氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái),燃料電池系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)
2024-05-05 06:47 燃料電池系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)是一種針對(duì)燃料電池技術(shù)的專業(yè)實(shí)踐性培訓(xùn)。燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置,具有高效率、低污染等優(yōu)點(diǎn),被視為一種重要的清潔能源技術(shù)。燃料電池系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)可能包括以下幾個(gè)方面:
燃料電池系統(tǒng)認(rèn)知:介紹燃料電池的基本原理、類型(如質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池等)及其應(yīng)用領(lǐng)域。
燃料電池組件操作:教授如何正確操作和維護(hù)燃料電池的關(guān)鍵組件,如電堆、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。
系統(tǒng)集成與控制:通過實(shí)踐操作,了解燃料電池系統(tǒng)的集成方式和控制策略,學(xué)習(xí)如何調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)以優(yōu)化性能。
故障診斷與排除:模擬燃料電池系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障,訓(xùn)練學(xué)員進(jìn)行故障診斷和排除的能力。
性能測試:在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)際的燃料電池性能測試,包括輸出電壓、功率密度、效率等參數(shù)的測量和分析。
進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)時(shí)有專業(yè)的技術(shù)人員或講師進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。實(shí)訓(xùn)設(shè)備可能包括教學(xué)用的燃料電池實(shí)訓(xùn)臺(tái)、控制軟件和相關(guān)的測試儀器。通過這種實(shí)訓(xùn),學(xué)員可以更好地理解燃料電池的工作原理,掌握操作和維護(hù)燃料電池系統(tǒng)的基本技能,為將來從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
燃料電池系統(tǒng)的集成和控制方法多種多樣,取決于燃料電池的應(yīng)用場景、設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)配置。以下是一些常見的集成和控制方法:
電堆集成:
單電池堆系統(tǒng):適用于小型應(yīng)用,如便攜式電源或無人機(jī)。
多電池堆系統(tǒng):用于較大規(guī)模的應(yīng)用,如車輛或備用電源系統(tǒng)。
供氫系統(tǒng)集成:
氫氣儲(chǔ)存容器的集成:考慮氫氣的安全儲(chǔ)存和高效供應(yīng)。
重整器的集成(對(duì)于非重整氫燃料電池):將碳?xì)浠衔锶剂限D(zhuǎn)化為氫氣。
熱管理系統(tǒng)集成:
冷卻系統(tǒng)的集成:水冷或空氣冷卻是最常見的兩種方式。
加熱系統(tǒng)的集成:確保燃料電池在低溫環(huán)境下正常啟動(dòng)。
電氣系統(tǒng)集成:
電力電子設(shè)備的集成:如直流-直流變換器、逆變器等。
充電系統(tǒng)的集成(對(duì)于混合動(dòng)力系統(tǒng))。
控制方法:
集成控制系統(tǒng):將燃料電池系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(如電池、超級(jí)電容器)集成在一起的復(fù)合能源系統(tǒng)。
遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷系統(tǒng):通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)收集、故障診斷和系統(tǒng)優(yōu)化。
安全系統(tǒng)集成:
泄漏檢測和防護(hù):氫氣泄漏檢測及防護(hù)措施。
緊急停機(jī)系統(tǒng):在出現(xiàn)故障或異常情況時(shí),能夠迅速關(guān)閉燃料電池系統(tǒng)。
環(huán)境適應(yīng)性集成:
高海拔和極端氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì):確保燃料電池系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下均能穩(wěn)定運(yùn)行。
氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是一種專門用于教育和培訓(xùn)的設(shè)備,旨在幫助學(xué)生和學(xué)員深入了解和掌握氫燃料電池的原理、結(jié)構(gòu)、工作原理以及維修技能。該平臺(tái)基于真實(shí)的氫燃料電池系統(tǒng)構(gòu)建,具備真實(shí)可運(yùn)行的特點(diǎn)。
氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要包括氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、空氣供應(yīng)系統(tǒng)、電解液供應(yīng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等組成部分,可以模擬氫燃料電池的電化學(xué)反應(yīng)、電氣性能、熱學(xué)性能等重要參數(shù)。通過實(shí)訓(xùn)平臺(tái),學(xué)員可以直觀地了解氫燃料電池的內(nèi)部構(gòu)造和各個(gè)部件之間的連接關(guān)系,掌握系統(tǒng)的工作原理和維修技能。
在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上,學(xué)員可以學(xué)習(xí)如何操作和維護(hù)氫燃料電池系統(tǒng),包括氫氣的供應(yīng)、空氣的供應(yīng)、電解液的循環(huán)、電池的充放電等。同時(shí),實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還可以模擬各種工況下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),如啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)等,使學(xué)員能夠更深入地了解氫燃料電池系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)。
此外,氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還配備了豐富的教學(xué)資源,包括實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、教學(xué)視頻、電路原理圖等,這些資源可以幫助學(xué)員更好地理解和掌握氫燃料電池的相關(guān)知識(shí)。同時(shí),實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還具備安全性高、易操作、易維護(hù)等特點(diǎn),能夠確保學(xué)員在實(shí)訓(xùn)過程中的安全和順利。
質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空氣中的氧氣作為氧化劑進(jìn)行電化反應(yīng),并將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效發(fā)電裝置(化學(xué)反應(yīng)式為H2+1/2O2® H2O)。燃料電池可以作為發(fā)電站或車輛的動(dòng)力源。燃料電池與內(nèi)燃機(jī)相比,最突出的優(yōu)點(diǎn)是高的能量轉(zhuǎn)化效率和極低的環(huán)境污染,在現(xiàn)實(shí)生活中電能是一種清潔的能源,因此燃料電池輸出的是清潔的能源。
為響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召,促進(jìn)新能源生力軍健康、和諧發(fā)展,針對(duì)廣大院校需求,我司研制并生產(chǎn)了燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用范圍:主要面向職高、大學(xué)、研究生、以燃料電池發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由自吸式PEM燃料電池堆、金屬氫化物氫瓶及其組件燃料電池控制器、直流線性負(fù)載,交流線性負(fù)載,直流感性負(fù)載和測試儀表組成。
燃料電池是本教學(xué)平臺(tái)的核心組成部分,將氫瓶供給的氫氣轉(zhuǎn)換成電能,供負(fù)載使用。
產(chǎn)品優(yōu)勢:具有重量輕,體積小,便于攜帶;靜音設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高:啟動(dòng)速度快,響應(yīng)時(shí)間短,適合于各種應(yīng)用環(huán)境;環(huán)境適應(yīng)性好,適應(yīng)各種天氣變化;
其規(guī)格如下:
◆ 電池功率為50W;
◆ 開路電壓為15~30V;
◆ 工作電壓為11V時(shí),電流為4.15A,電池溫度為41.5℃;
◆ 風(fēng)機(jī)電壓為10.5V;
◆ 尾氣排放閥排氣間隔為12秒,每次排氣時(shí)間為0.3秒。
燃料電池安裝要注意通風(fēng),確保空氣順暢流通,有助與反應(yīng)空氣的吸入和電池的散熱。安裝時(shí)將燃料電池平放,風(fēng)扇朝上,散熱口朝下,尾氣排放口通過排氣管接電池閥,接上燃料氣瓶即可發(fā)電。
◆ 金屬氫化物氫瓶
◆ 金屬氫化物氫瓶用來給燃料電池供應(yīng)燃料,其規(guī)格為:
◆ 貯氫容量( 20℃): 10L
◆ 放氫流速( 20℃): >5L/min
◆ 放氫壓力( 20℃): ≥0.3MPa
◆ 使用環(huán)境溫度:0~60℃
◆ 產(chǎn)品氫純度:99.99%~99.9999%
◆ 原料氫: ≥98%(普通工業(yè)氫)
◆ 充氫壓力:2.0~3.0MPa
◆ 充氫環(huán)境溫度:0~40℃
◆ 熱交換方式:空氣自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流
◆ 重量:1.0kg
◆ 外形尺寸:長350mm,直徑90mm
◆ 金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見附件B。
