能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础。在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，也带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏。各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。
系统装置由太阳能光伏电板、双轴跟踪控制模块、蓄电池模块、太阳能控制器模块、太阳能逆变器模块、模拟风洞发电模块、开关控制模块、环境监测模块、上位机监控模块，PLC模块，仪表显示部分,（各功能转换接口模块）等组成；各控制系统集成于风能发电、光伏发电为一体的教学实训台；各系统通过连接电缆进行连接，形成一套可完成风力及光伏发电、同步并网、离网电源的实验及教学演示。帮助学生理解太阳能并网、离网及风力发电系统的原理，从而起到学习工程实际应用技能的作用。
各部件接口采用安全插口式设计，各模块通过实验线缆连接，实验方便、操作灵活。
应用范围：主要面向职高、大学、研究生、企业技工以风力发电和太阳能离网、并网发电为主课题的研究和培训。
一、主要技术规格参数：
1、系统规格
系统最大电压：DC12V，AC220V
系统最大电流：10A
系统最大功率：300W
2、太阳光电实习教学模块
太阳能电池规格：单晶硅太阳能电池
元件尺寸(L*W*H)：630*530*25mm*4
最佳功率：160W
最佳工作电压：17.05±0.5V
最佳工作电流：10.20±0.10A，
短路电流：10.34±0.10A，
开路电压：21.0±0.5V
模拟光源模块：1000W
3、风力发电机实习教学模块
风洞调速范围：0～13m/s，功率5.0KW
风力发电机额定输出电压：12VDC，功率：400W
风机类型；永磁同步发电机，上风式
启动风速；2.5m/s
风叶材质：碳光纤化合物
4、风光互补控制器：
充电方式：PWM脉宽调制
充电最大电流35A
过放保护电压10.6V±0.5
过放恢复电压12.6V±0.5
输出保护电压16V±0.5
卸载开始电压（出厂值）15.5V±0.5
卸载开始电流（出厂值）15A
保护功能：蓄电池过充电、蓄电池过放电、蓄电反接、负载过载、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车。
使用32们高速单片机，实现智能控制，自动识别12/24V系统。采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。
多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。
具有丰富的工作模式，如光控，光控＋延时，通用控制等模式。
具有直流输出或1Hz频闪输出2种输出选择，频闪输出特别适用于LED交通警示灯等。在频闪输出模式，负载可以使用感性负载。浮充电温度补偿功能。使用数字LED显示及设置，采用一键式操作完成所有设置。
大屏幕LCD显示，太阳能电池、蓄电池、负载电流、电压等电参数。
5、并网逆变器
输出电压：AC180-260V
工作电压：10.8-28V，
额定输出功率≥400W
输出波形：正弦波(失真度≤3﹪)
输出频率：47-55Hz，
LED方式显示工作状态，
并网逆变器具有DC－DC和DC－AC两级能量变换的结构。DC－DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC－AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。
6、离网逆变器
纯正弦波输出(失真率<4%)
输入输出完全隔离设计
能快速并行启动电容、电感负载
三色指示灯显示，输入电压,输出电压，负载水准和故障情形
负载控制风扇冷却
过压/欠压/短路/过载/超温保护
输出电压：AC220V
工作电压：9.7-15V，
额定输出功率≥200W
输出波形：正弦波(失真度≤3﹪)
输出频率：50±3Hz，
LED方式显示工作状态，
静态电流：≤0.3A，
具有输出短路、过温、过载、欠压保护及保护具有自动恢复功能，采用风机冷却方式，输入输出完全隔离设计，能快速并行启动电容、电感负载，三色指示灯显示，输入电压,输出电压，负载水准和故障情形，负载控制风扇冷却，过压/欠压/短路/过载/超温保护
7、西门子S7-200PLC
S7-200PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-200的标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的最左边，CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM接口模块，如果只用主架导轨而没有使用扩展支架可以不选择IM接口模块。
S7编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和IM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。一条导轨共有11个槽号：1号槽至11号槽，其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPU和IM以外的其他模块。如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等
