风光氢及超级电容混合发电系统,混合发电实训系统
时间：2024-10-31 20:32:13 点击次数：
中人教仪厂 --FGH01 风光氢及超级电容混合发电系统
一、项目基础简介
风光氢及超级电容混合发电系统为科研创新理念与实验、实验型相集合的集风力发电，光伏发电、制氢系统、氢燃料电池发电、数值收集等多元化"风、光、氢混合型新能源实验实验系统"。
风光氢及超级电容混合发电系统由风力发电机组、太阳能电池组、风力及光伏控制系统、氢燃料电池发电系统、制氢系统、储氢系统、主控系统构成的微网发电系统。
其作业原理是风力、光伏发电系统发电，并由电池储能，DC/AC逆变成交流ACAC电，驱动电解水设备制氢。氢气经过储氢系统储物，并驱动燃料电池电堆发电。
此外，DC/AC模型块自带旁路功能，旁路端直接与市电连接，完成市电和逆变间的自动变换，在蓄电池所储电能不够用时，自动变换至市电供电，保证持续制氢功能正常运行。在本方案设计中主要体现在氢燃料电池系统、制氢系统、储氢系统的部分。
1.1系统拓扑图
图1 系统拓扑图
1.2 功能特别点
整套系统的各个模型块预留了CANRS485RS232USBTCPIP通讯连接口，可以经过该通讯连接口对系统中各个模型块实行监控，方便未来项目研发使用。
系统实验平台包括了室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统，让使用者实操起来更直观；
系统DC-AC并网同步电源，应用高频脉冲调制技术，设定有小体积、高效率及高功率（W）因数输出；
系统操作面板上应用直观的数字表和液晶显露，让用户理解当前系统作业状态；
系统上的离网电源可以为用户提供交流ACAC110V/220V纯正弦波交流ACAC电能；
实验系统，可以让实验学生自行拆卸装配位移，使用简便、无噪音、无污染；
系统多加市电与风光互补发电变换模型块，让实验更具实操性；
多加分布式供电原理与实验电子回路，让学生多加对新知识的理解；
增设直线DC母线单元，便利系统各模型块之间连接及实验；
单单独的后备胶体蓄电池及充放电管理单元；
燃料电池运行过程中，只排除水和热量，不会产生任何有害物质及噪音；
燃料电池较之传统电源方案，其运行安全可靠、寿命长，维护简便，降低了维护成本。
二、方案功能数值基础简介
2.1风力发电系统的构成
风力发电机是运用风力带动风车叶片旋转、变换为机械功，机械功带动发电机转子旋转，最终输出交流ACAC电的电力设备。是风力发电系统中不可或缺的核心部位件。
风力发电系统由一台5KW垂直轴风力发电机组、尾翼、叶片、风机控制器塔架等构成。
广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为作业介质的热能运用发电机。
风力发电机功能数值：
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规格限定功率（W） |
5KW |
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最大功率（W） |
6KW |
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规格限定电压（V） |
48V |
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启动风速 |
2.5m/s |
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规格限定风速 |
18m/s |
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最大风速 |
45m/s |
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风机净重 |
185kg |
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风轮直径 |
2.0M |
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塔架高度 |
9M |
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叶片高度 |
3.6M |
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叶片数量 |
3片 |
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叶片材料 |
铝制 |
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发电机 |
三相交流ACAC永磁同步发电机 |
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塔架类型 |
单单独塔架 |
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保护 |
风机自我转数保护/电磁限限制动作作 |
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作业温度（℃） |
-40℃-80℃ |
装配场地选用
选用土质坚实的平地作为装配场地，装配风力发电机的组位置应该至少远离房屋及人员活动场所50米，务必在选定装配场地时考虑到风叶的光影影响及风力发电机组运行时产生的噪音影响（正常作业时噪音约为65dbA）。同时避免周围有高大的树木、建筑物等影响风速风向的障碍物。
禁止装配在松软的沙地、高低不平的场地、有下陷或塌方可能的场地、洼地及其他容易受气候影响而发生地质改变的场地。同时需要考虑从风力发电机的电机部分到您的蓄电池组的距离，距离越短，所用传输电缆越短，因而传输过程中的耗能也越少，如果必须得有较长的距离,则尽量选用粗些的标准电缆。
风力发电控制器
专为风力发电机控制和蓄电池充电而设计， 能有效提升风力发电的效能。风能充电控制器，能有效防止风速过快时的失控，和发生强风时对风力发电机所产生的危险。
风力发电控制器是对风力发电机所发的电能实行调动和控制，一方面把调节后的能量送往直线DC负载或交流ACAC负载，另一方面把多余的能量按蓄电池的特性弯弯曲线对蓄电池组实行充电，当所发的电不能适用负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储物的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。
控制器应用PWM无级卸载方法控制风机对蓄电池实行智能充电。在风力发电机所发出的电能超过蓄电池存储量时，控制系统必须将多余的能量消耗掉。在正常卸载现象下，可保证蓄电池电压（V）始终平稳在浮充电压（V）点，而只是将多余的电能释放到卸荷器上。从而保证了最佳的蓄电池充电特性，使得电能得到充分运用。
