風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)：探索可再生能源的新途徑
2024-08-23 06:40 隨著全球能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，可再生能源的研究和開發(fā)已成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作為一種新型的可再生能源發(fā)電技術(shù)，正逐漸成為解決能源危機(jī)的有效途徑。
一、風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的原理與特點(diǎn)
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要是通過將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并將其存儲在蓄電池中，以備在電力需求低谷時使用。其主要原理是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過電池組將電能儲存起來。當(dāng)電力需求增加時，蓄電池中的電能可以被釋放出來，滿足電力需求。這種系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
1. 可再生性：風(fēng)能和太陽能是取之不盡、用之不竭的能源，因此風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有很高的可再生性。
2. 環(huán)保性：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在使用過程中不會產(chǎn)生任何污染，是一種綠色、環(huán)保的發(fā)電方式。
3. 靈活性：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)電力需求的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有較高的靈活性。
4. 節(jié)省成本：隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的成本逐漸降低，使得其在市場上具有一定的競爭力。
二、風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用前景
1. 電力系統(tǒng)調(diào)峰：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以在電力系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)峰作用，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
2. 分布式電源：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以作為分布式電源接入到電網(wǎng)中，為用戶提供電力服務(wù)。
3. 備用電源：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以作為備用電源，為重要設(shè)施提供穩(wěn)定的電力保障。
4. 微電網(wǎng)：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以與太陽能、風(fēng)能等其他可再生能源相結(jié)合，構(gòu)建微電網(wǎng)，提高供電質(zhì)量和供電可靠性。
一、產(chǎn)品概述
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能于一體的新型教學(xué)演示及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。可完成風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、風(fēng)光互補(bǔ)混合發(fā)電及儲能、電源管理相關(guān)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示。
1.1系統(tǒng)主要應(yīng)用范圍
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要提供于職高、大學(xué)、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(xùn)�？梢詭椭鷮W(xué)生，進(jìn)一步理解風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站整個系統(tǒng)的原理學(xué)習(xí)并探討工程實(shí)際應(yīng)用技能。
1.2產(chǎn)品特點(diǎn)
系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺集成了室內(nèi)溫/濕度，風(fēng)速、風(fēng)向等測量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。
系統(tǒng)功率模塊采用數(shù)字DSP技術(shù)，對蓄電池充放電進(jìn)行全智能化的管理。
系統(tǒng)同步電源，采用日本三菱IGBT模塊（IPM）組裝。具有高功率因數(shù)輸出。
系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，方便用戶了解系統(tǒng)當(dāng)前工作狀態(tài)。
系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。
風(fēng)光互補(bǔ)儲能發(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)監(jiān)控柜集成高性能一體計(jì)算機(jī)，可監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、并將運(yùn)行數(shù)據(jù)長期保存或打印
實(shí)驗(yàn)臺面板設(shè)置有切換開關(guān)（按鈕）可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)、并網(wǎng)兩種模式自由切換
二、技術(shù)參數(shù)
2.1 太陽能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權(quán)威測試；
2、可承受風(fēng)壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%
組件型號：ZM250P-29b 多晶
最大功率（W）：250
開路電壓（V）：35.9
短路電流（A）：7.27
最大功率點(diǎn)的工作電壓（V）：28.1
最大功率點(diǎn)的工作電流（Ａ）：6.7
轉(zhuǎn)化效率：17.12%
開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
最大系統(tǒng)電壓（V）：1000