8、监控系统（工业触摸屏）
尺寸(英寸)10.2
液晶屏：TFT液晶显示，LED背光
显示颜色：真彩，65535色
分辨率：800×480
液晶屏亮度：200cd/㎡
触摸屏：电阻式
供电电源：24VDC
额定功率：5W
CPU主板：ARMCPU，400MHz
内存：64M
存储设备：128MFLASH
组态软件：MCGS嵌入式组态软件（运行版）
环境条件
工作温度：0℃~45℃
工作湿度：5%~90%
储存温度：-10℃~60℃
振动频率：10-57Hz57-150Hz
振动加速度：0.075mm9.8m/s2
振动扫频速率：Oct/min≤1
产品规格
结构：工业塑料结构
颜色：工业灰
面板尺寸：226.5mm×163mm
机柜开孔：215mm×152mm
外部接口：
串口：1×RS232、1×RS485
USB：1主1从
9、其它
系统实验时的备用电源（2路0-30V/2A直流可调稳压电源）；
有市电互补切换
LED恒流驱动
提供并网、离网逆变器实套件
设置电压模块，确保实验过程的安全；
可变电阻，电阻值调整范围为0～999kΩ
DC/DC：5个DC/DC电源模块
支援外接PC计算机量测太阳能电池I-V特性曲线(VB软件orLabView)
10、电表规格：
电流表：×2个，DC20A，显示模式︰0.5”LCD液晶显示
电压表：×2个，DC50V，显示模式︰0.5”LCD液晶显示
电流表：×2个，AC5A，显示模式︰0.5”LCD液晶显示
电压表：×2个，AC220V，显示模式︰0.5”LCD液晶显示
温度表：×1个，0～99.9℃
多功能网络电参数表：×1个，AC220V，显示模式︰0.5”LCD液晶显示，包含RS485，RS232通讯功能，
11、负载：
直流负载
风扇：×1个，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W
交通灯：2组(R,G,B)，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W
LED灯：1组
交流负载
节能灯：×1个，额定电压：220V，工作电流：0.15A
马达：×1个，额定电压：220V，工作电流：0.2
12、电池：
太阳能专用阀控式密封胶体蓄电池，额定电压：12V，额定容量(18-20Ah),充电方法（恒压）；
具有如下特点：自放电率低，使用寿命长，深放电能力强，充电效率高，工作温度范围宽。
13、系统外形尺寸；长1200×宽780×高1800（㎜）附滚轮方便推动至户外教学。
二、实训内容
1、太阳光电实习教学模块实验内容：
实验一太阳能电池发电原理实验
实验1-1太阳能光电板能量转换实验
实验1-2环境对光电转换影响实验
实验二太阳能电池光电系统直接负载实验
实验三光电控制型太阳能系统发电实验
实验3-1光电型控制单元工作原理实验
实验3-2光电型控制单元充放电保护实验
实验四交通警示灯模块设计实验
实验五太阳能系统负载实验
实验六综合实验
实验七太阳能电池基本特性测试实验
实验八外部扩充DC转AC外接电器实验
实验九单晶太阳能电池I-V特性曲线实验
实验十离网逆变器设计实验
实验十一离网逆变器工作特性实验
实验十二离网逆变器带载及保护实验
实验十三并网逆变器设计实验
实验十四并网实验
实验十五追日原理与追日过程实验
2、风力电实习教学模块实验内容：
实验一、风力发电基础理论原理性实验
实验二、风力发电系统设计实验
实验三、风力发电控制技术实验
实验四、风力发电相关测量技术实验
实验五、风力发电基础理论与应用技术仿真实验
实验六、发电机转速与输出电压关系实验
实验七、发电机转速与输出电流关系实验
实验八、发电机转速与输出频率关系实验
实验九、风速即转速与与出功率关系实验
3、PLC实训内容
实验一STEP7软件安装及注意事项
实验二SIMATIC管理器
实验三SIMATICManager自定义
实验四PG/PC接口设置
实验五用PLC控制三相交流异步电动机起/停
实验六PLC系统的硬件组态及程序编制
实验七基本逻辑指令的应用
实验八定时器、计数器的应用
实验九模拟量的控制
实验十顺序控制系统控制方法的设计
实验十一步与步的动作
实验十二PLC通信
4、触摸屏实训内容
实验一组态软件应用及界面设计
实验二上传、下载文件
实验三曲线图、柱状图、圆形图、动态图
实验四数字输入和文数字显示
实验五历史资料显示
实验六系统控制读写
实验七控制系统中触摸屏的画面
实验八状态图
实验九控制系统中PLC的程序
三、系统基本配置单
|
序号 |
名称 |
型号 |
数量 |
单位 |
价格 |
|
1 |
太阳能光电教学实验台 |
|
1 |
台 |
|
|
2 |
双轴太阳能支架 |
|
1 |
台 |
|
|
3 |
太阳能电池组件（25W） |
|
4 |
只 |
|
|
4 |
PLC |
S7-200 |
1 |
台 |
|
|
5 |
触摸屏 |
昆仑通太 |
1 |
台 |
|
|
6 |
模拟风洞 |
|
1 |
台 |
|
|
7 |
蓄电池组20Ah |
|
4 |
组 |
|
|
8 |
实验附件 |
|
1 |
套 |
|
|
9 |
实训指导书 |
|
1 |
本 |
|
|
价格合计： |
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