SB-FGH01風(fēng)光氫互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、項(xiàng)目概述
風(fēng)光氫互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為科研創(chuàng)新理念與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)型相結(jié)合的集風(fēng)力發(fā)電，光伏發(fā)電、鉛酸電池儲(chǔ)能（磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能）的多元化"風(fēng)、光、氫（燃料電池）互補(bǔ)混合型新能源發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)"。
由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能電池方陣、風(fēng)力及光伏控制系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電單元、儲(chǔ)能控制系統(tǒng)所組成的微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
其工作原理是風(fēng)力、光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，并由電池儲(chǔ)能，由儲(chǔ)能逆變系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成交流電后接入電網(wǎng)，燃料電池單元所發(fā)的電能經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后送入直流總線作后備儲(chǔ)能；系統(tǒng)可離網(wǎng)運(yùn)行亦可并網(wǎng)運(yùn)行，在網(wǎng)端能耗負(fù)荷內(nèi)完成削峰填谷功能。
在天氣晴朗的白天，系統(tǒng)運(yùn)行在微網(wǎng)模式并在補(bǔ)充儲(chǔ)能電池容量的同時(shí)將多余電量通過逆變系統(tǒng)送入電網(wǎng)，到夜間再將儲(chǔ)能電池電能通過儲(chǔ)能逆變器送入電網(wǎng)以彌補(bǔ)由于夜間網(wǎng)端負(fù)荷過大造成的電網(wǎng)電壓過低，在儲(chǔ)能電池不夠用時(shí)，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入正常模式，一邊自行彌補(bǔ)儲(chǔ)能電池的虧空，一邊通過系統(tǒng)向負(fù)載供電。
1.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D
圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1.2 功能特點(diǎn)
整套系統(tǒng)的各個(gè)模塊預(yù)留了CAN\RS485\RS232\USB\TCPIP通訊接口，可以通過該通訊接口對系統(tǒng)中各個(gè)模塊進(jìn)行監(jiān)控，便于未來項(xiàng)目開發(fā)使用。
系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集成了室內(nèi)溫/濕度儀，風(fēng)速測量、光照度測量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀；
系統(tǒng)DC-AC并網(wǎng)同步電源，采用高頻脈沖調(diào)制技術(shù)，具有小體積、高效率及高功率因數(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)；
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；
系統(tǒng)增加市電與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電切換模塊，讓實(shí)驗(yàn)更具操作性；
增加分布式供電原理與實(shí)驗(yàn)電路，讓學(xué)生增加對新知識(shí)的理解；
增設(shè)直流母線單元，方便系統(tǒng)各模塊之間連接及實(shí)驗(yàn)；
獨(dú)立的后備膠體蓄電池及充放電管理單元；
二、方案參數(shù)概述
2.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組成
風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，機(jī)械功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的核心部件。
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由一臺(tái)2KW垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、葉片、風(fēng)機(jī)控制器塔架等組成。
廣義地說，風(fēng)能也是太陽能，所以也可以說風(fēng)力發(fā)電機(jī)，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機(jī)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)參數(shù)：
額定功率 | 2KW |
最大功率 | 2.6KW |
額定電壓 | 48V |
啟動(dòng)風(fēng)速 | 2.5m/s |
額定風(fēng)速 | 18m/s |
最大風(fēng)速 | 45m/s |
風(fēng)機(jī)凈重 | 185kg |
風(fēng)輪直徑 | 2.0M |
塔架高度 | 9M |
葉片高度 | 3.6M |
葉片數(shù)量 | 3片 |
葉片材質(zhì) | 鋁合金 |
發(fā)電機(jī) | 三相交流永磁同步發(fā)電機(jī) |
塔架類型 | 獨(dú)立塔架 |
保護(hù) | 風(fēng)機(jī)自我轉(zhuǎn)數(shù)保護(hù)/電磁制動(dòng) |
工作溫度 | -40℃-80℃ |
安裝場地選擇