組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm
重量：19.1kg
框架：陽極氧化鋁
玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
電池片封裝：EVA
背板：復(fù)合薄膜
太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
接線盒
1) 6個旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級：IP65
連接器
1) 常規(guī)額定電流：30A
2) 耐電壓：DC1000V
3) 接觸電阻：<2mΩ
4) 絕緣電阻：＞500MΩ
5) 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
6) 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
8) 防護(hù)等級：IP67
9) 安全等級：Ⅱ
10) 殼體：PC料，黑色
11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12) 接線方式：壓接
電 纜
1) 長度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm²
3) 顏色：紅、黑
溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
最大表面負(fù)荷：7200pa
2.2 太陽能組件固定支架
系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)容量為1KW，采用標(biāo)準(zhǔn)工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，4塊250Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結(jié)合，為保護(hù)實(shí)驗(yàn)過程中的安全，為滿足系統(tǒng)電壓需求、該系統(tǒng)采用串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。
2.3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)
額定功率：500(W)
額定電壓：48(V)
額定電流：10.7（A）
風(fēng)輪直徑：1.65(m)
啟動風(fēng)速：2.5(m/s)
額定風(fēng)速：9.6(m/s)
安全風(fēng)速：35(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）
風(fēng)葉材料：玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料
電機(jī)材料：鋁合金
2.4、模擬風(fēng)洞模塊
風(fēng)量：32073 mз/h
風(fēng)壓：388Pa
轉(zhuǎn)速：1440 r/min
功率：2.2kW
可調(diào)風(fēng)速：0～13級連續(xù)可調(diào)
2.5、風(fēng)光互補(bǔ)智能型控制器
本款風(fēng)光互補(bǔ)控制器專為小型離網(wǎng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，外觀大方，操作方便，并能夠安全高效地控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件對蓄電池進(jìn)行充電。
1.1 功能特點(diǎn)
風(fēng)機(jī)過電流限制
本產(chǎn)品提供了風(fēng)機(jī)過電流限制，一旦風(fēng)機(jī)超過設(shè)定的上限電流，控制器自動啟動PWM智能卸載，從而保護(hù)風(fēng)機(jī)
蓄電池最大電流智能限流
客戶可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，在控制器上手動設(shè)置當(dāng)前使用的蓄電池容量上限，控制器會根據(jù)客戶所設(shè)置的蓄電池容量上限，計(jì)算出充電電流上限（即蓄電池容量的0.3倍），從而對蓄電池進(jìn)行保護(hù)。
手動剎車功能
風(fēng)機(jī)充電開關(guān)功能
在控制器上用戶可以手動設(shè)置風(fēng)機(jī)充電的打開或關(guān)閉。
光伏充電開關(guān)功能
在控制器上用戶可以手動設(shè)置光伏充電的打開或關(guān)閉。
負(fù)載輸出開關(guān)功能
在控制器上用戶可以手動設(shè)置負(fù)載端的打開或關(guān)閉。
負(fù)載輸出有4種多樣化工作模式
負(fù)載輸出有升壓恒流源和降壓恒流源功能供用戶選擇
通訊功能
通過RS232或者RS485串口通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對整個系統(tǒng)的監(jiān)控以及對數(shù)據(jù)的存儲、分析和管理。通過串口升級程序，可以修改一些定制的功能。
通過串口支持上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）和下位機(jī)（控制器）同時對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
工作電壓：48VDC
充電功率Pmax ：1200W
適用光伏功率Pmax ：500W
適用風(fēng)機(jī)功率Pmax ：550W
充電方式：PWM脈寬調(diào)制
充電最大電流 25A
過放保護(hù)電壓 40.2V
過放恢復(fù)電壓 46.6V
輸出保護(hù)電壓 66V
卸載開始電壓（出廠值）62V
卸載開始電流（出廠值） 20A
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)、欠壓和過壓防震蕩保護(hù)、均衡充電、溫度補(bǔ)償功能；
2.6、離網(wǎng)逆變電源
直流輸入電壓：48VDC
額定蔬出功率：1000W
輸出電壓：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(hù)功能：極性反接、短路、過熱、過載保護(hù)
其它功能：交直流切換功能、光伏發(fā)電及供電優(yōu)先，儲能電池耗盡后切換到市電供電
2.7、同步并網(wǎng)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：600W
輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
相 位 差： <1%
孤島效應(yīng)保護(hù)： VAC;f AC
輸出短路保護(hù)： 限流
顯示方式： LED
待機(jī)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)
2.8、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。
