SB-SG1000能源利用及智能化綜合教學(xué)設(shè)備

一、設(shè)備概述                      

能源利用及智能化綜合教學(xué)設(shè)備、綜合能源系統(tǒng)整合多種發(fā)電方式（如風(fēng)電、光伏、熱力發(fā)電）及儲(chǔ)能技術(shù)，結(jié)合智能化管理單元，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的能源供應(yīng)。關(guān)鍵設(shè)備包括風(fēng)力/光伏發(fā)電、利用自然能源發(fā)電，低碳且又環(huán)保；熱力發(fā)電模塊（如燃?xì)?、生物質(zhì)）等、提供穩(wěn)定基荷或調(diào)峰支持；另外設(shè)備還包含離網(wǎng)/并網(wǎng)逆變器以適配不同用電場景，確保電能質(zhì)量； 設(shè)備有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。確保實(shí)驗(yàn)過程安全可靠。

本方案構(gòu)建了一套基于S7-1200 PLC為主控制的綜合性監(jiān)控系統(tǒng)，采用Modbus RTU/TCP協(xié)議與各種儀表以及離、并網(wǎng)模塊間進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總與預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合能源發(fā)電系統(tǒng)中運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理與可視化展示。通過工業(yè)級(jí)觸摸屏提供直觀的人機(jī)交互界面。

參考圖片

二、技術(shù)參數(shù)

2.1、設(shè)備參數(shù)

1.輸入電源：單相三線制AC 220V±10%  50HZ

2.輸入功率：2.5kw

3.工作環(huán)境：

1）溫度：-10℃～+40℃

2）相對(duì)濕度：≤90%（+20℃） 

3）海拔高度：≤2000m 

4）空氣清潔，無腐蝕性及爆炸性氣體，無導(dǎo)電及能破壞絕緣的塵埃

4.設(shè)備重量:整體約800kg

5.設(shè)備尺寸：寬×深×高

?機(jī) 柜：800mm×700mm×1800mm×2

?光伏發(fā)電模塊：1200mm×800mm×1400mm

?風(fēng)力發(fā)電模塊：600mm×600mm×1700mm

?測(cè)風(fēng)單元模塊：600mm×600mm×1400mm×2

2.2、太陽能電池板（以下方案2選1）

方案1

太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用至少1塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實(shí)現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式，進(jìn)而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。

?電池板：多晶硅

?最大輸出功率：100W

?開路電壓：21.24V

?工作電壓：17.5V

?短路電流：5.56A

?模擬光源：1-2KW 鹵素?zé)?/span>

方案2

太陽能電池板采用陣列組裝形式，主要采用4塊（或更多）小型太陽能電池板組建，可實(shí)現(xiàn)太陽能電池板的并接方式和串接方式，進(jìn)而提供大電流或大電壓的兩種太陽能電池板組網(wǎng)方式。

?最大輸出功率：4*10W

?開路電壓：21.24V（并聯(lián)），4*21.24V（串聯(lián)）

?短路電流：4*0.62A（并聯(lián)），0.57A（串聯(lián)）

模擬光源：500W鹵鎢燈，分別模擬晨日、午日和夕日

人機(jī)界面設(shè)置有啟動(dòng)、停止、晨日、午日和夕日等按鈕，通過人機(jī)界面中的模擬按鈕，控制晨日、午日、夕日3只光源，人機(jī)界面設(shè)置有一個(gè)計(jì)時(shí)窗口，采集計(jì)時(shí)亮燈-滅燈時(shí)間序列，每一次亮燈、滅燈后計(jì)時(shí)器自動(dòng)復(fù)位歸0；亮燈-滅燈時(shí)長可通過軟鍵盤設(shè)置更改（可更改范圍10秒至300秒）、以便達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果。

2.3 模擬風(fēng)源

采用變頻軸流通風(fēng)機(jī)，額定電壓380V、額定頻率50HZ、額定功率2.2KW、額定轉(zhuǎn)速1420rpm；電機(jī)采用2.2KW變頻器驅(qū)動(dòng)；風(fēng)速可調(diào)（0-13m/s）、風(fēng)速控制精度：0.1m/s、風(fēng)向控制精度：0.1°