選擇土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的平地作為安裝場地，安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組位置應(yīng)該至少遠(yuǎn)離房屋及人員活動(dòng)場所50米，務(wù)必在選定安裝場地時(shí)考慮到風(fēng)葉的光影影響及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音影響（正常工作時(shí)噪音約為65dbA）。同時(shí)避免周圍有高大的樹木、建筑物等影響風(fēng)速風(fēng)向的障礙物。
禁止安裝在松軟的沙地、高低不平的場地、有下陷或塌方可能的場地、洼地及其他容易受氣候影響而發(fā)生地質(zhì)變化的場地。同時(shí)需要考慮從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電機(jī)部分到您的蓄電池組的距離，距離越短，所用傳輸電纜越短，因而傳輸過程中的耗能也越少，如果必須得有較長的距離,則盡量選用粗些的標(biāo)準(zhǔn)電纜。
風(fēng)力發(fā)電控制器
專為風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制和蓄電池充電而設(shè)計(jì)， 能有效提升風(fēng)力發(fā)電的效能。風(fēng)能充電控制器，能有效防止風(fēng)速過快時(shí)的失控，和發(fā)生強(qiáng)風(fēng)時(shí)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
風(fēng)力發(fā)電控制器是對風(fēng)力發(fā)電機(jī)所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量按蓄電池的特性曲線對蓄電池組進(jìn)行充電，當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當(dāng)蓄電池所儲(chǔ)存的電能放完時(shí)，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護(hù)蓄電池。
控制器采用PWM無級卸載方式控制風(fēng)機(jī)對蓄電池進(jìn)行智能充電。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能超過蓄電池存儲(chǔ)量時(shí)，控制系統(tǒng)必須將多余的能量消耗掉。在正常卸載情況下，可確保蓄電池電壓始終穩(wěn)定在浮充電壓點(diǎn)，而只是將多余的電能釋放到卸荷器上。從而保證了最佳的蓄電池充電特性，使得電能得到充分利用。
風(fēng)力發(fā)電控制器參數(shù)：
工作電壓： | 48VDC |
充電功率： | 2000W |
風(fēng)機(jī)功率： | 2000W |
充電方式： | PWM脈寬調(diào)制 |
充電最大電流 | 55A |
過放保護(hù)電壓 | 41.5V |
過放恢復(fù)電壓 | 52.2V |
輸出保護(hù)電壓 | 59V |
卸載開始電壓（出廠值） | 60.5V |
卸載開始電流（出廠值） | 47.6A |
2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
5KW太陽能電池組件采用標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)件固定在C型專制鋼件上，呈40度正面朝向正南方，整體支架系統(tǒng)放置在地面或者屋頂；經(jīng)電纜輸送至室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)分布式屋頂發(fā)電相關(guān)實(shí)驗(yàn)，所發(fā)電能與風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合，經(jīng)DC-AC逆變成正弦波220V交流電，多余電能經(jīng)儲(chǔ)能逆變器送入電網(wǎng)。
地面固定式方陣及支架 室外雙軸跟蹤式支架
所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與實(shí)際工程一樣，可在老師的指導(dǎo)下做為學(xué)生練習(xí)拆卸、組裝實(shí)習(xí)樣機(jī)來用。
注：固定式方陣功全天候跟蹤式，可選其中一種。
太陽能光電池組
太陽能電池組是本實(shí)訓(xùn)臺(tái)的核心組成部分亦是光伏發(fā)電系統(tǒng)不可或缺的核心部件，是將光能轉(zhuǎn)換為電能并通過光伏控制系統(tǒng)儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電池當(dāng)中做為直流總線電源供給DC-AC并網(wǎng)同步電源。
太陽能電池組為多晶硅或單晶硅，是由高效晶體硅太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明TPT背板以及鋁合金邊框組成。
其規(guī)格如下：
單晶硅太陽能電池規(guī)格
組件尺寸(L*W*H) | 1650*992*35mm |
最佳功率 | 260W |
最佳工作電壓 | 32.05±0.5V |
最佳工作電流 | 8.72±0.10A |
短路電流 | 8.85±0.10A |
開路電壓 | 42±0.5V |
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%
1.組件型號(hào)：BY260P-29b多晶
2.最大功率（W）：260
3.開路電壓（V）：35.9
4.短路電流（A）：7.27
5.最大功率點(diǎn)的工作電壓（V）：28.1
6.最大功率點(diǎn)的工作電流（Ａ）：6.7
7.轉(zhuǎn)化效率：17.12%
8.開路電壓溫度系數(shù)：-0.292%/K
9.短路電流溫度系數(shù)：+0.045%/K
10.功率溫度系統(tǒng)：-0.408%/K
11.最大系統(tǒng)電壓（V）：1000
12.組件尺寸（長×寬×高）：1640×992×40mm
13.重量：19.1kg
14.框架：陽極氧化鋁
15.玻璃：白色鋼化安全玻璃3.2mm
16.電池片封裝：EVA
17.背板：復(fù)合薄膜
18.太陽能電池片：6×10片多晶硅太陽能電池片（156mm×156mm）
19.接線盒
1)6個(gè)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 MC4
20.電 纜
1)長度：450mm,
2)規(guī)格：1×4mm?
