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行業(yè)新聞

2024年10月1日

風光互補發(fā)電教學實驗實訓平臺

SBXQC-HB07風光互補發(fā)電教學實驗實訓平臺

一、產品概述

風光互補發(fā)電教學實驗實訓平臺、本產品是集于太陽能發(fā)電及風力發(fā)電為一體的新型教學演示實驗系統(tǒng)�？赏瓿娠L力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及并網逆變電源系統(tǒng)集成的相關實驗及教學演示。

1.1、系統(tǒng)主要應用范圍

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�？梢詭椭鷮W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。

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)采用32位數(shù)字化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，讓用戶了解當前系統(tǒng)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

二、技術參數(shù)

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方式。

電池板：單晶硅/多晶硅

最大輸出功率：4*10W

開路電壓：21.24V（并聯(lián)），4*21.24V（串聯(lián)）

短路電流：4*0.75A（并聯(lián)），0.57A（串聯(lián)）

2.2、自動跟蹤單元

跟蹤方式：雙軸全自動跟蹤；精度：±0.5°

水平回轉角度：360° ；俯仰角度：180°

控制器供電電源：DC 12V

電機供電電源：DC 12V

模擬太陽燈：飛利浦Q135/500W

2.3、風力發(fā)電機

額定功率：300(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、風光互補控制器規(guī)格

工作電壓：12或24VDC

充電功率Pmax ：650W

光伏功率Pmax ：150W

風機功率Pmax ：450W

充電方式：PWM脈寬調制

充電最大電流 35A

過放保護電壓 11V

過放恢復電壓 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，定時開、定時關）。

2.6、離網逆變電源

直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選

額定蔬出功率：300W/功率根據(jù)客戶要求訂制

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

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：400W

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、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 × 1只

2.12、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

2.13、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

內存:1G DDR3 1333超高速內存,支持1333/1066MHz內存,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）

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網絡接口,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

2.14、負載單元

（1）DC12V直流負載五組。（感性負載3組，阻性負載2組）

1）感性負載有：12V直流風扇、12V直流電機、12V蜂鳴器

2）阻性負載有：12V交通燈、3W LED燈

（2）AC220V交流負載四組。（感性負載1組，阻性負載3組）

1）感性負載有：220V直流風扇

2）阻性負載：220V交通燈.220V 3WLED燈、220V28WLED燈

（3）可調穩(wěn)壓電源（0-30V，0-2A）。

（4）可調電阻箱技術參數(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：可為電子設備提供5V直流穩(wěn)壓電源。

★2.15、SOL在線考核平臺

1.院校管理端功能介紹

院校端功能包括“班級管理、賬號管理、院系管理、查看成績、消息管理”五大模塊功能，具體如下：

（1）班級管理：其功能主要包括創(chuàng)建班級、班級信息維護和班級學生的管理與維護；

（2）賬號管理：其功能包括學生賬號管理和教師賬號管理，在學生賬號管理下可對學院所有班級的學生的進行管理與維護，包括學生搜索、信息修改、重置密碼、刪除；在教師賬號管理下可對學院校所有教師進行管理與維護，包括創(chuàng)建教師賬號、修改教師信息、重置密碼、刪除、設置教師權限；