?風(fēng)量：32073 mз/h

?風(fēng)壓：288Pa

?轉(zhuǎn)速：1440 r/min

?功率：2.2kW    

?可調(diào)風(fēng)速：0～13級(jí)連續(xù)可調(diào)

2.4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

?額定功率：300(W)

?額定電壓：12(V)

?額定電流：33.3

?風(fēng)輪直徑：1.24(m)

?啟動(dòng)風(fēng)速：2.5(m/s)

?額定風(fēng)速：9.6(m/s)

?安全風(fēng)速：35(m/s)

?工作形式：永磁同步發(fā)電機(jī)

?風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針

?風(fēng)葉數(shù)量：3（片）   

?風(fēng)葉材料：玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料

?電機(jī)材料：鋁合金

2.5、測(cè)風(fēng)系統(tǒng)

?測(cè)量范圍： 風(fēng)速：0～60m/s  風(fēng)向：0～360°

?精    度： ±0.1m/s  ± 3° 

?工作電源： AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供電。

?記錄間隔： 1分鐘～240分鐘連續(xù)可設(shè)置

?內(nèi)部存儲(chǔ)： 4M bit

?通訊接口： RS-232/485/USB通訊

?環(huán)境溫度： -40℃～50℃  

?轉(zhuǎn)速傳感器：0～5000 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)顯示（室內(nèi)）

2.6、風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)：

?工作電壓：12VDC

?充電功率Pmax ：600W

?光伏功率Pmax ：150W

?風(fēng)機(jī)功率Pmax ：450W

?充電方式：PWM脈寬調(diào)制

?充電最大電流 35A

?過放保護(hù)電壓 11V 

?過放恢復(fù)電壓 12.6V

?輸出保護(hù)電壓 16V  

?卸載開始電壓（出廠值）15.5V

?卸載開始電流（出廠值） 15A

?控制器設(shè)有蓄電池過充、過放電保護(hù)、蓄電池開路保護(hù)、負(fù)載過電壓保護(hù)、夜間防反充電保護(hù)、輸出短路保護(hù)、電池接反保護(hù)、欠壓和過壓防震蕩保護(hù)、均衡充電、溫度補(bǔ)償、光控開關(guān)功能；

?負(fù)載為100W以下的12V直流負(fù)載，控制單元一通道為常開輸出，另一通道為多類定時(shí)輸出（光控開、光控關(guān)，定時(shí)開、定時(shí)關(guān)，）。

?使用32位高速單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)智能控制，自動(dòng)識(shí)別12/24V系統(tǒng)。 采用串聯(lián)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(fù)的提升充電，正常的直充，浮充自動(dòng)控制方式有利于提高蓄電池壽命。

?多種保護(hù)功能，包括蓄電池反接、蓄電池過、欠壓保護(hù)、太陽能電池組件短路保護(hù)，具有自動(dòng)恢的輸出過流保護(hù)功能，輸出短路保護(hù)功能。

?具有豐富的工作模式，如光控，光控＋定時(shí)，通用控制等模式。

2.7、并網(wǎng)逆變器

?輸出電壓：AC 180-260V

?工作電壓：18 - 50V，

?額定輸出功率≥260W

?輸出波形：正弦波(失真度≤3﹪)

?輸出頻率：47-55Hz，

?LED方式顯示工作狀態(tài)，并網(wǎng)逆變器具有DC－DC和DC－AC兩級(jí)能量變換的結(jié)構(gòu)。DC－DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)使其跟蹤最大功率點(diǎn)；DC－AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時(shí)獲得單位功率因數(shù)。

2.8、離網(wǎng)逆變器

?直流輸入電壓：9～16VDC 電壓可選

?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(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)

具有輸出短路、過溫、過載、欠壓保護(hù)及保護(hù)具有自動(dòng)恢復(fù)功能，采用風(fēng)機(jī)冷卻方式，輸入輸出完全隔離設(shè)計(jì)，能快速并行啟動(dòng)電容、電感負(fù)載，三色指示燈顯示，輸入電壓,輸出電壓，負(fù)載水準(zhǔn)和故障情形，負(fù)載控制風(fēng)扇冷卻，過壓/欠壓/短路/過載/超溫保護(hù)

