TW-SNY40樓宇新能源實訓(xùn)裝置（風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)）

一、產(chǎn)品概述

本產(chǎn)品是集于太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電為一體的新型教學(xué)演示實驗系統(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)實驗及教學(xué)演示。

1.1系統(tǒng)主要應(yīng)用范圍

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，進一步理解風(fēng)光互補發(fā)電站整個系統(tǒng)的原理學(xué)習(xí)并探討工程實際應(yīng)用技能。

室內(nèi)風(fēng)力發(fā)電及實驗平臺                 室外方陣及跟蹤系統(tǒng)

1.2產(chǎn)品特點

?系統(tǒng)實驗平臺集成了室內(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)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)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，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220V純正弦波交流電能。

?風(fēng)光互補發(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)監(jiān)控柜集成高性能工控一體計算機，可監(jiān)控系統(tǒng)運行參數(shù)、將運行數(shù)據(jù)長期保存或打印

二、技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)參數(shù)數(shù)：

?系統(tǒng)供電：三相五線  AC 380V

?裝機容量：2KVA

2.1、太陽能電池板

太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用4塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式，進而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。

?電池板：單晶硅/多晶硅

?最大輸出功率：250W*4塊

?聯(lián)接方式：串聯(lián)、并聯(lián)，自由組合

?開路電壓：35VDC

2.2、自動跟蹤單元

?跟蹤方式：雙軸全自動跟蹤； 精度：±0.5°

?水平回轉(zhuǎn)角度：360° ；俯仰角度：180°

?控制器供電電源：DC 12V/24V

?電機供電電源：DC 12V

2.3、風(fēng)力發(fā)電機

?額定功率：400(W)

?額定電壓：24(V)

?額定電流：16.7（A）

?風(fēng)輪直徑：1.65(m)

?啟動風(fēng)速：1.5(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

?風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)方向：順時針

?風(fēng)葉數(shù)量：3（片）

?風(fēng)葉材料：玻璃增強聚丙烯材料

?電機材料：鋁合金

2.4、模擬風(fēng)洞模塊

?風(fēng)量：28070 mз/h

?風(fēng)壓：308Pa

?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)

模擬風(fēng)洞

2.5、風(fēng)光互補控制器規(guī)格

?工作電壓：24VDC

?充電功率Pmax ：1000W

?光伏功率Pmax ：350W

?風(fēng)機功率Pmax ：550W

?充電方式：PWM脈寬調(diào)制

?充電最大電流 35A

?過放保護電壓 21V

?過放恢復(fù)電壓 26V

?輸出保護電壓 32V

風(fēng)光互補控制器

?卸載開始電壓（出廠值）25V

?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(fù)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(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)，）。

2.6、離網(wǎng)逆變電源

?直流輸入電壓：19～29VDC

?額定蔬出功率：1000W

?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：短路、過熱、過載保護

離網(wǎng)逆變電源

?特殊功能：完善的旁路功能，可以實現(xiàn)市電→光伏或光伏→市電之間的無縫切換，可優(yōu)選光伏優(yōu)先或市電優(yōu)先。

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：1000W

?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

同步并網(wǎng)逆變電源

?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)電機轉(zhuǎn)速檢測顯示（室內(nèi)）

測風(fēng)系統(tǒng)

2.9、照度計

?量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自動切換量程。

2.10、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(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%

2.11、蓄電池容量55Ah、電壓12V × 2只

2.12、環(huán)境監(jiān)測模塊技術(shù)指標(biāo)

?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

2.13、工控一體機，帶觸摸功能

?C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器

?主 板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板

?內(nèi) 存:1G DDR3 1333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。

?硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤

?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(fù)制、雙顯擴展。

?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）

?顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600

?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

?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(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

系統(tǒng)狀態(tài)：

太陽能控制器（帶報警功能）：

?輸入電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示

?輸出電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示

?蓄電池：電壓數(shù)據(jù)顯示及動態(tài)曲線顯示

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）                                                                    風(fēng)資源數(shù)據(jù)主界面

