TW-SNY40樓宇新能源實訓裝置（風光互補發電係統）

一、產品概述

本產品是集於太陽能發電及風力發電為一體的新型教學演示實驗係統。可完成風力發電和太陽能發電及基站的供電及並網逆變電源係統集成的相關實驗及教學演示。

1.1係統主要應用範圍

主要提供於職高、大學、研究生、企業技工以太陽能發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電站整個係統的原理學習並探討工程實際應用技能。

室內風力發電及實驗平台                 室外方陣及跟蹤係統

1.2產品特點

係統實驗平台集成了室內溫/濕度，風速、風向等測量係統，讓使用者操作起來更直觀。

係統采用32位數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

係統同步電源，采用日本三菱IGBT模塊（IPM）組裝。具有高功率因數輸出。

係統麵板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前係統工作狀態。

係統上的離網電源可以為用戶提供交流220V純正弦波交流電能。

風光互補發電實訓係統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、無噪音、無汙染。

係統監控櫃集成高性能工控一體計算機，可監控係統運行參數、將運行數據長期保存或打印

二、技術參數

係統參數數：

係統供電：三相五線  AC 380V

裝機容量：2KVA

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，可實現太陽能電池板的並接方式和串接方式，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：單晶矽/多晶矽

最大輸出功率：250W*4塊

聯接方式：串聯、並聯，自由組合

開路電壓：35VDC

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°

控製器供電電源：DC 12V/24V

電機供電電源：DC 12V

2.3、風力發電機

額定功率：400(W)

額定電壓：24(V)

額定電流：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：永磁同步發電機

風葉旋轉方向：順時針

風葉數量：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：28070 mз/h

風壓：308Pa

轉速：1440 r/min

功率：2.2kW

可調風速：0～13級連續可調

模擬風洞

2.5、風光互補控製器規格

工作電壓：24VDC

充電功率Pmax ：1000W

光伏功率Pmax ：350W

風機功率Pmax ：550W

充電方式：PWM脈寬調製

充電最大電流 35A

過放保護電壓 21V

過放恢複電壓 26V

輸出保護電壓 32V

風光互補控製器

卸載開始電壓（出廠值）25V

卸載開始電流（出廠值） 15A

控製器設有蓄電池過充、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，控製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：19～29VDC

額定蔬出功率：1000W

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：>0.88

波形失真率≤5%

工作環境：溫度-20℃～50℃

相對濕度：﹤90﹪（25℃）

保護功能：短路、過熱、過載保護

離網逆變電源

特殊功能：完善的旁路功能，可以實現市電→光伏或光伏→市電之間的無縫切換，可優選光伏優先或市電優先。

2.7、同步並網逆變電源

AC標準電壓範圍：90V～140V/180V～260VAC

AC頻率範圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz

並網輸出功率：1000W

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

同步並網逆變電源

夜間功耗： <1W

環境溫度範圍： -25 ℃～60℃

環境濕度： 0～99%(Indoor Type Design)

2.8、測風係統

測量範圍   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分鍾～240分鍾連續可設置

內部存儲：  4M bit

通訊接口：  RS-232/485/USB通訊

環境溫度：   -40℃～50℃

轉速傳感器：0～5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）

測風係統

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、數字電壓、電流、功率因數表、溫濕度表

直流電壓表：0-200V×3隻

交流電流表：5A×1隻

交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一隻

交流電能計量模塊：電參數測量、運行時間、超載報警、功率報警門限預置、掉電數據保存

溫度、濕度表:溫度測量範圍：-50℃-+70℃  濕度測量範圍：20%-90%

2.11、蓄電池容量55Ah、電壓12V × 2隻

2.12、環境監測模塊技術指標

含有照度計、溫度表、濕度表，單片機時鍾係統，實現時間的顯示

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工控固態節能主板

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、雙顯複製、雙顯擴展。

聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控製器

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:台灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩定，觸摸靈敏

整機接口:4* USB 2.0接口,其中兩個可支持USB3.0(需定製)，

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

係統狀態：

太陽能控製器（帶報警功能）：

輸入電壓、電流、功率的數據顯示及動態曲線顯示

輸出電壓、電流、功率的數據顯示及動態曲線顯示

蓄電池：電壓數據顯示及動態曲線顯示

風力電係統工作數據主界麵（可切換不同曲線界麵）                                                                    風資源數據主界麵

並網顯示畫麵

2.14、負載單元

（1）DC24V直流負載五組。（感性負載3組，阻性負載2組）

1）感性負載有：24V直流風扇、24V直流電機、24V蜂鳴器

2）阻性負載有：24V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）可調穩壓電源（0-30V，0-2A）。

