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SB-TYN07500W風光互補并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實訓(xùn)臺
一、產(chǎn)品概述
本產(chǎn)品是集于太陽能發(fā)電及風力發(fā)電為一體的新型教學(xué)實驗系統(tǒng)。可完成風力發(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)實驗及教學(xué)演示。可以幫助學(xué)生，進一步理解風力發(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、部件認知等方面的學(xué)習和工程實際應(yīng)用技能。
1、產(chǎn)品特點
◆ 系統(tǒng)實驗平臺集成了室內(nèi)溫/濕度儀，風速測量、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。
◆ 風光互補并網(wǎng)發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)，可以讓實訓(xùn)學(xué)生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。
◆ 系統(tǒng)增加市電與風光互補發(fā)電切換模塊，讓實驗更具操作性。
◆ 增加分布式供電原理與實驗電路，讓學(xué)生增加對新知識的理解
一、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
◆ 系統(tǒng)最大電流：50A
◆ 系統(tǒng)最大功率：900W
2、單晶硅太陽能電池規(guī)格
◆ 組件尺寸(L*W*H)：670*1005*28mm
◆ 最佳功率：100W
◆ 最佳工作電壓：17.05±0.5V×2
◆ 最佳工作電流：5.2±0.10A，×2
◆ 短路電流：5.3±0.10A，×2
◆ 開路電壓：21±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、風機力發(fā)電機參數(shù)
◆ 額定功率：400(W)
◆ 額定電壓：12/24(V)
◆ 額定電流：33.3/16.7（A）
◆ 風輪直徑：1.65(m)
◆ 啟動風速：1.5(m/s)
◆ 額定風速：9.6(m/s)
◆ 安全風速：35(m/s)
◆ 工作形式：永磁同步發(fā)電機
◆ 風葉旋轉(zhuǎn)方向：順時針
◆ 風葉數(shù)量：3（片）
◆ 風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
◆ 電機材料：鋁合金&不銹鋼
4、模擬風洞模塊
采用矢量變頻器驅(qū)動，模擬不同環(huán)境下的網(wǎng)速
◆ 風量：32073 mз/h
◆ 風壓：388Pa
◆ 轉(zhuǎn)速：1440 r/min
◆ 功率：5.5kW
◆ 可調(diào)風速：0～13級連續(xù)可調(diào)
5、風光互補控制器
集風能、太陽能控制于一體的智能控制器，專為高端的小型風光互補系統(tǒng)設(shè)計，特別適用于風光互補路燈系統(tǒng)和風光互補監(jiān)控系統(tǒng)。能同時控制風力發(fā)電機和太陽能電池板對蓄電池進行安全高效的智能充電。
◆ 工作電壓：24VDC
◆ 充電功率：1000W
◆ 光伏功率：350W
◆ 風機功率：650W
◆ 充電方式：PWM脈寬調(diào)制
◆ 充電最大電流 35A
◆ 過放保護電壓 11V
◆ 過放恢復(fù)電壓 12.6V
◆ 輸出保護電壓 16V
◆ 卸載開始電壓（出廠值）15.5V
◆ 卸載開始電流（出廠值） 15A
◆ 控制器設(shè)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(guān)功能；
◆ 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(guān)，定時開、定時關(guān)，）。
6、離網(wǎng)逆變電源
光伏離網(wǎng)型逆變器為功率變換裝置，將輸入的直流電推挽升壓，再經(jīng)過逆變橋SPWM正弦脈寬調(diào)制技術(shù)逆變成220V交流電。
◆ 直流輸入電壓：10～16VDC
◆ 額定蔬出功率：600W
◆ 輸出電壓：110/220VAC
◆ 輸出波形：純正弦波
◆ 輸出頻率：50Hz
◆ 工作效率：85%
◆ 功率因數(shù)：>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃
◆ 相對濕度：﹤90﹪（25℃）
◆ 保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
7、并網(wǎng)同步逆變電源
采用光度感知運算技術(shù)，太陽光在太陽能電池板上的照射角度、光照強度的不同而產(chǎn)生不同的電流輸出，采用了先進的中央處理器運算出其不同的光照度，精確的MPPT功能、APL功能，自動把太陽能板的功率調(diào)整到最大輸出，只需將太陽能板直接連接到并網(wǎng)逆變器上，無需再連接電池。
交流電的0角相經(jīng)隔離放大后輸入到MCU進行高精度檢測分析，相移率只有〈1％，并網(wǎng)的過程中采用SPWM直接產(chǎn)生純正正弦波輸出。從而實現(xiàn)了高精度同相調(diào)制交流電并合輸出功能。
◆ AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
◆ AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
◆ 并網(wǎng)輸出功率：400W
◆ 輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
◆ 相 位 差： <1%
◆ 孤島效應(yīng)保護： VAC;f AC
◆ 輸出短路保護： 限流
◆ 顯示方式： LED
◆ 待機功耗： <2W
◆ 夜間功耗： <1W
◆ 環(huán)境溫度范圍： -25 ℃～60℃
◆ 環(huán)境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)
8、測風系統(tǒng)模塊
