"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SB-WS500B樓宇新能源實(shí)訓(xùn)裝置（風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)）
一、產(chǎn)品概述
樓宇新能源實(shí)訓(xùn)裝置（風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)）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(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。
1.1系統(tǒng)主要應(yīng)用范圍
樓宇新能源實(shí)訓(xùn)裝置（風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(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)。可以幫助學(xué)生，進(jìn)一步理解風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站整個(gè)系統(tǒng)的原理學(xué)習(xí)并探討工程實(shí)際應(yīng)用技能。
室內(nèi)風(fēng)力發(fā)電及實(shí)驗(yàn)平臺 室外方陣及跟蹤系統(tǒng)
1.2產(chǎn)品特點(diǎn)
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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)。
Ø 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。
Ø 風(fēng)光互補(bǔ)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(dòng)，使用簡便、無噪音、無污染。
Ø 系統(tǒng)監(jiān)控柜集成高性能工控一體計(jì)算機(jī)，可監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、將運(yùn)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)：
Ø 系統(tǒng)供電：三相五線AC 380V
Ø 裝機(jī)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(shí)現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式，進(jìn)而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。
Ø 電池板：單晶硅/多晶硅
Ø 最大輸出功率：250W*4塊
Ø 聯(lián)接方式：串聯(lián)、并聯(lián)，自由組合
Ø 開路電壓：35VDC
2.2、自動(dòng)跟蹤單元
Ø 跟蹤方式：雙軸全自動(dòng)跟蹤； 精度：±0.5°
Ø 水平回轉(zhuǎn)角度：360° ；俯仰角度：180°
Ø 控制器供電電源：DC 12V/24V
Ø 電機(jī)供電電源：DC 12V
2.3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)
Ø 額定功率：400(W)
Ø 額定電壓：24(V)
Ø 額定電流：16.7（A）
Ø 風(fēng)輪直徑：1.65(m)
Ø 啟動(dòng)風(fēng)速：1.5(m/s)
Ø 額定風(fēng)速：9.6(m/s)
Ø 安全風(fēng)速：35(m/s)
Ø 工作形式：永磁同步發(fā)電機(jī)
Ø 風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針
Ø 風(fēng)葉數(shù)量：3（片）
Ø 風(fēng)葉材料：玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料
Ø 電機(jī)材料：鋁合金
2.4、模擬風(fēng)洞模塊
模擬風(fēng)洞
Ø 風(fēng)量：28070 mз/h
Ø 風(fēng)壓：308Pa
Ø 轉(zhuǎn)速：1440 r/min
Ø 功率：2.2kW
Ø 可調(diào)風(fēng)速：0～13級連續(xù)可調(diào)
2.5、風(fēng)光互補(bǔ)控制器規(guī)格
風(fēng)光互補(bǔ)控制器
Ø 工作電壓：24VDC
Ø 充電功率Pmax ：1000W
Ø 光伏功率Pmax ：350W
Ø 風(fēng)機(jī)功率Pmax ：550W
Ø 充電方式：PWM脈寬調(diào)制
Ø 充電最大電流 35A
Ø 過放保護(hù)電壓 21V
Ø 過放恢復(fù)電壓 26V
Ø 輸出保護(hù)電壓 32V
Ø 卸載開始電壓（出廠值）25V
Ø 卸載開始電流（出廠值） 15A
Ø 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；
Ø 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(shí)輸出（光控開、光控關(guān)，定時(shí)開、定時(shí)關(guān)，）。
2.6、離網(wǎng)逆變電源
離網(wǎng)逆變電源
Ø 直流輸入電壓：19～29VDC
Ø 額定蔬出功率：1000W
Ø 輸出電壓：110/220VAC
Ø 輸出波形：純正弦波
Ø 輸出頻率：50Hz
Ø 工作效率：85%
Ø 功率因數(shù)：>0.88
Ø 波形失真率≤5%
Ø 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃
Ø 相對濕度：﹤90﹪（25℃）
Ø 保護(hù)功能：短路、過熱、過載保護(hù)
Ø 特殊功能：完善的旁路功能，可以實(shí)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
同步并網(wǎng)逆變電源
Ø AC標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
Ø AC頻率范圍：55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
Ø 并網(wǎng)輸出功率：1000W
Ø 輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
Ø 相 位 差：<1%
Ø 孤島效應(yīng)保護(hù)：VAC;f AC
Ø 輸出短路保護(hù)：限流
Ø 顯示方式： LED
Ø 待機(jī)功耗：<2W
Ø 夜間功耗：<1W
Ø 環(huán)境溫度范圍：-25 ℃～60℃
Ø 環(huán)境濕度：0～99%(Indoor Type Design)
2.8、測風(fēng)系統(tǒng)
測風(fēng)系統(tǒng)
Ø 測量范圍：速：0～60m/s 風(fēng)向：0～360°
Ø 精 度 ±0.1m/s ± 3°
Ø 工作電源：AC 220V±20% 50HZ， DC12V、5V或其他供電。
Ø 記錄間隔：1分鐘～240分鐘連續(xù)可設(shè)置
Ø 內(nèi)部存儲：4M bit
Ø 通訊接口：RS-232/485/USB通訊
Ø 環(huán)境溫度：-40℃～50℃
Ø 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、照度計(jì)
Ø 量程：0-225Lx、200-2250Lx、2000-22500Lx和20K-225KLx（225000Lx）自動(dòng)切換量程。
2.10、數(shù)字電壓、電流、功率因數(shù)表、溫濕度表
Ø 直流電壓表：0-200V×3只
Ø 交流電流表：5A×1只
Ø 交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一只
Ø 交流電能計(jì)量模塊：電參數(shù)測量、運(yùn)行時(shí)間、超載報(bào)警、功率報(bào)警門限預(yù)置、掉電數(shù)據(jù)保存
Ø 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)
Ø 含有照度計(jì)、溫度表、濕度表，單片機(jī)時(shí)鐘系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示
2.13、工控一體機(jī)，帶觸摸功能
Ø C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器
Ø 主 板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板
Ø 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。
Ø 硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤
Ø 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。
Ø 聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器
Ø 網(wǎng) 卡:集成1個(gè)RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。
Ø 電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）
