新能源教學實訓室方案
隨著能源危機日益臨近，新能源已經成為今后世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸步入我們尋常的生活，而風力發電偶爾可以看到或聽到，風光電互補發電系統是利用風能和太陽能資源的互補性，具有較高的性價的一種新型能源發電系統，有著很好的應用前景。太陽能實驗室是研究太陽能利用的實驗場所，其配有相應太陽能檢測儀器儀表及試驗裝置，可作為太陽能的光、熱、電利用示范性展示，以此為基地，開展太陽能利用的科學研究與開發工作，同時也可作為太陽能產品的檢測開發中心。新能源教學設備正是利用太陽能發電的原理，結合教學的特點，研發的最新的新能源教學設備，太陽能教學實訓臺廣泛應用于職業高中、大學、研究生、企業技工培訓以太陽能離網發電和太陽能并網發電為主課題的研究和教學培訓。新能源教學設備是面向高等院校、職業技術學校本科生、研究生深刻理解太陽能光伏發電原理的新能源教學設備實驗教學平臺。
設備配置表格
| 序號 | 名稱 | 數量 | 型號 | 單價 | 總價 | 備注 |
| 1 | 太陽能光伏發電實驗實訓裝置 | 10 | DB-PV18 | 6萬 | 60萬 | 新能源實驗室 |
| 2 | 風力發電系統教學實驗裝置 | 2 | DB-FL400A | 9.8萬 | 19.6萬 | 新能源實驗室 |
| 3 | 500W風光互補并網發電系統教學實訓臺 | 4 | DB-TYN07 | 12.5萬 | 50萬 | 新能源實驗室 |
| 4 | 互補發電實訓系統 | 1 | DB-SWP01 風光 | 45萬 | 45萬 | 新能源實驗室 |
| 5 | 質子交換膜燃料電池教具 | 10 | DB-ZRL006 | 0.6萬 | 6萬 | 新能源實驗室 |
| 6 | 光伏發電教學實驗箱 | 10 | DB-PVT001 | 1.8萬 | 18萬 | 新能源實驗室 |
| 7 | 太陽能發電教學實驗平臺 | 10 | DB-ST02 | 1.95萬 | 19.5萬 | 新能源實驗室 |
| 合計：218.1萬 | ||||||
1.DB-PV18 太陽能光伏發電系統實驗實訓裝置
DB-PV18太陽能光伏發電系統實驗實訓裝置采用串聯式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過放恢復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式有利于提高蓄電池壽命。多種保護功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護，具有自動恢的輸出過流保護功能，輸出短路保護功能。
一、主要技術指標及規格：
1.太陽能電池組具體參數如下：
◆ 峰值功率：30W
◆ 最大功率電壓：17.5V
◆ 最大功率電流：1.95A
◆ 開路電壓：22V
◆ 短路電流：2.2A
◆ 安裝尺寸：622*550*18mm
2.太陽能控制器具體功能如下
◆ 使用單片機和專用軟件，實現智能控制，自動識別24V系統。
◆ 采用串聯式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過放恢復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式有利于提高蓄電池壽命。
◆ 多種保護功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護，具有自動恢的輸出過流保護功能，輸出短路保護功能。
◆ 具有豐富的工作模式，如光控，光控＋延時，通用控制等模式。
◆ 浮充電溫度補償功能。
◆ 使用定制大屏幕LCD液晶顯示器、充電、放電，光伏、蓄電池，負載各參數一目了然，一鍵式操作即可完成所有設置，方便直觀。
◆ 優良的通訊功能配備獨立的上位機軟件，保證與PC機之間良好通訊，畫面人性化，清晰、直觀、操作方便。與PC機連接后對控制器的參數及功能控制更加靈活，充分滿足不同教學應用需求。
3.蓄電池：一般為鉛酸電池，具有如下特點：
◆ 自放電率低
◆ 使用壽命長
◆ 深放電能力強
◆ 充電效率高 工作溫度范圍寬
◆ 增加系統停機時蓄電池電量自動測量功能
4.離網逆變器：正弦波逆變器，具體功能參數如下：
◆ 純正弦波輸出(失真率<4%)
◆ 輸入輸出完全隔離設計
◆ 能快速并行啟動電容、電感負載
◆ 三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負載水準和故障情形
◆ 負載控制風扇冷卻
◆ 過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護
5．負載：
◆ 直流負載包括：LED燈，風機等；
◆ 交流負載包括：節能燈和交流電機等。
6.并網逆變器：
