一、系統(tǒng)概述
風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，作為一種新型的綠色能源解決方案，巧妙地將風(fēng)力發(fā)電與太陽能光伏技術(shù)融為一體，通過智能化控制策略實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與協(xié)同工作。該實(shí)訓(xùn)臺(tái)不僅模擬了真實(shí)世界的能源生產(chǎn)環(huán)境，還融入了豐富的教學(xué)元素與實(shí)驗(yàn)功能，旨在幫助學(xué)習(xí)者全面掌握風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)集成技術(shù)及性能評(píng)估方法。
二、核心特性解析
1. 雙模互補(bǔ)，效率倍增：實(shí)訓(xùn)臺(tái)的核心在于其風(fēng)光互補(bǔ)機(jī)制，能夠根據(jù)自然條件的變化（如光照強(qiáng)度與風(fēng)速）動(dòng)態(tài)調(diào)整能源獲取方式，確保系統(tǒng)在任何環(huán)境下都能達(dá)到最佳發(fā)電效率。這種設(shè)計(jì)不僅提升了能源利用率，也為學(xué)生提供了理解復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化策略的實(shí)踐場(chǎng)景。
2. 智能監(jiān)控，即時(shí)反饋：配備先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄并展示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，包括電壓、電流、功率等關(guān)鍵參數(shù)，以及風(fēng)速、光照強(qiáng)度等環(huán)境因素。這些數(shù)據(jù)不僅便于教師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，也讓學(xué)生能夠直觀地觀察到理論與實(shí)際效果之間的關(guān)聯(lián)。
3. 模塊化設(shè)計(jì)，靈活擴(kuò)展：實(shí)訓(xùn)臺(tái)采用模塊化結(jié)構(gòu)，既方便日常維護(hù)與管理，又允許用戶根據(jù)教學(xué)需求自由添加或替換組件，如不同類型的太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等，從而滿足從基礎(chǔ)教學(xué)到高級(jí)研究的不同層次需求。
4. 安全至上，操作便捷：考慮到實(shí)驗(yàn)安全的重要性，實(shí)訓(xùn)臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了電氣安全措施，同時(shí)提供用戶友好的操作界面和詳細(xì)的操作指南，確保每位使用者都能在安全的前提下進(jìn)行探索與實(shí)踐。
三、教育價(jià)值與應(yīng)用場(chǎng)景
風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)不僅適用于新能源工程、電力電子、自動(dòng)化控制等專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也是科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)開發(fā)與測(cè)試的理想平臺(tái)。通過實(shí)際操作，學(xué)生可以：
深入理解新能源技術(shù)的原理與應(yīng)用。
鍛煉系統(tǒng)集成與故障排查能力。
學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析與性能優(yōu)化技巧。
增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念。
總之，風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)是連接理論與實(shí)踐的橋梁，更是培養(yǎng)未來新能源領(lǐng)域創(chuàng)新人才的重要載體。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與教育模式的革新，這類實(shí)訓(xùn)平臺(tái)將在推動(dòng)新能源科技普及與應(yīng)用方面發(fā)揮更加重要的作用。
500W風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)是集于太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電為一體的新型教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。可完成風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電及基站的供電及并網(wǎng)逆變電源系統(tǒng)集成的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示。可以幫助學(xué)生，進(jìn)一步理解風(fēng)力發(fā)電及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的理念、系統(tǒng)集成原理、單元組成、部件認(rèn)知等方面的學(xué)習(xí)和工程實(shí)際應(yīng)用技能。
1、產(chǎn)品特點(diǎn)
◆ 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集成了室內(nèi)溫/濕度儀，風(fēng)速測(cè)量、光照度測(cè)量系統(tǒng)，讓使用者操作起來更直觀。
◆ 系統(tǒng)采用32位數(shù)字化DSP技術(shù)，對(duì)蓄電池充放電進(jìn)行全智能化的管理。
◆ 系統(tǒng)DC-AC并網(wǎng)同步電源，采用高頻脈沖調(diào)制技術(shù)。具有小體積、高效率及高功率因數(shù)輸出。
◆ 系統(tǒng)面板上采用直觀的數(shù)字表和液晶顯示，讓用戶了解當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)。
◆ 系統(tǒng)上的離網(wǎng)電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。
◆ 風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以讓實(shí)訓(xùn)學(xué)生自行拆裝移動(dòng)，使用簡便、無噪音、無污染。
◆ 系統(tǒng)增加市電與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電切換模塊，讓實(shí)驗(yàn)更具操作性。
◆ 增加分布式供電原理與實(shí)驗(yàn)電路，讓學(xué)生增加對(duì)新知識(shí)的理解
一、主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)
1、系統(tǒng)規(guī)格
◆ 系統(tǒng)工作電壓：12/24V DC 220VAC
◆ 系統(tǒng)最大電流：50A
◆ 系統(tǒng)最大功率：900W
2、單晶硅太陽能電池規(guī)格
◆ 組件尺寸(L*W*H)：680*108*28mm×2
