SB-SWP01型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)裝置

一、概述

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)"風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)""制氫儲氫發(fā)電系統(tǒng)""智能微電網(wǎng)控制系統(tǒng)""智能充電站監(jiān)控系統(tǒng)"等，可實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制監(jiān)測、光伏發(fā)電系統(tǒng)控制監(jiān)測、制氫儲氫發(fā)電系統(tǒng)控制監(jiān)測、智能充電站控制監(jiān)測等諸多項目。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)通過實驗實訓(xùn)，課加深學(xué)生對專業(yè)課程的理解，提高學(xué)生動手實踐能力，為培養(yǎng)合格的電氣工程、智能電網(wǎng)信息工程、能源動力工程類畢業(yè)生打下基礎(chǔ)，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供堅實保障。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)裝置主要由光伏供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成。系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，可以組合成光伏發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)。

可開設(shè)實驗項目包括光伏電池方陣的安裝、光伏供電裝置的組裝、光線傳感器的安裝與調(diào)試、光伏電池組件光源跟蹤控制程序設(shè)計、光伏電池的輸出特性、蓄電池的充電特性和放電保護(hù)、水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組裝、模擬風(fēng)場裝置的組裝、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出特性的測試、逆變器的測試、逆變器的負(fù)載安裝與調(diào)試等，也可供科研及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持服務(wù)。

圖1  風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)（圖片僅供參考）

二、設(shè)備組成

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電裝置、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)組成，如圖1所示。SB-SWP01型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，各裝置和系統(tǒng)具有獨(dú)立的功能，可做為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、或組合成風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實訓(xùn)系統(tǒng)運(yùn)行。

（1）設(shè)備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm

風(fēng)力供電裝置1578×1950×1540mm

實   訓(xùn)   柜 3200×650×2000mm

（2）場地面積：25平方米

三、各單元介紹

3.1  光伏供電裝置

3.1.1光伏供電裝置的組成

光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機(jī)、電容器、直流電動機(jī)、接近開關(guān)、微動開關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成，如圖2所示。

圖2  光伏供電裝置

4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。2盞300W的投射燈安裝在擺桿支架上，擺桿底端與減速箱輸出端連接，減速箱輸入端連接單相交流電動機(jī)。電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，通過減速箱驅(qū)動擺桿作圓周擺動。擺桿底端與底座支架連接部分安裝了接近開關(guān)和微動開關(guān)，用于擺桿位置的限位和保護(hù)。水平和俯仰方向運(yùn)動機(jī)構(gòu)由水平運(yùn)動減速箱、俯仰運(yùn)動減速箱、直流電動機(jī)、接近開關(guān)和微動開關(guān)組成。直流電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，水平運(yùn)動減速箱驅(qū)動光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動、俯仰運(yùn)動減速箱驅(qū)動光伏電池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動，接近開關(guān)和微動開關(guān)用于光伏電池方陣位置的限位和保護(hù)。

3.1.2 光伏電池組件

光伏電池組件的主要參數(shù)為：

2額定功率  20W

2額定電壓  17.2V

2額定電流  1.17A

2開路電壓  21.4V

2短路電流  1.27A

2尺寸 430mm×430mm×28mm

3.2  光伏供電系統(tǒng)

光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子SMART S7-200、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開關(guān)電源、網(wǎng)孔架等組成。

3.2.1 控制方式

光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態(tài)，可以進(jìn)行手動或自動運(yùn)行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運(yùn)動操作。

3.2.2 DSP控制單元和接口單元

蓄電池的充電過程及充電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當(dāng)蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，DSP控制單元輸出信號驅(qū)動繼電器工作，繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，切斷蓄電池的放電回路。

3.2.3 蓄電池組

蓄電池組選用2節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數(shù)：

容量：12V 18Ah/20HR

重量：1.9kg

尺寸：345mm×195mm×20mm

3.3  風(fēng)力供電裝置

風(fēng)力供電裝置主要由葉片、輪轂、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙、尾舵、側(cè)風(fēng)偏航控制機(jī)構(gòu)、直流電動機(jī)、塔架和基礎(chǔ)、測速儀、測速儀支架、軸流風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)支架、軸流風(fēng)機(jī)框罩、單相交流電動機(jī)、電容器、風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)箱、護(hù)欄、連桿、滾輪、萬向輪、微動開關(guān)和接近開關(guān)等設(shè)備與器件組成，如圖3所示。

