一、產(chǎn)品概述

在當今世界，電已經(jīng)成為人們日常生活中最常用的動力來源，人們對電的依賴也越來越強，在遠離電網(wǎng)的地區(qū)，獨立供電系統(tǒng)就成為人們最需要的電源。部隊的邊防哨所、郵電通訊的中繼站、公里和鐵路的信號燈、地質勘探和野外考察的工作站、偏遠的農牧民等。隨著人們生活水平的不斷提高和技術進步，我們需要優(yōu)美舒適的生活環(huán)境，所以太陽能、風能等清潔能源是我們最好的選擇。

本產(chǎn)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)。可完成風力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及離網(wǎng)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

本產(chǎn)品集成風力、光伏互補發(fā)電為一體的教學實驗、實訓系統(tǒng)。可完成風力發(fā)電和太陽能發(fā)電基站的充放電及逆變電源方面實驗及教學演示?？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。

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。

1.2 系統(tǒng)主要特點

?  系統(tǒng)采用立式結構，面板采用標準網(wǎng)孔板，實驗模塊完全暴露在外，較強的臨場感、可快速讓學習者進入學習角色，集成了風速測量報警系統(tǒng)，完全閉環(huán)的控制方式讓使用者操作起來更人性化。

?  風光互補發(fā)電控制系統(tǒng)采用16位高性能MCU，對蓄電池充、放電和風機剎車進行全智能化的控制。

?  離網(wǎng)逆變模塊boot前端采用8位MCU驅動控制，前后橋輸出采用進口MOS場效應管使性能更穩(wěn)定?？梢詾閷W習過程中提供穩(wěn)定的220V純正弦波交流電能。

?  風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)，可以讓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無污染。

1.3、設備組成

風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光源模擬控制系統(tǒng)、模擬風場系統(tǒng)，風力發(fā)電機，風速、風向檢測裝置，風光互補充放電管理系統(tǒng)、離網(wǎng)逆變與負載系統(tǒng)。

二、技術參數(shù)

2.1、太陽能電池板

光伏組件方陣：由太陽電池組件（也稱光伏電池組件）按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽光照射下將太陽能轉換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。

系統(tǒng)主要采用2塊（10W單晶硅1塊，20W多晶硅1塊）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。

1#電池板

?  電池板：單晶硅

?  最大輸出功率：10W

?  開路電壓：21.24V

?  短路電流：0.58A

2#電池板

?  電池板：多晶硅

?  最大輸出功率：20W

?  開路電壓：21.24V

?  短路電流：1.17A

 2.2、投射燈（模擬太陽燈）

?  電壓：220V

?  頻率：50Hz

?  最大功率：200W

?  電流：0.9A

 2.3、風力發(fā)電機

?  額定功率：300(W)

?  額定電壓：12(V)

?  額定電流：22.5（A）

?  風輪直徑：1.52(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

 2.4、模擬風洞模塊（鼓風機）

?  風量：10000 m^з/h

?  風壓：215Pa

?  轉速：1440 r/min

?  電壓：220V

?  頻率：50Hz

?  功率：0.75kW

?  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：12VDC

?  充電功率Pmax ：650W

?  光伏功率Pmax ：100W

?  風機功率Pmax ：550W

?  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(wǎng)逆變電源

?  直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選

?  額定蔬出功率：300W

?  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

   2.7、測風系統(tǒng)

?  測量范圍   風速：0～60m/s

?  精 度      ±0.1m/s

?  工作電源：AC 220V±20%

?  環(huán)境溫度：   -40℃～50℃  

  2.8、數(shù)字電壓表

?  光電池電壓表：0-200V×1只

?  負載電壓表： 0-200V×1只

?  逆變電能計量模塊：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%

  2.9、蓄電池容量55Ah、電壓12V × 1只

  2.10、負載單元（選配出口型無此項）

（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

★2.11 智慧教室綜合測控系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用一體化設計，要求所有功能集中在一塊核心控制器上，禁止采用多種模塊拼裝，確保使用人員的人身安全及設備安全的性能指標。

