太陽能光伏發電實驗實訓系統裝置

一、結構要求：

1、太陽能光伏發電實驗實訓系統裝置分別有光伏電池、控制器 模塊、離網逆變模塊、同步并網模塊、儀表監測模塊、交直流 負載模塊，6 個部分組成。

2、各控制元件集成于光伏發電系統為一體的教學實訓系統。

3、各系統通過線束進行連接，形成一套集成于可拆卸的光伏發 電系統。

4、該系統應具備離網供電和并入電網工作全過程演示。

5、實訓臺采用鋼結構，模塊機動調節安裝的模式設計，尺寸：

1210*670*1660 ㎜ ，面板采用網孔板σ2mm。

二、技術參數：

1.太陽能電池組件

1）峰值功率： 10W

2）最大工作電壓：17.15V

3）最大功率電流：0.58A

4）開路電壓：21.52V

5）短路電流：0.64A

6）安裝尺寸：354x290x20mm

2.太陽能控制器

1）使用 ATMR2311 單片機實現智能控制，提供校方 EHC 程序。

2）采用串聯式 PWM 充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原 二極管充電方式降低一半，充電效率較非 PWM 高 3－6%;過放恢 復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式有利于提高蓄 電池壽命。

3）多種保護功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太

陽能電池組件短路保護，具有自動恢的輸出過流保護功能，輸 出短路保護功能。

4）具有的工作模式，光控＋時控+調試+常開+雙路雙調。

5）浮充電溫度補償功能。

6）使用了數字 LED 顯示及設置，一鍵式操作即可完成所有設置， 方便直觀。

7）控制面板具有 8 個檢測端口（電板輸入 2 個口，蓄電池 2 個 口，直流輸出 2 個口，單片機工作電壓 2 個口）。

3.鉛酸蓄電池（12V7AH）

1）自放電率低

2）使用壽命長

3）深放電能力強

4）充電效率高

5）工作溫度范圍寬

4.離網逆變器（200W）

1）純正弦波輸出(失真率<4%)

2）輸入輸出完全隔離設計

3）能快速并行啟動電容、電感負載

4）三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，

5）負載標準和故障情形

6）負載控制風扇冷卻

7）過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護

8）★控制面板設置 13 處接線端口（直流輸入 2 個口，交流輸 出 2 個口，輸入直流電流 2 個口，PWM 控制信號 5 個口，逆變濾

波前信號 2 個）。

5.負載

1）直流負載包括：28WLED 路燈光源，警示燈，電風扇。

2）交流負載包括：可調白熾燈，電風扇。

6.并網逆變器

1）★并網逆變器具有 DC－DC 和 DC－AC 兩級能量變換的結構， 逆變過程要求：將交流電整流為 100Hz 的半周波交流電，再將

本機產生的高頻電流在電路中與 100Hz 的半周波交流電產生并

合，實現高頻調制。調制合成（半波全橋調制合成 100Hz/120Hz） 合成方式（MOSFET 全橋）。

2）在自動調整的過程中，會看到 LOW 燈不停的閃爍，功率會由

0 作為起點，向最大功率點加大輸出功率，重啟最多為 6 次，然 后進入功率鎖定狀態，鎖定時 ST 燈長亮。

3）控制面板設置多處接線端口（直流輸入 2 個口，交流輸出 2 個口，輸入直流電流 2 個口，PWM 控制信號 2 個口，電網波形測

試端 2 個口），用來測試逆變系統的技術指標，包括：直流電

壓，直流電流的變化；逆變過程的變化曲線的顯示，并網逆變 波形與電網波形的比較。

7、離網逆變器

1)直流輸入電壓：10.8～14.4VDC

2）額定輸出功率：300W

3）輸出電壓：220VAC，頻率范圍：50Hz，工作效率：85%，波 形失真率≤5%

4）工作環境：溫度-20℃～50℃ 相對濕度：﹤ 90﹪ （25℃）

5）保護功能：極性反接、短路、過熱、超載保護

6）控制面板設置多處接線端口（直流輸入 2 個口，交流輸出 2

個口，輸入直流電流 2 個口，輸出波形測試端 2 個口）。

8、監測儀表

交流儀表 1 只，顯示電壓電流功率。直流儀表 1 只，顯示電壓 電流功率。電壓最大顯示 0.00000-499.999V，電流顯示

0.00000-4.99999A，內部自動分 3 檔量程，可以手動切換量程 也可自動量程切換，

9、其他

1）系統配備 0-30V/3A 直流可調恒壓恒流電源。

2）系統設置低壓模塊，確保實驗過程的安全。

3）提供使用手冊（含實驗指導書）。

燃料電池堆教學實驗平臺

一、教學及研究實訓項目

實驗 1、燃料電池能量轉換原理

實驗 2、操作條件對燃料電池效能的影響

實驗 3、燃料電池驅動變阻箱負載實驗

實驗 4、燃料電池驅動白熾燈實驗實驗

實驗 5、燃料電池驅動電機實驗

實驗 6、燃料電池移動設備供電實驗

二、運行技術條件

1、自吸式燃料電池堆：電池功率為 50w；開路電壓為 19～21V；工 作電壓為 11V 時，電流為 4.15A，電池溫度為 41.5℃；風機電壓為

10.5V；

2、金屬氫化物氫瓶：金屬氫化物氫瓶用來給燃料電池供應燃料，其 規格為：貯氫容量（ 20℃）： 500L 放氫流速

（ 20℃）： >5L/min 放氫壓力（ 20℃）： ≥0.3MPa

3、監控儀表： 電流表：用來測量燃料電池輸出總電流。

電壓表：本教學平臺共有 1 個電壓表，用來測量燃料電池輸出電壓。 功率表：分別用來測量線性負載，感性負載，阻性負載的功率； 計時器：主要用來累計氫瓶使用時間，以便準時充氣。當開啟電堆

時按下計時器的計時按鈕，關閉電堆前按停止按鈕保存數據，清除

累計時間可按清除按鈕。 溫度表：用來反映環境溫度。

4、按鈕：1 號按鈕分別用來控制儀表供電、電堆輸出、負載通斷；2 號按鈕控制 3 組 LED 燈，根據負載的要求選擇 1 組、2 組或 3 組 LED 燈。

5、負載：線性負載：阻值變換范圍為 0～99.9 歐姆，阻值最小變化 值為 0.1 歐姆；最大可承受功率為 50W。感性負載：是一個額定電壓

為 12V,轉速 340r/min 的直流電機（帶動車輪）。阻性負載：是一

個由 LED 燈組成的陣列，分為紅，黃，綠三塊，每塊額定電壓 12V， 總功率為 20W 左右。使用時分別按下各 LED 燈組小按鈕，可以點亮

各 LED 燈組，可根據功率配合使用。

6、DC/DC：將燃料電池發出的直流電轉換為 12V±5％的直流電壓， 為負載和其他 DC/DC 供電。將 12V 直流電壓轉換為 9V±5％的直流電 壓，給電流表、電壓表、功率表及計時器供電。

7、紅外測溫儀：用來測量電堆溫度，測量范圍-50℃-280℃。

8、燃料電池控制器：用來作為控制電能的輸出和關閉。

三、系統配套件

1、氫氣瓶

2、燃料電池堆

3、控制器

4、直流阻性負載

5、直流感性負載

6、直流輸出接口

7、減壓閥

8、試驗機臺

9、監控儀表

四、其他

★實訓臺采用鋼結構，模塊機動調節安裝的模式設計，尺寸：

1210*670*1660㎜ ，面板采用網孔板σ2mm。