TW-SNY81制储氢及氢氧燃料电池发电立异实训系统

一、系统简介

制储氢及氢氧燃料电池发电立异实训系统是氢能工业链中的制氢、氢气贮存、氢能治理使用这几个要害环节的有机组合和展现。制氢的能源接纳清洁的光伏发电，这不但解决了部分光伏发电就地消纳的问题，还使资源获得有用的使用。制氢装置由电解装置、电功率丈量、产氢流量丈量等几个部分组成，可监测产氢流量、电解装置输入的电功率等参数。储氢系统由奥氏体质料储氢罐、气体运送管路、控制阀等组成，该储氢系统可监测储氢压力、温度，并可智能化设定和控制储氢压力上下限。上述历程，光伏发电经由DC/DC变流，经直流母线贮存于蓄电池组中（蓄电池仅做稳固调控功效），然后蓄电池经DC/AC逆酿成交流电，给电解装置供电以爆发氢气，氢气贮保存储氢系统中，需要时供应氢氧燃料电池装置，爆发电能，电池堆反应后的尾气进入尾气剖析装置，可举行气体因素剖析。

本实训系统外貌绘制了制储氢原理结构，各测试节点原理清晰直观，接纳清静接插座，操作清静。本系统内置了模拟氢气泄露的仿真系统，可进一步模拟贴近真实的工业现场气体泄露情形。系统还内置了氢能治理软件，通过本系统还可以进一步对工业组态软件和可编程逻辑控制器在氢工业中的应用做进深入的学习和延伸。制氢、储氢、氢能使用历程的各项数据可通过上位机软件实时监测和纪录。通过该系统所验证的要领原理、工艺标准可直接或稍加改动后移植到应用现场。大大提高氢气使用领域的清静性和数据可验证性。

