TW-SNY81制儲(chǔ)氫及氫氧燃料電池發(fā)電創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、系統(tǒng)簡介
制儲(chǔ)氫及氫氧燃料電池發(fā)電創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的制氫、氫氣儲(chǔ)存、氫能管理利用這幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的有機(jī)組合和展現(xiàn)。制氫的能源采用清潔的光伏發(fā)電，這不僅解決了部分光伏發(fā)電就地消納的問題，還使資源得到有效的利用。制氫裝置由電解裝置、電功率測量、產(chǎn)氫流量測量等幾個(gè)部分組成，可監(jiān)測產(chǎn)氫流量、電解裝置輸入的電功率等參數(shù)。儲(chǔ)氫系統(tǒng)由奧氏體材料儲(chǔ)氫罐、氣體輸送管路、控制閥等組成，該儲(chǔ)氫系統(tǒng)可監(jiān)測儲(chǔ)氫壓力、溫度，并可智能化設(shè)定和控制儲(chǔ)氫壓力上下限。上述過程，光伏發(fā)電經(jīng)過DC/DC變流，經(jīng)直流母線儲(chǔ)存于蓄電池組中（蓄電池僅做穩(wěn)定調(diào)控功能），然后蓄電池經(jīng)DC/AC逆變成交流電，給電解裝置供電以產(chǎn)生氫氣，氫氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫系統(tǒng)中，需要時(shí)供給氫氧燃料電池裝置，產(chǎn)生電能，電池堆反應(yīng)后的尾氣進(jìn)入尾氣分析裝置，可進(jìn)行氣體成分分析。
您只要致電：021-55884001（袁經(jīng)理）
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本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)表面繪制了制儲(chǔ)氫原理結(jié)構(gòu)，各測試節(jié)點(diǎn)原理清晰直觀，采用安全接插座，操作安全。本系統(tǒng)內(nèi)置了模擬氫氣泄露的仿真系統(tǒng)，可進(jìn)一步模擬貼近真實(shí)的工業(yè)現(xiàn)場氣體泄露情況。系統(tǒng)還內(nèi)置了氫能管理軟件，通過本系統(tǒng)還可以進(jìn)一步對工業(yè)組態(tài)軟件和可編程邏輯控制器在氫產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用做進(jìn)深入的學(xué)習(xí)和延伸。制氫、儲(chǔ)氫、氫能利用過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可通過上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄。通過該系統(tǒng)所驗(yàn)證的方法原理、工藝標(biāo)準(zhǔn)可直接或稍加改動(dòng)后移植到應(yīng)用現(xiàn)場。大大提高氫氣利用領(lǐng)域的安全性和數(shù)據(jù)可驗(yàn)證性。
二、參考參數(shù)
光伏組件：
?輸出功率：100W；
?開路電壓：23.5V；
?工作電壓：17.9V；
?短路電流：6.78A；
?工作電流：5.57A；
2）光伏控制裝置：
?額定系統(tǒng)電壓：24V；
?空載損耗：≤1.2W；
?光伏最大輸入電壓：150V；
?最大充電電流：30A；
?轉(zhuǎn)換效率：≤98%；
?MPPT追蹤效率：>99%；
保護(hù)功能：接反保護(hù)，欠壓保護(hù)，過壓保護(hù)，過充保護(hù)，過載保護(hù)，短路保護(hù)，反充保護(hù)等；
3、仿真軟件：
1） 新能源教學(xué)系統(tǒng)仿真軟件（具有軟件著作權(quán)，網(wǎng)絡(luò)版）
A、多媒體教學(xué)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(shí)內(nèi)容。
2、配備文字與動(dòng)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(shí)快速掌握和快速學(xué)習(xí)。
4、多媒體軟件組成
(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(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)）
光伏硅產(chǎn)品基本情況介紹
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
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
硅的生長原理及定型
硅的提純方法：包括化學(xué)提純與物理提純方法
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
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
單晶硅與多晶硅加工方法
硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料
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、化學(xué)性能分析、晶體結(jié)構(gòu)分析等
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(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)）
