MY-PV46風.光.氫及超級電容混合發(fā)電實驗設(shè)備
風.光.氫及超級電容混合發(fā)電實驗設(shè)備-是為科研創(chuàng)新理念與實驗、實訓型相結(jié)合的集風力發(fā)電,光伏發(fā)電、制氫系統(tǒng)、氫燃料電池發(fā)電、數(shù)據(jù)采集等多元化“風、光、氫混合型新能源實驗實訓系統(tǒng)”。
由風力發(fā)電機組、太陽能電池組、風力及光伏控制系統(tǒng)、氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、主控系統(tǒng)組成的微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
其工作原理是風力、光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電,并由電池儲能,DC/AC逆變成交流電,驅(qū)動電解水設(shè)備制氫。氫氣通過儲氫系統(tǒng)儲存,并驅(qū)動燃料電池電堆發(fā)電。
此外,DC/AC模塊自帶旁路功能,旁路端直接與市電連接,實現(xiàn)市電和逆變間的自動切換,在蓄電池所儲電能不夠用時,自動切換至市電供電,確保持續(xù)制氫功能正常運行。在本方案設(shè)計中主要體現(xiàn)在氫燃料電池系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)的部分。
1.2 功能特點
整套系統(tǒng)的各個模塊預(yù)留了CANRS485RS232USBTCPIP通訊接口,可以通過該通訊接口對系統(tǒng)中各個模塊進行監(jiān)控,便于未來項目開發(fā)使用。
系統(tǒng)實驗平臺集成了室內(nèi)溫/濕度儀,風速測量、光照度測量系統(tǒng),讓使用者操作起來更直觀;
系統(tǒng)DC-AC并網(wǎng)同步電源,采用高頻脈沖調(diào)制技術(shù),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;
實訓系統(tǒng),可以讓實訓學生自行拆裝移動,使用簡便、無噪音、無污染;
系統(tǒng)增加市電與風光互補發(fā)電切換模塊,讓實驗更具操作性;
增加分布式供電原理與實驗電路,讓學生增加對新知識的理解;
增設(shè)直流母線單元,方便系統(tǒng)各模塊之間連接及實驗;
獨立的后備膠體蓄電池及充放電管理單元;
燃料電池運行過程中,只排除水和熱量,不會產(chǎn)生任何有害物質(zhì)及噪音;
燃料電池較之傳統(tǒng)電源方案,其運行安全可靠、壽命長,維護簡單,降低了維護成本。
二、方案參數(shù)概述
2.1風力發(fā)電系統(tǒng)的組成
風力發(fā)電機是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)換為機械功,機械功帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),最終輸出交流電的電力設(shè)備。是風力發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的核心部件。
風力發(fā)電系統(tǒng)由一臺5KW垂直軸風力發(fā)電機組、尾翼、葉片、風機控制器塔架等組成。
廣義地說,風能也是太陽能,所以也可以說風力發(fā)電機,是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機。
風力發(fā)電機參數(shù):
額定功率 |
5KW |
最大功率 |
6KW |
額定電壓 |
48V |
啟動風速 |
2.5m/s |
額定風速 |
18m/s |
最大風速 |
45m/s |
風機凈重 |
185kg |
風輪直徑 |
2.0M |
塔架高度 |
9M |
葉片高度 |
3.6M |
葉片數(shù)量 |
3片 |
葉片材質(zhì) |
鋁合金 |
發(fā)電機 |
三相交流永磁同步發(fā)電機 |
塔架類型 |
獨立塔架 |
保護 |
風機自我轉(zhuǎn)數(shù)保護/電磁制動 |
工作溫度 |
-40℃-80℃ |
安裝場地選擇
選擇土質(zhì)堅實的平地作為安裝場地,安裝風力發(fā)電機的組位置應(yīng)該至少遠離房屋及人員活動場所50米,務(wù)必在選定安裝場地時考慮到風葉的光影影響及風力發(fā)電機組運行時產(chǎn)生的噪音影響(正常工作時噪音約為65dbA)。同時避免周圍有高大的樹木、建筑物等影響風速風向的障礙物。
禁止安裝在松軟的沙地、高低不平的場地、有下陷或塌方可能的場地、洼地及其他容易受氣候影響而發(fā)生地質(zhì)變化的場地。同時需要考慮從風力發(fā)電機的電機部分到您的蓄電池組的距離,距離越短,所用傳輸電纜越短,因而傳輸過程中的耗能也越少,如果必須得有較長的距離,則盡量選用粗些的標準電纜。
風力發(fā)電控制器
專為風力發(fā)電機控制和蓄電池充電而設(shè)計, 能有效提升風力發(fā)電的效能。風能充電控制器,能有效防止風速過快時的失控,和發(fā)生強風時對風力發(fā)電機所產(chǎn)生的危險。
風力發(fā)電控制器是對風力發(fā)電機所發(fā)的電能進行調(diào)節(jié)和控制,一方面把調(diào)整后的能量送往直流負載或交流負載,另一方面把多余的能量按蓄電池的特性曲線對蓄電池組進行充電,當所發(fā)的電不能滿足負載需要時,控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后,控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時,控制器要控制蓄電池不被過放電,保護蓄電池。