Ø 顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600
Ø 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
Ø 整機(jī)接口:4* USB 2.0接口,其中兩個(gè)可支持USB3.0(需定制)，
Ø 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)
Ø 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(bào)警功能）：
Ø 輸入電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動(dòng)態(tài)曲線顯示
Ø 輸出電壓、電流、功率的數(shù)據(jù)顯示及動(dòng)態(tài)曲線顯示
Ø 蓄電池：電壓數(shù)據(jù)顯示及動(dòng)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(jī)、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(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)一 太陽能電池板特性實(shí)驗(yàn)系列
1-1、太陽能電池板開路電壓測試實(shí)驗(yàn)
1-2、太陽能電池板短路電流測試實(shí)驗(yàn)
1-3、太陽能電板I-V特性測試實(shí)驗(yàn)
1-4、太陽能電池板最大輸出功率計(jì)算實(shí)驗(yàn)
1-5、太陽能電池板填充因子計(jì)算實(shí)驗(yàn)
1-6、太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率測量實(shí)驗(yàn)
1-7、開路電壓與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實(shí)驗(yàn)
1-8、短路電流與相對光強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系實(shí)驗(yàn)
1-9、太陽能電池板P-V特性測試實(shí)驗(yàn)
1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實(shí)驗(yàn)
1-11、太陽能組件輸出特性測試實(shí)驗(yàn)
1-12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實(shí)驗(yàn)
1-13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實(shí)驗(yàn)
1-14、太陽能電池光譜特性測試實(shí)驗(yàn)
1-15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實(shí)驗(yàn)
1-16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實(shí)驗(yàn)
1-17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實(shí)驗(yàn)
1-18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實(shí)驗(yàn)
1-19、負(fù)載特性測試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二 太陽能自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)系列
2-1、逐日系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)
2-2、太陽光跟蹤定位傳感器原理實(shí)驗(yàn)
2-3、環(huán)境對光伏轉(zhuǎn)換影響實(shí)驗(yàn)
2-4、跟蹤控制器操作實(shí)驗(yàn)
2-5、傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線實(shí)訓(xùn)
2-6、太陽能光控跟蹤實(shí)驗(yàn)
2-7、太陽能光控-時(shí)控跟蹤實(shí)驗(yàn)
2-8、太陽能電池組件環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三 太陽能蓄電池控制器實(shí)驗(yàn)系列
3-1、太陽能蓄電池充電控制實(shí)驗(yàn)
3-2、控制器充放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
3-3、蓄電池電壓、電流測試實(shí)驗(yàn)
3-4、蓄電池電量估測實(shí)驗(yàn)
3-5、控制電池電流流入、輸出實(shí)驗(yàn)
3-6、控制器環(huán)境溫度測量實(shí)驗(yàn)
3-7、控制器光控-時(shí)控輸出實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四 太陽能應(yīng)用實(shí)驗(yàn)系列
4-1、太陽能交、直流風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)
4-2、太陽能路燈實(shí)驗(yàn)
4-3、太陽能警示燈實(shí)驗(yàn)
4-4、太陽能充電器實(shí)驗(yàn)
4-5、太陽能可變阻抗負(fù)載實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五 太陽能負(fù)載實(shí)驗(yàn)系列
5-1、最大輸出電流實(shí)驗(yàn)
5-2、最大輸出功率實(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)六 太陽能光伏逆變器實(shí)驗(yàn)系列
6-1、逆變器的工作原理分析實(shí)驗(yàn)；
6-2、輸出電壓、電流測試實(shí)驗(yàn)；
6-3、最大輸出功率的估算實(shí)驗(yàn)；
6-4、過載或短路保護(hù)演示實(shí)驗(yàn)；
6-5、輸入電壓防反接演示實(shí)驗(yàn)；
6-6、輸入電壓范圍測試實(shí)驗(yàn)；
6-7、轉(zhuǎn)換效率計(jì)算實(shí)驗(yàn)；
6-8、上位機(jī)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)七 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)
7-1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)
7-2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
7-3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)
7-4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)
7-5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)
7-6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)
7-7、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)
7-8、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
7-9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
7-10、變頻器調(diào)速實(shí)驗(yàn)
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 |
|
1 |
風(fēng)力發(fā)電機(jī) |
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(jī) |
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(qiáng)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(jì)量模塊 |
電參數(shù)測量、運(yùn)行時(shí)間、超載報(bào)警功率報(bào)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(bǔ)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(jī)、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(jī) |
24V |
1 |
只 |
|
20 |
時(shí)間、溫度模塊 |
-20～+100℃ 時(shí)間、溫度、濕度、鬧鐘 |
1 |
只 |
|
21 |
工控一體機(jī) |
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 |
|
風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備,風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓(xùn)室 |