鋼瓶(帶減壓閥門和壓力表)
用來給金屬氫化物充氣,使用使要符合氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程(GB 4962-85) 。
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以使用如下規(guī)格瓶裝氫氣:
◆ 容積:1L
◆ 壓力:15MPa
◆ 氫氣純度:99.999%高純氫
◆ 減壓器規(guī)格:輸入壓力(0-25MPa)
輸出壓力(0-0.16MPa)連續(xù)可調(diào)
◆ 充氫具體操作見附件C。
高純氫氣發(fā)生器
輸出流量 0~300ml/min
功率 150W
輸出壓力 0~0.4 MPa
電源電壓
交流220V±10%; 50Hz±5%
工作條件
溫度:5~42℃
相對(duì)濕度:≤85%;
儀表
電流表:平臺(tái)設(shè)有2個(gè)電流表,量程和誤差分別為AC 5A和DC 20A±0.2%。用來測量燃料電池輸出電流和交流電流。
電壓表:平臺(tái)設(shè)有2個(gè)電壓表,量程和誤差分別為AC 500V和DC 50V±0.2%。用來測量燃料電池輸出電壓、負(fù)載電壓和交流輸出電壓。
計(jì)時(shí)器:本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)計(jì)時(shí)器,量程為100小時(shí),主要用來累計(jì)氫瓶使用時(shí)間,以便準(zhǔn)時(shí)充氣。當(dāng)開啟電堆時(shí)按下計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)按鈕,關(guān)閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù),清除累計(jì)時(shí)間可按清除按鈕。
溫度表:本教學(xué)平臺(tái)有1個(gè)溫度表,量程和誤差分別是-19.9~99.9℃和±1%。用來反映環(huán)境溫度。
負(fù)載
線性負(fù)載:是一個(gè)變阻箱,阻值變換范圍為0~1999歐姆,阻值最小變化值為0.1歐姆;最大可承受功率為10W。
感性負(fù)載:是一個(gè)額定電壓為12-24V,轉(zhuǎn)速為200r/min的減速電機(jī)。
DC/AC
本教學(xué)平臺(tái)共有2個(gè)DC/AC電源模塊。
1. DCW300-12S12(1個(gè)):將燃料電池發(fā)出的直流19V電能轉(zhuǎn)換為AC220V±5%的交流電壓,為負(fù)載和其他供電。技術(shù)參數(shù):輸入電壓范圍9~18V,輸出電壓Ac220V,輸出電流1.2A,輸出功率300W。
2. DCN200-12S09(1個(gè)):將10-28V直流電壓轉(zhuǎn)換為186~260V±5%的交流電壓,向電網(wǎng)進(jìn)行反向送電(并網(wǎng))。
并網(wǎng)技術(shù)參數(shù):
◆ AC標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍: 90V-140V/180V-260VAC
◆ AC頻率范圍: 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz
◆ 輸出電流總諧波失真: THDIAC <5%
◆ 相 位 差: <1%
◆ 島效應(yīng)保護(hù): VAC;f AC
◆ 輸出短路保護(hù): 限流
◆ 顯示方式: LED
◆ 待機(jī)功耗: <2W
◆ 夜間功耗: <1W
◆ 環(huán)境溫度范圍: -25 ℃~60℃
◆ 環(huán)境濕度: 0~99%(Indoor Type Design)
離網(wǎng)技術(shù)參數(shù)
◆ 直流輸入電壓:11~21VDC
◆ 額定輸出功率:300W
◆ 輸出電壓:110/220VAC根據(jù)客戶要求訂制
◆ 輸出波形:純正弦波
◆ 輸出頻率:50Hz
◆ 工作效率:85%
◆ 功率因數(shù):>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工作環(huán)境:溫度-20℃~50℃
◆ 相對(duì)濕度:﹤90﹪(25℃)
◆ 保護(hù)功能:極性反接、短路、過熱、過載保護(hù)
本平臺(tái)共有4個(gè)DC/DC電源模塊。
1. DC-DC05(4個(gè)):將燃料電池發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換為DC3.3V、5.0V、9.0V、12V的直流電。
◆ 輸入電壓:DC1.5-32V
◆ 輸出電壓:DC1.25-30V連續(xù)可調(diào)
緊急停止開關(guān)和漏電保護(hù)器
為了保護(hù)本教學(xué)平臺(tái)的重要部件,避免一些由于人為的操作失誤而導(dǎo)致的重大事故的發(fā)生,我們?cè)陔娫辞岸酥匾考凹尤肓司o急停止開關(guān)和漏電保護(hù)開關(guān),
