ZM2121 Thiết bị đào tạo sản xuất điện gió và điện mặt trời Thiết bị giảng dạy Thiết bị giáo dục nghề nghiệp Thiết bị đào tạo năng lượng tái tạo

I. Tổng quan về thiết bị
1 Giới thiệu
1.1 Tổng quan
Hệ thống đào tạo này mô phỏng quá trình sản xuất điện gió và mặt trời, cho phép sinh viên học
cách sản xuất điện gió và mặt trời. Máy phát điện gió được dẫn động bằng quạt, tấm pin năng lượng mặt trời
được dẫn động bằng đèn halogen kim loại công suất cao. Thiết bị đào tạo này rèn luyện khả năng thực hành cho sinh viên, phù hợp cho
các trường đại học kỹ thuật, viện đào tạo, trường kỹ thuật.
1.2 Tính năng
(1) Thiết bị đào tạo này sử dụng kết cấu cột nhôm, tích hợp đồng hồ đo bên trong, có bánh xe vạn năng ở phía dưới, dễ dàng di chuyển.
(2) Thiết bị có thể thực hiện nhiều mạch và linh kiện thí nghiệm, sinh viên có thể kết hợp chúng thành các mạch khác nhau, thực hiện
các thí nghiệm và nội dung đào tạo khác nhau.
(3) Bàn làm việc đào tạo có hệ thống bảo vệ an toàn.
2. Thông số hiệu suất
(1) Tổ máy phát điện gió: Tổ máy phát điện gió bao gồm cụm quạt và cụm quạt gió, sử dụng kết cấu nhôm định hình, đáy thiết bị có bánh xe vạn năng, kích thước biên của cụm quạt là 800mm*800mm*1500mm (dài × rộng × cao), kích thước biên của quạt gió là 800mm*800mm*1500mm (dài × rộng × cao).
(2) Thiết bị phát điện mặt trời: kết cấu nhôm toàn phần, tấm pin quang điện có thể điều chỉnh, kích thước biên là 800mm*800mm*1200mm (dài × rộng × cao).
(3) Hộp công suất: kết cấu nhôm định hình, hộp treo bằng nhôm, kích thước biên 1080mm
×300mm×740mm (dài × rộng × cao).
(4) Tấm pin năng lượng mặt trời đơn:
Công suất định mức cực đại: 20Wp
Dòng điện ngắn mạch: 1.9A
Dòng điện định mức cực đại: 1.7A
Điện áp mạch hở: 18.5V
(5) Thông số kỹ thuật quạt:
Loại quạt: hướng ngang
Tốc độ khởi động: 2.5 mét/giây
Tốc độ quạt định mức: 10 mét/giây
Tốc độ gió ngược tối đa: 40 mét/giây
Công suất định mức: 200-500W
Điều chỉnh hướng gió: tự động điều chỉnh
(6) Thông số kỹ thuật pin:
Điện áp: 12V
Dung lượng: 12Ah
Điện năng hao hụt pin: 10V±1V
Tiêu chuẩn: GB/T 9535
Độ ẩm tương đối: 35~85％RH (Không ngưng tụ)
(7) Công suất làm việc Điều kiện:
Nhiệt độ -10～+40℃
Nhiệt độ ≤80℃
Môi trường không khí: không khí ăn mòn, không khí nhiên liệu, không bụi dẫn điện lớn
(8) Công suất:
Công suất tiêu thụ: ≤5000W,
Công suất làm việc: AC220±5%, DC12V/24V
Chế độ làm việc: liên tục
Nguồn điện: nối tiếp hoặc song song
Chế độ làm việc: liên tục
3. Giới thiệu hệ thống
Hệ thống này bao gồm bốn phần: hệ thống điện gió, hệ thống phát điện quang điện, hệ thống điều khiển và hệ thống biến tần. Hệ thống điện gió bao gồm quạt gió, máy phát điện và pin. Hệ thống điện quang điện bao gồm tấm pin quang điện và pin. Hệ thống điều khiển bao gồm bộ điều khiển phát điện gió và mặt trời. Hệ thống biến tần bao gồm biến tần và bộ tải.
Máy phát điện gió mô phỏng, hệ thống này sử dụng máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu trục ngang, sử dụng quạt gió để mô phỏng gió tự nhiên, quạt gió có thể lựa chọn ba tốc độ gió. Hệ thống này có thể mô phỏng sự thay đổi của hướng gió và công suất gió thông qua việc thay đổi tốc độ và vị trí của quạt gió, sau đó có thể phát hiện hiệu ứng phát điện trong điều kiện tương ứng. Máy phát điện gió mô phỏng được hiển thị như bên dưới.