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(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）
2.9、數(shù)字電壓、電流、功率因數(shù)表、溫濕度表
直流電壓表：0-200V×3只
交流電流表：5A×1只
交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一只
交流電能計(jì)量模塊：電參數(shù)測量、運(yùn)行時間、超載報警、功率報警門限預(yù)置、掉電數(shù)據(jù)保存
溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃ 濕度測量范圍：20%-90%
2.10、蓄電池
單體電壓：12V
過充保護(hù)電壓：14.8V
截至放電電壓：10.5V
單體容量：55AH
采用4節(jié)串聯(lián)連接方式，組串后電池組電壓48V
2.11、環(huán)境監(jiān)測模塊技術(shù)指標(biāo)
含有照度計(jì)、溫度表、濕度表，單片機(jī)時鐘系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時間的顯示
2.12、工控一體機(jī)
該機(jī)是一款高性價比的 13.3 寸液晶工業(yè)平板電腦，可選擇 Intel® Celeron® 或酷睿處理器，緊湊的嵌入式系統(tǒng)可提供高性能計(jì)算。高耐久性設(shè)計(jì)，全金屬外殼，高耐久性設(shè)計(jì)，支持 2 到 3 個串行端口，4 個 USB 端口和 1 個千兆網(wǎng)口來滿 足各種工業(yè)應(yīng)用。
采用 13.3" TFT LED 面板
觸摸屏:臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏
C P U:Intel 1800 2.41GHz 雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器
硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤
Intel® Celeron® 或酷睿處理器
系統(tǒng)內(nèi)存最大支持 8 GB DDR3L SDRAM
內(nèi)置WIFI模塊
全金屬外殼，抗電磁干擾
支持全尺寸 Mini PCIe 擴(kuò)展
支持 USB 3.0
支持 Windows Embedded and Android
顯 卡:集成Intel HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨(dú)顯示、雙顯復(fù)制、雙顯擴(kuò)展。
聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器
網(wǎng) 卡:集成1個RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。
電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）
整機(jī)接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，
1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)
2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口
三、可完成的實(shí)驗(yàn)課目及內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)一 風(fēng)光互補(bǔ)智能控制實(shí)驗(yàn)
1-1、控制器充、放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
1-2、運(yùn)行過程蓄電池電壓、電流測量實(shí)驗(yàn)
1-3、蓄電池電量估測實(shí)驗(yàn)
1-4、控制器環(huán)境溫度測量實(shí)驗(yàn)
1-5、控制器光控-時控輸出實(shí)驗(yàn)
1-6、光伏發(fā)電對儲能電池充電實(shí)驗(yàn)
1-7、風(fēng)力發(fā)電對儲能電池充電實(shí)驗(yàn)
1-8、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電對儲能電池充電檢測與實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二 離、并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)
2-1、逆變器的工作原理分析實(shí)驗(yàn)；
2-2、輸出電壓、電流測試實(shí)驗(yàn)；
2-3、最大輸出功率的估算實(shí)驗(yàn)；
2-4、過載或短路保護(hù)演示實(shí)驗(yàn)；
2-5、輸入電壓防反接演示實(shí)驗(yàn)；
2-6、輸入電壓范圍測試實(shí)驗(yàn)；
2-7、轉(zhuǎn)換效率計(jì)算實(shí)驗(yàn)；
2-8、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與離網(wǎng)逆變匹配對接實(shí)驗(yàn)
2-9、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)逆變匹配對接實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三 風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程與風(fēng)能量變換演示實(shí)驗(yàn)
3-1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)
3-2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3-3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)
3-4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)
3-5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)
3-6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-7、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-8、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-10、變頻器調(diào)速實(shí)驗(yàn)
三、結(jié)論