并網逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級能量變換的結構。DC－DC變換環節調整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環節主要使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得單位功率因數。
系統面板設有用來測量DC、AC相關參數的多個測試端口，可測量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過程中的電壓電流及曲線變化和波形對比。
6級功率搜索功能
在自動調整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點，向最大功率點加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進入功率鎖定狀態，鎖定時ST燈長亮。
在進行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。
寬電壓輸入（15-62VDC）
二級功率變壓轉換
◆ 高頻雙向并網，單向并網功能
◆ 高頻直接調制，AC半波合成
◆ 雙向并網方式：直接負載消耗，逆向傳輸AC電流
◆ 單向并網方式：直接負載消耗，禁止逆向傳輸AC電流
多頻率輸出功能，可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電
◆ 頻率范圍：45Hz~63Hz
◆ 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）
7.監測儀表：
完成實驗時數據的讀取，可監測太陽能電池組的電壓和電流；并網逆變器輸出的電壓和電流；離網逆變器輸出的電壓和電流。
上位機通訊聯機界面圖
三、實驗項目：
實驗一 太陽能光伏板能量轉換實驗
實驗二 環境對光伏轉換影響實驗
實驗三 太陽能電池光伏系統直接負載特性實驗
實驗四 太陽能控制器工作原理實驗
實驗五 接反保護實驗
實驗六 太陽能控制器對蓄電池的過充保護實驗
實驗七 太陽能控制器對蓄電池的過放保護實驗
實驗八 夜間防反充實驗
實驗九 離網型逆變器工作原理實驗
實驗十 獨立光伏發電實驗
實驗十一 并網型逆變器工作原理實驗
實驗十二 光伏并網實驗
四、主要設備清單：
2.DB-FJ400A 400W風力發電教學實驗實訓裝置
1.太陽能電池組具體參數如下：
◆ 峰值功率：30W
◆ 最大功率電壓：17.5V
◆ 最大功率電流：1.95A
◆ 開路電壓：22V
◆ 短路電流：2.2A
◆ 安裝尺寸：622*550*18mm
2.太陽能控制器具體功能如下
◆ 使用單片機和專用軟件，實現智能控制，自動識別24V系統。
◆ 采用串聯式PWM充電控制方式，使充電回路的電壓損失較原二極管充電方式降低一半，充電效率較非PWM高3－6%;過放恢復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式有利于提高蓄電池壽命。
◆ 多種保護功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護、太陽能電池組件短路保護，具有自動恢的輸出過流保護功能，輸出短路保護功能。
◆ 具有豐富的工作模式，如光控，光控＋延時，通用控制等模式。
◆ 浮充電溫度補償功能。
◆ 使用定制大屏幕LCD液晶顯示器、充電、放電，光伏、蓄電池，負載各參數一目了然，一鍵式操作即可完成所有設置，方便直觀。
◆ 優良的通訊功能配備獨立的上位機軟件，保證與PC機之間良好通訊，畫面人性化，清晰、直觀、操作方便。與PC機連接后對控制器的參數及功能控制更加靈活，充分滿足不同教學應用需求。
3.蓄電池：一般為鉛酸電池，具有如下特點：
◆ 自放電率低
◆ 使用壽命長
◆ 深放電能力強
◆ 充電效率高 工作溫度范圍寬
◆ 增加系統停機時蓄電池電量自動測量功能
4.離網逆變器：正弦波逆變器，具體功能參數如下：
◆ 純正弦波輸出(失真率<4%)
◆ 輸入輸出完全隔離設計
◆ 能快速并行啟動電容、電感負載
◆ 三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負載水準和故障情形
◆ 負載控制風扇冷卻
◆ 過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護
5．負載：
◆ 直流負載包括：LED燈，風機等；
◆ 交流負載包括：節能燈和交流電機等。
6.并網逆變器：
并網逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級能量變換的結構。DC－DC變換環節調整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大功率點；DC－AC逆變環節主要使輸出電流與電網電壓同相位，同時獲得單位功率因數。
