新能源制儲氫及發(fā)電技術(shù)綜合實驗臺

1.熟悉可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)原理及運行策略。

2.了解可再生能源發(fā)電波動對系統(tǒng)運行影響及調(diào)控策略。

3.了解電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫等技術(shù)原理及裝置結(jié)構(gòu)。

4.了解氫氣固態(tài)儲存原理及儲罐儲/釋氫運行過程。

5.認(rèn)識PCM相變材料溫度演變規(guī)律及熱管理效果。

6.了解固態(tài)儲氫罐、氣體壓力儲氫罐的結(jié)構(gòu)特點及系統(tǒng)運行差異。

7.學(xué)習(xí)熱管理、熱強化技術(shù)，認(rèn)識能源系統(tǒng)綜合能量管理的原理及節(jié)能效果。

二.技術(shù)指標(biāo)

1.系統(tǒng)運行壓力：采用固態(tài)儲氫裝置，0.3MPa-0.8MPa；采用氣體壓力儲罐，1MPa-2MPa。

2.系統(tǒng)運行溫度：-10°C-80°C。

3.安全保護(hù)：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)、過流保護(hù)。

4.裝置外形尺寸：1200×700×1750mm。

三.主要配置及參數(shù)

1.模擬發(fā)電系統(tǒng):電池類型:鉛酸免維護(hù);電池容量:12V/18V 45AH;電池連接方式:多節(jié)串聯(lián);電池保護(hù):未端接保險絲;設(shè)備保護(hù):蓄電池過放電保護(hù)、蓄電池反接保護(hù)、輸出過載保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過熱保護(hù)等;

2.電解制氫系統(tǒng):輸入220/50Hz,120W,氫氣發(fā)生器采用去離子水(即純水)電解,流量可控;氫氣純度:不低于99.99%;輸出流量:不低于300ml/min;輸出壓力: 0.3MPa-0.8MPa;最大功率達(dá) 160W;

3.氫儲能系統(tǒng):

固態(tài)儲氫罐：儲罐采用奧氏體不銹鋼材料,耐壓不低于1.25MPa；儲氫材料：LaNi5合金材料;外包覆PCM：石蠟，熔點60°C；使用壽命不低于10年,配置精密壓力表,精密壓力傳感器,modbusRTU/RS485或模擬量4-20mA輸出;

氣體壓力儲氫罐：采用奧氏體不銹鋼材料,耐壓不低于1.25MPa,使用壽命不低于10年,配置精密壓力表,精密壓力傳感器,modbusRTU/RS485或模擬量4-20mA輸出;氫能管理系統(tǒng),可實現(xiàn)自動監(jiān)測管理氫氣壓力,氫氣輸出,氫氣關(guān)斷等,增強氫氣使用的安全性和提高氫氣使用的效率。

4.燃料電池堆:額定輸出:100W,14/7.2A;單電池數(shù):24片;反應(yīng)物質(zhì):氫氣、空氣;供氫品質(zhì):干燥,純度99.99%;空冷。

5.熱管理系統(tǒng): 固態(tài)儲氫罐與燃料電池堆熱耦合;板式換熱器;板片材質(zhì):316L不銹鋼;設(shè)計溫度:-20°C-100°C;設(shè)計壓力:5bar（最大）。

6.自動控制及監(jiān)測系統(tǒng):環(huán)境檢測傳感器:溫度檢測范圍 :- 40℃~85℃;溫度檢測精度:0.5℃;壓力監(jiān)測范圍:0-1MPA;

7.人機界面：

1）內(nèi)置氫能管理軟件現(xiàn)場端。觸摸屏尺寸：7″；MCGS

屏幕類型：TFT液晶顯示屏；分辨率：800×480；內(nèi)存：128M；串行接口：RS232/RS485；供電電壓：24±20%VDC；自動控制系統(tǒng)：

2）主控模塊

AC220V/50HZ輸入；14數(shù)字量輸入，10數(shù)量輸出；

8.尾氣分析系統(tǒng)：溫度檢測范圍：-40℃～85℃；溫度檢測精度：±0.5℃；濕度檢測范圍：0-99.9%RH；濕度檢測精度：±3%RH；氫氣濃度檢測范圍：0-40000PPM；傳感器通訊接口：隔離RS485或模擬量輸出；