太陽能電池片基本情況介紹
太陽能電池片基本結(jié)構(gòu)分析
太陽能電池片分類
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
晶體硅太陽能電池片生產(chǎn)主要原材料
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
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(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)）
太陽能電池組件基本介紹
太陽能電池組件的分類及各種組件的優(yōu)缺點(diǎn)
太陽能電池組件的生產(chǎn)工藝介紹及相關(guān)設(shè)備
太陽電池組件的評定標(biāo)準(zhǔn)
太陽能電池組件的測試方法與測試設(shè)備
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(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)）
太陽能組件附屬設(shè)施情況介紹
太陽能組件對鋼化玻璃的具體要求
太陽能組件對支架鋁型材的具體要求
太陽能組件對EVA封膠的具體要求
太陽能組件對TPT背板的具體要求
太陽能組件附屬設(shè)施檢測方法
太陽能組件附屬設(shè)施測試標(biāo)準(zhǔn)
B、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/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(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；
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。
4、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；
5、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。
3）穩(wěn)壓逆變系統(tǒng)：
?電池類型：鉛酸免維護(hù)；
?電池容量：12V45AH；
?電池連接方式：串聯(lián)；
?電池保護(hù)：末端接保險(xiǎn)絲；
離網(wǎng)逆變器：
?額定輸出容量：1000VA；
?額定輸入電壓：DC24V；
?輸入電壓保護(hù)：DC34V；
?輸入電壓恢復(fù)：DC33V；
?輸入欠壓保護(hù)：DC21.6V；
?輸入欠壓恢復(fù)：DC24V；
?空載電流：≦0.5A；
?額定輸出電壓：AC220V；
?額定輸出頻率:50/60HZ±0.5HZ；
?輸出波形：純正弦波；
?波形畸變率：≦4%；
?動(dòng)態(tài)響應(yīng)：5%；
?功率因素：≧0.8；
?過載能力：120%/1分鐘,150%/10秒鐘；
?逆變效率：90%；
?絕緣強(qiáng)度：1500VAC,1分鐘；
?逆變器結(jié)構(gòu)：工頻隔離；
?設(shè)備保護(hù)：逆變器輸入過壓保護(hù)、蓄電池過放電保護(hù)、蓄電池反接保護(hù)、輸出過載保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過熱保護(hù)等；
?工作溫度：-25℃～60℃；
4）電解制氫系統(tǒng)
?輸入220V/50Hz，120W，
?氫氣發(fā)生器采用去離子水（即純水）電解，流量可控；
?氫氣純度：不低于99.99%；
?輸出流量：不低于300ml/min；
?輸出壓力：≤0.4MPa；
?最大功率達(dá)160W；
5）氫緩沖穩(wěn)定系統(tǒng)
儲(chǔ)氫罐：
?采用奧氏體不銹鋼材料，耐壓不低于1.25MPa，使用壽命不低于10年，可緩沖、穩(wěn)定氫氣流量，；
?配置精密壓力表，精密壓力傳感器，modbusRTU/RS485或模擬量4-20mA輸出；
?獨(dú)特的氫能管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測管理氫氣壓力，氫氣輸出，氫氣關(guān)斷等，增強(qiáng)氫氣使用的安全性和提高氫氣使用的效率。
6）氫氣泄露仿真系統(tǒng)：
?系統(tǒng)耐壓：不低于1MPa；
?氣體控制閥：最小開合時(shí)間50ms；
?氣體泄露仿真模型：可隨機(jī)設(shè)定組合不低于9種；
?包括點(diǎn)泄露，長泄露，過壓泄露等
燃料電池堆
?額定輸出：100W，14V/7.2A；
?單電池?cái)?shù)：24片；
?反應(yīng)物質(zhì)：氫氣、空氣；
?供氫品質(zhì)：干燥，純度99.99%；
?供氫壓力：5.8-6.5psi；
?供氫流量：滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)1.4L/min；
?起動(dòng)時(shí)間：<30S；
?輸出電壓：DC13-23V；
?增濕類型：自增濕；
?冷卻類型：空冷；
?環(huán)境溫度：5-35℃；
?電堆工作溫度：<65℃；
8）自動(dòng)控制及監(jiān)測系統(tǒng)
環(huán)境檢測傳感器：
?溫度檢測范圍：-40℃～85℃；
?溫度檢測精度：±0.5℃；
?壓力監(jiān)測范圍：0-1MPA；
?傳感器供電：DC24V；
?傳感器通訊接口：隔離RS485或模擬量輸出；
人機(jī)界面：
?內(nèi)置氫能管理軟件現(xiàn)場端
?觸摸屏尺寸：7″；
?屏幕類型：TFT液晶顯示屏；
?分辨率：800×480；
?內(nèi)存：128M；
?串行接口：RS232/RS485；
?供電電壓：24±20%VDC；