Máy phát điện gió mô phỏng
Như hình trên, hình bên trái là máy phát điện gió, đầu ra của máy phát điện gió là điện xoay chiều ba pha 12V, đầu ra được kết nối với hộp đấu nối nằm ở phía dưới thiết bị. Hình bên phải là bộ phận thổi khí, nguồn điện là AC 220V, 50Hz một pha. Khi hoạt động, kết nối bệ đỡ của hai phần với nhau thông qua thanh nối định hình. Như hình dưới đây.
Chế độ kết nối của máy phát điện gió mô phỏng
2. Hệ thống phát điện quang điện mô phỏng: Hệ thống này sử dụng ba tấm pin mặt trời 18V, 20W, có thể thực hiện kết nối nối tiếp và song song theo điện áp hệ thống khác nhau. Hệ thống có thể mô phỏng vị trí ánh sáng mặt trời bằng cách điều chỉnh vị trí tương đối với tấm pin quang điện, sau đó dễ dàng mô phỏng các điều kiện ánh sáng mặt trời khác nhau. Máy phát điện quang điện mô phỏng như hình dưới đây.
Đầu ra của tấm pin quang điện được kết nối với hộp kết nối nằm ở phía sau thiết bị, đầu ra thông qua cổng an toàn. Điện áp đầu ra định mức của tấm pin quang điện khối đơn là 18V, ba tấm pin có thể hoạt động riêng lẻ và cũng có thể hoạt động song song.
Mô phỏng máy phát điện quang điện
3. Bộ ắc quy: bao gồm hai ắc quy 12V/12AH không cần bảo dưỡng, không cần bảo trì, có thể kết nối song song như hệ thống 12V200AH, hoặc kết nối nối tiếp như hệ thống 24V/100AH, giúp nâng cao hiểu biết về cách đấu nối tiếp và song song ắc quy. Ắc quy được tích hợp bên trong hộp nguồn, đầu ra ắc quy được kết nối với bảng điều khiển hộp nguồn. Trong hình, 1 và 2 là đầu ra ắc quy, đầu ra được xuất ra thông qua đầu đỏ và đen.
Ắc quy hộp nguồn
4. Hộp treo bộ điều khiển: Hộp treo này sử dụng bộ điều khiển sạc công nghiệp, có thể điều khiển công suất điện của tấm pin quang điện máy phát điện gió để sạc ắc quy, đèn báo trên bảng điều khiển hiển thị tình trạng hoạt động của bộ điều khiển, có thể kiểm tra thông số vận hành của hệ thống và người vận hành có thể tự cài đặt thông số. Hộp treo bộ điều khiển được trang bị chức năng bảo vệ quá tải và bảo vệ quá dòng toàn diện. Hộp treo bộ điều khiển như hình dưới đây.
Trong hình, chân 1 và 2 là đầu vào của ắc quy, ắc quy có thể được đấu nối tiếp và song song, điện áp đầu vào là 12V hoặc 24V.
Cầu 3 và 6 là cầu chì. Chân 4 và 5 là đầu ra của bộ điều khiển, (lưu ý: đầu ra của bộ điều khiển không thể kết nối với máy điện công suất cao).
Cầu 7 là đầu vào của tấm pin quang điện, chân 8 là đầu vào của máy phát điện gió.
Hộp treo bộ điều khiển
(1) Các vấn đề và lưu ý khi vận hành bộ điều khiển
a. Nghiêm cấm kết nối ngược mô-đun quang điện và ắc quy
b. Nghiêm cấm ngắn mạch trực tiếp mô-đun quang điện và ắc quy
c. Nghiêm cấm sử dụng động cơ điện để điều khiển máy phát điện, động cơ DC, bộ nguồn chuyển mạch và các chế độ khác để mô phỏng máy phát điện gió nhằm phát hiện hiệu ứng sạc. Nếu gây hư hỏng cho bộ điều khiển, nhà sản xuất sẽ không chịu trách nhiệm.
d.Trước khi kết nối với ắc quy, vui lòng đo điện áp ắc quy bằng đồng hồ vạn năng, để đảm bảo điện áp vượt quá 80% điện áp định mức. Nếu điện áp dưới 80% điện áp định mức, có thể làm hỏng bộ điều khiển.
e. Nếu là hệ thống 12 V, điện áp ắc quy không được thấp hơn 9 V.
f. Nếu là hệ thống 24 V, điện áp ắc quy không được thấp hơn 18 V.
g. Điện áp mạch hở của mô-đun quang điện không được cao hơn gấp đôi điện áp đặt của ắc quy.
h. Điện áp làm việc của mô-đun quang điện không được thấp hơn 1,5 lần điện áp ắc quy.