◆ 最佳功率：90W×2
◆ 最佳工作電壓：17.05±0.5V×2
◆ 最佳工作電流：5.2±0.10A，×2
◆ 短路電流：5.3±0.10A，×2
◆ 開路電壓：21±0.5V
◆ 模擬小太陽模塊：220VAC 500W金鹵燈或1000W自然色太陽投光燈
3、風(fēng)機(jī)力發(fā)電機(jī)參數(shù)
◆ 額定功率：400(W)
◆ 額定電壓：12/24(V)
◆ 額定電流：33.3/16.7（A）
◆ 風(fēng)輪直徑：1.65(m)
◆ 啟動(dòng)風(fēng)速：1.5(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&不銹鋼
4、模擬風(fēng)洞模塊
◆ 風(fēng)量：32073 mз/h
◆ 風(fēng)壓：388Pa
◆ 轉(zhuǎn)速：1440 r/min
◆ 功率：5.5kW
◆ 可調(diào)風(fēng)速：0～13級(jí)連續(xù)可調(diào)
4、風(fēng)光互補(bǔ)控制器規(guī)格
◆ 工作電壓：24VDC
◆ 充電功率：1000W
◆ 光伏功率：350W
◆ 風(fēng)機(jī)功率：650W
◆ 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/24V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)，）。
5、離網(wǎng)逆變電源
◆ 直流輸入電壓：19～28VDC
◆ 額定蔬出功率：600W
◆ 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)
6、并網(wǎng)同步逆變電源
◆ AC標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
◆ AC頻率范圍： 55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
◆ 并網(wǎng)輸出功率：400W
◆ 輸出電流總諧波失真：THDIAC <5%
◆ 相 位 差： <1%
◆ 孤島效應(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)
7、測(cè)風(fēng)系統(tǒng)模塊
◆ 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)）
8、電表規(guī)格
◆ 直流電流表：× 2個(gè)，20A， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 直流電壓表：× 2個(gè)，50V， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 交流電壓表：× 2個(gè)，500V，顯示模式︰0.5”LED
◆ 交流電流表：× 2個(gè)，5A， 顯示模式︰0.5”LED
◆ 時(shí)間、溫/濕度表：× 1個(gè)，-20～99.9℃ 顯示時(shí)間，室內(nèi)溫、濕度
9、負(fù)載：
◆ 風(fēng)扇：×1個(gè)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W
◆ 交通燈：1組(R,G,B)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.25A，功率：3W
◆ 蜂鳴器：×1個(gè)
◆ 馬達(dá)：×1個(gè)，額定電壓：12/24V，工作電流：0.35A，功率：5W 轉(zhuǎn)速：20rmp/min
◆ 交流線性電阻負(fù)載：3～100W連續(xù)可調(diào)
◆ 直流模擬負(fù)載：12V/24V/28WLED路燈板，帶PWM調(diào)光功能，輸出功率可設(shè)置
10、電池：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(huán)︰最大充電電流為5.6A
11、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：
高性能風(fēng)光互補(bǔ)智能控制器，含PC端Zigbee無線監(jiān)控模塊，與太陽能教學(xué)模塊Zigbee發(fā)射模塊，透過IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)無線協(xié)定截取I(電流)V(電壓)值至PC端顯示以便監(jiān)控。
12、系統(tǒng)外形尺寸:長5000×寬4000×高2100（㎜）主操作臺(tái)附滾輪方便推動(dòng)至戶外教學(xué)。 注：（該長、寬、高 尺寸為系統(tǒng)安裝后所占教室面積）
13、監(jiān)控軟件
◆ PC監(jiān)控模塊：監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控軟件。
◆ 顯示內(nèi)容：蓄電池電壓、風(fēng)機(jī)電壓、光伏電壓、風(fēng)機(jī)電流、光伏電流、風(fēng)機(jī)功率、光伏功率，能量模擬圖，當(dāng)前風(fēng)速（米/秒），當(dāng)前風(fēng)向（度），當(dāng)前風(fēng)力資源平估。
二、教學(xué)及研究實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
2、1、永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程風(fēng)能量變換演示和實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)7、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)8、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)9、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)
2、2、太陽能電池控制運(yùn)行過程光能量變換演示和實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1、光伏電池的伏安特性；
實(shí)驗(yàn)2、光伏發(fā)電的負(fù)載特性測(cè)試；
實(shí)驗(yàn)3、光伏電池輸出功率與入射角的關(guān)系；
實(shí)驗(yàn)4、輸出功率與光照強(qiáng)度的關(guān)系；
實(shí)驗(yàn)5、最大功率點(diǎn)跟蹤實(shí)驗(yàn)測(cè)試；
實(shí)驗(yàn)6、控制器原理實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)7、蓄電池充放電控制實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)8、蓄電池保護(hù)實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)9、光伏陣列設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)10、太陽能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)；
實(shí)驗(yàn)11、太陽能系統(tǒng)電器負(fù)載實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)12、綜合實(shí)驗(yàn)；