個系統(tǒng)的原理學習并探討工程實際應用技能。
二、主要特點:
1、系統(tǒng)采用立式結構,面板采用標準網(wǎng)孔板,實驗模塊暴露在外,較強的臨場感、可快速讓學習者進入學習角色,集成了風速測量報警系統(tǒng),閉環(huán)的控制方式讓使用者操作起來更人性化。
2、風光互補發(fā)電控制系統(tǒng)采用16位高性能MCU,對蓄電池充、放電和風機剎車進行全智能化的控制。
3、離網(wǎng)逆變模塊boot前端采用8位MCU驅動控制,前后橋輸出采用進口MOS場效應管使性能更穩(wěn)定?梢詾閷W習過程中提供穩(wěn)定的220V純正弦波交流電能。
4、風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng),可以讓學生自行拆裝移動,使用簡便、無噪音、無污染。
三、設備組成:
風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光源模擬控制系統(tǒng)、模擬風場系統(tǒng),風力發(fā)電機,風速、風向檢測裝置,風光互補充放電管理系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變與負載系統(tǒng)。
四、技術參數(shù):
1、太陽能電池板:
光伏組件方陣:由太陽電池組件(也稱光伏電池組件)按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成,在太陽光照射下將太陽能轉換成電能輸出,它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。
系統(tǒng)主要采用2塊(10W單晶硅1塊,20W多晶硅1塊)小型太陽能電池板組建,可實現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式,進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。
1#電池板
1)電池板:單晶硅
2)最大輸出功率:10W
3)開路電壓:21.24V
4)短路電流:0.58A
2#電池板:
1)電池板:多晶硅
2)最大輸出功率:20W
3)開路電壓:21.24V
4)短路電流:1.17A
2、投射燈(模擬太陽燈)
1)電壓:220V
2)頻率:50Hz
3)最大功率:200W
4)電流:0.9A
3、風力發(fā)電機
1)額定功率:300(W)
2)額定電壓:12(V)
3)額定電流:22.5(A)
4)風輪直徑:1.52(m)
4)啟動風速:2.5(m/s)
5)額定風速:9.6(m/s)
6)安全風速:35(m/s)
7)工作形式:永磁同步發(fā)電機
8)風葉旋轉方向:順時針
9)風葉數(shù)量:3(片)    
10)風葉材料:玻璃增強聚丙烯材料
4、模擬風洞模塊(鼓風機)
1)風量:10000 mз/h
2)風壓:215Pa
3)轉速:1440 r/min
4)電壓:220V
5)頻率:50Hz
6)功率:0.75kW
7)可調(diào)風速:0~13級連續(xù)可調(diào)
5、風光互補控制器規(guī)格:    
1)工作電壓:12VDC
2)充電功率Pmax :650W
3)光伏功率Pmax :100W
4)風機功率Pmax :550W
5)充電方式:PWM脈寬調(diào)制
6)充電最大電流 35A
7)過放保護電壓 11V  
8)過放恢復電壓 12.6V
9)輸出保護電壓 16V
10)卸載開始電壓(出廠值)15.5V
11)卸載開始電流(出廠值) 15A
12)控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、夜間防反充電保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償、光控開關功能;
13)負載為100W以下的12V/24V直流負載,控制單元一通道為常開輸出,另一通道為多類定時輸出(光控開、光控關,定時開、定時關,)。
6、離網(wǎng)逆變電源:
1)直流輸入電壓:9~16VDC 電壓可選
2)額定蔬出功率:300W
3)輸出電壓:110/220VAC
4)輸出波形:純正弦波
5)輸出頻率:50Hz
6)工作效率:85%
7)功率因數(shù):>0.88
8)波形失真率≤5%
9)工作環(huán)境:溫度-20℃~50℃
10)相對濕度:﹤90﹪(25℃)
11)保護功能:短路、過熱、過載保護
7、測風系統(tǒng):
1)測量范圍:風速:0~60m/s
2)精度:±0.1m/s
3)工作電源:AC 220V±20%
4)環(huán)境溫度: -40℃~50℃  
8、數(shù)字電壓表:
1)光電池電壓表:0-200V×1只
2)負載電壓表:0-200V×1只
3)逆變電能計量模塊:電參數(shù)測量、運行時間、超載報警、功率報警門限預置、掉電數(shù)據(jù)保存
4)溫度、濕度表:溫度測量范圍:-50℃-+70℃  濕度測量范圍:20%-90%