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
5KW光伏儲(chǔ)能逆變器介紹
SB4850D-ES外觀圖
產(chǎn)品主電路
主電路框圖
產(chǎn)品主電路采用雙向PWM逆變電路及相應(yīng)的控制電路、保護(hù)和監(jiān)控電路。直流側(cè)由緩沖電阻、防反二極管和直流接觸器組成了直流側(cè)緩沖電路，當(dāng)初始連接各種電池時(shí)對直流母線電容進(jìn)行緩沖。主電路電源可有交直兩用供電，以使系統(tǒng)在電池或電網(wǎng)有電時(shí)都可以工作。
n 產(chǎn)品特點(diǎn)
1）技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，全面滿足電網(wǎng)或負(fù)荷的接入與控制要求
2具有并網(wǎng)充放電、獨(dú)立逆變功能，適合各種應(yīng)用場合
2具有并網(wǎng)和離網(wǎng)并聯(lián)功能，良好的擴(kuò)容性
2可與多種蓄電池接口，具有多種充放電工作模式
2可以實(shí)時(shí)接受系統(tǒng)調(diào)度指令和BMS指令，通訊方式有RS485、CAN、以太網(wǎng)
2無功功率可調(diào)，功率因數(shù)范圍超前0.9至滯后0.9
2直流電壓范圍，支持低壓48V蓄電池輸入
2110%額定輸出功率可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間運(yùn)行
2）高效節(jié)能，更集成，更好的客戶體驗(yàn)
2正面維護(hù)，可靠墻安裝，安裝維護(hù)更方便，降低維護(hù)成本
2防護(hù)等級為IP21，具有防滴水功能，具備防凝露功能
2高效PWM調(diào)制算法，降低開關(guān)損耗
3）更多優(yōu)點(diǎn)
2雙電源冗余供電方案提升系統(tǒng)可靠性
2完善的保護(hù)及故障告警系統(tǒng)，更加安全可靠
2采用動(dòng)態(tài)圖形液晶界面，提供友好的操作體驗(yàn)
2-25℃~+55℃可連續(xù)滿功率運(yùn)行
2適應(yīng)高海拔惡劣環(huán)境，可長期連續(xù)、可靠運(yùn)行
2支持離網(wǎng)主動(dòng)運(yùn)行功能
2適合共直流母線系統(tǒng)和共交流母線系統(tǒng)
直流側(cè) |
最大直流功率 | 5KW |
最大直流電壓 | 580V |
工作電壓范圍 | 125~550V |
最低直流電壓 | 125V |
最大直流電流 | 11A |
交流側(cè) |
額定功率 | 5KW |
最大交流側(cè)功率 | 5.5kVA（長時(shí)間運(yùn)行） |
最大交流電流 | 20A |
最大總諧波失真 | <3%(額定功率時(shí)) |
額定電網(wǎng)電壓 | 220V |
允許電網(wǎng)電壓范圍 | 180~265V |
額定電網(wǎng)頻率 | 50/60Hz |
允許電網(wǎng)頻率范圍 | 47~52Hz/57~62Hz |
額定功率下的功率因數(shù) | >0.99 |
隔離變壓器 | 具備 |
直流電流分量 | <0.5%額定輸出電流 |
功率因數(shù)可調(diào)范圍 | 0.9（超前）~0.9（滯后） |
獨(dú)立逆變電壓范圍 | 230V |
獨(dú)立逆變輸出電壓失真度 | <3%（線性負(fù)載） |
帶不平衡負(fù)載能力 | 100% |
獨(dú)立逆變電壓過渡變動(dòng)范圍 | 10％以內(nèi)（電阻負(fù)載0%?100%） |
獨(dú)立逆變峰值系數(shù)(CF) | 3:1 |
效率 |
最大效率 | 97.6% |
保護(hù) |
直流側(cè)斷路設(shè)備 | 斷路器 |
直流過壓保護(hù) | 具備 |
極性反接保護(hù) | 具備 |
絕緣阻抗偵測 | 具備 |
交流過壓保護(hù) | 具備 |
孤島保護(hù) | 具備 |
模塊溫度保護(hù) | 具備 |
常規(guī)數(shù)據(jù) |
體積（寬 / 高 / 厚） | 516 × 440 × 184 mm |
重量 | 30kg |
運(yùn)行溫度范圍 | -25~+60℃ |
停機(jī)自耗電 | <5W |
冷卻方式 | 自然對流 |
防護(hù)等級 | IP65 |
相對濕度 （無冷凝） | 0~95%，無冷凝 |
最高海拔 | 2000m |
顯示屏 | LED&APP |
BMS通訊方式 | USB2.0、Wifi |
n 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
n工作邏輯架構(gòu)
a.--并網(wǎng)發(fā)電、離網(wǎng)備用功能
?電網(wǎng)供電時(shí)，儲(chǔ)能逆變器并網(wǎng)工作在恒壓模式，維持蓄電池SOC在一定水平，光伏逆變器并網(wǎng)發(fā)電 微網(wǎng)供電時(shí)，儲(chǔ)能逆變器工作在獨(dú)立逆變模式建網(wǎng)，光伏逆變器并網(wǎng)工作，光伏發(fā)電大于負(fù)載時(shí)，光伏優(yōu)先供負(fù)載供電，剩余電力給電池充電；光伏發(fā)電小于負(fù)載時(shí)，儲(chǔ)能和光伏共同為負(fù)載供電。
?可選擇電網(wǎng)優(yōu)先或微網(wǎng)優(yōu)先，根據(jù)選擇的模式進(jìn)行供電邏輯切換 觸摸屏控制啟動(dòng)、停止和參數(shù)設(shè)置