（3）院系管理：其功能包括添加學院、添加專業(yè)和學院、專業(yè)信息修改；

（4）查看成績與消息管理：在查看成績界面可查看學生考試成績，在消息管理界面可查看相關學院消息。

2.教師端功能介紹

教師端功能包括“班級管理、賬號管理、報名考試、查看成績、消息通知”五大模塊功能，具體如下：

（1）班級管理：其功能為班級學生管理與維護，包括導入班級學生、編輯學生信息和刪除學生；

（2）賬號管理：其功能為學生賬號管理與維護，包括學生搜索、信息修改、重置密碼、刪除；

（3）證書理論考試和實操考試的具體信息，并可選擇相應場次進行報名；在報名結束后，在“已報名”界面中可查看具體報名信息和導出報名記錄。

（4）查看成績與消息管理：在查看成績界面可查看學生考試成績，在消息管理界面可查看相關學院消息。

3.學生端功能介紹

學生端功能包括“模擬練習模塊和考試模塊”兩大模塊，在未報名理論考試下登錄賬號自動進入模擬練習模塊，在已報名理論考試在開始考試前1小時登錄賬號后自動進入考試模塊。

（1）模擬練習模塊：其功能為模擬練習、錯題集和消息通知，主要包括理論試卷的模擬練習，對易錯題目可添加至錯題集反復練習；

（2）考試模塊：學生理論考試的平臺。

4.仿真規(guī)劃軟件

基于Unity3D軟件，使用C#語言進行開發(fā)，采用My Sql作為后臺數(shù)據(jù)庫，通過FTP協(xié)議與數(shù)據(jù)庫進行通信。軟件使用者通過使用光伏、風力、地熱、生物質4種能源設計多能互補方案，完成區(qū)域能源的供能結構改造方案設計，并結合區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，模擬區(qū)域內實時能耗與供能數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化出合理的能源結構。

用戶管理功能：

注冊：支持學生或教師按照學校名稱和手機號碼注冊用戶

登錄：支持學生或教師根據(jù)手機號碼或用戶名登錄系統(tǒng)。

找回密碼：支持學生或教師根據(jù)手機號碼找回密碼

權限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶

用戶信息管理：支持用戶信息查看，包括用戶名、學校、真實姓名、學號、上級用戶等

異地登錄：同一個賬號24小時內只能在同一臺電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。

氣象數(shù)據(jù)庫

支持查看全國超過32個城市的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)。支持查看2013-2016年的精確到天的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)，可自由設置日期進行查看。每個城市的氣候數(shù)據(jù)均可查看：平均氣溫、最高最低氣溫、濕度、降水量、輻照量、氣壓、風速、土地濕度攝氏度等。

3D地圖功能

支持教師通過3D地圖上的模擬能耗布置相應學習任務，同時可以修改多種參數(shù)以最大化的適應不同實際情況，最后可以根據(jù)學生完成情況進行相應的評分。

根據(jù)項目及學習任務需要規(guī)劃設計的區(qū)域面積大小，選擇對應面積以及地形相似度高的區(qū)域，并定期更新可用的區(qū)域3d地圖、加載在3D地圖上的是真實的地形地貌，包含設計成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；

支持修改光伏發(fā)電的相關評分參數(shù)：整機效率、最佳傾角、除組件和逆變器以外的其他成本參數(shù)等。

支持修改風力發(fā)電的相關評分參數(shù)：整機效率、風力波動（自定義風速的每小時波動數(shù)據(jù)以體現(xiàn)出風力發(fā)電機組隨著每小時風速數(shù)據(jù)的變化，發(fā)電量在1天24小時內隨機波動的特點；）

支持修改地熱能的相關評分參數(shù)：換熱能力、熱協(xié)調參數(shù)、成本單價

支持修改生物質能的相關評分參數(shù)：生物質年供應、整機效率、生物質殘余物平均能源折算系數(shù)、生物質平均谷草比系數(shù)、生物質殘余物能源利用可獲得系數(shù)、建設成本、燃料成本、運維成本等。同時可自動根據(jù)公司計算得出每年最大可建設的電站功率作為評分準則。

（最大生物質電站功率=年供應量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源利用可獲得系數(shù)/ 3600/365/24）

設計區(qū)域內的5種用能建筑模型（底層住宅、交通樞紐、酒店、小高層、寫字樓），通過設置每個建筑模型的最大功率、制冷制熱能耗占比、每小時實際用電系數(shù)、日能耗時長，可以獲得區(qū)域內建筑每小時、每天、全年的耗電情況以及制冷制熱能耗需求；

可選擇全國任意地區(qū)（精確城市）、任意氣候時段作為區(qū)域能源模擬的目標區(qū)域，通過對比數(shù)據(jù)庫可以得出當?shù)亟浘暥取⒐夥M件全年最高、最低工作溫度，并可以自動計算最大、最小電壓、最大開路電壓、最大直流電流等數(shù)據(jù)，可以自行比較同一模型不同規(guī)劃方案的優(yōu)劣，通過比較傾角偏差、組件逆變器功率比、間距誤差、逆變器數(shù)量、生物質電站容量、淺層地熱容量、風力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動、建設總成本等，可以對同一模型下的方案進行自動評分

命名：教師可以自行命名模型的名字

刪除：教師可以對模型進行刪除操作

支持學生通過設置3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給出的學習任務，并給出相應的數(shù)據(jù)報表