3、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)1、燃料電池能量轉(zhuǎn)換原理實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)2、反應(yīng)條件對(duì)燃料電池堆性能影響實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)3、燃料電池堆負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)4、燃料電池堆在恒定負(fù)載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)5、燃料電池堆在變化負(fù)載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)6、電力電子轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)7、燃料電池驅(qū)動(dòng)線性負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)8、燃料電池驅(qū)動(dòng)LED陣列實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)9、燃料電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)10、燃料電池燃料電池對(duì)移動(dòng)設(shè)備供(充)電實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)11、燃料電池燃料電池驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)12、燃料電池燃料電池驅(qū)動(dòng)并網(wǎng)模塊并網(wǎng)實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)13、線形負(fù)載和燈泡負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)14、恒值負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)15、不同溫度電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)16、不同壓力電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)17、不同尾氣排放量電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)18、最佳電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)19、不同類型電堆性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。
燃料電池系統(tǒng)認(rèn)知:介紹燃料電池的基本原理、類型(如質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池等)及其應(yīng)用領(lǐng)域。
燃料電池組件操作:教授如何正確操作和維護(hù)燃料電池的關(guān)鍵組件,如電堆、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。
系統(tǒng)集成與控制:通過實(shí)踐操作,了解燃料電池系統(tǒng)的集成方式和控制策略,學(xué)習(xí)如何調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)以優(yōu)化性能。
故障診斷與排除:模擬燃料電池系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障,訓(xùn)練學(xué)員進(jìn)行故障診斷和排除的能力。
性能測試:在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)際的燃料電池性能測試,包括輸出電壓、功率密度、效率等參數(shù)的測量和分析。
進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)時(shí)有專業(yè)的技術(shù)人員或講師進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。實(shí)訓(xùn)設(shè)備可能包括教學(xué)用的燃料電池實(shí)訓(xùn)臺(tái)、控制軟件和相關(guān)的測試儀器。通過這種實(shí)訓(xùn),學(xué)員可以更好地理解燃料電池的工作原理,掌握操作和維護(hù)燃料電池系統(tǒng)的基本技能,為將來從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
燃料電池系統(tǒng)的集成和控制方法多種多樣,取決于燃料電池的應(yīng)用場景、設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)配置。以下是一些常見的集成和控制方法:
電堆集成:
單電池堆系統(tǒng):適用于小型應(yīng)用,如便攜式電源或無人機(jī)。
多電池堆系統(tǒng):用于較大規(guī)模的應(yīng)用,如車輛或備用電源系統(tǒng)。
供氫系統(tǒng)集成:
氫氣儲(chǔ)存容器的集成:考慮氫氣的安全儲(chǔ)存和高效供應(yīng)。
重整器的集成(對(duì)于非重整氫燃料電池):將碳?xì)浠衔锶剂限D(zhuǎn)化為氫氣。
熱管理系統(tǒng)集成:
冷卻系統(tǒng)的集成:水冷或空氣冷卻是最常見的兩種方式。
加熱系統(tǒng)的集成:確保燃料電池在低溫環(huán)境下正常啟動(dòng)。
電氣系統(tǒng)集成:
電力電子設(shè)備的集成:如直流-直流變換器、逆變器等。
充電系統(tǒng)的集成(對(duì)于混合動(dòng)力系統(tǒng))。
控制方法:
集成控制系統(tǒng):將燃料電池系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(如電池、超級(jí)電容器)集成在一起的復(fù)合能源系統(tǒng)。
遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷系統(tǒng):通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)收集、故障診斷和系統(tǒng)優(yōu)化。
安全系統(tǒng)集成:
泄漏檢測和防護(hù):氫氣泄漏檢測及防護(hù)措施。
緊急停機(jī)系統(tǒng):在出現(xiàn)故障或異常情況時(shí),能夠迅速關(guān)閉燃料電池系統(tǒng)。
環(huán)境適應(yīng)性集成:
高海拔和極端氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì):確保燃料電池系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下均能穩(wěn)定運(yùn)行。
氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是一種專門用于教育和培訓(xùn)的設(shè)備,旨在幫助學(xué)生和學(xué)員深入了解和掌握氫燃料電池的原理、結(jié)構(gòu)、工作原理以及維修技能。該平臺(tái)基于真實(shí)的氫燃料電池系統(tǒng)構(gòu)建,具備真實(shí)可運(yùn)行的特點(diǎn)。
氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要包括氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、空氣供應(yīng)系統(tǒng)、電解液供應(yīng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等組成部分,可以模擬氫燃料電池的電化學(xué)反應(yīng)、電氣性能、熱學(xué)性能等重要參數(shù)。通過實(shí)訓(xùn)平臺(tái),學(xué)員可以直觀地了解氫燃料電池的內(nèi)部構(gòu)造和各個(gè)部件之間的連接關(guān)系,掌握系統(tǒng)的工作原理和維修技能。
在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上,學(xué)員可以學(xué)習(xí)如何操作和維護(hù)氫燃料電池系統(tǒng),包括氫氣的供應(yīng)、空氣的供應(yīng)、電解液的循環(huán)、電池的充放電等。同時(shí),實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還可以模擬各種工況下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),如啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)等,使學(xué)員能夠更深入地了解氫燃料電池系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)。
此外,氫燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還配備了豐富的教學(xué)資源,包括實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、教學(xué)視頻、電路原理圖等,這些資源可以幫助學(xué)員更好地理解和掌握氫燃料電池的相關(guān)知識(shí)。同時(shí),實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還具備安全性高、易操作、易維護(hù)等特點(diǎn),能夠確保學(xué)員在實(shí)訓(xùn)過程中的安全和順利。
DB-ZRL081 燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
1、概述質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空氣中的氧氣作為氧化劑進(jìn)行電化反應(yīng),并將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效發(fā)電裝置(化學(xué)反應(yīng)式為H2+1/2O2® H2O)。燃料電池可以作為發(fā)電站或車輛的動(dòng)力源。燃料電池與內(nèi)燃機(jī)相比,最突出的優(yōu)點(diǎn)是高的能量轉(zhuǎn)化效率和極低的環(huán)境污染,在現(xiàn)實(shí)生活中電能是一種清潔的能源,因此燃料電池輸出的是清潔的能源。
為響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召,促進(jìn)新能源生力軍健康、和諧發(fā)展,針對(duì)廣大院校需求,我司研制并生產(chǎn)了燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用范圍:主要面向職高、大學(xué)、研究生、以燃料電池發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由自吸式PEM燃料電池堆、金屬氫化物氫瓶及其組件燃料電池控制器、直流線性負(fù)載,交流線性負(fù)載,直流感性負(fù)載和測試儀表組成。
編號(hào) | 組件 | 說明 |
1 | 自吸式PEM燃料電池堆 | 用來作為電能的輸出 |
2 | 金屬氫化物氫瓶及其組件 | 用來給燃料電池提供氫燃料 |
3 | 線性負(fù)載電流表 | 用來測量直接線性負(fù)載電流 |
