JD-FGH0风光氢及超级电容混合发电系统

 

一、项目概述

 

本系统为科研创新理念与实验、实训型相结合的集风力发电，光伏发电、制氢系统、氢燃料电池发电、数据采集等多元化"风、光、氢混合型新能源实验实训系统"。

 

由风力发电机组、太阳能电池组、风力及光伏控制系统、氢燃料电池发电系统、制氢系统、储氢系统、主控系统组成的微网发电系统。

 

其工作原理是风力、光伏发电系统发电，并由电池储能，DC/AC逆变成交流电，驱动电解水设备制氢。氢气通过储氢系统储存，并驱动燃料电池电堆发电。

 

此外，DC/AC模块自带旁路功能，旁路端直接与市电连接，实现市电和逆变间的自动切换，在蓄电池所储电能不够用时，自动切换至市电供电，确保持续制氢功能正常运行。在本方案设计中主要体现在氢燃料电池系统、制氢系统、储氢系统的部分。

 

1.1系统拓扑图

 

图1 系统拓扑图

 

1.2  功能特点

 

整套系统的各个模块预留了CAN\RS485\RS232\USB\TCPIP通讯接口，可以通过该通讯接口对系统中各个模块进行监控，便于未来项目开发使用。

 

系统实验平台集成了室内温/湿度仪，风速测量、光照度测量系统，让使用者操作起来更直观；

 

系统DC-AC并网同步电源，采用高频脉冲调制技术，具有小体积、高效率及高功率因数输出；

 

系统面板上采用直观的数字表和液晶显示，让用户了解当前系统工作状态；

 

系统上的离网电源可以为用户提供交流110V/220V纯正弦波交流电能；

 

实训系统，可以让实训学生自行拆装移动，使用简便、无噪音、无污染；

 

系统增加市电与风光互补发电切换模块，让实验更具操作性；

 

增加分布式供电原理与实验电路，让学生增加对新知识的理解；

 

增设直流母线单元，方便系统各模块之间连接及实验；

 

独立的后备胶体蓄电池及充放电管理单元；

 

燃料电池运行过程中，只排除水和热量，不会产生任何有害物质及噪音；

 

燃料电池较之传统电源方案，其运行安全可靠、寿命长，维护简单，降低了维护成本。

 

二、方案参数概述

 

2.1风力发电系统的组成

 

风力发电机是利用风力带动风车叶片旋转、转换为机械功，机械功带动发电机转子旋转，最终输出交流电的电力设备。是风力发电系统中不可或缺的核心部件。

 

风力发电系统由一台5KW垂直轴风力发电机组、尾翼、叶片、风机控制器塔架等组成。

 

广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。