SB-FGB500-Ⅲ風(fēng)光互補(bǔ)離（并）網(wǎng)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在過去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大的推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展。但是人類在使用化石燃料的同時(shí)，也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞。近年來，世界各國逐漸認(rèn)識(shí)到能源對(duì)人類的重要性，更認(rèn)識(shí)到常規(guī)能源利用過程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。各國紛紛開始根據(jù)國情，治理和緩解已經(jīng)惡化的環(huán)境，并把可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補(bǔ)性，具有較高性價(jià)比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。

系統(tǒng)裝置由太陽能光伏電板、雙軸跟蹤控制模塊、蓄電池模塊、太陽能控制器模塊、太陽能逆變器模塊、模擬風(fēng)洞發(fā)電模塊、開關(guān)控制模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊、上位機(jī)監(jiān)控模塊，儀表顯示部分,（各功能轉(zhuǎn)換接口模塊）等組成；各控制系統(tǒng)集成于風(fēng)能發(fā)電、光伏發(fā)電為一體的教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)；各系統(tǒng)通過連接電纜進(jìn)行連接，形成一套可完成風(fēng)力及光伏發(fā)電、同步并網(wǎng)、離網(wǎng)電源的實(shí)驗(yàn)及教學(xué)演示。幫助學(xué)生理解太陽能并網(wǎng)、離網(wǎng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原理，從而起到學(xué)習(xí)工程實(shí)際應(yīng)用技能的作用。

各部件接口采用安全插口式設(shè)計(jì)，各模塊通過實(shí)驗(yàn)線纜連接，實(shí)驗(yàn)方便、操作靈活。

應(yīng)用范圍：主要面向職高、大學(xué)、研究生、企業(yè)技工以風(fēng)力發(fā)電和太陽能離網(wǎng)、并網(wǎng)發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。

一、主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)：

1、系統(tǒng)規(guī)格

1、系統(tǒng)規(guī)格

?  系統(tǒng)最大電壓：DC12V，AC220V

?  系統(tǒng)最大電流：10A

?  系統(tǒng)最大功率：600W

2、太陽能電池板

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。

?  電池板：單晶硅/多晶硅

?  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*0.75A（并聯(lián)），0.57A（串聯(lián)）

3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)

?  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

4、模擬風(fēng)洞模塊

?  風(fēng)量：32073 m^з/h

?  風(fēng)壓：388Pa

?  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)

5、風(fēng)光互補(bǔ)控制器：

?  工作電壓：12/24V

?  充電功率Pmax ：1000W

?  光伏功率Pmax ：350W

?  風(fēng)機(jī)功率Pmax ：550W

?  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)，）。

?  使用32們高速單片機(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＋延時(shí)，通用控制等模式。

?  具有直流輸出或1Hz頻閃輸出2種輸出選擇，頻閃輸出特別適用于LED交通警示燈等。在頻閃輸出模式，負(fù)載可以使用感性負(fù)載。浮充電溫度補(bǔ)償功能。使用數(shù)字LED顯示及設(shè)置，采用一鍵式操作完成所有設(shè)置。

?  大屏幕LCD顯示，太陽能電池、蓄電池、負(fù)載電流、電壓等電參數(shù)。

5、并網(wǎng)逆變器

?  輸出電壓：AC 180-260V

?  工作電壓：10.8 - 28V，

?  額定輸出功率≥400W

?  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)。

6、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/功率根據(jù)客戶要求訂制

?  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)

7、西門子S7-200 PLC

S7-200 PLC是模擬式中小型PLC，電源、CPU和其他模塊都是獨(dú)立的，可以通過U形總線把電源（PS）、CPU和其他模塊緊密固定在西門子S7-200的標(biāo)準(zhǔn)軌道上。每個(gè)模塊都有一個(gè)總線連接器，后者插在各模塊的背后。電源模塊總是安裝在機(jī)架的最左邊，CPU模塊緊靠電源模塊。CPU的右邊是可以選擇的IM接口模塊，如果只用主架導(dǎo)軌而沒有使用擴(kuò)展支架可以不選擇IM接口模塊。