二、参考参数

光伏组件：

?输出功率：100W；

?开路电压：23.5V；

?事情电压：17.9V；

?短路电流：6.78A；

?事情电流：5.57A；

2）光伏控制装置：

?额定系统电压：24V；

?空载消耗：≤1.2W；

?光伏最大输入电压：150V；

?最大充电电流：30A；

?转换效率：≤98%；

?MPPT追踪效率：>99%；

�；すπВ航臃幢；�，欠压�；�，过压�；�，过充�；�，过载�；�，短路�；�，反充�；さ�；

3、仿真软件：

1） 新能源教学系统仿真软件（具有软件著作权，网络版）

A、多媒体教学软件概述

1、通过该软件可以系统性学习太阳能光伏硅质料、电池片、光伏组件、光伏组件隶属质料、光伏应用产品等所有系列光伏知识内容。

2、配备文字与动画展示并先容从原质料至制品包括中心环节加工工艺等与使用要领。

3、多媒系一切自带语音解说，图、文、声并茂展示解说、与系统所述文字同步播放，资助西席对光伏发电课程教案的快速编写，提高学生对新能源专业知识快速掌握和快速学习。

4、多媒体软件组成

(1)太阳能光伏硅质料解说与展示系统

主要功效

1、可以展示种种太阳能光伏电池使用的硅质料实物；

2、配备文字与动画展示种种质料的生产工艺与使用要领

3、目录（约11课时）

光伏硅产品基本情形先容

硅单质性子：包括硅的物理性子、化学性子、硅的分类与应用

硅化合物性子：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的卤化物、三氯氢硅、硅烷等

硅的生长原理及定型

硅的提纯要领：包括化学提纯与物理提纯要领

多晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括冶金硅级制备、高纯多晶硅制备、铸造多晶硅制备

单晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括单晶硅生长、单晶硅的杂质与缺陷

单晶硅与多晶硅加工要领

硅薄膜质料：包括非晶硅薄膜质料、多晶硅薄膜质料

硅质料的测试与剖析要领：包括导电型号丈量、电阻率丈量、少子寿命丈量、霍尔系数的测定、迁徙率的丈量、化学性能剖析、晶体结构剖析等

硅质料测试与剖析依据标准（GB标准、UL标准、IEC标准、SEMI标准）

(2)太阳能光伏电池片解说与展示系统

主要功效

1、可以展示种种太阳能光伏电池片；

2、配备文字与动画展示种种电池片的生产工艺与使用要领

3、目录（约9课时）

太阳能电池片基本情形先容

太阳能电池片基本结构剖析

太阳能电池片分类

晶体硅太阳能电池片生产工艺：包括生产要领与生产装备先容

晶体硅太阳能电池片生产主要原质料

太阳能电池片测试手艺与要领：包括测试要领与测试装备先容

太阳能电池片测试依据标准

(3)太阳能光伏组件解说与展示系统

1、可以展示种种太阳能光伏光伏组件；

2、配备文字与动画展示种种光伏组件的生产工艺与使用要领

3、目录（约10课时）

太阳能电池组件基本先容

太阳能电池组件的分类及种种组件的优弱点

太阳能电池组件的生产工艺先容及相关装备

太阳电池组件的评定标准

太阳能电池组件的测试要领与测试装备

太阳能电池组件的生长偏向

(4)太阳能光伏组件隶属质料解说与展示系统

主要功效

1、可以展示种种太阳能光伏光伏组件隶属质料；

2、配备文字与动画展示种种光伏组件隶属质料的生产工艺与使用要领