2.9、熱力發(fā)電模塊：常規(guī)熱力發(fā)電包括燃?xì)廨啓C(jī)、生物質(zhì)發(fā)電或工業(yè)余熱利用，通過燃燒或熱交換驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。智能化控制系統(tǒng)優(yōu)化燃料效率，減少排放，在綜合能源中作為調(diào)峰電源，彌補(bǔ)風(fēng)光發(fā)電的間歇性缺陷。

?本系統(tǒng)的熱力供電模塊由壓縮機(jī)，熱交換器，銅管（管路）、工質(zhì)、冷凝器、膨脹機(jī)（氣動(dòng)馬達(dá)）、永磁發(fā)電機(jī)、蒸發(fā)器等組成，由變頻器控制壓縮機(jī)加熱加壓工質(zhì)，加熱加壓后工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)（氣動(dòng)馬達(dá)）轉(zhuǎn)動(dòng)，膨脹機(jī)（氣動(dòng)馬達(dá)）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出電能，工質(zhì)經(jīng)過冷凝器去熱交換器，出來熱交換器去蒸發(fā)器，蒸發(fā)器在去熱交換器，最后在去壓縮機(jī)，工質(zhì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

?本模塊適用于150~300℃中低溫?zé)嵩矗ㄈ绻I(yè)余熱、地?zé)峄蛱柲軣幔捎酶咝犭姴牧希═EG）或有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）技術(shù)，將熱能轉(zhuǎn)換為電能。 

l永磁發(fā)電機(jī)參數(shù)

?額定功率：300(W)

?額定電壓：0-22(V)

?額定電流：33.3

?工作形式：永磁同步發(fā)電機(jī)

?電機(jī)材料：鋁合金

膨脹機(jī)（馬達(dá)）參數(shù)

?減速比：1:5

?功率：0.6HP

?扭矩：15N.m

?轉(zhuǎn)速：280rmp

?耗氣量：630L/min

?空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：560rmp

?啟動(dòng)扭矩：24N.m

?停止扭矩：30N.m

2.10 儲(chǔ)能模塊：55Ah、電壓12V × 1只

三、智慧能源綜合管理模塊：EMS是系統(tǒng)的"大腦"，集成大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能算法，實(shí)現(xiàn)： 

l多能協(xié)同：優(yōu)化風(fēng)光儲(chǔ)熱互補(bǔ)，動(dòng)態(tài)分配能源。 

l負(fù)荷預(yù)測(cè)：基于天氣和用電歷史調(diào)整發(fā)電策略。 

l實(shí)時(shí)監(jiān)控：遠(yuǎn)程診斷設(shè)備故障，提高運(yùn)維效率。 

l需求響應(yīng)：參與電網(wǎng)調(diào)度，降低用能成本。

3.1 直流電壓、電流表:

?電壓測(cè)量范圍：DC0-300V；

?電壓測(cè)量精度：0.2級(jí)；

?電流測(cè)量范圍：0-50A；

?電流測(cè)量精度：0.5級(jí)；

3.2 交流電壓、電流表:

?電流、電壓測(cè)量精度：0.5級(jí)；

?功率、有功電能測(cè)量精度：0.5級(jí)；

?頻率測(cè)量誤差：±0.05HZ；無功電能：1級(jí)；

?供電電壓：AC85-265V/DC100-300V；

?功耗：≤10VA。

?C P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm雙核處理器TDP 17W超低功耗處理器

?主 板:Intel M11工控固態(tài)節(jié)能主板

?內(nèi) 存:1G DDR3 1333超高速內(nèi)存,支持1333/1066MHz內(nèi)存,最大可支持8GB。

?硬 盤:24G SSD固態(tài)硬盤

?顯 卡:集成Intel  HD Graphics核心顯卡,提供VGA、LVDS、雙HDMI顯示輸出,LVDS支持雙通道24bit,支持單獨(dú)顯示、雙顯復(fù)制、雙顯擴(kuò)展。