?自動(dòng)控制系統(tǒng)：
?主控模塊：
?AC220V/50HZ輸入；
?14數(shù)字量輸入，10數(shù)量輸出；
?支持TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通信方式，可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算和復(fù)雜邏輯控制；
9）尾氣分析系統(tǒng)：
?溫度檢測范圍：-40℃～85℃；
?溫度檢測精度：±0.5℃；
?濕度檢測范圍：0-99.9%RH；
?濕度檢測精度：±3%RH；
?氫氣濃度檢測范圍：0-40000PPM
?傳感器通訊接口：隔離RS485或模擬量輸出；
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，我們在電源前端重要部件前加入了緊急停止開關(guān)和實(shí)驗(yàn)室智慧用電安全控制系統(tǒng)；
智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護(hù)功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險(xiǎn)；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺(tái)通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨(dú)立運(yùn)行。
1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報(bào)功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動(dòng)和停止！
2、手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。后臺(tái)查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中遠(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。
3、PC端軟件：每個(gè)設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶報(bào)警定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能?？梢绘I開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺(tái)設(shè)備的開關(guān)！
4、后臺(tái)系統(tǒng)：包含賬號管理、設(shè)備管理、報(bào)修管理、用戶管理，設(shè)備管理：①、包含監(jiān)控管理：實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控每個(gè)教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運(yùn)行情況，分析設(shè)備使用率及運(yùn)行時(shí)間?、凇O(shè)備節(jié)點(diǎn)：可顯示設(shè)備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。
5、報(bào)修管理：用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報(bào)修情況，后臺(tái)可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時(shí)跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。
6、用戶管理：可連通手機(jī)號，對賬戶進(jìn)行一對一的安全加密，實(shí)名認(rèn)證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理。
現(xiàn)場需對功能逐一演示，提供有效、權(quán)威的證明文件，佐證該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。
提供實(shí)驗(yàn)室智慧用電安全控制系統(tǒng)的專利證明材料；
10）上位機(jī)單元：
?內(nèi)置氫能管理軟件上位機(jī)端
?CPU：IntelCore i5；
?內(nèi)存：DDR3 8G；
?硬盤：7200轉(zhuǎn)/1TB；
?顯卡：Intel HD Graphic；
?屏幕：22英寸高清顯示器（1920*1080）。
11）柜體材質(zhì)與尺寸
?板材：熱鍍鋅處理；
?板材表面烤漆工藝；
?鋼板厚度：2mm；
?柜體精心設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)美觀新穎，方便操作和數(shù)據(jù)讀取。
三、可完成課題項(xiàng)目
?光伏發(fā)電氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的原理組成
?燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制
?電堆的IV極化特性曲線
?電堆的功率特性曲線
?環(huán)境改變對電堆性能的影響
?電解制氫效率測量實(shí)驗(yàn)
?電解制氫流量計(jì)量控制實(shí)驗(yàn)
?氫儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制
?電堆輸出和尾氣分析實(shí)驗(yàn)
?基于PLC的模擬量輸入和控制
人機(jī)界面和PLC的通訊控制