、虛擬示波器所需實現(xiàn)的功能：50MHz   2路波形測量功能；
（二）2路邏輯分析儀功能；
（三）1路任意波形信號發(fā)生器輸出；
200MSa/s高速實時采樣，50MHz帶寬，波形測量完全滿足教學實驗要求，波形平滑不失真。
（四）2路PWM脈沖信號發(fā)生器：可設置頻率、占空比。
（五）、萬用表功能
1、萬用表的電阻測量功能；
2、萬用表的直流電壓測量功能；
3、萬用表的交流電壓測量功能；
4、萬用表的交流電流測量功能；
（六）、人機界面功能
*1、人機界面顯示所測量的波形，并顯示相應的量測值；
*2、可通過點擊界面按鈕，將所測量的波形插入實驗報告模板中；
*3、學生的實驗報告結果可通過點擊界面按鈕，統(tǒng)一上傳到指定的教師電腦文件夾下；
（七）、實驗室安全監(jiān)控功能
1、環(huán)境參數(shù)測量：可同時測量顯示溫濕度、CO2濃度和PM2.5；
2、電氣參數(shù)測量：可測量控制臺電壓電流，并計算出功率；
3、過流、過壓、欠壓（閥值可設置）報警跳閘保護；
4、安全防護：實驗室環(huán)境安全監(jiān)控裝置（PM2.5、煙霧、可燃氣體、溫濕度及CO2濃度異常（火警）報警）；5、節(jié)電功能：長期無人實驗時，自動關閉總閘開關，實現(xiàn)安全和節(jié)電效果；

★2.12實驗室智慧用電安全控制系統(tǒng)功能要求

智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。

1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止！

2、手機APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當前電壓、電流、有無功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中遠程控制智能開關的通斷。

3、PC端軟件：每個設備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統(tǒng)計；具有管理員信息修改與權限管理等功能?？梢绘I開啟和關閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開關！

4、后臺系統(tǒng)：包含賬號管理、設備管理、報修管理、用戶管理，設備管理：①、包含監(jiān)控管理：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預覽所有設備的在線和運行情況，分析設備使用率及運行時間?、?、包含設備節(jié)點：可顯示設備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。報修管理：用戶可進行遠程報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進行遠程維護，及時跟進，以有效解決用戶設備維護。用戶管理：可連通手機號，對賬戶進行一對一的安全加密，實名認證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

現(xiàn)場需對功能逐一演示，提供有效、權威的證明文件，證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進性。

三、主要實驗實訓內容

實驗一 基本實驗內容

1-1  風光互補發(fā)電實驗

1-2  風力發(fā)電實驗

1-3  光伏發(fā)電實驗

1-4  風光互補控制器實驗

1-5  蓄電池充放電實驗

1-6  離網(wǎng)逆變器實驗

實驗二 太陽能電池板特性實驗系列

2-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗

2-2、太陽能電池板短路電流測試實驗

2-3、太陽能電板I-V特性測試實驗

2-4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

2-5、太陽能電池板填充因子計算實驗

2-6、太陽能電池板轉換效率測量實驗

2-7、開路電壓與相對光強的函數(shù)關系實驗

2-8、短路電流與相對光強的函數(shù)關系實驗

2-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗

2-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

2-11、太陽能組件輸出特性測試實驗

2-12、串聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗

2-13、并聯(lián)電阻對填充因子的影響測試實驗

2-14、太陽能電池光譜特性測試實驗

2-15、太陽能電池板的串聯(lián)開路電壓測試實驗

2-16、太陽能電池板的串聯(lián)短路電流測試實驗

2-17、太陽能電池板的并聯(lián)開路電壓測試實驗

2-18、太陽能電池板的并聯(lián)短路電流測試實驗

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 太陽能光伏逆變器實驗系列

4-1、逆變器的工作原理分析實驗；

4-2、輸出電壓、電流測試實驗；

4-3、最大輸出功率的估算實驗；

4-4、過載或短路保護演示實驗；

4-5、輸入電壓防反接演示實驗；

4-6、輸入電壓范圍測試實驗；

4-7、轉換效率計算實驗；

實驗五 風力發(fā)電機運行過程與風能量變換演示實驗

5-1、風力發(fā)電基礎理論原理性實驗

5-2、風力發(fā)電系統(tǒng)設計實驗

5-3、風力發(fā)電控制技術實驗

5-4、風力發(fā)電相關測量技術實驗

5-5、風力發(fā)電基礎理論與應用技術仿真實驗

5-6、發(fā)電機轉速與輸出電壓關系實驗

5-7、發(fā)電機轉速與輸出電流關系實驗

5-8、發(fā)電機轉速與輸出頻率關系實驗

5-9、風速即轉速與出功率關系實驗

5-10、鼓風機調速實驗