內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院-TW-SNY35B風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置

一、產(chǎn)品概述

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺是集于太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電為一體的新型教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。可完成風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及并網(wǎng)逆變電源系統(tǒng)集成的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示?？梢詭椭鷮W(xué)生，進(jìn)一步理解風(fēng)力發(fā)電及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的理念、系統(tǒng)集成原理、單元組成、部件認(rèn)知等方面的學(xué)習(xí)和工程實(shí)際應(yīng)用技能。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

◆ 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺集成了室內(nèi)溫/濕度儀，風(fēng)速測量、光照度測量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。

◆ 系統(tǒng)采用32位數(shù)字化DSP技術(shù)，對蓄電池充放電進(jìn)行全智能化的管理。

◆ 系統(tǒng)DC-AC并網(wǎng)同步電源，采用高頻脈沖調(diào)制技術(shù)。具有小體積、高效率及高功率因數(shù)輸出。

◆ 系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，讓用戶了解當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)。

◆ 系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

◆ 風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以讓實(shí)訓(xùn)學(xué)生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。

◆ 系統(tǒng)增加市電與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電切換模塊，讓實(shí)驗(yàn)更具操作性。

◆ 增加分布式供電原理與實(shí)驗(yàn)電路，讓學(xué)生增加對新知識的理解

三、主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)

1、系統(tǒng)規(guī)格

◆ 系統(tǒng)工作電壓：12/24V DC  220VAC

2、單晶硅太陽能電池規(guī)格

◆ 組件尺寸(L*W*H)：1020*665*30mm

◆ 功率：120Wp

◆ 工作電壓：22.5±0.5V

◆ 工作電流：5.6±0.5A

◆ 短路電流：6.7±0.5A

◆ 開路電壓：22.5±0.5V

◆ 模擬小太陽模塊：220VAC  500W金鹵燈或1000W自然色太陽投光燈

3、永磁同步風(fēng)機(jī)力發(fā)電機(jī)參數(shù)

◆ 額定功率：400(W)

◆ 額定電壓：12/24(V)

◆ 風(fēng)輪直徑：1.3(m)

◆ 啟動風(fēng)速：2(m/s)

◆ 額定風(fēng)速：13(m/s)

◆ 工作形式：永磁同步發(fā)電機(jī)

◆ 風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)方向：順時針

◆ 風(fēng)葉數(shù)量：3（片）

◆ 電機(jī)材料：鋁合金&不銹鋼

4、模擬風(fēng)洞模塊

◆ 風(fēng)量：38800 mз/h

◆ 風(fēng)壓：330Pa

◆ 轉(zhuǎn)速：1450 r/min

◆ 功率：4kW

◆ 可調(diào)風(fēng)速：無極調(diào)速

5、風(fēng)光互補(bǔ)控制器規(guī)格

風(fēng)光互補(bǔ)控制器

◆ 工作電壓：12VDC

◆ 充電功率：520W

◆ 光伏功率：120W

◆ 風(fēng)機(jī)功率：400W

◆ 充電方式：PWM脈寬調(diào)制

◆ 充電最大峰值電流 35A

◆ 過放保護(hù)電壓 11V

◆ 過放恢復(fù)電壓 12.6V

◆ 輸出保護(hù)電壓 16V

◆ 控制器設(shè)有蓄電池過充、過放電保護(hù)、蓄電池開路保護(hù)、負(fù)載過電壓保護(hù)、夜間防反充電保護(hù)、輸出短路保護(hù)、電池接反保護(hù)、欠壓和過壓防震蕩保護(hù)、均衡充電、溫度補(bǔ)償、光控開關(guān)功能；

◆ 負(fù)載為100W以下的12V/24V直流負(fù)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(guān)，定時開、定時關(guān)，）。

6、離網(wǎng)逆變電源

◆ 直流輸入電壓：10～15VDC

◆ 額定蔬出功率：300W

◆ 輸出電壓：110/220VAC

◆ 輸出波形：純正弦波

◆ 輸出頻率：50Hz

◆ 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃

◆ 相對濕度：﹤90﹪（25℃）

◆ 保護(hù)功能：極性反接、短路、過熱、過載保護(hù)