?聲 卡:集成ALC662 6聲道高保真音頻控制器

?網(wǎng) 卡:集成1個(gè)RTL千兆網(wǎng)卡,支持網(wǎng)絡(luò)喚醒、PXE功能。

?電 源:外置電源（100V至220V寬幅電壓，全球通用）

?顯示屏:13寸LED工控屏 分辨率：1024*600

?觸摸屏:臺(tái)灣軍工Touchkit 4線觸摸屏，透光率高；性能穩(wěn)定，觸摸靈敏

?整機(jī)接口:4* USB 2.0接口,其中兩個(gè)可支持USB3.0(需定制)，

?1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口,1* Line out（綠色）,1* Mic（紅色)

?2*COM串口,1* 12V DC_JACK輸入接口數(shù)字電壓、電流、功率因數(shù)表、溫濕度表

?直流電壓表：0-200V×3只

?交流電流表：5A×1只

?交流電壓表：0-500V、交流電流表5A各一只

?交流電能計(jì)量模塊：電參數(shù)測(cè)量、運(yùn)行時(shí)間、超載報(bào)警、功率報(bào)警門限預(yù)置、掉電數(shù)據(jù)保存

?溫度、濕度表:溫度測(cè)量范圍：-50℃-+70℃ 濕度測(cè)量范圍：20%-90%

?含有照度計(jì)、溫度表、濕度表，單片機(jī)時(shí)鐘系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示

3.1 分布式光伏仿真規(guī)劃軟件

一、概述：基于Unity3D軟件，使用C#語言進(jìn)行開發(fā)，采用My Sql作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，通過FTP協(xié)議與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。軟件使用者通過使用光伏、風(fēng)力、地?zé)?、生物質(zhì)4種能源設(shè)計(jì)多能互補(bǔ)方案，完成區(qū)域能源的供能結(jié)構(gòu)改造方案設(shè)計(jì)，并結(jié)合區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，模擬區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)能耗與供能數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化出合理的能源結(jié)構(gòu)。

二、用戶管理功能：

1.注冊(cè)：支持學(xué)生或教師按照學(xué)校名稱和手機(jī)號(hào)碼注冊(cè)用戶

2.登錄：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號(hào)碼或用戶名登錄系統(tǒng)。

3.找回密碼：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號(hào)碼找回密碼

4.權(quán)限管理：支持主用戶添加或刪除子用戶

5.用戶信息管理：支持用戶信息查看，包括用戶名、學(xué)校、真實(shí)姓名、學(xué)號(hào)、上級(jí)用戶等

6.異地登錄：同一個(gè)賬號(hào)24小時(shí)內(nèi)只能在同一臺(tái)電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。

7.教學(xué)資源

1、在線教育課程開放平臺(tái)（具有軟件著作權(quán)，配1個(gè)登錄帳號(hào)）:

1）本系統(tǒng)是互通教學(xué)多元化管理平臺(tái)，將傳統(tǒng)的各個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)施整合，集中互通管理，解決多平臺(tái)、多賬號(hào)難以管理、數(shù)據(jù)庫分散無法集中統(tǒng)計(jì)等問題。系統(tǒng)包含了：在線教務(wù)管理系統(tǒng)、在線課程資源管理平臺(tái)、在線習(xí)題庫平臺(tái)、在線考試考核平臺(tái)、線上視頻課程管理平臺(tái)及線上虛擬仿真教學(xué)管理平臺(tái)，真正意義的一站互通數(shù)據(jù)集中統(tǒng)計(jì)！

2）課程資源：多個(gè)微課視頻實(shí)拍采集教學(xué)視頻素材，后期影視包裝，片頭10秒左右，片尾5秒左右，視頻尺寸不低于1920*1080，視頻格式MP4、FLV等；多個(gè)虛擬仿真內(nèi)容采用unity引擎開發(fā)，在pc端win系統(tǒng)上運(yùn)行（win7、win8、win10，注不包含win xp）軟件。

3）為了教學(xué)的統(tǒng)一性要求在線教育平臺(tái)與實(shí)訓(xùn)裝置是同一個(gè)生產(chǎn)商！

4）配套微課內(nèi)容不少于30課時(shí)。

三、組件數(shù)據(jù)庫

1.支持查看市面上超過15家光伏組件廠商的實(shí)際數(shù)據(jù)

2.涵蓋了至少500種規(guī)格型號(hào)的光伏組件數(shù)據(jù)。

3.每種光伏組件的型號(hào)常規(guī)參數(shù)均可查看：價(jià)格、功率、組件類型、峰值電壓、開路電壓、最大允許電壓、電壓溫度系數(shù)、峰值電流、短路電流、電流溫度系數(shù)、光電轉(zhuǎn)化效率、長度、重量等