b. --電網(wǎng)（或柴油機(jī)）、微網(wǎng)切換功能
?電網(wǎng)供電時(shí)，當(dāng)電池組SOC超過設(shè)定值時(shí)，儲(chǔ)能逆變器和光伏逆變器不工作；當(dāng)電池組SOC不足時(shí)，儲(chǔ)能逆變器獨(dú)立逆變建網(wǎng)，光伏逆變器并網(wǎng)工作，給電池組充電。
?微網(wǎng)供電時(shí)，儲(chǔ)能逆變器工作在獨(dú)立逆變模式建網(wǎng)，光伏逆變器并網(wǎng)工作，光伏發(fā)電大于負(fù)載時(shí)，光伏優(yōu)先供負(fù)載供電，剩余電力給電池充電；光伏發(fā)電小于負(fù)載時(shí)，儲(chǔ)能和光伏共同為負(fù)載供電。
?可選擇電網(wǎng)優(yōu)先或微網(wǎng)優(yōu)先，根據(jù)選擇的模式進(jìn)行供電邏輯切換觸摸屏控制啟動(dòng)、停止和參數(shù)設(shè)置
儲(chǔ)能蓄電池
?蓄電池的作用主要是儲(chǔ)存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時(shí)，蓄電池供給負(fù)載，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
?采用磷酸鐵鋰電池， 安全性高適合長期充放電循環(huán)模塊化設(shè)計(jì)， 電壓、容量按需配置。
?系統(tǒng)由1個(gè)主控模塊和多個(gè)電池模塊組成，通過 48V電池模塊串聯(lián)組成不同電壓等級系統(tǒng)，通過多個(gè)機(jī)柜并聯(lián)， 可以在同一個(gè)電壓平臺(tái)上擴(kuò)展容量定制化電池管理系統(tǒng) （BMS） ， 實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控及控制， 保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
規(guī)格參數(shù)：
類別 | 基本參數(shù) | 高壓直流儲(chǔ)能系統(tǒng) |
標(biāo)稱參數(shù) | 標(biāo)稱電壓（V） | 48*N |
標(biāo)稱容量（AH） | 50 |
結(jié)構(gòu)參數(shù) | 電池模塊尺寸（mm） | 440*410*89（W*D*H） |
電池模塊重量（KG） | 24 |
主控模塊尺寸（MM） | 440*350*132（W*D*H） |
主控模塊重量（KG） | 6 |
電氣參數(shù) | 放電電壓（V) | （54-45）*N |
充電電壓（V) | （52.5-54）*N |
額定放電電流（A) | 25 |
額定充電電流（A) | 25 |
2.3 氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)
燃料電池采用空冷自增濕的PEMFC電池，減少了水泵、水箱、增濕器、增壓泵等附屬設(shè)備，使電堆控制更簡潔、可靠。燃料電池系統(tǒng)除了核心部分質(zhì)子交換膜燃料電池堆外，還需要一些輔助器件發(fā)電系統(tǒng)才能正常工作?？偟膩碚f，一個(gè)完整的燃料電池系統(tǒng)大致上由燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分組成，如圖2所示。其中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)主要由質(zhì)子交換膜燃料電池堆、氫氣供應(yīng)單元、氧氣或空氣供應(yīng)單元、DC/DC四部分組成。而控制單元部分屬于控制系統(tǒng)。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)組成示意圖
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)組成
1、燃料電池堆：
氫氣和氧氣在其內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并釋放電能，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。
2、氫氣供應(yīng)單元（H2）
本系統(tǒng)指由制氫設(shè)備，儲(chǔ)氫系統(tǒng)及供氫管路組成。制氫設(shè)備制氫，并由儲(chǔ)氫系統(tǒng)通過管路向燃料電池堆提供特定壓力的氫氣。
3、空氣供應(yīng)單元：
不間斷地向燃料電池提供電化學(xué)反應(yīng)所需的氧氣，以確保質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行發(fā)電。
4、DC/DC：
氫燃料電池所產(chǎn)生的電能為直流電，其輸出電壓不僅受內(nèi)阻影響而且隨著負(fù)載的變化而改變。因此，為保證供電性能的穩(wěn)定，在燃料電池系統(tǒng)輸出端，須配置功率變換單元DC/DC，主要保證負(fù)載連續(xù)變化時(shí)，將輸出電壓穩(wěn)定在合適的范圍。
5、控制單元：
控制單元是燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的核心，用來接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，并對它們進(jìn)行分析，根據(jù)分析的結(jié)果來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作?？绽渥栽鰸袢剂想姵匕l(fā)電系統(tǒng)的控制單元通過控制系統(tǒng)、風(fēng)扇、電磁閥即可保證燃料電池正常工作。