用于測量并記錄大氣中風速與風向的氣象儀器。本儀器采用高清液晶顯示屏顯示當前日期時間及風速、風向值；內(nèi)置大容量FLASH存儲芯片可自動存儲至少一年的氣象數(shù)據(jù)；儀器配備有三種通訊接口（RS232/RS485/USB）用于與計算機建立通訊連接，通過配套的上位機軟件可遠程觀測實時風速風向，用戶還可利用該功能完善的氣象軟件對氣象數(shù)據(jù)作進一步的處理分析。
實時數(shù)據(jù)：當前電腦時間采集到的風速、風向數(shù)據(jù)。（電腦時鐘）
歷史數(shù)據(jù)：風速風向儀按照所設(shè)定的采集周期，記錄到采集儀存儲芯片中的風速、風向數(shù)據(jù)（采集儀時鐘）。
◆ 測量范圍 風速：0～60m/s 風向：0～360°
◆ 精 度 ±0.1m/s ± 3°
◆ 工作電源：AC 220V±20% 50HZ， DC12V、5V或其他供電。
◆ 記錄間隔： 1分鐘～240分鐘連續(xù)可設(shè)置
◆ 內(nèi)部存儲： 4M bit
◆ 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 風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）
9、電表規(guī)格
◆ 直流電流表：× 2個，20A， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 直流電壓表：× 2個，50V， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 交流電壓表：× 2個，500V，顯示模式︰0.5”LED
◆ 交流電流表：× 2個，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、負載：
◆ 風扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W
◆ 交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W
◆ 蜂鳴器：×1個
◆ 馬達：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W 轉(zhuǎn)速：20rmp/min
◆ 交流線性電阻負載：3～100W連續(xù)可調(diào)
◆ 直流模擬負載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調(diào)光功能，輸出功率可設(shè)置
11、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池
◆ 額定電壓：12V
◆ 額定容量：100Ah
◆ 充電方法（恒壓），循環(huán)︰最大充電電流為5.6A
12、監(jiān)測系統(tǒng)：
高性能風光互補智能控制器，含PC端Zigbee無線監(jiān)控模塊，與太陽能教學(xué)模塊Zigbee發(fā)射模塊，透過IEEE802.15.4標準無線協(xié)定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監(jiān)控。
13、系統(tǒng)外形尺寸；長1400×寬550×高1700（㎜）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、監(jiān)控軟件。
◆ 顯示內(nèi)容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。
風力發(fā)電系統(tǒng)工作主界面 風力電系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)主界面（可切換不同曲線界面）
當前風資源數(shù)據(jù)主界面
二、教學(xué)及研究實訓(xùn)項目
2、1、永磁同步風力發(fā)電機系統(tǒng)運行過程風能量變換演示和實驗
實驗1、風力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實驗
實驗2、風力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實驗
實驗3、風力發(fā)電控制技術(shù)實驗
實驗4、風力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實驗
實驗5、風力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實驗
實驗6、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實驗
實驗7、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實驗
實驗8、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實驗
實驗9、風速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實驗
2、2、太陽能電池控制運行過程光能量變換演示和實驗
實驗1、光伏電池的伏安特性；
實驗2、光伏發(fā)電的負載特性測試；
實驗3、光伏電池輸出功率與入射角的關(guān)系；
實驗4、輸出功率與光照強度的關(guān)系；
實驗5、最大功率點跟蹤實驗測試；
實驗6、控制器原理實驗；
實驗7、蓄電池充放電控制實驗；
實驗8、蓄電池保護實驗；
實驗9、光伏陣列設(shè)計實驗；
實驗10、太陽能照明系統(tǒng)設(shè)計；
實驗11、太陽能系統(tǒng)電器負載實驗；
實驗12、綜合實驗；
三、主要設(shè)備清單
|
序號 |
名 稱 |
數(shù) 量 |
單 位 |
|
1 |
風光互補發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)操作臺 |
1 |
臺 |
|
2 |
400W永磁同步發(fā)電機 |
1 |
臺 |
|
3 |
模擬風洞系統(tǒng)（風源） |
1 |
套 |
|
4 |
風速儀（含支架） |
1 |
臺 |
|
5 |
風向儀（含支架） |
1 |
臺 |
|
6 |
5.5KW矢量變頻器 |
1 |
臺 |
|
7 |
風光互補控制器 |
1 |
臺 |
|
8 |
逐日系統(tǒng)支架（含模擬太陽源） |
1 |
套 |
|
9 |
100W太陽能電池組件模塊 |
1 |
套 |
|
10 |
蓄電池組65Ah |
1 |
組 |
|
11 |
實驗附件 |
1 |
套 |
|
12 |
上位軟件 |
1 |
套 |