四、逆變器數(shù)據(jù)庫

1.支持查看市面上超過6家逆變器廠商的實(shí)際數(shù)據(jù)。

2.涵蓋了至少40種規(guī)格型號(hào)的逆變器數(shù)據(jù)。

3.每種型號(hào)的逆變器常規(guī)參數(shù)均可查看：價(jià)格、最大直流輸入、額定交流輸出、最大效率、歐洲效率、最小電壓、mppt電壓、MPPT數(shù)量、最大直流電壓、最大直流電流、尺寸、重量等。

五、氣象數(shù)據(jù)庫

1.支持查看全國超過32個(gè)城市的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)。

2.支持查看2013-2016年的精確到天的模擬地圖氣候數(shù)據(jù)，可自由設(shè)置日期進(jìn)行查看。

3.每個(gè)城市的氣候數(shù)據(jù)均可查看：平均氣溫、最高最低氣溫、濕度、降水量、輻照量、氣壓、風(fēng)速、土地濕度攝氏度等。

六、3D地圖功能

6.1 模型

支持教師通過3D地圖上的模擬能耗布置相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，同時(shí)可以修改多種參數(shù)以最大化的適應(yīng)不同實(shí)際情況，最后可以根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)分。

1.根據(jù)項(xiàng)目及學(xué)習(xí)任務(wù)需要規(guī)劃設(shè)計(jì)的區(qū)域面積大小，選擇對(duì)應(yīng)面積以及地形相似度高的區(qū)域，并定期更新可用的區(qū)域3d地圖

2.加載在3D地圖上的是真實(shí)的地形地貌，包含設(shè)計(jì)成虛擬的地形地貌、3D地圖模型、山川、河流與樹木；

3.支持修改光伏發(fā)電的相關(guān)評(píng)分參數(shù)：整機(jī)效率、最佳傾角、除組件和逆變器以外的其他成本參數(shù)等。

4.支持修改風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)評(píng)分參數(shù)：整機(jī)效率、風(fēng)力波動(dòng)（自定義風(fēng)速的每小時(shí)波動(dòng)數(shù)據(jù)以體現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組隨著每小時(shí)風(fēng)速數(shù)據(jù)的變化，發(fā)電量在1天24小時(shí)內(nèi)隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)；）

5.支持修改地?zé)崮艿南嚓P(guān)評(píng)分參數(shù)：換熱能力、熱協(xié)調(diào)參數(shù)、成本單價(jià)

6.支持修改生物質(zhì)能的相關(guān)評(píng)分參數(shù)：生物質(zhì)年供應(yīng)、整機(jī)效率、生物質(zhì)殘余物平均能源折算系數(shù)、生物質(zhì)平均谷草比系數(shù)、生物質(zhì)殘余物能源利用可獲得系數(shù)、建設(shè)成本、燃料成本、運(yùn)維成本等。同時(shí)可自動(dòng)根據(jù)公司計(jì)算得出每年最大可建設(shè)的電站功率作為評(píng)分準(zhǔn)則。

（最大生物質(zhì)電站功率=年供應(yīng)量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源利用可獲得系數(shù)/ 3600/365/24）

7.設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)的5種用能建筑模型（底層住宅、交通樞紐、酒店、小高層、寫字樓），通過設(shè)置每個(gè)建筑模型的最大功率、制冷制熱能耗占比、每小時(shí)實(shí)際用電系數(shù)、日能耗時(shí)長，可以獲得區(qū)域內(nèi)建筑每小時(shí)、每天、全年的耗電情況以及制冷制熱能耗需求；

8.可選擇全國任意地區(qū)（精確城市）、任意氣候時(shí)段作為區(qū)域能源模擬的目標(biāo)區(qū)域，通過對(duì)比數(shù)據(jù)庫可以得出當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度、光伏組件全年最高、最低工作溫度，并可以自動(dòng)計(jì)算最大、最小電壓、最大開路電壓、最大直流電流等數(shù)據(jù)