3、目录（约7课时）

太阳能组件隶属设施情形先容

太阳能组件对钢化玻璃的详细要求

太阳能组件对支架铝型材的详细要求

太阳能组件对EVA封胶的详细要求

太阳能组件对TPT背板的详细要求

太阳能组件隶属设施检测要领

太阳能组件隶属设施测试标准

B、展收解说内容目录（图、文、声并茂）：

2.1 太阳能光伏应用产品解说与展示系统（约5课时）

2.1.1 太阳能发电系统：

2.1.2 家用太阳能发电机直流系统多媒体电视机

2.1.3 太阳能便携电源：

2.1.4 太阳能杀虫灯

2.1.5 太阳能警示灯

2.1.6 太阳能野营灯

2.2 太阳能光伏发电基来源理

2.3 太阳能光伏发电系统组成部分先容

2.4 太阳能光伏发电系统设计要领

2.5 太阳能光伏电站施工建设要领

2.5.1、项现在期考察 

2.5.2、项目建设前期资料及批复文件 

第一阶段：可研阶段 

第二阶段：获得省级/市级相关部分的批复文件

第三阶段：获得开工允许 

2.5.3、项目施工图设计 

2.5.4、项目实验建设 

2.5.5、带电前的必备条件 

2.6太阳能光伏并网电站先容

2.6.1、光伏并网电站简要形貌 

2.6.2、光伏并网电站装备组成 

2.6.2、光伏并网电站装备功效 

2.7 家用型太阳能电站建设计划

2.7.1、项目概述 

2.7.2、计划设计 （附详细计划设计）

（一）用户负载信息

（二）系统计划设计 

（三）效益盘算：  

2.8 逆变器基来源理先容

2.9 控制器基来源理先容

主要作用：

在小型光伏系统中，用来�；ば畹绯�；在大中型系统中，起平衡光伏系统能量、�；ば畹绯丶罢鱿低痴Ｔ诵械�；

光伏控制器应具有以下功效：

①避免蓄电池过充电和过放电，延伸蓄电池寿命；

②防 止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反；

③避免负载、控制器、逆变器和其他装备内 部短路；

④具有防雷击引起的击穿�；�；

⑤具有温度赔偿的功效

⑥显示光伏发电系统的 种种事情状态，包括：蓄电池（组）电压、负载状态、电池方阵事情状态、辅助电源状态、 情形温度状态、故障报警等。

4、光伏控制器按电路方法的差别，可分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型等；

5、按组件输入功率分：小功率型、 中功率型、大功率型及专用控制器（如草坪灯控制器）等；

光伏控制器性能特点：

1.小功率光伏控制器

?控制器的主要开关器件；

?运用脉冲宽度调制（PWM)控制手艺；

?具有单路、双路负载输出和多种事情模式；

?具有多种�；すπ�；

?系统事情状态、蓄电池的剩余电量等的转变；

?具有温度赔偿功效

2、中功率光伏控制器

?负载电流大于15A的控制器为中功率控制器。

?系统状态显示；

?可编程设定负载的控制方法；

?多种�；すπ�；

?浮充电压的温度赔偿功效；

?具有快速充电功效；

?通俗充放电事情模式、光控开/关、光控开/时控关事情模式

3、大功率光伏控制器

?大功率光伏控制器接纳微电脑芯片控制系统，控制功效更强，可实现重大历程控制。

光伏控制器主要手艺参数：

系统电压、最大充电电流、太阳电池方阵输入路数、电路自身消耗、充满断开或过压关断电压（HVD) 、欠压断开或欠压关断电压（LVD)、蓄电池充电浮充电压、温度赔偿、使用或事情情形温度规模、其他�；すπ�

