300W风光互补发电实验系统设备

风光互补发电实验系统采用风力发电机和光伏组件相结合，室内安装风力发电机、光伏组件，由模拟风源和模拟光源提供风能和光能。各部件通过通讯电缆和连接电缆进行连接，组成一套能够手动按照和测试的风光互补应用系统。
涉及专业
光伏发电技术及应用、风能与动力工程、光伏材料加工与应用技术、太阳能技术利用、光电仪器制造与维修、供用电技术、能源与环境系统工程等相关专业及课程
本实验装置有以下几部分组成：
1、H型垂直轴风力发电装置1套
主要组成部分：
H型垂直轴风力发电机系统（其中包含风向仪（传感器）、风速仪（传感器）、风轮机、相应的支撑装置等）
主要技术参数：
额定功率：300W；
最大功率：350W；
输出电压：24V；
启动风速：1.7m/s；
工作风速范围(m/s)：3-25；
额定风速：8～10 m/s；
安全风速：40 m/s；
风轮直径：约1.5m；叶片高度：约1.2m；
叶片宽度：约220mm；
额定转速：180r/min；
刹车方式：电磁刹车；
叶片材质和数量：增强玻璃钢/5片。
2、光伏发电装置1套
（1）主要组成部分：
太阳能电池板、太阳能双轴自动跟踪系统及控制系统、模拟太阳光源、相应的支撑装置等。
（2）主要技术参数：
模拟太阳光源：300W；采用类似太阳光谱的氙气灯。
光源调节距离：0~80cm。
太阳能电池板输出功率：100W。
（3）自动跟踪系统技术参数
跟踪方式：双轴全自动跟踪，跟踪精度：±1°
水平回转角度：360°， 俯仰角度：180°
传动机构自重：12Kg， 最大承重：80Kg
控制器供电电源：DC 12V 电机，供电电源：DC 12V
系统日平均耗电量：＜5W 抗风等级：10 级
控制方式：采用单片机控制和PLC两种控制方式，二者可以自由切换，均具有上位机监控功能。
3、风源模拟及控制装置1套
（1）主要组成部分：鼓风机、可调风速控制器、风源模拟软件等。
（2）主要技术参数：
鼓风机：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；调整角度：±65°。
4、风光互补发电监控装置1套
（1）主要组成部分：
电力电子模块：稳压模块、控制模块、逆变模块等；
控制面板：风速、风向控制面板、数据显示面板，控制系统面板等；
人机界面：触摸液晶屏数据采集显示模块、PC机监控系统等。
（2）触摸液晶屏功能与要求：
 触摸液晶屏尺寸8寸；
 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；
 太阳能控制器（带报警功能）显示内容：输入电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示；输出电压、电流、功率的数据显示及动态曲线显示；
 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；
 蓄电池：电压数据显示及动态曲线显示；
 环境监测：温度、湿度、照度显示；
 温度计界面显示、湿度计界面显示；
 光照强度动态曲线显示，自动切换量程：225Lx、2250Lx、22500Lx和225KLx（225000Lx）；
通过触摸液晶屏实现对风光互补发电系统的输出控制功能：如：负载的接入与切除、风机卸载电路的接入与切除、继电器输出控制、PWM输出控制等。
（3）风光互补发电控制功能要求：
控制功能中需含有最大功率点跟踪（MPPT）功能。
（4）PC机监控系统组成与功能要求：
 PC机一台；
 风光互补发电监控系统软件以相应的硬件接口装置与连接元件等；
 能够通过485总线或CAN总线分别对u风光互补发电系统中的所有监控对象（同上述触摸液晶屏的监控内容）进行远程监控。
5、负载部分、逆变器等扩展功能部件1套
主要组成与参数：
（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（120～180W）、24V蜂鸣器
2）阻性负载有：24V交通灯、3W LED灯
（2）AC220V逆变器输出，以及相应的交流负载四组。（感性负载1组，阻性负载3组）
1）感性负载有：220V交流风扇
2）阻性负载有：220V交通灯、220V 3W LED灯、220V 28W LED灯
（3）可调稳压电源（0-12V，0-1A）。
根据要求可升级为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%
（5）USB接口电压输出：可为电子设备提供5V直流稳压电源。
6、蓄电池二只
单只容量：100AH/12V
类型：免维护胶体蓄电池
可以完成以下实验：
（1）风速即转速与与出功率关系实验
（2）发电机转速与输出电流关系实验
（3）发电机转速与输出电压频率关系实验
（4）光伏摸块单元组成原理
（5）光伏阵列单元组成原理。                                
（6）在不同天气和日照强度下光波对光伏转换效率的影响实验。
（7）太阳能控制器欠压过压保护实验。
（8）逆变器逆变原理实验（通过逆变器各测试点的测试） 
（9）逆变电源直流输入欠过电压保护实验。
（10）逆变器输出过载保护实验
（11）逆变器输出欠、过压实验


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