9.上位機單元（內(nèi)置氫能管理軟件上位機端）：CPU：IntelCore i5；內(nèi)存：DDR3 8G；硬盤：7200轉(zhuǎn)/1TB；顯卡：Intel HD Graphic；屏幕：22英寸高清顯示器（1920*1080）。

10.柜體材質(zhì)與尺寸：板材：熱鍍鋅處理；板材表面烤漆工藝；鋼板厚度：2mm；柜體精心設(shè)計，結(jié)構(gòu)美觀新穎，方便操作和數(shù)據(jù)讀取。

11.設(shè)備配套3D虛擬仿真軟件、AI仿真軟件管理平臺：

（1）▲用戶權(quán)限管理：①支持PC端仿真系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，支持對用戶權(quán)限管理；②支持PC端仿真系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，支持對用戶權(quán)限管理；③學(xué)校管理員用戶：可創(chuàng)建及管理教師賬號和院系/專業(yè)等信息管理；④學(xué)校管理員賬號：具有用戶管理、管理員密碼修改、后臺管理等功能⑤學(xué)校管理員：可進(jìn)行院系管理和用戶信息展示與管理，可對創(chuàng)建的信息進(jìn)行一鍵導(dǎo)出操作；

（2）▲教師管理員:①“添加班級信息—生成班級信息—添加邀請碼—生成學(xué)生邀請碼”，可將通過邀請碼注冊的學(xué)生自動分配到對應(yīng)的班級內(nèi)，可對班級信息進(jìn)行修改，對過期的邀請碼進(jìn)行更新及設(shè)置使用時長；

（3）▲平臺功能：①平臺頂部導(dǎo)航欄、歡迎登錄提示、顯示用戶信息、日期、時間等；②系統(tǒng)列表支持搜索、排序、分類等功能，排序系統(tǒng)支持添加時間、倒序排列、分類排序；可根據(jù)關(guān)鍵詞篩選系統(tǒng)名稱、系統(tǒng)類別等；③系統(tǒng)支持廣播、公告、最新消息會提示等；

（4）▲課件更新功能：①系統(tǒng)可自動檢測軟件更新功能，進(jìn)入仿真管理平臺后點擊課件更新圖標(biāo)，可根據(jù)展示彈窗列表，一鍵或者選擇單個進(jìn)行更新操作；

（5）▲產(chǎn)品信息展示功能：a.選擇左側(cè)列表中任一仿真系統(tǒng)課件，右側(cè)可展示選中仿真系統(tǒng)課件的介紹信息，包含名稱、展示圖以及仿真系統(tǒng)課件的描述信息；b.提供仿真系統(tǒng)課件的下載功能，點擊“進(jìn)入”，即可進(jìn)入對應(yīng)仿真系統(tǒng)課件；c.提供仿真系統(tǒng)課件的教學(xué)視頻展示功能：軟件下方可展示課件已關(guān)聯(lián)的教學(xué)視頻，視頻播放時默認(rèn)循環(huán)播放，可控制播放/暫停，同時支持全屏觀看;d.提供課件產(chǎn)品手冊展示功能：教學(xué)視頻右側(cè)展示該課件已導(dǎo)入的相關(guān)產(chǎn)品手冊或設(shè)計圖紙等電子文檔信息，且支持下載本地，可隨時打開查看；e.提供學(xué)生考核情況展示功能：產(chǎn)品手冊下方區(qū)域展示學(xué)生在該系統(tǒng)中的考核結(jié)果統(tǒng)計，展示同時提供學(xué)院、班級等篩選功能；f.考核詳情功能：可對全校所有學(xué)生的考核成績匯總及查看，通過圖表等形式評估各仿真課件與學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

（6）▲軟件有實驗原理、實驗?zāi)康?、實驗步驟、文字輔助認(rèn)識設(shè)備、模擬實驗等功能，可以人物360°漫游的視角觀看各個角度；學(xué)生按實驗步驟進(jìn)行考試，系統(tǒng)能當(dāng)場評分并上傳到教師端；可查詢學(xué)生的歷次考試成績及使用3D仿真軟件的情況;

四.可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 不同儲氫技術(shù)系統(tǒng)性能對比測試實驗

? 不同儲氫技術(shù)系統(tǒng)控制對比實驗

? 儲/釋氫過程PCM溫度演變曲線

? 固態(tài)儲氫罐不同熱管理方案對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制系統(tǒng)的組成和控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 氫儲能系統(tǒng)綜合能量管理設(shè)計原理及組成