燃料電池系統(tǒng)工作示意圖
類型 | 基于PASH技術(shù)的空冷自增濕燃料電池 |
性能 | 額定功率 | 250W* |
額定電壓 | 48V |
額定電流 | 5.5A |
電壓范圍 | 36-58V |
燃料效率 | ≥50％ |
燃料 | 氫氣純度 | ≥99.95％ |
氫氣工作壓力 | 0.05-0.06Bar |
氫氣消耗量 | 1.3L/min(額定功率) |
氧化劑/冷卻劑 | 空氣 |
空氣壓力 | 常壓 |
工作條件 | 環(huán)境溫度 | -5℃—40℃ |
環(huán)境濕度（RH） | 10％－95％ |
注：帶*的數(shù)據(jù)是在15℃-30℃的環(huán)境溫度范圍和30 - 90%的環(huán)境濕度范圍內(nèi)取得的。
燃料電池系統(tǒng)性能曲線圖
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)組態(tài)信息終端
數(shù)據(jù)在正常工作期間可以長期保存，支持導(dǎo)出功能，另根據(jù)實(shí)際需要，我方可提供燃料電池發(fā)電系統(tǒng)相應(yīng)的通訊協(xié)議，以便于使用方作二次開發(fā)。
2.4 制氫系統(tǒng)
制氫系統(tǒng)的原理
工業(yè)軟水經(jīng)純水裝置制取純水，并送入原料水箱，經(jīng)補(bǔ)水泵輸入堿液系統(tǒng)，補(bǔ)充被電解消耗的水。電解槽中的水，在直流電的作用下被分解成H2與O2，并與循環(huán)電解液一起分別進(jìn)入框架中的氫、氧分離洗滌器后進(jìn)行氣液分離、洗滌、冷卻。分離后的電解液與補(bǔ)充的純水混合后，經(jīng)堿液冷卻器、堿液循環(huán)泵、過濾器送回電解槽循環(huán)，電解。調(diào)節(jié)堿液冷卻器冷卻水流量，控制回流堿液的溫度，來控制電解槽的工作溫度，使系統(tǒng)安全運(yùn)行。分離后的氫氣由調(diào)節(jié)閥控制輸出，送入氫氣儲(chǔ)罐，再經(jīng)緩沖減壓后，供用戶使用。
本項(xiàng)目中采用的制氫系統(tǒng)其具體規(guī)格如下：
氫氣產(chǎn)量 | 500～800mL/h（1atm） |
氫氣純度 | ≥99.8% |
氧氣純度 | ≥99.3% |
工作壓力 | 0.05MPa |
直流電耗 | ＜0.8KWh/m3 |
制氫系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格
注：系統(tǒng)接入具備AC/DC模塊，具備AC交流接入能力。
高純氫氣發(fā)生器
u 輸出流量 0～1000ml
u功率 510W
u輸出壓力 0～1.1 MPa
u電源電壓
u交流220V±10%； 50Hz±5%
u工作條件
u溫度：5～42℃
u相對濕度：≤85%；
2.5 顯示單元
系統(tǒng)配置有方陣電壓、電流；逆變電壓、電流、功率；實(shí)驗(yàn)室溫度和濕度、實(shí)驗(yàn)記時(shí)時(shí)鐘、逆向電量計(jì)量表等。方便在沒有與PC機(jī)聯(lián)機(jī)狀況下查看系統(tǒng)工作狀態(tài)和各項(xiàng)參數(shù)。
可以通過教師機(jī)進(jìn)行信息共享至大屏幕，實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換與共享。
室內(nèi)大屏幕
2.5.1 新能源系統(tǒng)教學(xué)軟件
1 軟件簡介
1、通過該軟件可以學(xué)習(xí)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(yīng)用產(chǎn)品等全部系列光伏知識(shí)內(nèi)容。
2、配備文字與動(dòng)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，提高學(xué)生對新能源專業(yè)知識(shí)快速掌握和快速學(xué)習(xí)。
* 2 展示與講解內(nèi)容目錄（圖、文、聲并茂）：
2.1 太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)品介紹
2.1.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)：
2.1.2 家用太陽能發(fā)電機(jī)直流系統(tǒng)多媒體電視機(jī)
2.1.3 太陽能便攜電源：
2.1.4 太陽能殺蟲燈
2.1.5 太陽能警示燈
2.1.6 太陽能野營燈
2.2 太陽能光伏發(fā)電基本原理
2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成部分介紹
2.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
2.5 太陽能光伏電站施工建設(shè)方法
2.5.1、項(xiàng)目前期考察
2.5.2、項(xiàng)目建設(shè)前期資料及批復(fù)文件
第一階段：可研階段
第二階段：獲得省級/市級相關(guān)部門的批復(fù)文件
第三階段：獲得開工許可
2.5.3、項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)
