SB-FGT-B2.5KW風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

　

一、產(chǎn)品概述
本產(chǎn)品是集于太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電為一體的新型教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。可完成風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及并網(wǎng)逆變電源系統(tǒng)集成的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示。
1.1系統(tǒng)主要應(yīng)用范圍
主要提供于職高、大學(xué)、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(xùn)�？梢詭椭鷮W(xué)生，進(jìn)一步理解風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站整個(gè)系統(tǒng)的原理學(xué)習(xí)并探討工程實(shí)際應(yīng)用技能。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

◆ 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集成了室內(nèi)溫/濕度儀，風(fēng)速測(cè)量、光照度測(cè)量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。

◆ 系統(tǒng)采用32位數(shù)字化DSP技術(shù)，對(duì)蓄電池充放電進(jìn)行全智能化的管理。

◆ 系統(tǒng)內(nèi)置DC-AC電源，具有小體積、高效率及高功率因數(shù)輸出。

◆ 系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，讓用戶了解當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)。

◆ 系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

◆ 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以讓實(shí)訓(xùn)學(xué)生自行拆裝移動(dòng)，使用簡便、無噪音、無污染。

◆ 系統(tǒng)增加市電與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電切換模塊，讓實(shí)驗(yàn)更具操作性，讓負(fù)載永不斷電。

◆ 增加分布式供電原理與實(shí)驗(yàn)電路，讓學(xué)生增加對(duì)新知識(shí)的理解

太陽能電池

永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

模擬風(fēng)洞

風(fēng)光互補(bǔ)控制器

離網(wǎng)逆變電源

并網(wǎng)同步逆變電源

雙軸跟蹤支架

測(cè)風(fēng)系統(tǒng)

三、主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)

  1、系統(tǒng)規(guī)格

◆ 系統(tǒng)工作電壓：48V DC  220VAC

◆ 系統(tǒng)最大電流：75A

◆ 系統(tǒng)最大功率：3000W

  2、單晶硅太陽能電池規(guī)格

◆ 組件尺寸(L*W*H)：990*1480*46mm×10

◆ 最佳功率：200W

◆ 最佳工作電壓：27±0.5V

◆ 最佳工作電流：7.6±0.20A

◆ 短路電流：8.2±0.10A

◆ 開路電壓：35±0.5V                            

◆ 連接方式：2串，5并，

◆ 系統(tǒng)開路電壓：72V

  3、風(fēng)機(jī)力發(fā)電機(jī)參數(shù)(室內(nèi))

◆ 額定功率：400(W)

◆ 額定電壓：48(V)

◆ 額定電流：11（A）

◆ 風(fēng)輪直徑：1.65(m)

◆ 啟動(dòng)風(fēng)速：1.5(m/s)

◆ 額定風(fēng)速：9.6(m/s)

◆ 安全風(fēng)速：35(m/s)

◆ 工作形式：永磁同步發(fā)電機(jī)

◆ 風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針                       

◆ 風(fēng)葉數(shù)量：3（片）   

◆ 風(fēng)葉材料：玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料

◆ 電機(jī)材料：鋁合金&不銹鋼

  4、風(fēng)光互補(bǔ)控制器規(guī)格

◆ 工作電壓：48VDC

◆ 充電功率：2500W

◆ 光伏功率：2100W

◆ 風(fēng)機(jī)功率：650W

◆ 充電方式：PWM脈寬調(diào)制

◆ 充電最大電流 55A

◆ 過放保護(hù)電壓 42V 

◆ 過放恢復(fù)電壓 50V

◆ 輸出保護(hù)電壓 71V                               

◆ 卸載開始電壓（出廠值）59.5V

◆ 卸載開始電流（出廠值） 52A

◆ 控制器設(shè)有蓄電池過充、過放電保護(hù)、蓄電池開路保護(hù)、負(fù)載過電壓保護(hù)、夜間防反充電保護(hù)、輸出短路保護(hù)、電池接反保護(hù)、欠壓和過壓防震蕩保護(hù)、均衡充電、溫度補(bǔ)償、光控開關(guān)功能；

  5、離網(wǎng)逆變電源

◆ 直流輸入電壓：40～75 VDC

◆ 額定蔬出功率：1000W

◆ 輸出電壓：220VAC

◆ 輸出波形：純正弦波

◆ 輸出頻率：50Hz

◆ 工作效率：88%

◆ 功率因數(shù)：>0.88

◆ 波形失真率≤5%                                   

◆ 工作環(huán)境：溫度-20℃～50℃

◆ 相對(duì)濕度：﹤90﹪（25℃）

◆ 保護(hù)功能：短路、過熱、過載保護(hù)

