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風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng):探索可再生能源的新途徑

2024-08-23 06:40
  隨著全球能源危機的日益嚴重,可再生能源的研究和開發(fā)已成為各國關注的焦點。風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)作為一種新型的可再生能源發(fā)電技術,正逐漸成為解決能源危機的有效途徑。
  一、風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)的原理與特點
  風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)主要是通過將風能和太陽能轉化為電能,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力發(fā)電機將風能轉化為電能,然后通過電池組將電能儲存起來。當電力需求增加時,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:
  1. 可再生性:風能和太陽能是取之不盡、用之不竭的能源,因此風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)具有很高的可再生性。
  2. 環(huán)保性:風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)在使用過程中不會產生任何污染,是一種綠色、環(huán)保的發(fā)電方式。
  3. 靈活性:風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)可以根據(jù)電力需求的變化進行調節(jié),具有較高的靈活性。
  4. 節(jié)省成本:隨著風力發(fā)電機和蓄電池技術的不斷發(fā)展,風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)的成本逐漸降低,使得其在市場上具有一定的競爭力。
  二、風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)的應用前景
  1. 電力系統(tǒng)調峰:風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)可以在電力系統(tǒng)中發(fā)揮調峰作用,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
  2. 分布式電源:風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)可以作為分布式電源接入到電網中,為用戶提供電力服務。
  3. 備用電源:風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)可以作為備用電源,為重要設施提供穩(wěn)定的電力保障。
  4. 微電網:風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)可以與太陽能、風能等其他可再生能源相結合,構建微電網,提高供電質量和供電可靠性。

DB-TYN19 風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)

一、產品概述
風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)是集風力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能于一體的新型教學演示及實驗系統(tǒng)?赏瓿娠L力發(fā)電、光伏發(fā)電、風光互補混合發(fā)電及儲能、電源管理相關實驗及教學演示。
1.1系統(tǒng)主要應用范圍
風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)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。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。
風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)