并網(wǎng)顯示畫面

2.14、負(fù)載單元

（1）DC24V直流負(fù)載五組。（感性負(fù)載3組，阻性負(fù)載2組）

1）感性負(fù)載有：24V直流風(fēng)扇、24V直流電機、24V蜂鳴器

2）阻性負(fù)載有：24V交通燈、3W LED燈

（2）AC220V交流負(fù)載四組。（感性負(fù)載1組，阻性負(fù)載3組）

1）感性負(fù)載有：220V直流風(fēng)扇

2）阻性負(fù)載：220V交通燈.220V 3WLED燈、220V28WLED燈

（3）可調(diào)穩(wěn)壓電源（0-30V，0-2A）。

（4）可調(diào)電阻箱技術(shù)參數(shù)如下：

1）阻值范圍：10歐-99.99K

2）誤差范圍：±1%

（5）USB接口電壓輸出：可為電子設(shè)備提供5V直流穩(wěn)壓電源。

三、可完成的實驗內(nèi)容

實驗一 太陽能電池板特性實驗系列

1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗

1-2、太陽能電池板短路電流測試實驗

1-3、太陽能電板I-V特性測試實驗

1-4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

1-5、太陽能電池板填充因子計算實驗

1-6、太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測量實驗

1-7、開路電壓與相對光強的函數(shù)關(guān)系實驗

1-8、短路電流與相對光強的函數(shù)關(guān)系實驗

1-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗

1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

1-11、太陽能組件輸出特性測試實驗

1-12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗

1-13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗

1-14、太陽能電池光譜特性測試實驗

1-15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實驗

1-16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實驗

1-17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實驗

1-18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實驗

1-19、負(fù)載特性測試實驗

實驗二 太陽能自動跟蹤實驗系列

2-1、逐日系統(tǒng)原理實驗

2-2、太陽光跟蹤定位傳感器原理實驗

2-3、環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實驗

2-4、跟蹤控制器操作實驗

2-5、傳動執(zhí)行機構(gòu)接線實訓(xùn)

2-6、太陽能光控跟蹤實驗

2-7、太陽能光控-時控跟蹤實驗

2-8、太陽能電池組件環(huán)境監(jiān)測實驗

實驗三 太陽能蓄電池控制器實驗系列

3-1、太陽能蓄電池充電控制實驗

3-2、控制器充放電保護實驗

3-3、蓄電池電壓、電流測試實驗

3-4、蓄電池電量估測實驗

3-5、控制電池電流流入、輸出實驗

3-6、控制器環(huán)境溫度測量實驗

3-7、控制器光控-時控輸出實驗

實驗四 太陽能應(yīng)用實驗系列

4-1、太陽能交、直流風(fēng)扇實驗

4-2、太陽能路燈實驗

4-3、太陽能警示燈實驗

4-4、太陽能充電器實驗

4-5、太陽能可變阻抗負(fù)載實驗

實驗五 太陽能負(fù)載實驗系列

5-1、最大輸出電流實驗

5-2、最大輸出功率實驗

5-3、在不同恒壓狀態(tài)下電流特性

5-4、在不同恒流狀態(tài)下電壓特性

實驗六 太陽能光伏逆變器實驗系列

6-1、逆變器的工作原理分析實驗；

6-2、輸出電壓、電流測試實驗；

6-3、最大輸出功率的估算實驗；

6-4、過載或短路保護演示實驗；

6-5、輸入電壓防反接演示實驗；

6-6、輸入電壓范圍測試實驗；

6-7、轉(zhuǎn)換效率計算實驗；

6-8、上位機監(jiān)控實訓(xùn)

實驗七 風(fēng)力發(fā)電機運行過程與風(fēng)能量變換演示實驗

7-1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實驗

7-2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實驗

7-3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實驗

7-4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實驗

7-5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實驗

7-6、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實驗

7-7、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實驗

7-8、發(fā)電機轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實驗

7-9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實驗

7-10、變頻器調(diào)速實驗

四、系統(tǒng)基本配置

序號	名稱	主要技術(shù)指標(biāo)	數(shù)量	單位	備注
1	風(fēng)力發(fā)電機	三葉片，風(fēng)能利用系數(shù)0.32，額定輸出電壓12VAC，額定輸出功率400W	1	臺
2	風(fēng)速傳感器	輸入電壓5V 碼盤結(jié)構(gòu)輸出	1	只
3	風(fēng)向傳感器	輸入電壓5V 電壓值輸出	1	只
4	鼓風(fēng)機	額定功率2.2KW,額定電壓380V額定轉(zhuǎn)速1440r/min	1	臺
5	太陽能電池板	工作功率250W，工作電壓35V， 工作電流0.65A光照強度AM1.5  1000W/M2  T 25℃	4	塊
6	智能電壓表	DC 0-200V	2	只
7	智能電流表	顯示DC 20A	2	只
8	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(yù)置、掉電數(shù)據(jù)保存	2	只
9	風(fēng)速風(fēng)向儀	風(fēng)速：0～45m ±0.3m/s 風(fēng)向：0～360°±3° 通訊：RS232，RS485，USB	1	套
10	風(fēng)光互補控制器	帶監(jiān)控功能	1	臺
11	電源逆變器	輸入電壓24VDC 輸出電壓220VAC 額定功率1000W	1	臺
12	開關(guān)電源	輸出電壓24V  輸出電流10A	1	只
13	直流感性負(fù)載	風(fēng)扇、電機、蜂鳴器 電壓12V	1	套
14	直流阻性負(fù)載	交通燈、LED燈、電阻箱 電壓12V	1	套
15	交流感性負(fù)載	風(fēng)扇 電壓AC220V	1
16	交流阻性負(fù)載	LED燈  路燈模組  交通燈 電壓AC220V	1	套
17	變頻器	額定功率2.2KW 額定電壓380VAC	1	臺
18	光電傳感器	8 ～ 36V	1	只
19	直流減速電機	24V	1	只
20	時間、溫度模塊	-20～+100℃ 時間、溫度、濕度、鬧鐘	1	只
21	工控一體機	Intel® 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W 超低功耗處理器、1G DDR3 1333超高速內(nèi)存	1	臺
22	船型開關(guān)		5	只
23	按 鈕		3	只
24	儲能蓄電池	12V 100AH	4	只