控制器采用PWM無級卸載方式控制風機對蓄電池進行智能充電。在風力發(fā)電機所發(fā)出的電能超過蓄電池存儲量時,控制系統(tǒng)必須將多余的能量消耗掉。在正常卸載情況下,可確保蓄電池電壓始終穩(wěn)定在浮充電壓點,而只是將多余的電能釋放到卸荷器上。從而保證了最佳的蓄電池充電特性,使得電能得到充分利用。
風力發(fā)電控制器參數(shù):
工作電壓: |
48VDC |
充電功率: |
5000W |
風機功率: |
5000W |
充電方式: |
PWM脈寬調(diào)制 |
充電最大電流 |
116A |
過放保護電壓 |
41.5V |
過放恢復電壓 |
52.2V |
輸出保護電壓 |
59V |
卸載開始電壓(出廠值) |
60.5V |
卸載開始電流(出廠值) |
86A |
2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
10KW太陽能電池組件分為兩部分,其中一個5KW采用標準鋼結(jié)構(gòu)件固定在C型專制鋼件上,呈40度正面朝向正南方,整體支架系統(tǒng)放置在在面或者屋頂;另一個5KW采用雙軸自動跟蹤,經(jīng)電纜輸送至室內(nèi)實驗設(shè)備,可實現(xiàn)分布式屋頂發(fā)電相關(guān)實驗,所發(fā)電能與風力發(fā)電相結(jié)合,經(jīng)DC-AC逆變成正弦波220V交流電,可供制氫系統(tǒng)使用、多余電能經(jīng)儲能逆變器送入電網(wǎng)。
注:光伏部分,追日式與地面固定式客戶根據(jù)實際要求作二選一。
所有系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與實際工程一樣,可在老師的指導下做為學生練習拆卸、組裝實習樣機來用。
太陽能光電池組
太陽能電池組是本實訓臺的核心組成部分亦是光伏發(fā)電系統(tǒng)不可或缺的核心部件,是將光能轉(zhuǎn)換為電能并通過光伏控制系統(tǒng)儲存在儲能電池當中做為直流總線電源供給DC-AC并網(wǎng)同步電源。
太陽能電池組為多晶硅或單晶硅,是由高效晶體硅太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明TPT背板以及鋁合金邊框組成。
其規(guī)格如下:
單晶硅太陽能電池規(guī)格:
組件尺寸(L*W*H) |
1650*992*35mm |
最佳功率 |
260W |
最佳工作電壓 |
32.05±0.5V |
最佳工作電流 |
8.72±0.10A |
短路電流 |
8.85±0.10A |
開路電壓 |
42±0.5V |
1、抗鹽霧和氨腐蝕等國際權(quán)威測試;
2、可承受風壓2400Pa,雪壓7200Pa;
3、優(yōu)秀的弱光環(huán)境發(fā)電性能,陰天也能發(fā)電;
4、輸出功率年衰減率小于0.7%,第25年不低于組件初始功率的80.70%
1. 組件型號:BY260P-29b 多晶
2. 最大功率(W):260
3. 開路電壓(V):35.9
4. 短路電流(A):7.27
5. 最大功率點的工作電壓(V):28.1
6. 最大功率點的工作電流(A):6.7
7. 轉(zhuǎn)化效率:17.12%
8. 開路電壓溫度系數(shù):-0.292%/K
9. 短路電流溫度系數(shù):+0.045%/K
10. 功率溫度系統(tǒng):-0.408%/K
11. 最大系統(tǒng)電壓(V):1000
12. 組件尺寸(長×寬×高):1640×992×40mm
13. 重量:19.1kg
14. 框架:陽極氧化鋁
15. 玻璃:白色鋼化安全玻璃3.2mm
16. 電池片封裝:EVA
17. 背板:復合薄膜
18. 太陽能電池片:6×10片多晶硅太陽能電池片(156mm×156mm)
19. 接線盒
1) 6個旁路二極管
2) 絕緣材料:PPO
3) 防水等級:IP65
Ø 連接器
1) 常規(guī)額定電流:30A
2) 耐電壓:DC1000V
3) 接觸電阻:<2mΩ
4) 絕緣電阻:>500MΩ
5) 適用單芯電纜截面:2.5-6mm2
6) 電纜外徑范圍:Φ5mm~Φ 7mm
7) 環(huán)境溫度:-40℃~+ 105℃
8) 防護等級:IP67
9) 安全等級:Ⅱ
10) 殼體:PC料,黑色
11) 接觸件:紫銅CN,鍍錫SN
12) 接線方式:壓接 MC4
20. 電 纜
1) 長度:450mm,
2) 規(guī)格:1×4mm²
3) 顏色:紅、黑
Ø 溫度范圍系數(shù):-40°C to+85°C
Ø 抗冰雹系數(shù):最大直徑25mm,撞擊速度23m/s(51.2mph)
Ø 最大表面負荷:7200pa
主電路框圖
產(chǎn)品主電路采用雙向PWM逆變電路及相應(yīng)的控制電路、保護和監(jiān)控電路。直流側(cè)由緩沖電阻、防反二極管和直流接觸器組成了直流側(cè)緩沖電路,當初始連接各種電池時對直流母線電容進行緩沖。主電路電源可有交直兩用供電,以使系統(tǒng)在電池或電網(wǎng)有電時都可以工作。
友情提示:
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