9、蓄電池容量55Ah、電壓12V × 1只
10、負載單元(選配出口型無此項)
(1)DC12V直流負載五組。(感性負載3組,阻性負載2組)
1)感性負載有:12V直流風扇、12V直流電機、12V蜂鳴器
2)阻性負載有:12V交通燈、3W LED燈
(2)AC220V交流負載四組。(感性負載1組,阻性負載3組)
1)感性負載有:220V直流風扇
2)阻性負載:220V交通燈.220V 3WLED燈
五、主要實驗實訓內(nèi)容:
實驗一 基本實驗內(nèi)容:
1、風光互補發(fā)電實驗
2、風力發(fā)電實驗
3、光伏發(fā)電實驗
4、風光互補控制器實驗
5、蓄電池充放電實驗
6、離網(wǎng)逆變器實驗
實驗二 太陽能電池板特性實驗系列
1、太陽能電池板開路電壓測試實驗
2、太陽能電池板短路電流測試實驗
3、太陽能電板I-V特性測試實驗
4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗
5、太陽能電池板填充因子計算實驗
6、太陽能電池板轉換效率測量實驗
7、開路電壓與相對光強的函數(shù)關系實驗
8、短路電流與相對光強的函數(shù)關系實驗
9、太陽能電池板P-V特性測試實驗
10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗
11、太陽能組件輸出特性測試實驗
12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗
13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗
14、太陽能電池光譜特性測試實驗
15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實驗
16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實驗
17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實驗
18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實驗
實驗三 太陽能蓄電池控制器實驗系列
1、太陽能蓄電池充電控制實驗
2、控制器充放電保護實驗
3、蓄電池電壓、電流測試實驗
4、蓄電池電量估測實驗
5、控制電池電流流入、輸出實驗
6、控制器環(huán)境溫度測量實驗
7、控制器光控-時控輸出實驗
實驗四 太陽能光伏逆變器實驗系列
1、逆變器的工作原理分析實驗;
2、輸出電壓、電流測試實驗;
3、最大輸出功率的估算實驗;
4、過載或短路保護演示實驗;
5、輸入電壓防反接演示實驗;
6、輸入電壓范圍測試實驗;
7、轉換效率計算實驗;
實驗五 風力發(fā)電機運行過程與風能量變換演示實驗
1、風力發(fā)電基礎理論原理性實驗
2、風力發(fā)電系統(tǒng)設計實驗
3、風力發(fā)電控制技術實驗
4、風力發(fā)電相關測量技術實驗
5、風力發(fā)電基礎理論與應用技術仿真實驗
6、發(fā)電機轉速與輸出電壓關系實驗
7、發(fā)電機轉速與輸出電流關系實驗
8、發(fā)電機轉速與輸出頻率關系實驗
9、風速即轉速與出功率關系實驗
10、鼓風機調(diào)速實驗
六、系統(tǒng)基本配置:
序號 名稱 主要技術指標 數(shù)量 單位 備注
1 風力發(fā)電機 三葉片,風能利用系數(shù)0.32,額定輸出電壓12VAC,額定輸出功率300W 1  
2 風速傳感器 輸入電壓5V 碼盤結構輸出 1  
3 鼓風機 額定功率0.75KW,額定電壓220V額定轉速1440r/min 1  
4 單晶硅
太陽能電池板
工作功率10W,工作電壓17.5V,
工作電流0.65A光照強度AM1.5  1000W/M2  T 25℃
1  
5 多晶硅
太陽能電池板
工作功率20W,工作電壓17.5V,
工作電流0.65A光照強度AM1.5  1000W/M2  T 25℃
1  
6 智能電壓表 測量范圍DC 0-200V  供電:AC9V 2  
7 逆變電能
計量模塊
電參數(shù)測量、運行時間、超載報警
功率報警門限預置、掉電數(shù)據(jù)保存
1  
8 風光互補控制器 充電、放電管理、輸出模式管理 1  
9 電源逆變器 輸入電壓12VDC 輸出電壓220VAC 額定功率300W 1  
10 模擬太陽燈 100W 220VAC 50HZ/60HZ 2 投射燈
11 直流感性負載 風扇、電機、蜂鳴器  電壓12V    
12 直流阻性負載 交通燈、LED燈、電阻箱  電壓12V    
13 交流感性負載 17寸 寬屏液晶電視機 電壓AC220V 1  
14 鼓風機調(diào)速裝置 額定功率5.0KW 額定電壓220VAC 1  
15 儲能蓄電池 12V 55AH  1
 

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