系統面板設有用來測量DC、AC相關參數的多個測試端口，可測量DC-DC電壓電流變化和DC-AC逆變過程中的電壓電流及曲線變化和波形對比。
6級功率搜索功能
在自動調整的過程中，會看到LOW燈不停的閃爍，功率會由0作為起點，向最大功率點加大輸出功率，重啟最多為6次，然后進入功率鎖定狀態，鎖定時ST燈長亮。
在進行6級功率搜索程序時，所需的時間為10分鐘。
寬電壓輸入（15-62VDC）
二級功率變壓轉換
◆ 高頻雙向并網，單向并網功能
◆ 高頻直接調制，AC半波合成
◆ 雙向并網方式：直接負載消耗，逆向傳輸AC電流
◆ 單向并網方式：直接負載消耗，禁止逆向傳輸AC電流
多頻率輸出功能，可適用于50Hz/60Hz頻率的AC交流電
◆ 頻率范圍：45Hz~63Hz
◆ 直接連接到太陽能電池板（不需要連接電池）
7.監測儀表：
完成實驗時數據的讀取，可監測太陽能電池組的電壓和電流；并網逆變器輸出的電壓和電流；離網逆變器輸出的電壓和電流。
上位機通訊聯機界面圖
三、實驗項目：
實驗一 太陽能光伏板能量轉換實驗
實驗二 環境對光伏轉換影響實驗
實驗三 太陽能電池光伏系統直接負載特性實驗
實驗四 太陽能控制器工作原理實驗
實驗五 接反保護實驗
實驗六 太陽能控制器對蓄電池的過充保護實驗
實驗七 太陽能控制器對蓄電池的過放保護實驗
實驗八 夜間防反充實驗
實驗九 離網型逆變器工作原理實驗
實驗十 獨立光伏發電實驗
實驗十一 并網型逆變器工作原理實驗
實驗十二 光伏并網實驗
四、主要設備清單：
| 序號 | 名 稱 | 型 號 | 數量 | 單位 | 價格 |
| 1 | 實驗臺 | 1 | 臺 | ||
| 2 | 太陽能電池板 | 1 | 塊 | ||
| 3 | 離網逆變電源 | 1 | 臺 | ||
| 4 | 同步逆變電源 | 1 | 臺 | ||
| 5 | 太陽能控制器 | 1 | 只 | ||
| 6 | 蓄電池 | 1 | 組 | ||
| 7 | 直流負載 | 1 | 套 | ||
| 8 | 交流負載 | 1 | 套 | ||
| 9 | 人造光源 | 1 | 套 | ||
| 10 | 穩壓電源 | 1 | 臺 |
2.DB-FJ400A 400W風力發電教學實驗實訓裝置
一、系統概述
400W風力發電教學實驗實訓裝置由發電單元、充電單元、電力蓄能單元、逆變模塊、控制單元、負載單元、顯示單元共七大單元系統組成，系統能進行風力發電相關全過程實驗，是職高、大學、研究生以風力發電為主課題的研究和培訓、教學的理想產品。
400W風力發電教學實驗實訓裝置由發電單元、充電單元、電力蓄能單元、逆變模塊、控制單元、負載單元、顯示單元共七大單元系統組成，系統能進行風力發電相關全過程實驗，是職高、大學、研究生以風力發電為主課題的研究和培訓、教學的理想產品。
教學特點
系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀，風速測量系統，讓使用者操作起來更直觀。
系統采用數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
系統面板上采用直觀的數字儀表和液晶顯示，讓用戶即時了解系統工作狀態。
系統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。
風力發電教學實驗系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、節能環保、無污染。
增加分布式發電原理與實驗模塊，讓學生增加對新知識的理解
二、系統運行技術條件
1.風力系統
風輪直徑：1.65(m)
啟動風速：1.5(m/s)
額定風速：12(m/s)
安全風速：35(m/s)
工作形式：永磁同步發電機
風葉旋轉方向：順時針
風葉數量：3（片）
風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
電機材料：鋁合金&不銹鋼
塔桿高度：6.5m
模擬風洞：風量：34073 m3/h，1275Pa-2138Pa，5.5kW；
2.充電系統
額定功率：400(W)
額定電壓：12/24(V)
額定電流：33.3/16.7（A）
3.電力蓄能系統（機內）
儲能形式：閥控式密封鉛酸蓄電池
額定電壓：12V
額定容量：100Ah
充電方法（恒壓），循環︰最大充電電流為5.6A
4.逆變模塊系統（機內）
直流輸入電壓：10.5～16.8 VDC
額定蔬出功率：300W
輸出電壓：110/220VAC
輸出波形：純正弦波
輸出頻率：50Hz
工作效率：85%
功率因數：>0.88
波形失真率≤5%
工作環境：溫度-20℃～50℃
相對濕度：﹤90﹪（25℃）