（4）可調電阻箱技術參數如下：

1）阻值範圍：10歐-99.99K

2）誤差範圍：±1%

（5）USB接口電壓輸出：可為電子設備提供5V直流穩壓電源。

三、可完成的實驗內容

實驗一 太陽能電池板特性實驗係列

1-1、太陽能電池板開路電壓測試實驗

1-2、太陽能電池板短路電流測試實驗

1-3、太陽能電板I-V特性測試實驗

1-4、太陽能電池板最大輸出功率計算實驗

1-5、太陽能電池板填充因子計算實驗

1-6、太陽能電池板轉換效率測量實驗

1-7、開路電壓與相對光強的函數關係實驗

1-8、短路電流與相對光強的函數關係實驗

1-9、太陽能電池板P-V特性測試實驗

1-10、太陽能電池板暗伏安特性測試實驗

1-11、太陽能組件輸出特性測試實驗

1-12、串聯電阻對填充因子的影響測試實驗

1-13、並聯電阻對填充因子的影響測試實驗

1-14、太陽能電池光譜特性測試實驗

1-15、太陽能電池板的串聯開路電壓測試實驗

1-16、太陽能電池板的串聯短路電流測試實驗

1-17、太陽能電池板的並聯開路電壓測試實驗

1-18、太陽能電池板的並聯短路電流測試實驗

1-19、負載特性測試實驗

實驗二 太陽能自動跟蹤實驗係列

2-1、逐日係統原理實驗

2-2、太陽光跟蹤定位傳感器原理實驗

2-3、環境對光伏轉換影響實驗

2-4、跟蹤控製器操作實驗

2-5、傳動執行機構接線實訓

2-6、太陽能光控跟蹤實驗

2-7、太陽能光控-時控跟蹤實驗

2-8、太陽能電池組件環境監測實驗

實驗三 太陽能蓄電池控製器實驗係列

3-1、太陽能蓄電池充電控製實驗

3-2、控製器充放電保護實驗

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、控製電池電流流入、輸出實驗

3-6、控製器環境溫度測量實驗

3-7、控製器光控-時控輸出實驗

實驗四 太陽能應用實驗係列

4-1、太陽能交、直流風扇實驗

4-2、太陽能路燈實驗

4-3、太陽能警示燈實驗

4-4、太陽能充電器實驗

4-5、太陽能可變阻抗負載實驗

實驗五 太陽能負載實驗係列

5-1、最大輸出電流實驗

5-2、最大輸出功率實驗

5-3、在不同恒壓狀態下電流特性

5-4、在不同恒流狀態下電壓特性

實驗六 太陽能光伏逆變器實驗係列

6-1、逆變器的工作原理分析實驗；

6-2、輸出電壓、電流測試實驗；

6-3、最大輸出功率的估算實驗；

6-4、過載或短路保護演示實驗；

6-5、輸入電壓防反接演示實驗；

6-6、輸入電壓範圍測試實驗；

6-7、轉換效率計算實驗；

6-8、上位機監控實訓

實驗七 風力發電機運行過程與風能量變換演示實驗

7-1、風力發電基礎理論原理性實驗

7-2、風力發電係統設計實驗

7-3、風力發電控製技術實驗

7-4、風力發電相關測量技術實驗

7-5、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗

7-6、發電機轉速與輸出電壓關係實驗

7-7、發電機轉速與輸出電流關係實驗

7-8、發電機轉速與輸出頻率關係實驗

7-9、風速即轉速與出功率關係實驗

7-10、變頻器調速實驗

四、係統基本配置

序號	名稱	主要技術指標	數量	單位	備注
1	風力發電機	三葉片，風能利用係數0.32，額定輸出電壓12VAC，額定輸出功率400W	1	台
2	風速傳感器	輸入電壓5V 碼盤結構輸出	1	隻
3	風向傳感器	輸入電壓5V 電壓值輸出	1	隻
4	鼓風機	額定功率2.2KW,額定電壓380V額定轉速1440r/min	1	台
5	太陽能電池板	工作功率250W，工作電壓35V， 工作電流0.65A光照強度AM1.5  1000W/M2  T 25℃	4	塊
6	智能電壓表	DC 0-200V	2	隻
7	智能電流表	顯示DC 20A	2	隻
8	電能計量模塊	電參數測量、運行時間、超載報警 功率報警門限預置、掉電數據保存	2	隻
9	風速風向儀	風速：0～45m ±0.3m/s 風向：0～360°±3° 通訊：RS232，RS485，USB	1	套
10	風光互補控製器	帶監控功能	1	台
11	電源逆變器	輸入電壓24VDC 輸出電壓220VAC 額定功率1000W	1	台
12	開關電源	輸出電壓24V  輸出電流10A	1	隻
13	直流感性負載	風扇、電機、蜂鳴器 電壓12V	1	套
14	直流阻性負載	交通燈、LED燈、電阻箱 電壓12V	1	套
15	交流感性負載	風扇 電壓AC220V	1
16	交流阻性負載	LED燈  路燈模組  交通燈 電壓AC220V	1	套
17	變頻器	額定功率2.2KW 額定電壓380VAC	1	台
18	光電傳感器	8 ～ 36V	1	隻
19	直流減速電機	24V	1	隻
20	時間、溫度模塊	-20～+100℃ 時間、溫度、濕度、鬧鍾	1	隻
21	工控一體機	Intel® 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W 超低功耗處理器、1G DDR3 1333超高速內存	1	台
22	船型開關		5	隻
23	按 鈕		3	隻
24	儲能蓄電池	12V 100AH	4	隻