上海标普实验室设备有限公司
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一、系统组成
1.燃料电池发电系统
燃料电池堆,空气供气部分,氢气供气部分,循环水冷却部分,增湿部分,尾气回收部分,氮气吹扫部分,电力电子转换部分,控制系统部分
2.太阳能发电系统
太阳能光伏阵列,蓄电池组,电力电子转换部分,保护电路部分,负载部分,控制系统部分
3.混合发电系统
离子膜水电解装置,储氢装置,氢气气泵,循环水泵,电力电子转换部分,能量管理控制部分
二、太阳能-燃料电池混合发电控制系统组成
1.燃料电池发电控制部分:
电堆工作温度控制单元,电堆工作压力控制单元,供气控制单元,水管理控制单元,电管理控制单元
2.太阳能光伏发电控制部分
充放电控制单元,电力电子转换控制单元,寻日控制单元,最大功率点跟踪控制单元。
3.混合发电控制部分
混合发电系统能量管理单元,电管理控制单元
三、燃料电池控制系统说明
1、控制系统硬件组成
各控制单元,单电池电压巡检仪,各检测传感器和变送器,检测仪表,执行机构(调节阀、电磁阀和泵),工控机。
2、控制系统软件功能
(1)发电系统的热管理、水管理和单电池电压监控;
(2)燃料电池发电系统控制参数优化;
(3)燃料电池堆的V-I特性曲线检测和绘制;
(4)燃料电池堆的性能评价;
(5)各点参数检测、显示、报警,曲线的历史趋势调用;
(6)数据与上位机的通讯。
四、系统实验设计
本实验平台从燃料电池堆的输出性能检测、控制和性能评价方面,将实验分为十一个大类,教师可在此原则下,自行设计验证性实验、综合性实验。研究人员可根据自己的研究方向,在此基础上自行开发专门实验。
1、电堆工作温度寻优实验
2、电堆温度控制实验
3、氢气压力控制实验
4、空气压力控制实验
5、氢气和空气的化学反应比例系数实验
6、电堆氢气侧增湿实验
7、电堆空气侧增湿实验
8、电堆湿度控制实验
9、单电池电压巡检实验
10、电堆性能检测实验
11、不同操作条件的电堆性能变化实验
五、太阳能-燃料电池混合发电系统实验室
1. 科学研究方面
燃料电池发电部分科学研究内容:
(1)电堆输出性能检测
(2)燃料电池发电系统优化控制
(3)燃料电池发电系统故障诊断
(4)燃料电池发电系统效率评价
太阳能光伏发电部分教学科学研究内容:
(1)太阳能光伏阵列性能检测
(2)太阳能光伏系统多功能控制(光伏型控制、户用型控制和直接型控制)
(3)太阳能光伏系统故障诊断
混合发电部分科学研究方向:
(1)混合发电系统的功率匹配设计
(2)混合发电系统的能量管理
2. 本科生、研究生教学方面
燃料电池发电系统教学实验设计内容
包括:电堆温度、冷却水温差、电堆工作压力、供气流量、电堆湿度、电管理实验
(1)教学性实验:恒流、恒压、恒功率、恒电阻电子负载实验
(2)不同操作条件下V-I或P-I曲线性能比较实验
(3)不同操作条件下,电堆温度对系统性能影响实验
(4)不同功率负载变化下,电堆温度对电堆性能影响实验
(5)不同操作条件下,电堆压力对系统性能影响实验
(6)不同功率负载变化下,电堆压力对系统性能影响实验
(7)不同操作条件下,电堆湿度对系统性能影响实验
(8)不同功率负载变化下,电堆湿度对系统性能影响实验
太阳能光伏系统教学实验设计内容
包括:太阳能阵列光强、温度、日照角、电管理实验
(1)教学性实验:恒流、恒压、恒功率、恒电阻电子负载实验
(2)直接负载型实验
(3)光伏控制型实验
(4)户用控制型实验
(5)不同光强和温度下,V-I或P-I曲线性能比较实验
(6)不同电参数输出下,光强和温度对系统性能影响实验
(7)太阳能光伏阵列自动寻日实验
(8)最大功率点跟踪实验
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