風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng),混合發(fā)電實訓系統(tǒng)
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中人教儀廠 --FGH01 風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng)
一、項目基礎(chǔ)簡介
風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng)為科研創(chuàng)新理念與實驗、實驗型相集合的集風力發(fā)電，光伏發(fā)電、制氫系統(tǒng)、氫燃料電池發(fā)電、數(shù)值收集等多元化"風、光、氫混合型新能源實驗實驗系統(tǒng)"。
風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng)由風力發(fā)電機組、太陽能電池組、風力及光伏控制系統(tǒng)、氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、主控系統(tǒng)構(gòu)成的微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
其作業(yè)原理是風力、光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，并由電池儲能，DC/AC逆變成交流ACAC電，驅(qū)動電解水設(shè)備制氫。氫氣經(jīng)過儲氫系統(tǒng)儲物，并驅(qū)動燃料電池電堆發(fā)電。
此外，DC/AC模型塊自帶旁路功能，旁路端直接與市電連接，完成市電和逆變間的自動變換，在蓄電池所儲電能不夠用時，自動變換至市電供電，保證持續(xù)制氫功能正常運行。在本方案設(shè)計中主要體現(xiàn)在氫燃料電池系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)的部分。
1.1系統(tǒng)拓撲圖
圖1 系統(tǒng)拓撲圖
1.2 功能特別點
整套系統(tǒng)的各個模型塊預留了CANRS485RS232USBTCPIP通訊連接口，可以經(jīng)過該通訊連接口對系統(tǒng)中各個模型塊實行監(jiān)控，方便未來項目研發(fā)使用。
系統(tǒng)實驗平臺包括了室內(nèi)溫/濕度儀，風速測量、光照度測量系統(tǒng)，讓使用者實操起來更直觀；
系統(tǒng)DC-AC并網(wǎng)同步電源，應(yīng)用高頻脈沖調(diào)制技術(shù)，設(shè)定有小體積、高效率及高功率（W）因數(shù)輸出；
系統(tǒng)操作面板上應(yīng)用直觀的數(shù)字表和液晶顯露，讓用戶理解當前系統(tǒng)作業(yè)狀態(tài)；
系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流ACAC110V/220V純正弦波交流ACAC電能；
實驗系統(tǒng)，可以讓實驗學生自行拆卸裝配位移，使用簡便、無噪音、無污染；
系統(tǒng)多加市電與風光互補發(fā)電變換模型塊，讓實驗更具實操性；
多加分布式供電原理與實驗電子回路，讓學生多加對新知識的理解；
增設(shè)直線DC母線單元，便利系統(tǒng)各模型塊之間連接及實驗；
單單獨的后備膠體蓄電池及充放電管理單元；
燃料電池運行過程中，只排除水和熱量，不會產(chǎn)生任何有害物質(zhì)及噪音；
燃料電池較之傳統(tǒng)電源方案，其運行安全可靠、壽命長，維護簡便，降低了維護成本。
二、方案功能數(shù)值基礎(chǔ)簡介
2.1風力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成
風力發(fā)電機是運用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)、變換為機械功，機械功帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流ACAC電的電力設(shè)備。是風力發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的核心部位件。
風力發(fā)電系統(tǒng)由一臺5KW垂直軸風力發(fā)電機組、尾翼、葉片、風機控制器塔架等構(gòu)成。
廣義地說，風能也是太陽能，所以也可以說風力發(fā)電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為作業(yè)介質(zhì)的熱能運用發(fā)電機。
風力發(fā)電機功能數(shù)值：
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規(guī)格限定功率（W） |
5KW |
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最大功率（W） |
6KW |
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規(guī)格限定電壓（V） |
48V |
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啟動風速 |
2.5m/s |
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規(guī)格限定風速 |
18m/s |
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最大風速 |
45m/s |
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風機凈重 |
185kg |
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風輪直徑 |
2.0M |
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塔架高度 |
9M |
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葉片高度 |
3.6M |
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葉片數(shù)量 |
3片 |
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葉片材料 |
鋁制 |
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發(fā)電機 |
三相交流ACAC永磁同步發(fā)電機 |
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塔架類型 |
單單獨塔架 |
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保護 |
風機自我轉(zhuǎn)數(shù)保護/電磁限限制動作作 |
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作業(yè)溫度（℃） |
-40℃-80℃ |
裝配場地選用
選用土質(zhì)堅實的平地作為裝配場地，裝配風力發(fā)電機的組位置應(yīng)該至少遠離房屋及人員活動場所50米，務(wù)必在選定裝配場地時考慮到風葉的光影影響及風力發(fā)電機組運行時產(chǎn)生的噪音影響（正常作業(yè)時噪音約為65dbA）。同時避免周圍有高大的樹木、建筑物等影響風速風向的障礙物。
禁止裝配在松軟的沙地、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)改變的場地。同時需要考慮從風力發(fā)電機的電機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準電纜。
風力發(fā)電控制器
專為風力發(fā)電機控制和蓄電池充電而設(shè)計， 能有效提升風力發(fā)電的效能。風能充電控制器，能有效防止風速過快時的失控，和發(fā)生強風時對風力發(fā)電機所產(chǎn)生的危險。