9.可以自行比較同一模型不同規(guī)劃方案的優(yōu)劣，通過比較傾角偏差、組件逆變器功率比、間距誤差、逆變器數(shù)量、生物質(zhì)電站容量、淺層地?zé)崛萘?、風(fēng)力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動(dòng)、建設(shè)總成本等，可以對(duì)同一模型下的方案進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分

10.命名：教師可以自行命名模型的名字

11.刪除：教師可以對(duì)模型進(jìn)行刪除操作

6.2 方案

支持學(xué)生通過設(shè)置3D地圖上的各種能源搭配的方案來解答教師給出的學(xué)習(xí)任務(wù)，并給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表

1.在3d地圖上，根據(jù)模擬的每小時(shí)用能數(shù)據(jù)，合理布局"光伏發(fā)電""風(fēng)力發(fā)電""生物質(zhì)發(fā)電""淺層地?zé)嵩O(shè)施"設(shè)置各種產(chǎn)能模塊的產(chǎn)能參數(shù)，滿足區(qū)域用能需求，以完成需求側(cè)區(qū)域能源規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)；

2.使用光伏、風(fēng)力、生物質(zhì)、地?zé)?種新能源并結(jié)合外部電力輸入以進(jìn)行能源供應(yīng)模擬并能自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)能。

3.根據(jù)設(shè)施地區(qū)經(jīng)緯度與氣候參數(shù)，通過選擇不同型號(hào)規(guī)格的逆變器與光伏組件，來完成光伏組件方陣的設(shè)計(jì)，主要包含參數(shù)有：方陣行數(shù)、方陣列數(shù)、組件安裝方式設(shè)計(jì)、傾角設(shè)計(jì)、逆變器數(shù)量、組件間距設(shè)計(jì)、組串串并聯(lián)的數(shù)量等完成區(qū)域光伏電站設(shè)置

4.根據(jù)每小時(shí)的用電情況，實(shí)現(xiàn)戶式/小型分布式光伏電站的模擬設(shè)計(jì)，并根據(jù)所選光伏組件與逆變器估算該電站的建設(shè)成本以及模擬該分布式電站與負(fù)載的合并運(yùn)行情況

5.可設(shè)置不同容量大小的風(fēng)機(jī)，模擬風(fēng)力發(fā)電功率

6.根據(jù)模擬時(shí)段內(nèi)的氣溫?cái)?shù)據(jù)，判斷當(dāng)日是否存在制冷制熱需求，并根據(jù)當(dāng)日的冷熱程度模擬制冷制熱能耗情況。

7.模擬淺層地?zé)釗Q熱能力與埋管面積的關(guān)系；同時(shí)學(xué)生根據(jù)模擬數(shù)據(jù)需要，設(shè)置生物質(zhì)能建設(shè)所需面具，以滿足模擬建筑制冷制熱能耗需求；

8.學(xué)習(xí)生物質(zhì)發(fā)電過程中，通過生物質(zhì)能電站的一系列參數(shù)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式學(xué)習(xí)。（最大生物質(zhì)電站功率=年供應(yīng)量*1000*平均能源折算系數(shù)*谷草比系數(shù)*殘余物能源利用可獲得系數(shù)/ 3600/365/24）

9.模擬白天時(shí)段，光伏發(fā)電設(shè)施每小時(shí)發(fā)電數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出白天每小時(shí)光伏發(fā)電量隨光照強(qiáng)度變化、夜晚光伏沒有發(fā)電的量的特點(diǎn)；

10.根據(jù)逆變器、光伏組件的價(jià)格，風(fēng)機(jī)機(jī)組價(jià)格，地?zé)犭娬緝r(jià)格，生物質(zhì)電站價(jià)格對(duì)所設(shè)計(jì)的多能互補(bǔ)方案的建設(shè)總成本自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

11.在初始化并部署完成后，展示整個(gè)區(qū)域能源狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)設(shè)值進(jìn)行計(jì)算和輸出，根據(jù)輸出結(jié)果形成各類報(bào)表。包括總數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)；

12.能源數(shù)據(jù)報(bào)表中，通過模擬時(shí)間過程，以及設(shè)計(jì)好的方案，可以顯示各種能源的產(chǎn)能情況，包括：總產(chǎn)能、光伏發(fā)電量、風(fēng)力發(fā)電量、淺層地?zé)崮芰?、生物質(zhì)能發(fā)電量以及外部電力輸入等。