  6、測(cè)風(fēng)系統(tǒng)模塊

◆ 測(cè)量范圍   風(fēng)速：0～60m/s    風(fēng)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分鐘～480分鐘連續(xù)可設(shè)置

◆ 內(nèi)部存儲(chǔ)：  4M bit

◆ 通訊接口：  RS-232/485/USB通訊

◆ 環(huán)境溫度：   -40℃～50℃  

◆ 轉(zhuǎn)速傳感器：0～5000 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)顯示（室內(nèi)）         

7、西門子S7-300 PLC

S7-300 PLC是模擬式中小型PLC，電源、CPU和其他模塊都是獨(dú)立的，可以通過U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在西門子S7-300的標(biāo)準(zhǔn)軌道上。每個(gè)模塊都有一個(gè)總線連接器，后者插在各模塊的背后。電源模塊總是安裝在機(jī)架的最左邊，CPU模塊緊靠電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接口模塊，如果只用主架導(dǎo)軌而沒有使用擴(kuò)展支架可以不選擇IM接口模塊。

S7編程軟件組態(tài)主架導(dǎo)軌硬件時(shí)，電源，CPU和IM分別放在導(dǎo)軌的1號(hào)槽、2號(hào)槽和3號(hào)槽上。一條導(dǎo)軌共有11個(gè)槽號(hào)：1號(hào)槽至11號(hào)槽，其中4號(hào)槽至11號(hào)槽可以隨意放置除電源、CPU和IM以外的其他模塊。如：DI（數(shù)字量輸入）、DO（數(shù)字量輸出）、AI（模擬量輸入）、AO（模擬量輸出）、FM（功能模塊）和CP（通信模塊）等

8、監(jiān)控系統(tǒng)（工業(yè)觸摸屏）

  ◆ 尺寸(英寸) 10.2

  ◆ 液晶屏：TFT液晶顯示，LED背光

  ◆ 顯示顏色：真彩，65535色

  ◆ 分辨率：800×480

  ◆ 液晶屏亮度：200cd/㎡

  ◆ 觸摸屏：電阻式

  ◆ 供電電源：24VDC

  ◆ 額定功率：5W

  ◆ CPU主板：ARM CPU，400MHz

  ◆ 內(nèi)存：64M

  ◆ 存儲(chǔ)設(shè)備：128M FLASH

  ◆ 組態(tài)軟件：MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運(yùn)行版）

外部接口：　

  ◆ 串口：1×RS232、1×RS485

  ◆ USB ：1主1從

產(chǎn)品規(guī)格

  ◆ 結(jié)構(gòu)：工業(yè)塑料結(jié)構(gòu)

  ◆ 顏色：工業(yè)灰

  ◆ 面板尺寸：226.5mm×163mm

  ◆ 機(jī)柜開孔：215mm×152mm

  9、電表規(guī)格

◆ 直流電流表：× 2個(gè)，20A， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 直流電壓表：× 2個(gè)，50V， 顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電壓表：× 2個(gè)，500V，顯示模式︰0.5”LED

◆ 交流電流表：× 2個(gè)，5A，  顯示模式︰0.5”LED

◆ 時(shí)間、溫/濕度表：× 1個(gè)，-20～99.9℃  顯示時(shí)間，室內(nèi)溫、濕度

 10、負(fù)載：

 直流負(fù)載

◆ 28LED路燈：×1個(gè)，帶PWM調(diào)光功能，額定電壓、24VDC，工作電流、1.35A，功率、28W

◆ 風(fēng)  扇：×1個(gè)，額定電壓、24V，工作電流、0.25A，功率、3W

◆ 交通燈：2組(R,G,B)，額定電壓、24V，工作電流：0.25A，功率、3W

  交流負(fù)載

  ◆ 節(jié)能燈：×1個(gè)，額定電壓、220V，工作電流、0.15 A

  ◆ 馬  達(dá)：×1個(gè)，額定電壓、220V，工作電流、0.2 A

  11、電池：閥控式密封膠體蓄電池

◆ 額定電壓：12V

◆ 額定容量：150Ah

◆ 蓄電池?cái)?shù)量：4節(jié)