4 | 線性負(fù)載電壓表 | 用來測量直接線性負(fù)載電壓 |
5 | 直流功率表1 | 用來測量直接線性負(fù)載功率 |
6 | 直流功率表2 | 用來測量LED燈組負(fù)載功率 |
7 | 直流功率表3 | 用來測量電機(jī)負(fù)載功率 |
8 | 計(jì)時(shí)器 | 用來累計(jì)氫瓶使用時(shí)間 |
9 | 溫度表 | 用來反映電堆周圍環(huán)境溫度 |
10 | LED燈組 | 用來作為阻性負(fù)載 |
11 | 電機(jī) | 用來作為感性負(fù)載 |
12 | 按鈕1 | 用來控制儀表供電 |
13 | 按鈕2 | 用來控制線性負(fù)載回路通斷 |
14 | 按鈕3 | 用來控制燈和電機(jī)負(fù)載回路通斷 |
15 | 按鈕4 | 用來控制LED燈組(紅) |
16 | 按鈕5 | 用來控制LED燈組(黃) |
17 | 按鈕6 | 用來控制LED燈組(綠) |
編號(hào) | 組件 | 說明 |
1 | DC/DC電源模塊(9V) | 儀表供電 |
2 | DC/DC電源模塊(12V) | 將燃料電池輸出波動(dòng)直流電轉(zhuǎn)化為12V直流電 |
3 | 燃料電池控制器 | 控制燃料電池風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和定時(shí)排氣 |
2、各部件參數(shù)
◆ 燃料電池燃料電池是本教學(xué)平臺(tái)的核心組成部分,將氫瓶供給的氫氣轉(zhuǎn)換成電能,供負(fù)載使用。
產(chǎn)品優(yōu)勢:具有重量輕,體積小,便于攜帶;靜音設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高:啟動(dòng)速度快,響應(yīng)時(shí)間短,適合于各種應(yīng)用環(huán)境;環(huán)境適應(yīng)性好,適應(yīng)各種天氣變化;
其規(guī)格如下:
◆ 電池功率為50W;
◆ 開路電壓為15~30V;
◆ 工作電壓為11V時(shí),電流為4.15A,電池溫度為41.5℃;
◆ 風(fēng)機(jī)電壓為10.5V;
◆ 尾氣排放閥排氣間隔為12秒,每次排氣時(shí)間為0.3秒。
燃料電池安裝要注意通風(fēng),確保空氣順暢流通,有助與反應(yīng)空氣的吸入和電池的散熱。安裝時(shí)將燃料電池平放,風(fēng)扇朝上,散熱口朝下,尾氣排放口通過排氣管接電池閥,接上燃料氣瓶即可發(fā)電。
◆ 金屬氫化物氫瓶
◆ 金屬氫化物氫瓶用來給燃料電池供應(yīng)燃料,其規(guī)格為:
◆ 貯氫容量( 20℃): 10L
◆ 放氫流速( 20℃): >5L/min
◆ 放氫壓力( 20℃): ≥0.3MPa
◆ 使用環(huán)境溫度:0~60℃
◆ 產(chǎn)品氫純度:99.99%~99.9999%
◆ 原料氫: ≥98%(普通工業(yè)氫)
◆ 充氫壓力:2.0~3.0MPa
◆ 充氫環(huán)境溫度:0~40℃
◆ 熱交換方式:空氣自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流
◆ 重量:1.0kg
◆ 外形尺寸:長350mm,直徑90mm
◆ 金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見附件B。
鋼瓶(帶減壓閥門和壓力表)
用來給金屬氫化物充氣,使用使要符合氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程(GB 4962-85) 。
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以使用如下規(guī)格瓶裝氫氣:
◆ 容積:1L
◆ 壓力:15MPa
◆ 氫氣純度:99.999%高純氫
◆ 減壓器規(guī)格:輸入壓力(0-25MPa)
輸出壓力(0-0.16MPa)連續(xù)可調(diào)
◆ 充氫具體操作見附件C。
高純氫氣發(fā)生器
輸出流量 0~300ml/min
功率 150W
輸出壓力 0~0.4 MPa
電源電壓
交流220V±10%; 50Hz±5%
工作條件
溫度:5~42℃
相對(duì)濕度:≤85%;
儀表
電流表:平臺(tái)設(shè)有2個(gè)電流表,量程和誤差分別為AC 5A和DC 20A±0.2%。用來測量燃料電池輸出電流和交流電流。
電壓表:平臺(tái)設(shè)有2個(gè)電壓表,量程和誤差分別為AC 500V和DC 50V±0.2%。用來測量燃料電池輸出電壓、負(fù)載電壓和交流輸出電壓。
計(jì)時(shí)器:本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)計(jì)時(shí)器,量程為100小時(shí),主要用來累計(jì)氫瓶使用時(shí)間,以便準(zhǔn)時(shí)充氣。當(dāng)開啟電堆時(shí)按下計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)按鈕,關(guān)閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù),清除累計(jì)時(shí)間可按清除按鈕。
溫度表:本教學(xué)平臺(tái)有1個(gè)溫度表,量程和誤差分別是-19.9~99.9℃和±1%。用來反映環(huán)境溫度。
負(fù)載
線性負(fù)載:是一個(gè)變阻箱,阻值變換范圍為0~1999歐姆,阻值最小變化值為0.1歐姆;最大可承受功率為10W。
感性負(fù)載:是一個(gè)額定電壓為12-24V,轉(zhuǎn)速為200r/min的減速電機(jī)。
DC/AC
本教學(xué)平臺(tái)共有2個(gè)DC/AC電源模塊。