保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
5.控制模塊系統
工作電壓：24VDC
充電功率：1000W
光伏功率：350W
風機功率：650W
充電方式：PWM脈寬調制
充電最大電流 16.5A
過放保護電壓 22V
過放恢復電壓 25.2V
輸出保護電壓 32V
卸載開始電壓（出廠值）32V
卸載開始電流（出廠值） 12A
控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償等功能；
6.負載模塊裝置系統
風扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：1.25A，功率：15W
交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.8A，功率：9.6W
馬達：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W 轉速：20rmp/min
交流LED燈×1個，交流節能燈×1個
直流模擬負載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調光功能，輸出功率可設置
7.顯示裝置系統
直流電流表：× 1個，20A， 顯示模式︰0.5”LED
直流電壓表：× 1個，50V， 顯示模式︰0.5”LED
交流電壓表：× 1個，500V，顯示模式︰0.5”LED
交流電流表：× 1個，5A， 顯示模式︰0.5”LED
交流電壓表：× 1個，50V， 顯示模式︰0.5”LED
交流電流表：× 1個，50A， 顯示模式︰0.5”LED
時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃ 顯示時間，室內溫、濕度
風機轉速表：× 1個，5A， 顯示模式︰0.5”LED
風速風向儀：風速：0～45M/S
風向：0～360°
精度±0.3M/S±3°
工作電源：AC220V，50HZ，DC12V可選
過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速、配有與PC通訊的接口
8.電氣開關操作柜
交流漏電開關、緊急停止開關、儀表開關、風機輸入開關、直流輸入開關
儀表顯示、控制按鈕（開關）、智能型風光互補控制器、風速儀、鼓風機調速。
9、監控軟件
PC監控模塊：監控主機、監控軟件。
顯示內容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。
三、教學項目及實驗內容
實驗1.風力發電基礎理論原理性實驗
實驗2.風力發電系統設計實驗
實驗3.風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗4.風力發電相關測量技術實驗
實驗5.風力發電控制技術實驗
實驗6.風力發電電力電子實驗
實驗7.過放保護、過放恢復、過充保護、過充恢復
均充保護、均充恢復、浮充保護、浮充恢復
實驗8.過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速
實驗9.風力發電系統的直接負載實驗
實驗10.風力發電系統的風速變化影響實驗
實驗11.限速機械保護系統原理實驗
實驗12.限速電控保護系統原理實驗
實驗13.風機過功率保護實驗
實驗14.風機超速保護實驗
實驗15.不同轉速下風力發電曲線實驗
實驗16.風況檢測實驗
實驗17.獨立風機系統實驗
實驗18. 綜合實驗。
四、主要設備清單
系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀，風速測量系統，讓使用者操作起來更直觀。
系統采用數字化DSP技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。
系統面板上采用直觀的數字儀表和液晶顯示，讓用戶即時了解系統工作狀態。
系統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。
風力發電教學實驗系統，可以讓實訓學生自行拆裝移動，使用簡便、節能環保、無污染。
增加分布式發電原理與實驗模塊，讓學生增加對新知識的理解
二、系統運行技術條件
1.風力系統
風輪直徑：1.65(m)
啟動風速：1.5(m/s)
額定風速：12(m/s)
安全風速：35(m/s)
工作形式：永磁同步發電機
風葉旋轉方向：順時針
風葉數量：3（片）
風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料
電機材料：鋁合金&不銹鋼
塔桿高度：6.5m
模擬風洞：風量：34073 m3/h，1275Pa-2138Pa，5.5kW；
2.充電系統