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作為一種新型的可再生能源發(fā)電技術(shù)，具有很高的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷發(fā)展，風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的性能將不斷提高，其在解決能源危機(jī)方面的作用將日益凸顯。我們應(yīng)加大對風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的研究力度，推動其在實(shí)際工程中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
一、風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的原理與特點(diǎn)
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要是通過將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并將其存儲在蓄電池中，以備在電力需求低谷時使用。其主要原理是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過電池組將電能儲存起來。當(dāng)電力需求增加時，蓄電池中的電能可以被釋放出來，滿足電力需求。這種系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
1. 可再生性：風(fēng)能和太陽能是取之不盡、用之不竭的能源，因此風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有很高的可再生性。
2. 環(huán)保性：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在使用過程中不會產(chǎn)生任何污染，是一種綠色、環(huán)保的發(fā)電方式。
3. 靈活性：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)電力需求的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有較高的靈活性。
4. 節(jié)省成本：隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的成本逐漸降低，使得其在市場上具有一定的競爭力。
二、風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用前景
1. 電力系統(tǒng)調(diào)峰：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以在電力系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)峰作用，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
2. 分布式電源：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以作為分布式電源接入到電網(wǎng)中，為用戶提供電力服務(wù)。
3. 備用電源：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以作為備用電源，為重要設(shè)施提供穩(wěn)定的電力保障。
4. 微電網(wǎng)：風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以與太陽能、風(fēng)能等其他可再生能源相結(jié)合，構(gòu)建微電網(wǎng)，提高供電質(zhì)量和供電可靠性。
一、產(chǎn)品概述
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能于一體的新型教學(xué)演示及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。可完成風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、風(fēng)光互補(bǔ)混合發(fā)電及儲能、電源管理相關(guān)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示。
1.1系統(tǒng)主要應(yīng)用范圍
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要提供于職高、大學(xué)、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(xùn)�？梢詭椭鷮W(xué)生，進(jìn)一步理解風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站整個系統(tǒng)的原理學(xué)習(xí)并探討工程實(shí)際應(yīng)用技能。
1.2產(chǎn)品特點(diǎn)
系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺集成了室內(nèi)溫/濕度，風(fēng)速、風(fēng)向等測量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。
系統(tǒng)功率模塊采用數(shù)字DSP技術(shù)，對蓄電池充放電進(jìn)行全智能化的管理。
系統(tǒng)同步電源，采用日本三菱IGBT模塊（IPM）組裝。具有高功率因數(shù)輸出。
系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，方便用戶了解系統(tǒng)當(dāng)前工作狀態(tài)。
系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。
風(fēng)光互補(bǔ)儲能發(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)監(jiān)控柜集成高性能一體計(jì)算機(jī)，可監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、并將運(yùn)行數(shù)據(jù)長期保存或打印
實(shí)驗(yàn)臺面板設(shè)置有切換開關(guān)（按鈕）可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)、并網(wǎng)兩種模式自由切換
二、技術(shù)參數(shù)
2.1 太陽能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權(quán)威測試；
2、可承受風(fēng)壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率年衰減率小于0.7%，第25年不低于組件初始功率的80.70%
組件型號：ZM250P-29b 多晶
最大功率（W）：250
開路電壓（V）：35.9
短路電流（A）：7.27
最大功率點(diǎn)的工作電壓（V）：28.1
最大功率點(diǎn)的工作電流（Ａ）：6.7
轉(zhuǎn)化效率：17.12%
開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
最大系統(tǒng)電壓（V）：1000
組件尺寸（長×寬×高）：1650×990×40mm
重量：19.1kg
框架：陽極氧化鋁
玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
電池片封裝：EVA
背板：復(fù)合薄膜
太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
接線盒
1) 6個旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水等級：IP65
連接器
1) 常規(guī)額定電流：30A
2) 耐電壓：DC1000V
3) 接觸電阻：<2mΩ
4) 絕緣電阻：＞500MΩ
5) 適用單芯電纜截面：2.5-6mm2
6) 電纜外徑范圍：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度：-40℃～+ 105℃
8) 防護(hù)等級：IP67
9) 安全等級：Ⅱ
10) 殼體：PC料，黑色
11) 接觸件：紫銅CN，鍍錫SN
12) 接線方式：壓接
電 纜
1) 長度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm²
3) 顏色：紅、黑
溫度范圍系數(shù)：-40°C to+85°C
抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
最大表面負(fù)荷：7200pa
2.2 太陽能組件固定支架
系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)容量為1KW，采用標(biāo)準(zhǔn)工程件，鍍鋅方鋼，鍍鋅C型鋼，4塊250Wp太陽能光伏組件，固定于C型鋼架上，與室外陽臺相結(jié)合，為保護(hù)實(shí)驗(yàn)過程中的安全，為滿足系統(tǒng)電壓需求、該系統(tǒng)采用串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。
2.3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)
額定功率：500(W)
額定電壓：48(V)
額定電流：10.7（A）
風(fēng)輪直徑：1.65(m)
啟動風(fēng)速：2.5(m/s)
額定風(fēng)速：9.6(m/s)
安全風(fēng)速：35(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）
風(fēng)葉材料：玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料
電機(jī)材料：鋁合金
2.4、模擬風(fēng)洞模塊
風(fēng)量：32073 mз/h
風(fēng)壓：388Pa
轉(zhuǎn)速：1440 r/min
功率：2.2kW
可調(diào)風(fēng)速：0～13級連續(xù)可調(diào)
2.5、風(fēng)光互補(bǔ)智能型控制器
本款風(fēng)光互補(bǔ)控制器專為小型離網(wǎng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，外觀大方，操作方便，并能夠安全高效地控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件對蓄電池進(jìn)行充電。
1.1 功能特點(diǎn)
風(fēng)機(jī)過電流限制
本產(chǎn)品提供了風(fēng)機(jī)過電流限制，一旦風(fēng)機(jī)超過設(shè)定的上限電流，控制器自動啟動PWM智能卸載，從而保護(hù)風(fēng)機(jī)
蓄電池最大電流智能限流
客戶可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，在控制器上手動設(shè)置當(dāng)前使用的蓄電池容量上限，控制器會根據(jù)客戶所設(shè)置的蓄電池容量上限，計(jì)算出充電電流上限（即蓄電池容量的0.3倍），從而對蓄電池進(jìn)行保護(hù)。
手動剎車功能
風(fēng)機(jī)充電開關(guān)功能
在控制器上用戶可以手動設(shè)置風(fēng)機(jī)充電的打開或關(guān)閉。
光伏充電開關(guān)功能
在控制器上用戶可以手動設(shè)置光伏充電的打開或關(guān)閉。
負(fù)載輸出開關(guān)功能
在控制器上用戶可以手動設(shè)置負(fù)載端的打開或關(guān)閉。
負(fù)載輸出有4種多樣化工作模式
負(fù)載輸出有升壓恒流源和降壓恒流源功能供用戶選擇
通訊功能
通過RS232或者RS485串口通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對整個系統(tǒng)的監(jiān)控以及對數(shù)據(jù)的存儲、分析和管理。通過串口升級程序，可以修改一些定制的功能。
通過串口支持上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）和下位機(jī)（控制器）同時對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
工作電壓：48VDC
充電功率Pmax ：1200W
適用光伏功率Pmax ：500W
適用風(fēng)機(jī)功率Pmax ：550W
充電方式：PWM脈寬調(diào)制
充電最大電流 25A
過放保護(hù)電壓 40.2V
過放恢復(fù)電壓 46.6V
輸出保護(hù)電壓 66V
卸載開始電壓（出廠值）62V
卸載開始電流（出廠值） 20A
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)、欠壓和過壓防震蕩保護(hù)、均衡充電、溫度補(bǔ)償功能；
2.6、離網(wǎng)逆變電源
直流輸入電壓：48VDC
額定蔬出功率：1000W
輸出電壓：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(hù)功能：極性反接、短路、過熱、過載保護(hù)
其它功能：交直流切換功能、光伏發(fā)電及供電優(yōu)先，儲能電池耗盡后切換到市電供電
2.7、同步并網(wǎng)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：600W
輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
相 位 差： <1%
孤島效應(yīng)保護(hù)： VAC;f AC
輸出短路保護(hù)： 限流
顯示方式： LED
待機(jī)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)
2.8、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。
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(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）
2.9、數(shù)字電壓、電流、功率因數(shù)表、溫濕度表
直流電壓表：0-200V×3只
交流電流表：5A×1只
交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一只