圖3  風(fēng)力供電裝置

葉片、輪轂、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙、尾舵和側(cè)風(fēng)偏航控制機(jī)構(gòu)組裝成水平軸永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，安裝在塔架上。風(fēng)場由軸流風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)支架、軸流風(fēng)機(jī)框罩、測速儀、測速儀支架、風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)箱體、傳動齒輪鏈機(jī)構(gòu)、單相交流電動機(jī)、滾輪和萬向輪等組成。軸流風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)框罩安裝在風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)箱體上部，傳動齒輪鏈機(jī)構(gòu)、單相交流電動機(jī)、滾輪和萬向輪組成風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)。當(dāng)風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)中的單相交流電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，傳動齒輪鏈機(jī)構(gòu)帶動滾輪轉(zhuǎn)動，風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)箱體圍繞風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)輸送可變風(fēng)量風(fēng)時，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍形成風(fēng)向和風(fēng)速可變的風(fēng)場。

在可變風(fēng)場中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用尾舵實現(xiàn)被動偏航迎風(fēng)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出最大電能。測速儀檢測風(fēng)場的風(fēng)量，當(dāng)風(fēng)場的風(fēng)量超過安全值時，側(cè)風(fēng)偏航控制機(jī)構(gòu)動作，使尾舵?zhèn)蕊L(fēng)45?，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)速變慢。當(dāng)風(fēng)場的風(fēng)量過大時，尾舵?zhèn)蕊L(fēng)90?，風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于制動狀態(tài)。

3.4  風(fēng)力供電系統(tǒng)

風(fēng)力供電系統(tǒng)主要由風(fēng)電電源控制單元、風(fēng)電輸出顯示單元、觸摸屏、風(fēng)力供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子SMART S7-200、繼電器組、接線排、可調(diào)電阻、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。

3.4.1 控制方式

風(fēng)力供電控制單元的偏航功能有手動和自動兩個狀態(tài)，可以進(jìn)行手動或自動可變風(fēng)向操作。

可變風(fēng)量是由變頻器控制軸流風(fēng)機(jī)實現(xiàn)。手動操作變頻器操作面板上的有關(guān)按鍵，使變頻器的輸出頻率在0-50Hz之間變化，軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在0至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變化，實現(xiàn)可變風(fēng)量輸出。

3.4.2 DSP控制單元和側(cè)風(fēng)偏航

風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片在氣流作用下產(chǎn)生力矩驅(qū)動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，通過輪轂將扭矩輸入到傳動系統(tǒng)。當(dāng)風(fēng)速增加超過額定風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速過快，發(fā)電機(jī)可能因超負(fù)荷而燒毀。

對于定槳距風(fēng)輪，當(dāng)風(fēng)速增加超過額定風(fēng)速時，如果氣流與葉片分離，風(fēng)輪葉片將處于"失速"狀態(tài)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)不會因超負(fù)荷而燒毀。

對于變槳距風(fēng)輪，當(dāng)風(fēng)速增加時，可根據(jù)風(fēng)速的變化調(diào)整氣流對葉片的攻角。當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時，輸出功率可穩(wěn)定地保持在額定功率上。特別是在大風(fēng)的情況下，風(fēng)力機(jī)處于順槳狀態(tài)，使槳葉和整機(jī)的受力狀況大為改善。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)多數(shù)是定槳距風(fēng)輪，在大風(fēng)的情況下，采用側(cè)風(fēng)偏航控制使氣流與葉片分離，使風(fēng)輪葉片處于"失速"狀態(tài)，安全地保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。另外，還可以通過側(cè)風(fēng)偏航控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)保持恒定功率輸出。

3.5逆變與負(fù)載系統(tǒng)

逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數(shù)檢測模塊、變頻器、三相交流電機(jī)、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。

3.5.1 逆變電源控制單元

逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15等組成。

3.5.2 逆變輸出顯示單元

逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子DT16和DT17等組成。

3.5.3 逆變與負(fù)載系統(tǒng)主電路

逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變器、交流調(diào)速系統(tǒng)、逆變器測試模塊、發(fā)光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。

逆變器的輸入由光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)或蓄電池提供，逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調(diào)速系統(tǒng)由變頻器和三相交流電動機(jī)組成，逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源，變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動機(jī)使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供，逆變電源控制單元輸出的DC24V供發(fā)光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區(qū)、基波、SPWM波形。

3.5.4 逆變器

逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多,各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓(xùn)裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。

3.6  監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。

3.6.1 監(jiān)控系統(tǒng)功能

（1）通信：

監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進(jìn)行通信。

（2）界面

a.監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，風(fēng)力供電系統(tǒng)界面，逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，風(fēng)光互補(bǔ)能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。

b.光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實現(xiàn)光伏電池方陣自動跟蹤。

c.風(fēng)力供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)側(cè)風(fēng)偏航控制。

d.具有光伏發(fā)電采集報表和風(fēng)力發(fā)電集報表，記錄光伏輸出電壓、電流，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流；逆變與負(fù)載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報表。