 12、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：

 高性能風(fēng)光互補(bǔ)智能控制器，含PC端Zigbee無線監(jiān)控模塊，與太陽能教學(xué)模塊Zigbee發(fā)射模塊，透過IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)無線協(xié)定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監(jiān)控。

 13、監(jiān)控軟件

◆ PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控軟件。

◆ 顯示內(nèi)容：蓄電池電壓、風(fēng)機(jī)電壓、光伏電壓、風(fēng)機(jī)電流、光伏電流、風(fēng)機(jī)功率、光伏功率，能量模擬圖，當(dāng)前風(fēng)速（米/秒），當(dāng)前風(fēng)向（度），當(dāng)前風(fēng)力資源平估。

 

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)工作主界面             風(fēng)力電系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)主界面（可切換不同曲線界面）

當(dāng)前風(fēng)資源數(shù)據(jù)主界面

二、教學(xué)及研究實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

2、1、永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程風(fēng)能量變換演示和實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)7、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)8、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)

2、2、太陽能電池控制運(yùn)行過程光能量變換演示和實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1、光伏電池的伏安特性；

實(shí)驗(yàn)2、光伏發(fā)電的負(fù)載特性測(cè)試；

實(shí)驗(yàn)3、光伏電池輸出功率與入射角的關(guān)系；

實(shí)驗(yàn)4、輸出功率與光照強(qiáng)度的關(guān)系；

實(shí)驗(yàn)5、最大功率點(diǎn)跟蹤實(shí)驗(yàn)測(cè)試；

實(shí)驗(yàn)6、控制器原理實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)7、蓄電池充放電控制實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)8、蓄電池保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)9、光伏陣列設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)10、太陽能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

實(shí)驗(yàn)11、太陽能系統(tǒng)電器負(fù)載實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)12、綜合實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)13 太陽能電池基本特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)14 外部擴(kuò)充DC轉(zhuǎn)AC外接電器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)15單晶太陽能電池I-V特性曲線實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)16 離網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)17 離網(wǎng)逆變器工作特性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)18 離網(wǎng)逆變器帶載及保護(hù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)19 并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)20 并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)

  2、3、PLC實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)一 STEP 7軟件安裝及注意事項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)二 SIMATIC管理器

實(shí)驗(yàn)三 SIMATIC Manager自定義

實(shí)驗(yàn)四  PG/PC接口設(shè)置

實(shí)驗(yàn)五 用PLC控制三相交流異步電動(dòng)機(jī)起/停

實(shí)驗(yàn)六 PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)及程序編制

實(shí)驗(yàn)七 基本邏輯指令的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)八 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)九 技能訓(xùn)練，人行橫道控制

實(shí)驗(yàn)十 模擬量的控制

實(shí)驗(yàn)十一 順序控制系統(tǒng)控制方法的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)十二 步與步的動(dòng)作

實(shí)驗(yàn)十三 PLC通信

 2、4、觸摸屏實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)一 組態(tài)軟件應(yīng)用及界面設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)二 上傳、下載文件

實(shí)驗(yàn)三 曲線圖、柱狀圖、圓形圖、動(dòng)態(tài)圖

實(shí)驗(yàn)四 數(shù)字輸入和文數(shù)字顯示

實(shí)驗(yàn)五 歷史資料顯示

實(shí)驗(yàn)六 系統(tǒng)控制讀寫

實(shí)驗(yàn)七 控制系統(tǒng)中觸摸屏的畫面

實(shí)驗(yàn)八 狀態(tài)圖

實(shí)驗(yàn)九 控制系統(tǒng)中PLC的程序

三、主要設(shè)備清單

序號(hào)	名     稱	型  號(hào)	數(shù) 量	單 位
1	風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制臺(tái)		1	臺(tái)
2	電源柜		1	臺(tái)
3	PLC 西門子300		1	臺(tái)
4	12寸工控一體機(jī)		1	臺(tái)
5	400W永磁同步發(fā)電機(jī)		1	臺(tái)
6	1000W永磁同步發(fā)電機(jī)		1	臺(tái)
7	風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架		1	套
8	風(fēng)速儀（含支架）		1	臺(tái)
9	風(fēng)向儀（含支架）		1	臺(tái)
10	風(fēng)光互補(bǔ)控制器		1	臺(tái)
11	100W太陽能電池組件模塊		10	套
12	蓄電池組150Ah		4	組
13	實(shí)驗(yàn)附件		1	套
14	上位軟件		1	套