風力發(fā)電控制器是對風力發(fā)電機所發(fā)的電能實行調(diào)動和控制，一方面把調(diào)節(jié)后的能量送往直線DC負載或交流ACAC負載，另一方面把多余的能量按蓄電池的特性彎彎曲線對蓄電池組實行充電，當所發(fā)的電不能適用負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲物的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。
控制器應(yīng)用PWM無級卸載方法控制風機對蓄電池實行智能充電。在風力發(fā)電機所發(fā)出的電能超過蓄電池存儲量時，控制系統(tǒng)必須將多余的能量消耗掉。在正常卸載現(xiàn)象下，可保證蓄電池電壓（V）始終平穩(wěn)在浮充電壓（V）點，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，使得電能得到充分運用。
風力發(fā)電控制器功能數(shù)值：
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作業(yè)電壓（V）： |
48VDC |
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充電功率（W）： |
5000W |
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風機功率（W）： |
5000W |
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充電方法： |
PWM脈寬調(diào)制 |
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充電最大電流（A） |
116A |
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過放保護電壓（V） |
41.5V |
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過放恢復電壓（V） |
52.2V |
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輸出保護電壓（V） |
59V |
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卸載開始電壓（V）（出廠值） |
60.5V |
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卸載開始電流（A）（出廠值） |
86A |
2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
10KW太陽能電池結(jié)合套件分為兩部分，其中一個5KW應(yīng)用標準鋼構(gòu)造件固定在C型專制鋼件上，呈40度正面朝向正南方，整體支撐架系統(tǒng)放置在在面或者屋頂；另一個5KW應(yīng)用雙軸自動跟蹤，經(jīng)電纜輸送至室內(nèi)實驗設(shè)備，可完成分布式屋頂發(fā)電相關(guān)實驗，所發(fā)電能與風力發(fā)電相集合，經(jīng)DC-AC逆變成正弦波220V交流ACAC電，可供制氫系統(tǒng)使用、多余電能經(jīng)儲能逆變器送入電網(wǎng)。
全部系統(tǒng)的設(shè)計、裝配與實際工程一樣，可在老師的指導下做為學生練習拆卸、組裝實習樣機來用。
太陽能光電池組
太陽能電池組是本實驗臺的核心構(gòu)成部分亦是光伏發(fā)電系統(tǒng)不可或缺的核心部位件，是將光能變換為電能并經(jīng)過光伏控制系統(tǒng)儲物在儲能電池當中做為直線DC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背板以及鋁制邊框構(gòu)成。
其規(guī)格如下：
單晶硅太陽能電池規(guī)格
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結(jié)合套件尺寸(L*W*H) |
1650*992*35mm |
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最佳功率（W） |
260W |
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最佳作業(yè)電壓（V） |
32.05±0.5V |
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最佳作業(yè)電流（A） |
8.72±0.10A |
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短路電流（A） |
8.85±0.10A |
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開路電壓（V） |
42±0.5V |
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權(quán)威測量試驗；
2、可承受風壓2400Pa,雪壓7200Pa；
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電功能，陰天也能發(fā)電；
4、輸出功率（W）年衰減率小于0.7%，第25年不低于結(jié)合套件初始功率（W）的80.70%
1. 結(jié)合套件型號：BY260P-29b 多晶
2. 最大功率（W）（W）：260
3. 開路電壓（V）（V）：35.9
4. 短路電流（A）（A）：7.27
5. 最大功率（W）點的作業(yè)電壓（V）（V）：28.1
6. 最大功率（W）點的作業(yè)電流（A）（Ａ）：6.7
7. 轉(zhuǎn)化效率：17.12%
8. 開路電壓（V）溫度（℃）系數(shù)：-0.292%/K
9. 短路電流（A）溫度（℃）系數(shù)：+0.045%/K
10. 功率（W）溫度（℃）系統(tǒng)：-0.408%/K
11. 最大系統(tǒng)電壓（V）（V）：1000
12. 結(jié)合套件尺寸（長×寬×高）：1640×992×40mm
13. 重量（kg）：19.1kg
14. 框體結(jié)構(gòu)：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個旁路二極管
2) 絕緣材料：PPO
3) 防水浸等級：IP65
Ø 連接器
1) 常規(guī)規(guī)格限定電流（A）：30A
2) 耐電壓（V）：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) 電纜外徑界限：Φ5mm～Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度（℃）：-40℃～+ 105℃
8) 防護等級：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) 接線方法：壓接 MC4
20. 電 纜
1) 長度：450mm,
2) 規(guī)格：1×4mm²
3) 顏色：紅、黑
Ø 溫度（℃）界限系數(shù)：-40°C to+85°C
Ø 抗冰雹系數(shù)：最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
Ø 最大表面負荷：7200pa
常見問題：
1、如果我要購買風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng),混合發(fā)電實訓系統(tǒng)，是否有安裝、培訓服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務(wù)的。
2、你們的風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng),混合發(fā)電實訓系統(tǒng)是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng),混合發(fā)電實訓系統(tǒng)的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng),混合發(fā)電實訓系統(tǒng)都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權(quán)。
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