风光燃料电池联合发电实验室

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作者：天威教学

来源：

日期：2016-06-02 10:56:59

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文章摘要

风、光、氢混合型新能源实验实训系统，由风力发电机组、太阳能电池组件、风力及光伏控制系统、氢燃料电池发电系统、超级电容系统、制氢系统、储氢系统、主控系统及管路搭建组成的微网发电系统。其工作原理是风力、光伏发电系统发电，并由超级电容储能，DC/AC逆变成交流电，驱动电解水设备制氢。氢气通过储氢系统储存，并驱动燃料电池电堆发电。

风光燃料电池联合发电实验室

系统DC/AC模块自带旁路功能，旁路端直接与市电连接，实现市电和逆变间的自动切换，在超级电容所储电能不够用时，自动切换至市电供电，确保持续制氢功能正常运行。

u 整套系统的各个模块预留了CAN\RS485\RS232\USB\TCPIP通讯接口，可以通过该通讯接口对系统中各个模块进行监控，便于未来项目开发使用。

u 系统实验平台集成了室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统，让使用者操作起来更直观；

u 系统DC-AC并网同步电源，采用高频脉冲调制技术，具有小体积、高效率及高功率因数输出；

u 系统面板上采用直观的数字表和液晶显示，让用户了解当前系统工作状态；

u 系统上的离网电源可以为用户提供交流110V/220V纯正弦波交流电能；

u 实训系统，可以让实训学生自行拆装移动，使用简便、无噪音、无污染；

u 系统增加市电与风光互补发电切换模块，让实验更具操作性；

u 增加分布式供电原理与实验电路，让学生增加对新知识的理解；

u 增设直流母线单元，方便系统各模块之间连接及实验；

u 独立的超级电容储能系统管理单元；

u 独立的后备胶体蓄电池及充放电管理单元；

u 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；

u 燃料电池较之传统电源方案，其运行安全可靠、寿命长，维护简单，降低了维护成本。

太阳能电池组件

太阳能电池组为多晶硅，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背板以及铝合金边框组成。整套系统共8块250Wp太阳能电池组件，经连接组合成电池方阵，排列放置并固定在屋顶。

太阳能电池参数及要求：

1、抗盐雾和氨腐蚀等国际权威测试；

2、可承受风压2400Pa,雪压7200Pa；

3、优秀的弱光环境发电性能，阴天也能发电；

4、输出功率年衰减率小于0.7%，第25年不低于组件初始功率的80.70%

组件型号	多晶250W-60P
最大功率（W）	250
开路电压（V）	37.3
短路电流（A）	8.81
最大功率点的工作电压（V）	29.9
最大功率点的工作电流（Ａ）	8.36
转化效率	17.12%
开路电压温度系数	-0.292%/K
短路电流温度系数	+0.045%/K
功率温度系统	-0.408%/K
最大系统电压（V）	1000
保险丝额定电流（A）	20
组件尺寸（长×宽×高）	1640×990×40mm
重量	19.1kg
框架	阳极氧化铝
玻璃	白色钢化安全玻璃3.2mm
电池片封装	EVA
背板	复合薄膜
太阳能电池片	6×10片多晶硅太阳能电池片（156mm×156mm）
接线盒	6个旁路二极管绝缘材料：PPO 防水等级：IP65
连接器	常规额定电流：30A 耐电压：DC1000V 接触电阻：<2mΩ 绝缘电阻：＞500MΩ 适用单芯电缆截面：2.5-6mm2 电缆外径范围：Φ5mm～Φ 7mm 环境温度：-40℃～+ 105℃ 防护等级：IP67 安全等级：Ⅱ 壳体：PC料，黑色接触件：紫铜CN，镀锡SN 接线方式：压接锁紧系统：嵌入式常规额定电流：30A 耐电压：DC1000V 接触电阻：<2mΩ 绝缘电阻：＞500MΩ 适用单芯电缆截面：2.5mm2, 4mm2, 6mm2或14AWG, 12AWG, 10AWG 电缆外径范围：Φ5mm～Φ 7mm 环境温度：-40℃～+ 105℃ 防护等级：IP67 安全等级：Ⅱ 壳体：PC料，黑色接触件：紫铜CN，镀锡SN 接线方式：压接锁紧系统：嵌入式重量：约0.025Kg
电缆	长度450mm, 规格：1×4mm² 颜色：红、黑
温度范围系数	-40°C to+85°C
抗冰雹系数	最大直径25mm,撞击速度23m/s(51.2mph)
最大表面负荷	7200pa
标准测试条件：大气质量AM1.5，辐照度1000W/m²，电池温度25°C 功率测试误差：±3%，功率公差提供：0~+3% 符合IEC61215，IEC61730-1/2and UL1703认证标准。
投标时提供厂商授权书原件、金太阳认证证书和TUV认证证书扫描件

风力发电机

叶片选用高强度的玻纤尼龙材料，采用大型注塑机模压成型技术制造叶片，可以保证叶片的翼形及质量的分布一致，从而保证叶片运行平稳、无振动、低噪音、高强度和优越的气动性能。

采用铝合金压铸成型技术制造风力发电机部件，N35SH高磁性钕铁硼永磁材料制造发电机，大大提高了发电机的效率。

型号	JFNH-1KW
风轮直径	2.4
叶片材质	增强玻璃钢
叶片数量	3
额定转速	430r/min
额定风速	8m/s
启动风速	2.2m/s
工作风速	3-25(m/s)
安全风速	40m/s
发电机类型	永磁三相交流发电机
发电机防护等级	IP54
机壳材质	铝
额定功率	1000W
最大功率	1200W
额定电压 (DC)	48V
拉索塔杆类型(mm)	∮75
顶部重量	35kg
限速方式	失速摆尾

风光互补控制器

集风能、太阳能控制于一体的智能控制器，能同时控制风力发电机和太阳能电池板对直流母线进行高效的供电。

具有效率优化，蓄能提升、智能负荷以及远程控制功能的，专门用于太阳能通信电源，高速公路监控电源，石油/天然气管道电源保护等工业系统使用的质优产品，且内置数据存储器，可保存最近30天系统运行的历史数据，多功能显示蓄电池电压，充放电电流，每天充放电安时时数等参数，并提供标准通信接口，远传监测数据。

工作电压：	48VDC
（风+光）充电功率	5.0KW
光伏功率	2.5KW
风机功率	2.5KW
光伏阵列输入控制路数	2
风力发电机输入控制器路数	1
充电方式	PWM脉宽调制
充电最大电流	96A
过放保护电压	41.5V
过放恢复电压	52.0V
输出保护电压	62V
卸载开始电压（出厂值）	52.0V
卸载开始电流（出厂值）	55A

注：控制器设有负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能。

储能蓄电池

依国际标准及太阳能（风能）发电的独有特性研发生产，为太阳能储能专用蓄电池。其使用寿命长，可循环次数多，使用温度宽泛，低温效率好，密闭率高，自放电小。针对外场设备系统电源要求，工程地域气候条件及系统续航能力以最安全设计原则综合配比，在最长的持续阴雨天气的情况下也能保证重要负载的电量供应。

额定电压（V）	12
额定容量10小时（AH）	200
端子形式	136引线
充电方式	浮充使用	2.275+0.025V/CELL AT20℃ 最大充电电流≤0.2C10 充电时间：10h(50%DOD) 温度参数±3.3mv/CELL℃
	循环使用	2.45±0.05V/CELL AT20℃ 最大充电电流≤0.2C10 充电时间＞48h 温度参数±5mv/CELL℃