TW-SNY46B风光氢储互补发电实验系统平台

一、产品的主要特点

    风光氢储互补发电实验系统平台主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、燃料电池发电为主课题的研究和培训。 系统由自吸式PEM燃料电池堆、金属氢化物氢瓶及其组件燃料电池控制器、高纯度氢气发生器，直流线性负载，交流线性负载，直流感性负载和测试仪表组成交流直流负载等部分组成。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。

(1)、风向仪、风轮机及支撑系统

400W，启动风速3.14m/s；额定风速13 m/ s；偏航风速5m/ s；最大设计风速15 m/s；传动方式：风

轮直接驱动发

电机；温度范围：-40～60 ℃。

(2)、太阳能板、模拟光源及控制系统

太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。

最大输出功率：4*10W

模拟太阳：300W，调节距离：0~80cm

(3)、风源模拟及控制

风源模拟；工业轴流风机：功率3000W，轴流风扇，采用可调速控制器，风速调节范围：0~13m/s；风速控制精度：

0.1m/s；风向控制精度：0.1 度。

(4)、风光互补控制器

电力电子模块：稳压模块、控制模块、逆变模块；控制面板：风速、风向控制面板、数据显示面板，控制系统。

(5)、氢燃料电池发电组件

（6） 燃料电池

燃料电池是本教学平台的核心组成部分，将氢瓶供给的氢气转换成电能，供负载使用。

产品优势:具有重量轻，体积小，便于携带；静音设计；结构简单，可靠性高：启动速度快，响应时间短，适合于各种应用环境；环境适应性好，适应各种天气变化；

其规格如下：

电池功率为≥50W；

开路电压为15～30V；

工作电压为11V时，电流为4.15A，电池温度为41.5℃；

风机电压为10.5V；

尾气排放阀排气间隔为12秒，每次排气时间为0.3秒。

燃料电池安装要注意通风，确保空气顺畅流通，有助与反应空气的吸入和电池的散热。安装时将燃料电池平放，风扇朝上，散热口朝下，尾气排放口通过排气管接电池阀，接上燃料气瓶即可发电。

金属氢化物氢瓶

金属氢化物氢瓶用来给燃料电池供应燃料，其规格为：

贮氢容量（ 20℃）： ≥100L

放氢流速（ 20℃）：  >100L/min

放氢压力（ 20℃）：  ≥0.3MPa

使用环境温度：0～60℃

产品氢纯度：99.99％～99.9999％

原料氢： ≥98％（普通工业氢）

充氢压力：2.0～3.0MPa

充氢环境温度：0～40℃

热交换方式：空气自然对流或强制对流

重量：2.5kg

外形尺寸：长350mm，直径90mm

金属氢化物氢瓶具体使用规则见附件B。

钢瓶（带减压阀门和压力表）

用来给金属氢化物充气，使用时要符合氢气使用安全技术规程(GB 4962-85) 。

本实验系统可以使用如下规格瓶装氢气：

容积：1L

压力：≤15MPa

氢气纯度：≥99.999％高纯氢

减压器规格：输入压力（0-25MPa）

输出压力（0-0.16MPa）连续可调

充氢具体操作见附件C。

高纯氢气发生器

输出流量≥ ZH-300(0～300ml/min)

功率≤BOH-300(150W)

输出压力 0～0.4 MPa

电源电压

交流220V±10%； 50Hz±5%

工作条件

温度：5～42℃

相对湿度：≤85%；

二、负载部分、蓄电池扩展功能

1、DC24V直流负载五组（感性负载3组，阻性负载2组）

1）感性负载有：24V直流风扇、24V直流电机、24V蜂鸣器

2）阻性负载有：24V交通灯、3W LED灯

2、AC220V交流负载四组（感性负载1组，阻性负载3组）

1）感性负载有：220V直流风扇

2）阻性负载有：220V交通灯、220V 3W LED灯、220V 28W LED灯

3、0-30V、0-5A的可调恒压恒流稳压电源

4、可调电阻箱技术参数如下：

1）阻值范围：10欧-99.99K

2）误差范围：±1%

3）电流范围：≤500ma

5、USB接口电压输出：可为电子设备提供5V直流稳压电源

6、电子负载（可选）

7、蓄电池容量至少10Ah、电压24V

8、8寸触摸液晶屏数据采集显示模块主要包括

1）可以分别对太阳能电池模块、控制器模块、逆变器模块中的各参数（电流、电压、温度、湿度、光照度、风速、风向、风力发电的电量等）进行实时监测并显示，带有报警提示功能

2）太阳能控制器（带报警功能）：输入电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示

3）输出电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示

4）单项逆变器：输出电压、电流、功率、用电量的数据显示及动态曲线显示; 输出频率显示

5）蓄电池：电压数据显示及动态曲线显示

6）环境监测：温度、湿度、照度显示

7）温度计界面显示、湿度计界面显示

8）光照强度动态曲线显示，自动切换量程：225Lx、2250Lx、22500Lx和225KLx（225000Lx）

9、可带上位机监控系统，实时监控，大容量数据存储，可打印

10、全套整体结构采用工业铝型材和双面白高密度板设计

11、产品面板采用环氧树脂面板制作，防止长时间变形。

12、离网模块与并网模块

13、安全围栏

三、可完成实验项目：

实验1、风力发电基础理论原理性实验

实验2、风力发电系统设计实验

实验3、风力发电基础理论与应用技术仿真实验

实验4、风力发电相关测量技术实验

实验5、风力发电控制技术实验

实验6、太阳能基本理论实验

实验7、太阳能发电基础理论及应用技术实验

实验8、太阳能风力发电测量技术实验

实验9、太阳能发电控制技术实验

实验10、风光互补发电实验

实验11、太阳能电池光伏能量转换实验

实验12、环境对光伏转换影响实验

实验13、太阳能电池直接负载实验

实验14、风光互补控制器工作原理实验

实验15、风光互补控制器的过冲保护实验

实验16、风光互补控制器的过放保护实验

实验17、风光互补控制器的三种输出模式实验

实验18、逆变器的低压保护实验

实验19、逆变器的过压保护实验

实验20、逆变器输出实验

实验21、燃料电池能量转换原理实验；

实验22、反应条件对燃料电池堆性能影响实验；

实验23、燃料电池堆负载实验；

实验24、燃料电池堆在恒定负载条件下V-I、P-I特性实验；

实验25、燃料电池堆在变化负载条件下V-I、P-I特性实验；

实验26、电力电子转换实验；

实验27、燃料电池驱动线性负载实验；

实验28、燃料电池驱动LED阵列实验；

实验29、燃料电池驱动电机实验；

实验30、燃料电池对移动设备供（充）电实验

实验31、燃料电池驱动感性负载实验；

实验32、燃料电池驱动并网模块并网实验；

实验33、线形负载和灯泡负载电堆性能实验。

实验34、恒值负载电堆性能实验。

实验35、不同温度电堆性能曲线实验。

实验36、不同压力电堆性能曲线实验。

实验37、不同尾气排放量电堆性能曲线实验。

实验38、最佳电堆性能曲线实验。