风力发电控制器功能数值：
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作业电压（V）： |
48VDC |
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充电功率（W）： |
5000W |
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风机功率（W）： |
5000W |
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充电方法： |
PWM脉宽调制 |
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充电最大电流（A） |
116A |
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过放保护电压（V） |
41.5V |
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过放恢复电压（V） |
52.2V |
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输出保护电压（V） |
59V |
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卸载开始电压（V）（出厂值） |
60.5V |
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卸载开始电流（A）（出厂值） |
86A |
2.2光伏发电系统
10KW太阳能电池结合套件分为两部分，其中一个5KW应用标准钢构造件固定在C型专制钢件上，呈40度正面朝向正南方，整体支撑架系统放置在在面或者屋顶；另一个5KW应用双轴自动跟踪，经电缆输送至室内实验设备，可完成分布式屋顶发电相关实验，所发电能与风力发电相集合，经DC-AC逆变成正弦波220V交流ACAC电，可供制氢系统使用、多余电能经储能逆变器送入电网。
全部系统的设计、装配与实际工程一样，可在老师的指导下做为学生练习拆卸、组装实习样机来用。
太阳能光电池组
太阳能电池组是本实验台的核心构成部分亦是光伏发电系统不可或缺的核心部位件，是将光能变换为电能并经过光伏控制系统储物在储能电池当中做为直线DC总线电源供给DC-AC并网同步电源。
太阳能电池组为多晶硅或单晶硅，是由高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝制边框构成。
其规格如下：
单晶硅太阳能电池规格
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结合套件尺寸(L*W*H) |
1650*992*35mm |
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最佳功率（W） |
260W |
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最佳作业电压（V） |
32.05±0.5V |
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最佳作业电流（A） |
8.72±0.10A |
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短路电流（A） |
8.85±0.10A |
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开路电压（V） |
42±0.5V |
1、抗盐雾和氨腐蚀等国际权威测量试验；
2、可承受风压2400Pa,雪压7200Pa；
3、优秀的弱光环境发电功能，阴天也能发电；
4、输出功率（W）年衰减率小于0.7%，第25年不低于结合套件初始功率（W）的80.70%
1. 结合套件型号：BY260P-29b 多晶
2. 最大功率（W）（W）：260
3. 开路电压（V）（V）：35.9
4. 短路电流（A）（A）：7.27
5. 最大功率（W）点的作业电压（V）（V）：28.1
6. 最大功率（W）点的作业电流（A）（Ａ）：6.7
7. 转化效率：17.12%
8. 开路电压（V）温度（℃）系数：-0.292%/K
9. 短路电流（A）温度（℃）系数：+0.045%/K
10. 功率（W）温度（℃）系统：-0.408%/K
11. 最大系统电压（V）（V）：1000
12. 结合套件尺寸（长×宽×高）：1640×992×40mm
13. 重量（kg）：19.1kg
14. 框体结构：阳极氧化铝
15. 玻璃：白色钢化安全玻璃3.2mm
16. 电池片封装：EVA
17. 背板：复合薄膜
18. 太阳能电池片：6×10片多晶硅太阳能电池片（156mm×156mm）
19. 接线盒
1) 6个旁路二极管
2) 绝缘材料：PPO
3) 防水浸等级：IP65
Ø 连接器
1) 常规规格限定电流（A）：30A
2) 耐电压（V）：DC1000V
3) 接触电阻：<2mΩ
4) 绝缘电阻：＞500MΩ
5) 适用单芯电缆截面：2.5-6mm2
6) 电缆外径界限：Φ5mm～Φ 7mm
7) 环境温度（℃）：-40℃～+ 105℃
8) 防护等级：IP67
9) 安全等级：Ⅱ
10) 壳体：PC料，黑色
11) 接触件：紫铜CN，镀锡SN
12) 接线方法：压接 MC4
20. 电 缆
1) 长度：450mm,
2) 规格：1×4mm²
3) 颜色：红、黑
Ø 温度（℃）界限系数：-40°C to+85°C
Ø 抗冰雹系数：最大直径25mm,撞击速度23m/s(51.2mph)
Ø 最大表面负荷：7200pa
常见问题：
1、如果我要购买风光氢及超级电容混合发电系统,混合发电实训系统，是否有安装、培训服务呢？
答：我们的设备如果没有特别注明“不含安装”“裸机价”“出厂”等字样的，都是提供安装、培训服务的。
2、你们的风光氢及超级电容混合发电系统,混合发电实训系统是否能开增值税专用发票？
答：可以的，我们是正规企业，并且已经升级到一般纳税人，可以开具增值税专用发票，如果您需要开风光氢及超级电容混合发电系统,混合发电实训系统的发票，您需要提供开票资料。
3、你们的风光氢及超级电容混合发电系统,混合发电实训系统都是自己生产的吗？都有什么产品资质？
答：我们公司是专业生产教学设备的企业，完全自主生产，并通过了最新版ISO9001认证，拥有多项专利与著作权。
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