1. DCW300-12S12(1個(gè)):將燃料電池發(fā)出的直流19V電能轉(zhuǎn)換為AC220V±5%的交流電壓,為負(fù)載和其他供電。技術(shù)參數(shù):輸入電壓范圍9~18V,輸出電壓Ac220V,輸出電流1.2A,輸出功率300W。
2. DCN200-12S09(1個(gè)):將10-28V直流電壓轉(zhuǎn)換為186~260V±5%的交流電壓,向電網(wǎng)進(jìn)行反向送電(并網(wǎng))。
并網(wǎng)技術(shù)參數(shù):
◆ AC標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍: 90V-140V/180V-260VAC
◆ AC頻率范圍: 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz
◆ 輸出電流總諧波失真: THDIAC <5%
◆ 相 位 差: <1%
◆ 島效應(yīng)保護(hù): VAC;f AC
◆ 輸出短路保護(hù): 限流
◆ 顯示方式: LED
◆ 待機(jī)功耗: <2W
◆ 夜間功耗: <1W
◆ 環(huán)境溫度范圍: -25 ℃~60℃
◆ 環(huán)境濕度: 0~99%(Indoor Type Design)
離網(wǎng)技術(shù)參數(shù)
◆ 直流輸入電壓:11~21VDC
◆ 額定輸出功率:300W
◆ 輸出電壓:110/220VAC根據(jù)客戶要求訂制
◆ 輸出波形:純正弦波
◆ 輸出頻率:50Hz
◆ 工作效率:85%
◆ 功率因數(shù):>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工作環(huán)境:溫度-20℃~50℃
◆ 相對(duì)濕度:﹤90﹪(25℃)
◆ 保護(hù)功能:極性反接、短路、過熱、過載保護(hù)
本平臺(tái)共有4個(gè)DC/DC電源模塊。
1. DC-DC05(4個(gè)):將燃料電池發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換為DC3.3V、5.0V、9.0V、12V的直流電。
◆ 輸入電壓:DC1.5-32V
◆ 輸出電壓:DC1.25-30V連續(xù)可調(diào)
緊急停止開關(guān)和漏電保護(hù)器
為了保護(hù)本教學(xué)平臺(tái)的重要部件,避免一些由于人為的操作失誤而導(dǎo)致的重大事故的發(fā)生,我們?cè)陔娫辞岸酥匾考凹尤肓司o急停止開關(guān)和漏電保護(hù)開關(guān),
3、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)1、燃料電池能量轉(zhuǎn)換原理實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)2、反應(yīng)條件對(duì)燃料電池堆性能影響實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)3、燃料電池堆負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)4、燃料電池堆在恒定負(fù)載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)5、燃料電池堆在變化負(fù)載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)6、電力電子轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)7、燃料電池驅(qū)動(dòng)線性負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)8、燃料電池驅(qū)動(dòng)LED陣列實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)9、燃料電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)10、燃料電池燃料電池對(duì)移動(dòng)設(shè)備供(充)電實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)11、燃料電池燃料電池驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)12、燃料電池燃料電池驅(qū)動(dòng)并網(wǎng)模塊并網(wǎng)實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)13、線形負(fù)載和燈泡負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)14、恒值負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)15、不同溫度電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)16、不同壓力電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)17、不同尾氣排放量電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)18、最佳電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)19、不同類型電堆性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。