3.6.2 分布式光伏仿真規(guī)劃軟件

基于Unity3D軟件，使用C#語言進(jìn)行開發(fā)，采用My Sql作為后臺數(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，并結(jié)合區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)，模擬區(qū)域內(nèi)實時能耗與供能數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化出合理的能源結(jié)構(gòu)。

用戶管理功能：

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

2.登錄：支持學(xué)生或教師根據(jù)手機(jī)號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、真實姓名、學(xué)號、上級用戶等

6.異地登錄：同一個賬號24小時內(nèi)只能在同一臺電腦上登錄，無法在其他電腦上登錄。

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際數(shù)據(jù)

2.涵蓋了至少500種規(guī)格型號的光伏組件數(shù)據(jù)。

3.每種光伏組件的型號常規(guī)參數(shù)均可查看：價格、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

逆變器數(shù)據(jù)庫

1.支持查看市面上超過6家逆變器廠商的實際數(shù)據(jù)。

2.涵蓋了至少40種規(guī)格型號的逆變器數(shù)據(jù)。

3.每種型號的逆變器常規(guī)參數(shù)均可查看：價格、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。

氣象數(shù)據(jù)庫

1.支持查看全國超過32個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。

3D地圖功能

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)，同時可以修改多種參數(shù)以最大化的適應(yīng)不同實際情況，最后可以根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行相應(yīng)的評分。

1.根據(jù)項目及學(xué)習(xí)任務(wù)需要規(guī)劃設(shè)計的區(qū)域面積大小，選擇對應(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地圖上的是真實的地形地貌，包含設(shè)計成虛擬的地形地貌、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)評分參數(shù)：整機(jī)效率、風(fēng)力波動（自定義風(fēng)速的每小時波動數(shù)據(jù)以體現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組隨著每小時風(fēng)速數(shù)據(jù)的變化，發(fā)電量在1天24小時內(nèi)隨機(jī)波動的特點(diǎn)；）

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

6.支持修改生物質(zhì)能的相關(guān)評分參數(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。同時可自動根據(jù)公司計算得出每年最大可建設(shè)的電站功率作為評分準(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)置每個建筑模型的最大功率、制冷制熱能耗占比、每小時實際用電系數(shù)、日能耗時長，可以獲得區(qū)域內(nèi)建筑每小時、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）、任意氣候時段作為區(qū)域能源模擬的目標(biāo)區(qū)域，通過對比數(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，并可以自動計算最大、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)崛萘俊L(fēng)力電站布局、外部電力輸入、外部電力波動、建設(shè)總成本等，可以對同一模型下的方案進(jìn)行自動評分

10.命名：教師可以自行命名模型的名字

11.刪除：教師可以對模型進(jìn)行刪除操作

學(xué)生登錄

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)報表

1.在3d地圖上，根據(jù)模擬的每小時用能數(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；

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)模擬并能自動計算產(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，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、傾角設(shè)計、逆變器數(shù)量、組件間距設(shè)計、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)每小時的用電情況，實現(xiàn)戶式/小型分布式光伏電站的模擬設(shè)計，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)模擬時段內(nèi)的氣溫數(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.模擬白天時段，光伏發(fā)電設(shè)施每小時發(fā)電數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出白天每小時光伏發(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、光伏組件的價格，風(fēng)機(jī)機(jī)組價格，地?zé)犭娬緝r格，生物質(zhì)電站價格對所設(shè)計的多能互補(bǔ)方案的建設(shè)總成本自動統(tǒng)計

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

12.能源數(shù)據(jù)報表中，通過模擬時間過程，以及設(shè)計好的方案，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)，模擬計算出用能情況實時曲線與各類產(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)計配比。

14.命名：學(xué)生可自行對設(shè)計方案進(jìn)行命名或重命名

15.刪除：教師或?qū)W生可刪除方案

七、其他小工具

光伏陣列間距計算器：可通過計算器自動計算出最佳傾角下的方陣最佳間距。涵蓋了全國32個城市?？刹樵兊臄?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。同時根據(jù)選擇的組件尺寸，根據(jù)傾角自動計算出方陣最佳間距。

3.6.3 新能源教學(xué)系統(tǒng)仿真軟件

* 一、軟件概述

1、通過該軟件可以系統(tǒng)性學(xué)習(xí)太陽能光伏硅材料、電池片、光伏組件、光伏組件附屬材料、光伏應(yīng)用產(chǎn)品等全部系列光伏知識內(nèi)容。