控制器的额定负载电流：

?即控制器输出到直流负载或逆变器的直流输出电流。该数据要知足负载或逆变器的输入要求。

3）稳压逆变系统：

?电池类型：铅酸免维护；

?电池容量：12V45AH；

?电池毗连方法：串联；

?电池�；ぃ鹤詈蠼影芩�；

离网逆变器：

?额定输出容量：1000VA；

?额定输入电压：DC24V；

?输入电压�；ぃ篋C34V；

?输入电压恢复：DC33V；

?输入欠压�；ぃ篋C21.6V；

?输入欠压恢复：DC24V；

?空载电流：≦0.5A；

?额定输出电压：AC220V；

?额定输出频率:50/60HZ±0.5HZ；

?输出波形：纯粹弦波；

?波形畸变率：≦4%；

?动态响应：5%；

?功率因素：≧0.8；

?过载能力：120%/1分钟,150%/10秒钟；

?逆变效率：90%；

?绝缘强度：1500VAC,1分钟；

?逆变器结构：工频隔离；

?装备�；ぃ耗姹淦魇淙牍贡；ぁ⑿畹绯毓诺绫；ぁ⑿畹绯胤唇颖；ぁ⑹涑龉乇；ぁ⑹涑龆搪繁；ぁ⒐缺；さ�；

?事情温度：-25℃～60℃；

4）电解制氢系统

?输入220V/50Hz，120W，

?氢气爆发器接纳去离子水（即纯水）电解，流量可控；

?氢气纯度：不低于99.99%；

?输出流量：不低于300ml/min；

?输出压力：≤0.4MPa；

?最大功率达160W；

5）氢缓冲稳固系统

储氢罐：

?接纳奥氏体不锈钢质料，耐压不低于1.25MPa，使用寿命不低于10年，可缓冲、稳固氢气流量，；

?设置细密压力表，细密压力传感器，modbusRTU/RS485或模拟量4-20mA输出；

?奇异的氢能治理系统，可实现自动监测治理氢气压力，氢气输出，氢气关断等，增强氢气使用的清静性和提高氢气使用的效率。

6）氢气泄露仿真系统：

?系统耐压：不低于1MPa；

?气体控制阀：最小开适时间50ms；

?气体泄露仿真模子：可随机设定组合不低于9种；

?包括点泄露，长泄露，过压泄露等

燃料电池堆

?额定输出：100W，14V/7.2A；

?单电池数：24片；

?反应物质：氢气、空气；

?供氢品质：干燥，纯度99.99%；

?供氢压力：5.8-6.5psi；

?供氢流量：满负荷运转时1.4L/min；

?起动时间：<30S；

?输出电压：DC13-23V；

?增湿类型：自增湿；

?冷却类型：空冷；

?情形温度：5-35℃；

?电堆事情温度：<65℃；

8）自动控制及监测系统

情形检测传感器：

?温度检测规模：-40℃～85℃；

?温度检测精度：±0.5℃；

?压力监测规模：0-1MPA；

?传感器供电：DC24V；

?传感器通讯接口：隔离RS485或模拟量输出；

人机界面：

?内置氢能治理软件现场端

?触摸屏尺寸：7″；

?屏幕类型：TFT液晶显示屏；

?区分率：800×480；

?内存：128M；

?串行接口：RS232/RS485；

?供电电压：24±20%VDC；

?自动控制系统：

?主控�？椋�

?AC220V/50HZ输入；

?14数字量输入，10数目输出；

?支持TCP/IP标准通讯方法，可实现高速运算和重大逻辑控制；

9）尾气剖析系统：

?温度检测规模：-40℃～85℃；

?温度检测精度：±0.5℃；

?湿度检测规模：0-99.9%RH；

?湿度检测精度：±3%RH；

?氢气浓度检测规模：0-40000PPM

?传感器通讯接口：隔离RS485或模拟量输出；

紧迫阻止开关和泄电�；て�

为了�；け窘萄教ǖ闹饕考�，阻止一些由于人为的操作失误而导致的重大事故的爆发，我们在电源前端主要部件前加入了紧迫阻止开关和实验室智慧用电清静控制系统；

智能电源治理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限制7大�；すπ�；电源具有一键锁定功效，处置惩罚故障时，避免泄电�；て骱险�，造成触电危险；电源具有故障锁定功效，爆发故障导致跳闸时，不强人为上电，只能通过远程扫除故障后，才华上电乐成；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情形下，课堂整套智能电源治理系统可离线自力运行。

1、智能终端：智能电源治理系统以32位ARM为焦点，接纳4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控装备运行情形，提供Zigbee、CAN等多种通讯模式，具备语音播报功效。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；装备时间治理包括年月日时间的显示；用户通过刷卡方法请求开启装备，PC端举行授权之后，装备可启动使用，PC端可分时预约装备的启动和阻止！

2、手机APP：用电状态界面实时显示目今电压、电流、有无功功率、电能、装备温度、泄电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限制电能值、负载值、装备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台审查报警日志、操作日志、故障日志等�？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑性冻炭刂浦悄芸氐耐ǘ�。

3、PC端软件：每个装备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障剖析，用电能效剖析、集中治理、小我私家中心资料治理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有治理员信息修改与权限治理等功效�？梢患艉凸乇账凶氨�，可单独控制每台装备的开关！

4、后台系统：包括账号治理、装备治理、报修治理、用户治理，装备治理：①、包括监控治理：实时视频监控每个课堂，可一键预览所有装备的在线和运行情形，剖析装备使用率及运行时间！②、包括装备节点：可显示装备所在位置、编码名称、挂载情形、用户编辑、用户盘问等。

5、报修治理：用户可举行远程报修，反应装备故障信息，编辑报修情形，后台可举行远程维护，实时跟进，以有用解决用户装备维护。

6、用户治理：可连通手机号，对账户举行一对一的清静加密，实名认证，避免账户泄密、防盗，现场数据毗连云平台后台数据库治理。

现场需对功效逐一演示，提供有用、权威的证实文件，佐证该产品的可靠、清静、先进性。

提供实验室智慧用电清静控制系统的专利证实质料；

10）上位机单位：

?内置氢能治理软件上位机端

?CPU：IntelCore i5；

?内存：DDR3 8G；

?硬盘：7200转/1TB；

?显卡：Intel HD Graphic；

?屏幕：22英寸高清显示器（1920*1080）。

11）柜体材质与尺寸

?板材：热镀锌处置惩罚；

?板材外貌烤漆工艺；

?钢板厚度：2mm；

?柜体全心设计，结构雅观新颖，利便操作和数据读取。

三、可完成课题项目

?光伏发电氢储能系统的原理组成

?燃料电池控制系统的组成和控制

?电堆的IV极化特征曲线

?电堆的功率特征曲线

?情形改变对电堆性能的影响

?电解制氢效率丈量实验

?电解制氢流量计量控制实验

?氢储能系统参数丈量和控制

?电堆输出和尾气剖析实验

?基于PLC的模拟量输入和控制

   人机界面和PLC的通讯控制