額定功率：400(W)
額定電壓：12/24(V)
額定電流：33.3/16.7（A）
3.電力蓄能系統（機內）
儲能形式：閥控式密封鉛酸蓄電池
額定電壓：12V
額定容量：100Ah
充電方法（恒壓），循環︰最大充電電流為5.6A
4.逆變模塊系統（機內）
直流輸入電壓：10.5～16.8 VDC
額定蔬出功率：300W
輸出電壓：110/220VAC
輸出波形：純正弦波
輸出頻率：50Hz
工作效率：85%
功率因數：>0.88
波形失真率≤5%
工作環境：溫度-20℃～50℃
相對濕度：﹤90﹪（25℃）
保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
5.控制模塊系統
工作電壓：24VDC
充電功率：1000W
光伏功率：350W
風機功率：650W
充電方式：PWM脈寬調制
充電最大電流 16.5A
過放保護電壓 22V
過放恢復電壓 25.2V
輸出保護電壓 32V
卸載開始電壓（出廠值）32V
卸載開始電流（出廠值） 12A
控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償等功能；
6.負載模塊裝置系統
風扇：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：1.25A，功率：15W
交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.8A，功率：9.6W
馬達：×1個，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W 轉速：20rmp/min
交流LED燈×1個，交流節能燈×1個
直流模擬負載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調光功能，輸出功率可設置
7.顯示裝置系統
直流電流表：× 1個，20A， 顯示模式︰0.5”LED
直流電壓表：× 1個，50V， 顯示模式︰0.5”LED
交流電壓表：× 1個，500V，顯示模式︰0.5”LED
交流電流表：× 1個，5A， 顯示模式︰0.5”LED
交流電壓表：× 1個，50V， 顯示模式︰0.5”LED
交流電流表：× 1個，50A， 顯示模式︰0.5”LED
時間、溫/濕度表：× 1個，-20～99.9℃ 顯示時間，室內溫、濕度
風機轉速表：× 1個，5A， 顯示模式︰0.5”LED
風速風向儀：風速：0～45M/S
風向：0～360°
精度±0.3M/S±3°
工作電源：AC220V，50HZ，DC12V可選
過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速、配有與PC通訊的接口
8.電氣開關操作柜
交流漏電開關、緊急停止開關、儀表開關、風機輸入開關、直流輸入開關
儀表顯示、控制按鈕（開關）、智能型風光互補控制器、風速儀、鼓風機調速。
9、監控軟件
PC監控模塊：監控主機、監控軟件。
顯示內容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米/秒），當前風向（度），當前風力資源平估。
三、教學項目及實驗內容
實驗1.風力發電基礎理論原理性實驗
實驗2.風力發電系統設計實驗
實驗3.風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗
實驗4.風力發電相關測量技術實驗
實驗5.風力發電控制技術實驗
實驗6.風力發電電力電子實驗
實驗7.過放保護、過放恢復、過充保護、過充恢復
均充保護、均充恢復、浮充保護、浮充恢復
實驗8.過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速
實驗9.風力發電系統的直接負載實驗
實驗10.風力發電系統的風速變化影響實驗
實驗11.限速機械保護系統原理實驗
實驗12.限速電控保護系統原理實驗
實驗13.風機過功率保護實驗
實驗14.風機超速保護實驗
實驗15.不同轉速下風力發電曲線實驗
實驗16.風況檢測實驗
實驗17.獨立風機系統實驗
實驗18. 綜合實驗。
四、主要設備清單
| 序號 | 名 稱 | 型 號 | 數 量 | 單 位 | 價 格 |
| 1 | 風力發電系統操作臺 | 1 | 臺 | ||
| 2 | 400W風力發電機 | 1 | 臺 | ||
| 3 | 塔架、拉索 | 1 | 套 | ||
| 4 | 轉速儀表（含支架） | 1 | 臺 | ||
| 5 | 風力發電控制器 | 1 | 臺 | ||
| 6 | 蓄電池組55Ah | 1 | 組 | ||
| 7 | 實驗附件 | 1 | 套 | ||
| 8 | 軟件 | 1 | 套 | ||
| 價格合計： | |||||