(2) Hướng dẫn sử dụng các nút trên bảng điều khiển
Bảng điều khiển như hình dưới đây:
A. Đèn báo sạc ắc quy: báo hiệu tình trạng sạc.
B. Đèn báo điện áp ắc quy: báo hiệu tình trạng điện áp ắc quy và lỗi hệ thống.
C. Đèn báo đầu ra nguồn điện: báo hiệu tình trạng nguồn điện đầu ra.
Hình ảnh bảng điều khiển 

Giải thích tình trạng đèn báo
Đèn báo Tình trạng Đèn báo
Đèn LED
Xanh lá Tắt Chưa sạc
Nhấp nháy Đang sạc
Đèn LED
Đỏ Bình thường Không có Điện áp pin
Nhấp nháy Quá điện áp pin
Cứu điện áp pin bình thường
Đèn LED
Xanh lá Bật Bình thường Có đầu ra nguồn DC
Nhấp nháy Không có đầu ra nguồn DC
Cứu điện tải Ngắn mạch hoặc quá tải điện
(1) Kết nối bộ điều khiển
Bước 1: Kết nối với pin
Cảnh báo:
A. Nếu cực dương, cực âm của pin và dây dẫn kết nối với cực dương, cực âm của pin dẫn đến đoản mạch, có thể gây cháy hoặc nổ. Phải vận hành máy cẩn thận.
B. Nếu điện áp pin thấp hơn 9V, người vận hành nghiêm cấm lắp pin kém chất lượng vào bộ điều khiển, điện áp pin yếu nghiêm trọng như vậy sẽ làm hỏng bộ điều khiển. Nếu gây hư hỏng sản phẩm vì lý do trên, nhà sản xuất không chịu trách nhiệm về chất lượng và trách nhiệm liên đới!
Cảnh báo:
A. Trước khi kết nối ắc quy, vui lòng đo điện áp ắc quy bằng đồng hồ vạn năng.
Đối với hệ thống 24V, đảm bảo điện áp ắc quy không thấp hơn 18V.
Đối với hệ thống 12V, đảm bảo điện áp ắc quy không thấp hơn 9V.
Bộ điều khiển có thể tự động phân biệt hệ thống 12V hoặc 24V tùy theo điện áp ắc quy.
Lưu ý:
Nếu điện áp ắc quy nằm trong khoảng 16V đến 17V, bộ điều khiển sẽ phân biệt vùng chết, bộ điều khiển sẽ không hoạt động bình thường.
Hãy đảm bảo tất cả các kết nối đều chính xác, sau đó kết nối với công tắc an toàn, không kết nối với công tắc an toàn trước khi đấu dây.
Bước 2: Kết nối với tải
Cực tải của bộ điều khiển có thể kết nối với thiết bị nguồn DC có điện áp làm việc định mức giống với điện áp làm việc định mức của ắc quy, bộ điều khiển sẽ cấp nguồn cho tải bằng điện áp ắc quy.
Kết nối cực dương và cực âm của tải với cực nối tải. Cực tải có thể có điện áp, vì vậy khi đấu dây, vui lòng cẩn thận, tránh gây đoản mạch. Chúng tôi khuyến nghị kết nối thiết bị an toàn trên dây cực dương hoặc dây cực âm. Trong quá trình lắp đặt, không kết nối với thiết bị an toàn. Sau khi lắp đặt, hãy đảm bảo tất cả các dây dẫn đều chính xác, sau đó kết nối với thiết bị an toàn. Nếu kết nối tải thông qua tủ điện, mỗi mạch tải nên được kết nối riêng với thiết bị an toàn, dòng điện tải không được cao hơn dòng điện định mức 10A của bộ điều khiển. Tải có thể là đèn đường LED DC, thiết bị giám sát, v.v.
Bước 3: Kết nối mô-đun quang điện
Cảnh báo:
A. Mô-đun quang điện có thể tạo ra điện áp rất cao, khi đấu nối, vui lòng cẩn thận, tránh điện giật.
B. Bộ điều khiển có thể sử dụng mô-đun năng lượng mặt trời độc lập 12 V và 24 V, cũng có thể sử dụng mô-đun kết nối lưới hở mạch không cao hơn điện áp đầu vào tối đa. Điện áp mô-đun năng lượng mặt trời hệ thống không thấp hơn điện áp hệ thống.
Bước 4: Kết nối máy phát điện gió
A. Vui lòng chọn và sử dụng máy phát điện gió có điện áp định mức (tốc độ gió dưới định mức) bằng với điện áp cài đặt của pin.
B. Nếu bạn chọn quạt hút DC, hai dây cáp điện cực +/- có thể tùy ý hai cực trong số ba cực đó. Tuy nhiên, quạt hút gió này có bộ chỉnh lưu tích hợp rẻ tiền và thô sơ, độ ổn định kém, tỷ lệ lỗi cao, v.v., vì vậy chúng tôi không khuyên bạn nên sử dụng loại quạt hút gió này. Sản phẩm của chúng tôi có mô-đun chỉnh lưu chất lượng cao tích hợp sẵn.