7、并網(wǎng)同步逆變電源

并網(wǎng)同步逆變電源

◆ AC標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC

◆ AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz

◆ 并網(wǎng)輸出功率：500W

◆ 輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%

◆ 輸出短路保護(hù)： 限流

◆ 顯示方式： LED

◆ 待機(jī)功耗： <2W

◆ 環(huán)境溫度范圍： -25 ℃～60℃

◆ 環(huán)境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)

8、測風(fēng)系統(tǒng)

◆ 測量范圍   風(fēng)速：0～60m/s    風(fēng)向：0～360°

◆ 精 度      ±0.1m/s  ± 3°

◆ 工作電源：AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供電。

◆ 通訊接口：  RS-232/485/USB通訊

◆ 環(huán)境溫度：   -40℃～50℃

◆ 轉(zhuǎn)速傳感器：0～5000 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）

9、電表規(guī)格

◆ 直流電流表：20A， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 直流電壓表：50V， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電壓表：500V，顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電流表：5A，  顯示模式︰0.5”LED

◆ 時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃  顯示時間，室內(nèi)溫、濕度

10、負(fù)載：

◆ 風(fēng)扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W

◆ 交通燈：1組，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W

◆ 蜂鳴器：×1個

◆ 馬達(dá)：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W  轉(zhuǎn)速：20rmp/min

◆ 交流線性電阻負(fù)載：3～100W連續(xù)可調(diào)

◆ 直流模擬負(fù)載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調(diào)光功能

◆ 實(shí)驗(yàn)臺面板設(shè)置有直流輸出端口，設(shè)有阻性，感性負(fù)載，方便完成不同負(fù)載

11、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池

◆ 額定電壓：12V

◆ 額定容量：55Ah

◆ 充電方法（恒壓），循環(huán)︰峰值充電電流為5.6A

12、監(jiān)測系統(tǒng)：

高性能風(fēng)光互補(bǔ)智能控制器，含PC端監(jiān)控模塊，軟件與系統(tǒng)聯(lián)機(jī)后可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,包括風(fēng)能、太陽能、蓄電池的數(shù)據(jù)實(shí)時顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，對風(fēng)能、太陽能、蓄電池的參數(shù)進(jìn)行配置，對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制等。數(shù)據(jù)以圖形曲線、實(shí)時數(shù)據(jù)表、模擬圖等多種形式顯示。運(yùn)行狀態(tài)以報警形式提醒用戶，報警內(nèi)容存儲備查。系統(tǒng)具有使用簡單，存儲容量大，功能全，多語言版本等特點(diǎn)。

嵌入式多功能網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器（要求一體嵌入式，不需電腦配套使用，規(guī)格：28*25*20CM，與開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)配套使用）

A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學(xué)生實(shí)驗(yàn)屏上）同時配有虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數(shù)字量輸入輸出模塊。

B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)各種虛擬儀器。

C、儀器包括

1）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；

通道數(shù)：2路

帶寬：20MHZ

分辨率：8位

電壓范圍：-10~+10V

存貯深度：64K

2）、頻譜分折儀；

3）、數(shù)字三用表，可測電阻、電流、電壓等；

數(shù)字IO口

通道數(shù)：8路IO

輸入電平：TTL

輸出電平：TTL

電流驅(qū)動：20mA/通道

4）、四路智能遠(yuǎn)程電源控制

5）、數(shù)據(jù)具有上傳與保存功能并能通過服務(wù)器顯示

6)、提供LabVIEW虛擬儀器軟件（拷貝版）

13、系統(tǒng)外形尺寸：

長1470×寬800×高1570（㎜）附滾輪方便推動至戶外教學(xué)。

14、監(jiān)控軟件

◆ PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控軟件。

◆ 顯示內(nèi)容：蓄電池電壓、風(fēng)機(jī)電壓、光伏電壓、風(fēng)機(jī)電流、光伏電流、風(fēng)機(jī)功率、光伏功率，能量模擬圖，當(dāng)前風(fēng)速（米/秒），當(dāng)前風(fēng)向（度），當(dāng)前風(fēng)力資源平估。

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)工作主界面

風(fēng)力電系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)主界面（可切換不同曲線界面）

當(dāng)前風(fēng)資源數(shù)據(jù)主界面

四、教學(xué)及研究實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

一 光伏發(fā)電系統(tǒng)基本認(rèn)識實(shí)驗(yàn)