2.5.4、項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)
2.5.5、帶電前的必備條件
2.6太陽能光伏并網(wǎng)電站介紹
2.6.1、光伏并網(wǎng)電站簡要描述
2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備組成
2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備功能
2.7 家用型太陽能電站建設(shè)方案
2.7.1、項(xiàng)目概述
2.7.2、方案設(shè)計(jì) （附詳細(xì)方案設(shè)計(jì)）
（一）用戶負(fù)載信息
（二）系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
（三）效益計(jì)算：
2.6 主控系統(tǒng)
主控系統(tǒng)是整個(gè)微網(wǎng)的監(jiān)測、控制核心單元。通過內(nèi)置的數(shù)據(jù)采集、通訊傳輸?shù)饶K，實(shí)現(xiàn)對微網(wǎng)系統(tǒng)的可視化監(jiān)測及控制。
主要功能特點(diǎn)
1、教師機(jī)：廣播教學(xué)、語音教學(xué)、語音對講、學(xué)生演示、監(jiān)控轉(zhuǎn)播、文件分發(fā)、電子教鞭、班級模型、系統(tǒng)設(shè)置、遠(yuǎn)程命令、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程消息、分組教學(xué)、語音討論、文件收集、查看學(xué)生屬性。
2、學(xué)生機(jī)：電子舉手、遠(yuǎn)程消息、窗口接收廣播、可選窗口顯示模式。
3、實(shí)驗(yàn)室功能特點(diǎn)
(1)、本實(shí)驗(yàn)室風(fēng)光互補(bǔ)上位機(jī)軟件在一臺(tái)計(jì)算機(jī)或教師機(jī)上進(jìn)行操作。
(2)、教師廣播教學(xué)：將教師機(jī)的電腦屏幕畫面和語音等多媒體信息實(shí)時(shí)廣播給全體、群體或單個(gè)學(xué)生。并同時(shí)提供電子教鞭等功能。語音教學(xué)時(shí)：通過話筒和耳機(jī)進(jìn)行語音傳播，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生之間的自由的語音交談和討論。允許學(xué)生發(fā)言，并可方便地切換發(fā)言學(xué)生；可隨時(shí)方便地使一組學(xué)生加入或退出教學(xué)行列。
(3)、文件分發(fā)功能強(qiáng)大且界面相當(dāng)易用，可以定義宏目錄，如教師把采集數(shù)據(jù)可以同時(shí)分發(fā)給教室里的所有學(xué)生。您可以將一個(gè)或多個(gè)文件一次性的傳輸?shù)街付ǖ膶W(xué)生機(jī)上。這樣就可以做到網(wǎng)上分發(fā)試卷或演示文件等。您真的可以體會(huì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的輕松與寫意。
(4)、文件提交功能可以收集學(xué)生所做的作業(yè)、程序文件等提交給老師，方便老師操作。
(5)、電子點(diǎn)名功能方便老師統(tǒng)計(jì)學(xué)生上課考勤情況。
2.7 分布式光伏仿真規(guī)劃軟件
一、概述：
基于Unity3D軟件，使用C#語言進(jìn)行開發(fā)，采用My Sql作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，通過FTP協(xié)議與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。軟件使用者通過使用光伏、風(fēng)力、地?zé)帷⑸镔|(zhì)4種能源設(shè)計(jì)多能互補(bǔ)方案，完成區(qū)域能源的供能結(jié)構(gòu)改造方案設(shè)計(jì)，并結(jié)合區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，模擬區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)能耗與供能數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化出合理的能源結(jié)構(gòu)。
二、用戶管理功能：
1.注冊：支持學(xué)生或教師按照學(xué)校名稱和手機(jī)號(hào)碼注冊用戶
2.登錄：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號(hào)碼或用戶名登錄系統(tǒng)。
3.找回密碼：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號(hào)碼找回密碼
4.權(quán)限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶
5.用戶信息管理：支持用戶信息查看，包括用戶名、學(xué)校、真實(shí)姓名、學(xué)號(hào)、上級用戶等
6.異地登錄：同一個(gè)賬號(hào)24小時(shí)內(nèi)只能在同一臺(tái)電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。
三、組件數(shù)據(jù)庫