Bước 5: Kiểm tra kết nối
Kiểm tra lại tất cả các kết nối, đảm bảo tất cả các cực dương và cực âm của mỗi cực đều chính xác.
Bước 6: Xác nhận bật nguồn
A. Trước tiên, khởi động công tắc pin, cấp nguồn cho bộ điều khiển.
B. Khởi động công tắc mô-đun quang điện, bắt đầu sạc
C. Khởi động công tắc máy phát điện gió, bắt đầu sạc.
D. Khởi động công tắc tải (đèn hoặc thiết bị giám sát), tải sẽ bắt đầu hoạt động.
E. Công tắc nguồn khởi động (nếu thiết bị không có công tắc nguồn, vui lòng bỏ qua).
5. Hộp treo biến tần: Sử dụng biến tần nhận dạng tần số thông minh điện áp 12V/24V, điện áp đầu ra AC220V, công suất liên tục 600W, công suất cực đại 1000W, hiệu suất truyền tải trên 90%, tự động báo động điện áp thấp, hộp treo biến tần như hình dưới đây.
Trong hình, 1 là công tắc điều khiển, 2 là đèn báo tình trạng (đèn báo 12V, đèn báo 24V, đèn báo nguồn) 3 là đầu vào DC (12V hoặc 24V), 4 là đầu ra AC 220V.
Hộp treo biến tần
6. Hộp treo dụng cụ, có thể hiển thị thời gian thực điện áp phát, dòng điện phát, điện áp sạc, dòng sạc, điện áp nghịch và dòng điện nghịch.
Hộp treo dụng cụ
7. Hộp treo tải đầu cuối: bao gồm bóng đèn sợi đốt, đèn tiết kiệm năng lượng và quạt hướng trục, có thể thực hiện các thí nghiệm tải khác nhau cho dòng điện xoay chiều 220V được biến đổi bởi biến tần.
3.2 Bảng điều khiển nguồn
(1) Đèn báo điện áp, dòng điện đầu ra
(3) Được trang bị đèn báo nguồn, đầu ra nguồn an toàn.
(4) Bên trong có nguồn điện xoay chiều, có chức năng bảo vệ ngắn mạch. Học viên có thể quan sát cấu trúc hộp nguồn bên trong thông qua cửa sổ trong suốt.
3.4 Linh kiện lắp đặt
(1) Hộp treo bộ điều khiển 1 cái
(2) Hộp treo biến tần 1 cái
(3) Hộp treo hộp công tơ 2 cái
(4) Hộp treo tải đầu cuối 2 cái
(5) Cáp kết nối điện an toàn 4mm 40 cái
4 Danh sách thí nghiệm
(1) Kiểm tra tính năng của pin: 1) Thông số kỹ thuật điện 2) Kết nối pin nối tiếp và song song
(2) Thí nghiệm bộ điều khiển sạc: 1) Thí nghiệm bảo vệ kết nối ngược 2) Bảo vệ bộ điều khiển khi pin quá tải 3) Bảo vệ bộ điều khiển khi pin quá tải 4) Thí nghiệm chống sạc
(3) Thí nghiệm mô phỏng hệ thống điện gió
(4) Thí nghiệm điều khiển sạc năng lượng gió
(5) Thí nghiệm kiểm tra công suất máy phát điện
(6) Thí nghiệm kiểm tra điện áp mạch hở của pin quang điện
(7) Thí nghiệm kiểm tra dòng điện ngắn mạch của pin quang điện
(8) Thí nghiệm kiểm tra công suất máy phát điện
(9) Thí nghiệm kiểm tra pin quang điện ở các mức chiếu sáng khác nhau để kiểm tra công suất tối đa khác nhau
(10) Thí nghiệm đặc tính đầu ra của pin quang điện
(11) Thí nghiệm nguyên lý điều khiển sạc pin quang điện
(12) Thí nghiệm chống sạc pin quang điện
(13) Thí nghiệm kết nối pin quang điện nối tiếp và song song
(14) Thí nghiệm nguyên lý cơ bản của bộ biến tần
(15) Thí nghiệm kiểm tra dạng sóng đầu ra của bộ biến tần đơn giản
(16) Thí nghiệm kết nối pin quang điện nối tiếp và song song
(17) Thí nghiệm nguyên lý cơ bản của bộ biến tần
(18) Thí nghiệm kiểm tra dạng sóng đầu ra của bộ biến tần đơn giản
(19) Thí nghiệm tải AC của bộ truyền động điện biến tần
(20) Thí nghiệm bổ sung máy phát điện gió và mặt trời