2、配備文字與動畫展示并介紹從原材料至成品包括中間環(huán)節(jié)加工工藝等與使用方法。

3、多媒體系統(tǒng)自帶語音講解，圖、文、聲并茂展示講解、與系統(tǒng)所述文字同步播放，幫助教師對光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提高學(xué)生對新能源專業(yè)知識快速掌握和快速學(xué)習(xí)。

4、軟件組成

(1)太陽能光伏硅材料講解與展示系統(tǒng)

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物；

2、配備文字與動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）

2光伏硅產(chǎn)品基本情況介紹

2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

2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

2硅的生長原理及定型

2硅的提純方法：包括化學(xué)提純與物理提純方法

2多晶硅的制備及其缺陷和雜質(zhì)：包括冶金硅級制備、高純多晶硅制備、鑄造多晶硅制備

2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

2單晶硅與多晶硅加工方法

2硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

2硅材料的測試與分析方法：包括導(dǎo)電型號測量、電阻率測量、少子壽命測量、霍爾系數(shù)的測定、遷移率的測量、化2學(xué)性能分析、晶體結(jié)構(gòu)分析等

2硅材料測試與分析依據(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)

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）

2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

2太陽能電池片分類

2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

2晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)主要原材料

2太陽能電池片測試技術(shù)與方法：包括測試方法與測試設(shè)備介紹

2太陽能電池片測試依據(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）

2太陽能電池組件基本介紹

2太陽能電池組件的分類及各種組件的優(yōu)缺點(diǎn)

2太陽能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關(guān)設(shè)備

2太陽電池組件的評定標(biāo)準(zhǔn)

2太陽能電池組件的測試方法與測試設(shè)備

2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)

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）

2太陽能組件附屬設(shè)施情況介紹

2太陽能組件對鋼化玻璃的具體要求

2太陽能組件對支架鋁型材的具體要求

2太陽能組件對EVA封膠的具體要求

2太陽能組件對TPT背板的具體要求

2太陽能組件附屬設(shè)施檢測方法

2太陽能組件附屬設(shè)施測試標(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）

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)計方法

2.5 太陽能光伏電站施工建設(shè)方法

2.5.1、項目前期考察

2.5.2、項目建設(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/市級相關(guān)部門的批復(fù)文件

第三階段：獲得開工許可

2.5.3、項目施工圖設(shè)計

2.5.4、項目實施建設(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、項目概述

2.7.2、方案設(shè)計 （附詳細(xì)方案設(shè)計）

（一）用戶負(fù)載信息

（二）系統(tǒng)方案設(shè)計

（三）效益計算： 

2.8 逆變器基本原理介紹

2.9 控制器基本原理介紹

四、 主要實驗實訓(xùn)內(nèi)容

（1）光伏供電裝置及系統(tǒng)的安裝、接線與調(diào)試；

（2）光伏電池方陣輸出特性測試；

（3）風(fēng)力供電裝置及系統(tǒng)的安裝、接線與調(diào)試；

（4）逆變與負(fù)載系統(tǒng)的安裝、接線與調(diào)試以及相關(guān)參數(shù)測定；

（5）蓄電池組充放電檢測及參數(shù)的測量；

（6）DSP控制器對蓄電池的脈寬調(diào)制充電過程控制以及放電保護(hù)控制；

（7）MCGS觸摸屏以及力控軟件與各單元的通信測試；

（8）MCGS觸摸屏組態(tài)界面操作；

（9）力控軟件操作練習(xí)；

（10）Rs232和rs485等通訊連接線的焊接練習(xí)；

（11）太陽能電池組件方陣設(shè)計及安裝、測試；

（12）光伏供電裝置及系統(tǒng)的組成與控制實訓(xùn)；

（13）PLC編程手動、自動控制光伏電池追蹤太陽實訓(xùn)；

（14）光伏電池的I-U特性及輸出功率測試；

（15）風(fēng)力發(fā)電機(jī)及供電系統(tǒng)安裝及輸出特性測試；

（16）風(fēng)力發(fā)電機(jī)被動偏航與主動偏航性能調(diào)試；

（17）風(fēng)力供電系統(tǒng)電氣控制原理實驗；

（18）PLC編程手動、自動控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航實訓(xùn)；

（19）通過LCD人機(jī)對話模塊設(shè)置逆變器輸出電壓與頻率相關(guān)參數(shù)、死區(qū)時間、通訊地址實訓(xùn)；

（20）逆變器不同負(fù)載設(shè)計連接實訓(xùn)；

（21）上位機(jī)與各單元通信方式與連接、協(xié)議設(shè)定實訓(xùn)；

（22）三維組態(tài)力控軟件的應(yīng)用及開發(fā)流程實實訓(xùn)。

五、 主要技術(shù)參數(shù)