1.支持查看市面上超過15家光伏組件廠商的實(shí)際數(shù)據(jù)
2.涵蓋了至少500種規(guī)格型號(hào)的光伏組件數(shù)據(jù)。
3.每種光伏組件的型號(hào)常規(guī)參數(shù)均可查看：價(jià)格、功率、組件類型、峰值電壓、開路電壓、最大允許電壓、電壓溫度系數(shù)、峰值電流、短路電流、電流溫度系數(shù)、光電轉(zhuǎn)化效率、長度、重量等
四、逆變器數(shù)據(jù)庫
1.支持查看市面上超過6家逆變器廠商的實(shí)際數(shù)據(jù)。
2.涵蓋了至少40種規(guī)格型號(hào)的逆變器數(shù)據(jù)。
3.每種型號(hào)的逆變器常規(guī)參數(shù)均可查看：價(jià)格、最大直流輸入、額定交流輸出、最大效率、歐洲效率、最小電壓、mppt電壓、MPPT數(shù)量、最大直流電壓、最大直流電流、尺寸、重量等。
五、氣象數(shù)據(jù)庫
1.支持查看全國超過32個(gè)城市的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)。
2.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(shè)置日期進(jìn)行查看。
3.每個(gè)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(fēng)速、土地濕度攝氏度等。
六、3D地圖功能
6.1 模型
支持教師通過3D地圖上的模擬能耗布置相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，同時(shí)可以修改多種參數(shù)以最大化的適應(yīng)不同實(shí)際情況，最后可以根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行相應(yīng)的評分。
1.根據(jù)項(xiàng)目及學(xué)習(xí)任務(wù)需要規(guī)劃設(shè)計(jì)的區(qū)域面積大小，選擇對應(yīng)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
2.加載在3D地圖上的是真實(shí)的地形地貌，包含設(shè)計(jì)成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；
3.支持修改光伏發(fā)電的相關(guān)評分參數(shù)：整機(jī)效率、最佳傾角、除組件和逆變器以外的其他成本參數(shù)等。
4.支持修改風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)評分參數(shù)：整機(jī)效率、風(fēng)力波動(dòng)（自定義風(fēng)速的每小時(shí)波動(dòng)數(shù)據(jù)以體現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組隨著每小時(shí)風(fēng)速數(shù)據(jù)的變化，發(fā)電量在1天24小時(shí)內(nèi)隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)；）
5.支持修改地?zé)崮艿南嚓P(guān)評分參數(shù)：換熱能力、熱協(xié)調(diào)參數(shù)、成本單價(jià)
6.支持修改生物質(zhì)能的相關(guān)評分參數(shù)：生物質(zhì)年供應(yīng)、整機(jī)效率、生物質(zhì)殘余物平均能源折算系數(shù)、生物質(zhì)平均谷草比系數(shù)、生物質(zhì)殘余物能源利用可獲得系數(shù)、建設(shè)成本、燃料成本、運(yùn)維成本等。同時(shí)可自動(dòng)根據(jù)公司計(jì)算得出每年最大可建設(shè)的電站功率作為評分準(zhǔn)則。
（最大生物質(zhì)電站功率=年供應(yīng)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）
7.設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)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(shè)置每個(gè)建筑模型的最大功率、制冷制熱能耗占比、每小時(shí)實(shí)際用電系數(shù)、日能耗時(shí)長，可以獲得區(qū)域內(nèi)建筑每小時(shí)、每天、全年的耗電情況以及制冷制熱能耗需求；
8.可選擇全國任意地區(qū)（精確城市）、任意氣候時(shí)段作為區(qū)域能源模擬的目標(biāo)區(qū)域，通過對比數(shù)據(jù)庫可以得出當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度、光伏組件全年最高、最低工作溫度，并可以自動(dòng)計(jì)算最大、最小電壓、最大開路電壓、最大直流電流等數(shù)據(jù)
9.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(zhì)電站容量、淺層地?zé)崛萘俊L(fēng)力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動(dòng)、建設(shè)總成本等，可以對同一模型下的方案進(jìn)行自動(dòng)評分
10.命名：教師可以自行命名模型的名字