S7編程軟件組態(tài)主架導(dǎo)軌硬件時(shí)，電源，CPU和IM分別放在導(dǎo)軌的1號(hào)槽、2號(hào)槽和3號(hào)槽上。一條導(dǎo)軌共有11個(gè)槽號(hào)：1號(hào)槽至11號(hào)槽，其中4號(hào)槽至11號(hào)槽可以隨意放置除電源、CPU和IM以外的其他模塊。如：DI（數(shù)字量輸入）、DO（數(shù)字量輸出）、AI（模擬量輸入）、AO（模擬量輸出）、FM（功能模塊）和CP（通信模塊）等

8、監(jiān)控系統(tǒng)（工業(yè)觸摸屏）

?  尺寸(英寸) 10.2

?  液晶屏：TFT液晶顯示，LED背光

?  顯示顏色：真彩，65535色

?  分辨率：800×480

?  液晶屏亮度：200cd/㎡

?  觸摸屏：電阻式

?  供電電源：24VDC

?  額定功率：5W

?  CPU主板：ARM CPU，400MHz

?  內(nèi)存：64M

?  存儲(chǔ)設(shè)備：128M FLASH

?  組態(tài)軟件：MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運(yùn)行版）

環(huán)境條件 　

?  工作溫度：0℃~45℃

?  工作濕度：5%~90%

?  儲(chǔ)存溫度：-10℃~60℃

?  振動(dòng)頻率：10-57Hz 57-150Hz

?  振動(dòng)加速度：0.075mm 9.8 m/s2

?  振動(dòng)掃頻速率：Oct/min ≤1

產(chǎn)品規(guī)格

?  結(jié)構(gòu)：工業(yè)塑料結(jié)構(gòu)

?  顏色：工業(yè)灰

?  面板尺寸：226.5mm×163mm

?  機(jī)柜開孔：215mm×152mm

外部接口：　

?  串口：1×RS232、1×RS485

?  USB ：1主1從

9、其它

?  系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的備用電源（2路0-30V/2A直流可調(diào)穩(wěn)壓電源）；

?  有市電互補(bǔ)切換

?  LED恒流驅(qū)動(dòng)

?  提供并網(wǎng)、離網(wǎng)逆變器實(shí)套件

?   設(shè)置電壓模塊，確保實(shí)驗(yàn)過程的安全；

?  可變電阻，電阻值調(diào)整范圍為0～999kΩ

?  DC/DC：5個(gè)DC/DC電源模塊

?  支援外接PC計(jì)算機(jī)量測太陽能電池I-V特性曲線(VB軟件or LabView)

10、電表規(guī)格：

?  電流表：× 2個(gè)，DC20A， 顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

?  電壓表：× 2個(gè)，DC50V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

?  電流表：× 2個(gè)，AC5A， 顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

?  電壓表：× 2個(gè)，AC220V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示

?  溫度表：× 1個(gè)，0～99.9℃

?  多功能網(wǎng)絡(luò)電參數(shù)表：×1個(gè)，AC220V，顯示模式︰0.5”LCD液晶顯示，包含RS485，RS232通訊功能，

11、負(fù)載：

直流負(fù)載

?  風(fēng)扇：×1個(gè)，額定電壓：12V，工作電流：0.25A，功率：3W

?  交通燈：2組(R,G,B)，額定電壓：12V，工作電流：0.25A，功率：3W

?  LED燈：1組

交流負(fù)載

?  節(jié)能燈：×1個(gè)，額定電壓：220V，工作電流：0.15 A

?  馬達(dá)：×1個(gè)，額定電壓：220V，工作電流：0.2

12、電池：

?  太陽能專用閥控式密封膠體蓄電池，額定電壓：12V，額定容量(18-20Ah),充電方法（恒壓）；

?  具有如下特點(diǎn)：自放電率低，使用壽命長，深放電能力強(qiáng)，充電效率高，工作溫度范圍寬。

13、系統(tǒng)外形尺寸；長1200×寬780×高1800（㎜）附滾輪方便推動(dòng)至戶外教學(xué)。

二、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1、太陽光電實(shí)習(xí)教學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 

