风光电互补发电综合实训系统

风光电互补发电综合实训系统

一、产品概述

风光电互补发电综合实训设备，是一款集太阳能发电与风力发电于一体的先进教学演示系统。此系统旨在为学生、研究人员及企业技工提供一个全面、直观的实验平台，用于探索风力发电和太阳能发电的原理，以及它们在基站供电和并网逆变电源系统集成中的应用。

1.1 系统主要应用范围

本实训设备特别适用于职高、大学、研究生等教育机构以及企业培训部门，作为太阳能发电领域的教学和研究工具。它有助于学生深入理解风光互补发电站的整体工作原理，并提升他们在工程实践中的技能水平。

1.2 产品特点

• 系统实验平台整合了室内温/湿度、风速、风向等测量系统，为用户提供直观的操作体验。

• 系统采用先进的32位数字化DSP技术，实现对蓄电池充放电的智能化管理，确保电池的安全与高效运行。

• 系统同步电源采用日本三菱IGBT模块（IPM）组装，具有高功率因数输出的特点，满足各种应用需求。

• 系统面板配备直观的数字表和液晶显示屏，方便用户随时了解系统的工作状态。

• 系统配备的离网电源可输出交流220V纯正弦波交流电能，满足各种设备的用电需求。

• 风光互补发电实训系统具有拆装移动方便、无噪音、无污染等特点，非常适合学校实验室和培训机构使用。

• 系统监控柜集成高性能一体计算机，可实时监控系统运行参数，并将数据长期保存或打印，方便用户进行数据分析和管理。

二、技术参数

2.1 太阳能电池板

太阳能电池板采用阵列组装形式，由多块小型太阳能电池板组成。通过并接和串接方式，可实现大电流或大电压的输出，满足不同应用场景的需求。

• 电池板类型：单晶硅/多晶硅

• 最大输出功率：4*10W

• 开路电压：21.24V（并联），4*21.24V（串联）

• 短路电流：4*0.75A（并联），0.57A（串联）

2.2 自动跟踪单元

• 跟踪方式：双轴全自动跟踪，精度高达±0.5°

• 水平回转角度：360°

• 俯仰角度：180°

• 控制器和电机供电电源：DC 12V

• 模拟太阳灯：采用飞利浦Q135/500W高品质灯具

2.3 风力发电机

• 额定功率：300W

• 额定电压：12/24V

• 额定电流：33.3/16.7A

• 风轮直径：1.65m

• 启动风速：低至1.5m/s

• 额定风速：9.6m/s

• 安全风速：高达35m/s

• 工作形式：永磁同步发电机

• 风叶旋转方向：顺时针

• 风叶数量及材料：3片玻璃增强聚丙烯材料风叶

• 电机材料：优质铝合金

2.4 模拟风洞模块

• 风量：32073 mз/h

• 风压：388Pa

• 转速：1440 r/min

• 功率：2.2kW

• 可调风速：0～13级连续可调

2.5 风光互补控制器规格

• 工作电压：12或24VDC

• 充电功率Pmax：650W

• 光伏功率Pmax：150W

• 风机功率Pmax：450W

• 充电方式：PWM脉宽调制

• 充电最大电流：35A

• 过放保护电压：11V

• 过放恢复电压：12.6V

• 输出保护电压：16V

• 卸载开始电压（出厂值）：15.5V

• 卸载开始电流（出厂值）：15A

• 控制器具备多重保护功能，如蓄电池过充、过放电保护、负载过电压保护等

• 负载类型：100W以下的12V/24V直流负载

• 控制单元输出：一通道常开，另一通道多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关）

2.6 离网逆变电源

• 直流输入电压范围：9～16VDC，电压可选

• 额定输出功率：300W，功率可根据客户需求定制

• 输出电压：110/220VAC

• 输出波形：纯正弦波

• 输出频率：50Hz

• 工作效率：高达85%

• 功率因数：>0.88

• 波形失真率：≤5%

• 工作环境：温度范围-20℃～50

三、可完成的实验内容

实验一 太阳能电池板特性实验系列

1-1、太阳能电池板开路电压测试实验

1-2、太阳能电池板短路电流测试实验

1-3、太阳能电板I-V特性测试实验

1-4、太阳能电池板最大输出功率计算实验

1-5、太阳能电池板填充因子计算实验

1-6、太阳能电池板转换效率测量实验

1-7、开路电压与相对光强的函数关系实验

1-8、短路电流与相对光强的函数关系实验

1-9、太阳能电池板P-V特性测试实验

1-10、太阳能电池板暗伏安特性测试实验

1-11、太阳能组件输出特性测试实验

1-12、串联电阻对填充因子的影响测试实验

1-13、并联电阻对填充因子的影响测试实验

1-14、太阳能电池光谱特性测试实验

1-15、太阳能电池板的串联开路电压测试实验

1-16、太阳能电池板的串联短路电流测试实验

1-17、太阳能电池板的并联开路电压测试实验

1-18、太阳能电池板的并联短路电流测试实验

1-19、负载特性测试实验

实验二 太阳能自动跟踪实验系列

2-1、逐日系统原理实验

2-2、太阳光跟踪定位传感器原理实验

2-3、环境对光伏转换影响实验

2-4、跟踪控制器操作实验

2-5、传动执行机构接线实训

2-6、太阳能光控跟踪实验

2-7、太阳能光控-时控跟踪实验

2-8、太阳能电池组件环境监测实验

实验三 太阳能蓄电池控制器实验系列

3-1、太阳能蓄电池充电控制实验

3-2、控制器充放电保护实验

3-3、蓄电池电压、电流测试实验

3-4、蓄电池电量估测实验

3-5、控制电池电流流入、输出实验

3-6、控制器环境温度测量实验

3-7、控制器光控-时控输出实验 

实验四 太阳能应用实验系列

4-1、太阳能交、直流风扇实验

4-2、太阳能路灯实验

4-3、太阳能警示灯实验

4-4、太阳能充电器实验

4-5、太阳能可变阻抗负载实验

实验五 太阳能负载实验系列

5-1、最大输出电流实验

5-2、最大输出功率实验

5-3、在不同恒压状态下电流特性

5-4、在不同恒流状态下电压特性

实验六 太阳能光伏逆变器实验系列

6-1、逆变器的工作原理分析实验；

6-2、输出电压、电流测试实验；

6-3、最大输出功率的估算实验；

6-4、过载或短路保护演示实验；

6-5、输入电压防反接演示实验；

6-6、输入电压范围测试实验；

6-7、转换效率计算实验；

实验七 风力发电机运行过程与风能量变换演示实验

7-1、风力发电基础理论原理性实验

7-2、风力发电系统设计实验

7-3、风力发电控制技术实验

7-4、风力发电相关测量技术实验

7-5、风力发电基础理论与应用技术仿真实验

7-6、发电机转速与输出电压关系实验

7-7、发电机转速与输出电流关系实验

7-8、发电机转速与输出频率关系实验

7-9、风速即转速与出功率关系实验

7-10、变频器调速实验

四、系统基本配置