11.刪除：教師可以對模型進(jìn)行刪除操作
6.2 方案
支持學(xué)生通過設(shè)置3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給出的學(xué)習(xí)任務(wù)，并給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表
1.在3d地圖上，根據(jù)模擬的每小時(shí)用能數(shù)據(jù)，合理布局"光伏發(fā)電""風(fēng)力發(fā)電""生物質(zhì)發(fā)電""淺層地?zé)嵩O(shè)施"設(shè)置各種產(chǎn)能模塊的產(chǎn)能參數(shù)，滿足區(qū)域用能需求，以完成需求側(cè)區(qū)域能源規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)；
2.使用光伏、風(fēng)力、生物質(zhì)、地?zé)?種新能源并結(jié)合外部電力輸入以進(jìn)行能源供應(yīng)模擬并能自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)能。
3.根據(jù)設(shè)施地區(qū)經(jīng)緯度與氣候參數(shù)，通過選擇不同型號(hào)規(guī)格的逆變器與光伏組件，來完成光伏組件方陣的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)、傾角設(shè)計(jì)、逆變器數(shù)量、組件間距設(shè)計(jì)、組串串并聯(lián)的數(shù)量等完成區(qū)域光伏電站設(shè)置
4.根據(jù)每小時(shí)的用電情況，實(shí)現(xiàn)戶式/小型分布式光伏電站的模擬設(shè)計(jì)，并根據(jù)所選光伏組件與逆變器估算該電站的建設(shè)成本以及模擬該分布式電站與負(fù)載的合并運(yùn)行情況
5.可設(shè)置不同容量大小的風(fēng)機(jī)，模擬風(fēng)力發(fā)電功率
6.根據(jù)模擬時(shí)段內(nèi)的氣溫?cái)?shù)據(jù)，判斷當(dāng)日是否存在制冷制熱需求，并根據(jù)當(dāng)日的冷熱程度模擬制冷制熱能耗情況。
7.模擬淺層地?zé)釗Q熱能力與埋管面積的關(guān)系；同時(shí)學(xué)生根據(jù)模擬數(shù)據(jù)需要，設(shè)置生物質(zhì)能建設(shè)所需面具，以滿足模擬建筑制冷制熱能耗需求；
8.學(xué)習(xí)生物質(zhì)發(fā)電過程中，通過生物質(zhì)能電站的一系列參數(shù)，強(qiáng)化學(xué)生對于生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式學(xué)習(xí)。（最大生物質(zhì)電站功率=年供應(yīng)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）
9.模擬白天時(shí)段，光伏發(fā)電設(shè)施每小時(shí)發(fā)電數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出白天每小時(shí)光伏發(fā)電量隨光照強(qiáng)度變化、夜晚光伏沒有發(fā)電的量的特點(diǎn)；
10.根據(jù)逆變器、光伏組件的價(jià)格，風(fēng)機(jī)機(jī)組價(jià)格，地?zé)犭娬緝r(jià)格，生物質(zhì)電站價(jià)格對所設(shè)計(jì)的多能互補(bǔ)方案的建設(shè)總成本自動(dòng)統(tǒng)計(jì)
11.在初始化并部署完成后，展示整個(gè)區(qū)域能源狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)設(shè)值進(jìn)行計(jì)算和輸出，根據(jù)輸出結(jié)果形成各類報(bào)表。包括總數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)；
12.能源數(shù)據(jù)報(bào)表中，通過模擬時(shí)間過程，以及設(shè)計(jì)好的方案，可以顯示各種能源的產(chǎn)能情況，包括：總產(chǎn)能、光伏發(fā)電量、風(fēng)力發(fā)電量、淺層地?zé)崮芰?、生物質(zhì)能發(fā)電量以及外部電力輸入等。
13.根據(jù)用能模塊預(yù)設(shè)的用能參數(shù)，模擬計(jì)算出用能情況實(shí)時(shí)曲線與各類產(chǎn)能設(shè)施的產(chǎn)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(xué)生進(jìn)行相應(yīng)能源的設(shè)計(jì)配比。
14.命名：學(xué)生可自行對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行命名或重命名
15.刪除：教師或?qū)W生可刪除方案
七、其他小工具
光伏陣列間距計(jì)算器：可通過計(jì)算器自動(dòng)計(jì)算出最佳傾角下的方陣最佳間距。涵蓋了全國32個(gè)城市。可查詢的數(shù)據(jù)有：經(jīng)緯度、不同光伏陣列傾角下的日平均輻射、年度總太陽輻射等。同時(shí)根據(jù)選擇的組件尺寸，根據(jù)傾角自動(dòng)計(jì)算出方陣最佳間距。