1.2產品特點
 系統(tǒng)實驗平臺集成了室內溫/濕度,風速、風向等測量系統(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,對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
 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)當前工作狀態(tài)。
 系統(tǒng)上的離網電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。
 風光互補儲能發(fā)電實訓系統(tǒng),可以讓實訓學生自行拆裝移動,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算機,可監(jiān)控系統(tǒng)運行參數(shù)、并將運行數(shù)據(jù)長期保存或打印
 實驗臺面板設置有切換開關(按鈕)可實現(xiàn)離網、并網兩種模式自由切換
二、技術參數(shù)
  2.1 太陽能電池組件
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權威測試;
2、可承受風壓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
 最大功率點的工作電壓(V):28.1
 最大功率點的工作電流(A):6.7
 轉化效率: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)
 最大表面負荷:7200pa
2.2 太陽能組件固定支架
系統(tǒng)支架設計容量為1KW,采用標準工程件,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,與室外陽臺相結合,為保護實驗過程中的安全,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、風力發(fā)電機
 額定功率:500(W)
 額定電壓:48(V)
 額定電流:10.7(A)
 風輪直徑:1.65(m)
 啟動風速:2.5(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
  2.4、模擬風洞模塊
 風量:32073 mз/h
 風壓:388Pa
 轉速:1440 r/min
 功率:2.2kW    
 可調風速:0~13級連續(xù)可調
  2.5、風光互補智能型控制器
本款風光互補控制器專為小型離網風光互補發(fā)電系統(tǒng)設計,外觀大方,操作方便,并能夠安全高效地控制風力發(fā)電機和光伏組件對蓄電池進行充電。
1.1 功能特點
 風機過電流限制
本產品提供了風機過電流限制,一旦風機超過設定的上限電流,控制器自動啟動PWM智能卸載,從而保護風機
 蓄電池最大電流智能限流
客戶可以根據(jù)系統(tǒng)的實際情況,在控制器上手動設置當前使用的蓄電池容量上限,控制器會根據(jù)客戶所設置的蓄電池容量上限,計算出充電電流上限(即蓄電池容量的0.3倍),從而對蓄電池進行保護。
 手動剎車功能
 風機充電開關功能
在控制器上用戶可以手動設置風機充電的打開或關閉。
 光伏充電開關功能
在控制器上用戶可以手動設置光伏充電的打開或關閉。
 負載輸出開關功能
在控制器上用戶可以手動設置負載端的打開或關閉。
 負載輸出有4種多樣化工作模式
 負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,實現(xiàn)計算機對整個系統(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(計算機)和下位機(控制器)同時對參數(shù)進行設置。
 工作電壓:48VDC
 充電功率Pmax :1200W
 適用光伏功率Pmax :500W
 適用風機功率Pmax :550W
 充電方式:PWM脈寬調制
 充電最大電流 25A
 過放保護電壓 40.2V 
 過放恢復電壓 46.6V
 輸出保護電壓 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、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償功能;
  2.6、離網逆變電源
 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℃)
 保護功能:極性反接、短路、過熱、過載保護
 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、同步并網逆變電源
 AC標準電壓范圍:90V~140V/180V~260VAC
 AC頻率范圍: 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz
 并網輸出功率:600W
 輸出電流總諧波失真:THDIAC <5%
 相 位 差: <1%
 孤島效應保護: 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)
  2.8、測風系統(tǒng)
 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)可設置
 內部存儲:  4M bit
 通訊接口:  RS-232/485/USB通訊
 環(huán)境溫度:   -40℃~50℃  
 轉速傳感器:0~5000 風力發(fā)電機轉速檢測顯示(室內)
  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
 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)測模塊技術指標
 含有照度計、溫度表、濕度表,單片機時鐘系統(tǒng),實現(xiàn)時間的顯示
  2.12、工控一體機
該機是一款高性價比的 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)可提供高性能計算。高耐久性設計,全金屬外殼,高耐久性設計,支持 2 到 3 個串行端口,4 個 USB 端口和 1 個千兆網口來滿 足各種工業(yè)應用。
 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)內存最大支持 8 GB DDR3L SDRAM
 內置WIFI模塊
 全金屬外殼,抗電磁干擾
 支持全尺寸 Mini PCIe 擴展
 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,支持單獨顯示、雙顯復制、雙顯擴展。
 聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器
 網 卡:集成1個RTL千兆網卡,支持網絡喚醒、PXE功能。
 電 源:外置電源(100V至220V寬幅電壓,全球通用)
 整機接口: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網絡接口,1* Line out(綠色),1* Mic(紅色)
 2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口
三、可完成的實驗課目及內容
    實驗一 風光互補智能控制實驗
1-1、控制器充、放電保護實驗
1-2、運行過程蓄電池電壓、電流測量實驗
1-3、蓄電池電量估測實驗
1-4、控制器環(huán)境溫度測量實驗
1-5、控制器光控-時控輸出實驗
1-6、光伏發(fā)電對儲能電池充電實驗
1-7、風力發(fā)電對儲能電池充電實驗
1-8、風光互補發(fā)電對儲能電池充電檢測與實驗
    實驗二 離、并網逆變器實驗
2-1、逆變器的工作原理分析實驗;
2-2、輸出電壓、電流測試實驗;
2-3、最大輸出功率的估算實驗;
2-4、過載或短路保護演示實驗;
2-5、輸入電壓防反接演示實驗;
2-6、輸入電壓范圍測試實驗;
2-7、轉換效率計算實驗;
2-8、風力發(fā)電系統(tǒng)與離網逆變匹配對接實驗
2-9、風力發(fā)電系統(tǒng)與并網逆變匹配對接實驗
    實驗三 風力發(fā)電機運行過程與風能量變換演示實驗
3-1、風力發(fā)電基礎理論原理性實驗
3-2、風力發(fā)電系統(tǒng)設計實驗
3-3、風力發(fā)電控制技術實驗
3-4、風力發(fā)電相關測量技術實驗
3-5、風力發(fā)電基礎理論與應用技術仿真實驗
3-6、發(fā)電機轉速與輸出電壓關系實驗
3-7、發(fā)電機轉速與輸出電流關系實驗
3-8、發(fā)電機轉速與輸出頻率關系實驗
3-9、風速即轉速與出功率關系實驗
3-10、變頻器調速實驗
  三、結論
  風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)作為一種新型的可再生能源發(fā)電技術,具有很高的應用前景。隨著科技的不斷發(fā)展,風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)的性能將不斷提高,其在解決能源危機方面的作用將日益凸顯。我們應加大對風光儲能發(fā)電實驗實訓系統(tǒng)的研究力度,推動其在實際工程中的應用,為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標做出貢獻。

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