13.根據(jù)用能模塊預(yù)設(shè)的用能參數(shù)，模擬計(jì)算出用能情況實(shí)時(shí)曲線與各類產(chǎn)能設(shè)施的產(chǎn)能占比，并同步圖表顯示，包括總能耗、一般能耗、制冷制熱能耗等，有助于學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)能源的設(shè)計(jì)配比。

14.命名：學(xué)生可自行對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行命名或重命名

15.刪除：教師或?qū)W生可刪除方案

七、其他

光伏陣列間距計(jì)算器：可通過計(jì)算器自動(dòng)計(jì)算出最佳傾角下的方陣最佳間距。涵蓋了全國32個(gè)城市。可查詢的數(shù)據(jù)有：經(jīng)緯度、不同光伏陣列傾角下的日平均輻射、年度總太陽輻射等。同時(shí)根據(jù)選擇的組件尺寸，根據(jù)傾角自動(dòng)計(jì)算出方陣最佳間距。

(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)

l主要功能

1、可以展示各種太陽能光伏電池使用的硅材料實(shí)物；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種材料的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約11課時(shí)）

l光伏硅產(chǎn)品基本情況介紹

l硅單質(zhì)性質(zhì)：包括硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、硅的分類與應(yīng)用

l硅化合物性質(zhì)：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的鹵化物、三氯氫硅、硅烷等

l硅的生長原理及定型

l硅的提純方法：包括化學(xué)提純與物理提純方法

l多晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括冶金硅級(jí)制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備

l單晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括單晶硅生長、單晶硅的雜質(zhì)與缺陷

l單晶硅與多晶硅加工方法

l硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

l硅材料的測(cè)試與分析方法：包括導(dǎo)電型號(hào)測(cè)量、電阻率測(cè)量、少子壽命測(cè)量、霍爾系數(shù)的測(cè)定、遷移率的測(cè)量、化學(xué)性能分析、晶體結(jié)構(gòu)分析等

l硅材料測(cè)試與分析依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（GB標(biāo)準(zhǔn)、UL標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)、SEMI標(biāo)準(zhǔn)）

(2)太陽能光伏電池片講解與展示系統(tǒng)

l主要功能

1、可以展示各種太陽能光伏電池片；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種電池片的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約9課時(shí)）

1)太陽能電池片基本情況介紹

2)太陽能電池片基本結(jié)構(gòu)分析

3)太陽能電池片分類

4)晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)工藝：包括生產(chǎn)方法與生產(chǎn)設(shè)備介紹

5)晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)主要原材料

6)太陽能電池片測(cè)試技術(shù)與方法：包括測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備介紹

7)太陽能電池片測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

(3)太陽能光伏組件講解與展示系統(tǒng)

1、可以展示各種太陽能光伏光伏組件；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種光伏組件的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約10課時(shí)）

l太陽能電池組件基本介紹

l太陽能電池組件的分類及各種組件的優(yōu)缺點(diǎn)

l太陽能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關(guān)設(shè)備

l太陽電池組件的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

l太陽能電池組件的測(cè)試方法與測(cè)試設(shè)備

l太陽能電池組件的發(fā)展方向

(4)太陽能光伏組件附屬材料講解與展示系統(tǒng)

l主要功能

1、可以展示各種太陽能光伏光伏組件附屬材料；

2、配備文字與動(dòng)畫展示各種光伏組件附屬材料的生產(chǎn)工藝與使用方法

3、目錄（約7課時(shí)）

l太陽能組件附屬設(shè)施情況介紹

l太陽能組件對(duì)鋼化玻璃的具體要求

l太陽能組件對(duì)支架鋁型材的具體要求

l太陽能組件對(duì)EVA封膠的具體要求

l太陽能組件對(duì)TPT背板的具體要求

l太陽能組件附屬設(shè)施檢測(cè)方法

l太陽能組件附屬設(shè)施測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

* 二、展示與講解內(nèi)容目錄（圖、文、聲并茂）：

2.1 太陽能光伏應(yīng)用產(chǎn)品講解與展示系統(tǒng)（約5課時(shí)）

2.1.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)：

2.1.2 家用太陽能發(fā)電機(jī)直流系統(tǒng)多媒體電視機(jī)