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)組成部分基本認(rèn)識實(shí)驗(yàn)

1.2、控制柜基本認(rèn)識：

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 太陽能電池板開路電壓測試實(shí)驗(yàn)

2.2 太陽能電池板短路電流測試實(shí)驗(yàn)

2.3 太陽能電池板IV特性測試實(shí)驗(yàn)

2.4 太陽能電池板最大功率輸出特性實(shí)驗(yàn)

2.5 太陽能電池板填充因子計(jì)算實(shí)驗(yàn)

2.6 太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率計(jì)算實(shí)驗(yàn)

2.7 開路電壓與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系

2.8 短路電流與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系

2.9 太陽能電池板PV特性測試實(shí)驗(yàn)

2.10 太陽能電池板暗伏安特性測試實(shí)驗(yàn)

2.11 太陽能電池板輸出特性測試實(shí)驗(yàn)

2.12 串聯(lián)電阻對填充因子的影響實(shí)驗(yàn)

2.13 并聯(lián)電阻對填充因子的影響實(shí)驗(yàn)

2.14 太陽能電池光譜特性測試實(shí)驗(yàn)

2.15 太陽能電池串聯(lián)開路電壓測試實(shí)驗(yàn)

2.16 太陽能電池串聯(lián)短路電流測試實(shí)驗(yàn)

2.17 太陽能電池并聯(lián)開路電壓測試實(shí)驗(yàn)

2.18 太陽能電池并聯(lián)短路電流測試實(shí)驗(yàn)

2.19 負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)

三、太陽能蓄電池控制器實(shí)驗(yàn)系列

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.1 太陽能蓄電池充電控制實(shí)驗(yàn)

3.2 太陽能蓄電池放電實(shí)驗(yàn)

3.3 蓄電池電流電壓測量實(shí)驗(yàn)

3.4 蓄電池電量估測實(shí)驗(yàn)

3.5 控制環(huán)境溫度測量實(shí)驗(yàn)

3.6  MPPT閉環(huán)給定實(shí)驗(yàn)

3.7  DC-DC升壓實(shí)驗(yàn)

3.8  DC-DC降壓實(shí)驗(yàn)

四 太陽能應(yīng)用實(shí)驗(yàn)系列

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

4.1 太陽能LED顯示實(shí)驗(yàn)

4.2 太陽能直流風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)

4.3 太陽能直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)

4.4 太陽能交流燈源實(shí)驗(yàn)

（五）、實(shí)驗(yàn)要求

五 太陽能發(fā)電控制器阻抗變換實(shí)驗(yàn)9

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（五）、實(shí)驗(yàn)要求

六 太陽能光伏逆變器實(shí)驗(yàn)系列

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

（四）、實(shí)驗(yàn)要求

七 太陽能發(fā)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

（二）、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（三）、實(shí)驗(yàn)原理

（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（五）、實(shí)驗(yàn)要求

八 太陽能電池板方陣安裝實(shí)訓(xùn)

九 風(fēng)機(jī)部分

五、主要設(shè)備清單

序號	型號	數(shù)量	備注
1	風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)臺	1	含腳輪
2	變頻器	1	風(fēng)機(jī)控制模塊
3	交直流負(fù)載	1
4	風(fēng)光互補(bǔ)控制器	1
5	蓄電池	1	12V
6	風(fēng)光互補(bǔ)逆變器	2	并網(wǎng)離網(wǎng)逆變電源
7	測風(fēng)支架	1	含腳輪
8	測風(fēng)系統(tǒng)模塊	1	風(fēng)向 風(fēng)速
9	模擬風(fēng)力支架	1	含腳輪
10	固定式全銅電機(jī)（模擬風(fēng)）	1
11	發(fā)電風(fēng)機(jī)	1
12	發(fā)電風(fēng)機(jī)支架	1
13	太陽能板	1	100W
14	帶光源投光燈	1	300W
15	說明書	1
16	工控機(jī)	1
17	安全圍欄	3
18	合格證	1
19	實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線	1
20	保險絲	1
21	插頭及插座	1
22	程序軟件	1