交流電能計(jì)量模塊：電參數(shù)測量、運(yùn)行時間、超載報警、功率報警門限預(yù)置、掉電數(shù)據(jù)保存
溫度、濕度表:溫度測量范圍：-50℃-+70℃ 濕度測量范圍：20%-90%
2.10、蓄電池
單體電壓：12V
過充保護(hù)電壓：14.8V
截至放電電壓：10.5V
單體容量：55AH
采用4節(jié)串聯(lián)連接方式，組串后電池組電壓48V
2.11、環(huán)境監(jiān)測模塊技術(shù)指標(biāo)
含有照度計(jì)、溫度表、濕度表，單片機(jī)時鐘系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時間的顯示
2.12、工控一體機(jī)
該機(jī)是一款高性價比的 13.3 寸液晶工業(yè)平板電腦，可選擇 Intel® Celeron® 或酷睿處理器，緊湊的嵌入式系統(tǒng)可提供高性能計(jì)算。高耐久性設(shè)計(jì)，全金屬外殼，高耐久性設(shè)計(jì)，支持 2 到 3 個串行端口，4 個 USB 端口和 1 個千兆網(wǎng)口來滿 足各種工業(yè)應(yīng)用。
采用 13.3" TFT LED 面板
觸摸屏:臺灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏
C P U:Intel 1800 2.41GHz 雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器
硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤
Intel® Celeron® 或酷睿處理器
系統(tǒng)內(nèi)存最大支持 8 GB DDR3L SDRAM
內(nèi)置WIFI模塊
全金屬外殼，抗電磁干擾
支持全尺寸 Mini PCIe 擴(kuò)展
支持 USB 3.0
支持 Windows Embedded and Android
顯 卡:集成Intel HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨(dú)顯示、雙顯復(fù)制、雙顯擴(kuò)展。
聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器
網(wǎng) 卡:集成1個RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。
電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）
整機(jī)接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定制)，
1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)
2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口
三、可完成的實(shí)驗(yàn)課目及內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)一 風(fēng)光互補(bǔ)智能控制實(shí)驗(yàn)
1-1、控制器充、放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
1-2、運(yùn)行過程蓄電池電壓、電流測量實(shí)驗(yàn)
1-3、蓄電池電量估測實(shí)驗(yàn)
1-4、控制器環(huán)境溫度測量實(shí)驗(yàn)
1-5、控制器光控-時控輸出實(shí)驗(yàn)
1-6、光伏發(fā)電對儲能電池充電實(shí)驗(yàn)
1-7、風(fēng)力發(fā)電對儲能電池充電實(shí)驗(yàn)
1-8、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電對儲能電池充電檢測與實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二 離、并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)
2-1、逆變器的工作原理分析實(shí)驗(yàn)；
2-2、輸出電壓、電流測試實(shí)驗(yàn)；
2-3、最大輸出功率的估算實(shí)驗(yàn)；
2-4、過載或短路保護(hù)演示實(shí)驗(yàn)；
2-5、輸入電壓防反接演示實(shí)驗(yàn)；
2-6、輸入電壓范圍測試實(shí)驗(yàn)；
2-7、轉(zhuǎn)換效率計(jì)算實(shí)驗(yàn)；
2-8、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與離網(wǎng)逆變匹配對接實(shí)驗(yàn)
2-9、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)逆變匹配對接實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三 風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程與風(fēng)能量變換演示實(shí)驗(yàn)
3-1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)
3-2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3-3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)
3-4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)
3-5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)
3-6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-7、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-8、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
3-10、變頻器調(diào)速實(shí)驗(yàn)
風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作為一種新型的可再生能源發(fā)電技術(shù)，具有很高的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷發(fā)展，風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的性能將不斷提高，其在解決能源危機(jī)方面的作用將日益凸顯。我們應(yīng)加大對風(fēng)光儲能發(fā)電實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的研究力度，推動其在實(shí)際工程中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。