2.1.3 太陽能便攜電源：

2.1.4 太陽能殺蟲燈

2.1.5 太陽能警示燈

2.1.6 太陽能野營燈

2.2 太陽能光伏發(fā)電基本原理

2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成部分介紹

2.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

2.5 太陽能光伏電站施工建設(shè)方法

2.5.1、項(xiàng)目前期考察

2.5.2、項(xiàng)目建設(shè)前期資料及批復(fù)文件

第一階段：可研階段

第二階段：獲得省級(jí)/市級(jí)相關(guān)部門的批復(fù)文件

第三階段：獲得開工許可

2.5.3、項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)

2.5.4、項(xiàng)目實(shí)施建設(shè)

2.5.5、帶電前的必備條件

2.6太陽能光伏并網(wǎng)電站介紹

2.6.1、光伏并網(wǎng)電站簡要描述

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備組成

2.6.2、光伏并網(wǎng)電站設(shè)備功能

2.7 家用型太陽能電站建設(shè)方案

2.7.1、項(xiàng)目概述

2.7.2、方案設(shè)計(jì) （附詳細(xì)方案設(shè)計(jì)）

（一）用戶負(fù)載信息

（二）系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

（三）效益計(jì)算：  

2.8 逆變器基本原理介紹

2.9 控制器基本原理介紹

?主要作用：在小型光伏系統(tǒng)中，用來保護(hù)蓄電池；在大中型系統(tǒng)中，起平衡光伏系統(tǒng)能量、保護(hù)蓄電池及整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行等；

l光伏控制器應(yīng)具有以下功能：

①防止蓄電池過充電和過放電，延長蓄電池壽命；

②防 止太陽能電池板或電池方陣、蓄電池極性接反；

③防止負(fù)載、控制器、逆變器和其他設(shè)備內(nèi) 部短路；

④具有防雷擊引起的擊穿保護(hù)；

⑤具有溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?/span>

⑥顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)的 各種工作狀態(tài)，包括：蓄電池（組）電壓、負(fù)載狀態(tài)、電池方陣工作狀態(tài)、輔助電源狀態(tài)、 環(huán)境溫度狀態(tài)、故障報(bào)警等。

?光伏控制器按電路方式的不同，可分為并聯(lián)型、串聯(lián)型、脈寬調(diào)制型、多路控制型等；

?按組件輸入功率分：小功率型、 中功率型、大功率型及專用控制器（如草坪燈控制器）等；

?光伏控制器性能特點(diǎn)：

1.小功率光伏控制器

?控制器的主要開關(guān)器件；

?運(yùn)用脈沖寬度調(diào)制（PWM)控制技術(shù)；

?具有單路、雙路負(fù)載輸出和多種工作模式；

?具有多種保護(hù)功能；

?系統(tǒng)工作狀況、蓄電池的剩余電量等的變化；

?具有溫度補(bǔ)償功能

2、中功率光伏控制器

?負(fù)載電流大于15A的控制器為中功率控制器。

?系統(tǒng)狀態(tài)顯示；

?可編程設(shè)定負(fù)載的控制方式；

?多種保護(hù)功能；

?浮充電壓的溫度補(bǔ)償功能；

?具有快速充電功能；

?普通充放電工作模式、光控開/關(guān)、光控開/時(shí)控關(guān)工作模式

3、大功率光伏控制器

?大功率光伏控制器采用微電腦芯片控制系統(tǒng)，控制功能更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜過程控制。

光伏控制器主要技術(shù)參數(shù)：

系統(tǒng)電壓、最大充電電流、太陽電池方陣輸入路數(shù)、電路自身損耗、充滿斷開或過壓關(guān)斷電壓（HVD) 、欠壓斷開或欠壓關(guān)斷電壓（LVD)、蓄電池充電浮充電壓、溫度補(bǔ)償、使用或工作環(huán)境溫度范圍、其他保護(hù)功能

控制器的額定負(fù)載電流：

即控制器輸出到直流負(fù)載或逆變器的直流輸出電流。該數(shù)據(jù)要滿足負(fù)載或逆變器的 輸入要求。