在3d地圖上，根據(jù)模擬的每小時用能數(shù)據(jù)，合理布局“光伏發(fā)電”“風力發(fā)電”“生物質發(fā)電”“淺層地熱設施”設置各種產能模塊的產能參數(shù)，滿足區(qū)域用能需求，以完成需求側區(qū)域能源規(guī)劃方案的設計；

使用光伏、風力、生物質、地熱4種新能源并結合外部電力輸入以進行能源供應模擬并能自動計算產能。

根據(jù)設施地區(qū)經緯度與氣候參數(shù)，通過選擇不同型號規(guī)格的逆變器與光伏組件，來完成光伏組件方陣的設計，主要包含參數(shù)有：方陣行數(shù)、方陣列數(shù)、組件安裝方式設計、傾角設計、逆變器數(shù)量、組件間距設計、組串串并聯(lián)的數(shù)量等完成區(qū)域光伏電站設置。

根據(jù)每小時的用電情況，實現(xiàn)戶式/小型分布式光伏電站的模擬設計，并根據(jù)所選光伏組件與逆變器估算該電站的建設成本以及模擬該分布式電站與負載的合并運行情況可設置不同容量大小的風機，模擬風力發(fā)電功率

根據(jù)模擬時段內的氣溫數(shù)據(jù)，判斷當日是否存在制冷制熱需求，并根據(jù)當日的冷熱程度模擬制冷制熱能耗情況。

模擬淺層地熱換熱能力與埋管面積的關系；同時學生根據(jù)模擬數(shù)據(jù)需要，設置生物質能建設所需面具，以滿足模擬建筑制冷制熱能耗需求；

學習生物質發(fā)電過程中，通過生物質能電站的一系列參數(shù)，強化學生對于生物質能轉化公式學習。（最大生物質電站功率=年供應量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源利用可獲得系數(shù)/ 3600/365/24）并模擬白天時段，光伏發(fā)電設施每小時發(fā)電數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出白天每小時光伏發(fā)電量隨光照強度變化、夜晚光伏沒有發(fā)電的量的特點；

根據(jù)逆變器、光伏組件的價格，風機機組價格，地熱電站價格，生物質電站價格對所設計的多能互補方案的建設總成本自動統(tǒng)計在初始化并部署完成后，展示整個區(qū)域能源狀態(tài)，并根據(jù)預設值進行計算和輸出，根據(jù)輸出結果形成各類報表。包括總數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)；

能源數(shù)據(jù)報表中，通過模擬時間過程，以及設計好的方案，可以顯示各種能源的產能情況，包括：總產能、光伏發(fā)電量、風力發(fā)電量、淺層地熱能量、生物質能發(fā)電量以及外部電力輸入等。

根據(jù)用能模塊預設的用能參數(shù)，模擬計算出用能情況實時曲線與各類產能設施的產能占比，并同步圖表顯示，包括總能耗、一般能耗、制冷制熱能耗等，有助于學生進行相應能源的設計配比。

命名：學生可自行對設計方案進行命名或重命名

刪除：教師或學生可刪除方案

三、新能源系統(tǒng)教學軟件

A、軟件要求

1、通過該軟件可以系統(tǒng)性學習太陽能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應用產品等全部系列光伏知識內容。

2、配備文字與動畫展示并介紹從原材料至成品包括中間環(huán)節(jié)加工工藝等與使用方法。

3、多媒體系統(tǒng)自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統(tǒng)所述文字同步播放，幫助教師對光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提高學生對新能源專業(yè)知識快速掌握和快速學習。

4、軟件組成

(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)

主要功能

1、展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實物；

2、配備文字與動畫展示各種材料的生產工藝與使用方法

3、功能列表（約11課時）

光伏硅產品基本情況介紹

硅單質性質：包括硅的物理性質、化學性質、硅的分類與應用

硅化合物性質：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等

硅的生長原理及定型

硅的提純方法：包括化學提純與物理提純方法

多晶硅的制備及其缺陷和雜質：包括冶金硅級制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備

單晶硅的制備及其缺陷和雜質：包括單晶硅生長、單晶硅的雜質與缺陷

單晶硅與多晶硅加工方法

硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

硅材料的測試與分析方法：包括導電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數(shù)的測定、遷移率的測量、化學性能分析、晶體結構分析等