實(shí)驗(yàn)一 太陽能電池發(fā)電原理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1-1 太陽能光電板能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1-2 環(huán)境對(duì)光電轉(zhuǎn)換影響實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二 太陽能電池光電系統(tǒng)直接負(fù)載實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三 光電控制型太陽能系統(tǒng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3-1 光電型控制單元工作原理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3-2 光電型控制單元充放電保護(hù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)四 交通警示燈模塊設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)五 太陽能系統(tǒng)負(fù)載實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)六 綜合實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)七 太陽能電池基本特性測試實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)八 外部擴(kuò)充DC轉(zhuǎn)AC外接電器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)九 單晶太陽能電池I-V特性曲線實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十 離網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十一 離網(wǎng)逆變器工作特性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十二 離網(wǎng)逆變器帶載及保護(hù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十三 并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十四 并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十五 追日原理與追日過程實(shí)驗(yàn)

2、風(fēng)力電實(shí)習(xí)教學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 

實(shí)驗(yàn)一、風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論原理性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)四、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)五、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)六、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)七、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電流關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)八、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)九、風(fēng)速即轉(zhuǎn)速與與出功率關(guān)系實(shí)驗(yàn)

3、PLC實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)一 STEP 7軟件安裝及注意事項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)二 SIMATIC管理器

實(shí)驗(yàn)三 SIMATIC Manager自定義

實(shí)驗(yàn)四  PG/PC接口設(shè)置

實(shí)驗(yàn)五 用PLC控制三相交流異步電動(dòng)機(jī)起/停

實(shí)驗(yàn)六 PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)及程序編制

實(shí)驗(yàn)七 基本邏輯指令的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)八 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)九 技能訓(xùn)練，人行橫道控制

實(shí)驗(yàn)十 模擬量的控制

實(shí)驗(yàn)十一 順序控制系統(tǒng)控制方法的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)十二 步與步的動(dòng)作

實(shí)驗(yàn)十三 PLC通信

4、觸摸屏實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)一 組態(tài)軟件應(yīng)用及界面設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)二 上傳、下載文件

實(shí)驗(yàn)三 曲線圖、柱狀圖、圓形圖、動(dòng)態(tài)圖

實(shí)驗(yàn)四 數(shù)字輸入和文數(shù)字顯示

實(shí)驗(yàn)五 歷史資料顯示

實(shí)驗(yàn)六 系統(tǒng)控制讀寫

實(shí)驗(yàn)七 控制系統(tǒng)中觸摸屏的畫面

實(shí)驗(yàn)八 狀態(tài)圖

實(shí)驗(yàn)九 控制系統(tǒng)中PLC的程序

三、系統(tǒng)基本配置單

配套軟件

1、分布式光伏仿真規(guī)劃軟件（提供軟件截圖，現(xiàn)場演示）

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。

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)崮芰俊⑸镔|(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、其他小工具

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。

2、新能源系統(tǒng)教學(xué)軟件（具有軟件著作權(quán)）

一、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(duì)光伏發(fā)電課程教案的快速編寫，提高學(xué)生對(duì)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)）

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(jí)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(hào)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

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(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)）

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(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)）

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(píng)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(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(duì)鋼化玻璃的具體要求

?  太陽能組件對(duì)支架鋁型材的具體要求

?  太陽能組件對(duì)EVA封膠的具體要求

?  太陽能組件對(duì)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)

* 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；

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。

2  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；

2  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

v  控制器的主要開關(guān)器件；

v  運(yùn)用脈沖寬度調(diào)制（PWM)控制技術(shù)；

v  具有單路、雙路負(fù)載輸出和多種工作模式；

v  具有多種保護(hù)功能；

v  系統(tǒng)工作狀況、蓄電池的剩余電量等的變化；

v  具有溫度補(bǔ)償功能

2、中功率光伏控制器

v  負(fù)載電流大于15A的控制器為中功率控制器。

v  系統(tǒng)狀態(tài)顯示；

v  可編程設(shè)定負(fù)載的控制方式；

v  多種保護(hù)功能；

v  浮充電壓的溫度補(bǔ)償功能；

v  具有快速充電功能；

v  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

v  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。