? 氫儲能系統(tǒng)綜合能量管理測試及分析實驗

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

系列實驗平臺及模塊選裝

一、系列實驗平臺

1．氫儲能新能源發(fā)電實驗平臺

(1) 平臺設(shè)備

模擬發(fā)電系統(tǒng)、電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫罐（帶熱強化）、板式換熱器、負(fù)荷、傳感器等

(2) 可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

2. 氫儲能新能源發(fā)電-PCM熱管理實驗平臺

(1) 平臺設(shè)備

模擬發(fā)電系統(tǒng)、電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫罐（PCM熱管理、帶熱強化）、板式換熱器、負(fù)荷、傳感器等

(2) 可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 儲/釋氫過程PCM溫度演變曲線

? 固態(tài)儲氫罐不同熱管理方案對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制系統(tǒng)的組成和控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

3. 氫儲能新能源發(fā)電-熱強化對比實驗平臺

(1) 平臺設(shè)備

模擬發(fā)電系統(tǒng)、電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫罐（帶可拆傳熱結(jié)構(gòu)）、板式換熱器、負(fù)荷、傳感器等

(2) 可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 固態(tài)儲氫罐熱強化設(shè)計對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐自然對流、強迫對流換熱對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制系統(tǒng)的組成和控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

4. 氫儲能新能源發(fā)電-儲氫技術(shù)對比實驗平臺

(1) 平臺設(shè)備

模擬發(fā)電系統(tǒng)、電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫罐（帶熱強化）、氣態(tài)儲氫罐、板式換熱器、負(fù)荷、傳感器等

(2) 可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 不同儲氫技術(shù)系統(tǒng)性能對比測試實驗

? 不同儲氫技術(shù)系統(tǒng)控制對比實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制系統(tǒng)的組成和控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

5. 氫儲能新能源發(fā)電-制冷消納實驗平臺

(1) 平臺設(shè)備

模擬發(fā)電系統(tǒng)、電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫罐（PCM熱管理、帶熱強化）、板式換熱器、熱電制冷、送風(fēng)裝置、負(fù)荷、綜合能量管理系統(tǒng)、傳感器等

(2) 可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 儲/釋氫過程PCM溫度演變曲線

? 固態(tài)儲氫罐不同熱管理方案對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制系統(tǒng)的組成和控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 制冷系統(tǒng)組成及運行效率測試實驗

? 模擬氣候溫度下儲能系統(tǒng)運行實驗

? 模擬氣候溫度下制冷控制實驗

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

6. 氫儲能新能源發(fā)電-綜合能量管理實驗平臺

(1) 平臺設(shè)備

模擬發(fā)電系統(tǒng)、氣候溫度模擬裝置、電解水制氫、燃料電池發(fā)電、固態(tài)儲氫罐（帶熱強化）、板式換熱器、熱電制冷/制熱、送風(fēng)裝置、綜合能量管理系統(tǒng)、負(fù)荷、傳感器等

(2) 可完成課題項目

? 可再生能源發(fā)電氫儲能系統(tǒng)的原理組成

? 燃料電池控制系統(tǒng)的組成和控制

? 電堆的IV極化特性曲線

? 電堆的功率特性曲線

? 電解制氫效率測量實驗

? 電解制氫流量計量控制實驗

? 電堆輸出和尾氣分析實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫過程溫度、壓力、濃度演變曲線

? 固態(tài)儲氫罐熱強化設(shè)計對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐自然對流、強迫對流換熱對比測試實驗

? 固態(tài)儲氫罐儲/釋氫控制系統(tǒng)的組成和控制

? 固態(tài)儲氫罐與燃料電池耦合熱管理原理及組成

? 耦合熱管理控制系統(tǒng)的組成和控制

? 制冷/制熱系統(tǒng)組成及運行效率測試實驗

? 模擬氣候溫度下儲能系統(tǒng)運行實驗

? 模擬氣候溫度下制冷/制熱控制實驗

? 氫儲能系統(tǒng)綜合能量管理設(shè)計原理及組成

? 氫儲能系統(tǒng)綜合能量管理測試及分析實驗

? 氫儲能系統(tǒng)參數(shù)測量和控制

? 模擬可再生能源發(fā)電波動和控制

? 人機界面設(shè)計和通訊控制

二、系列實驗平臺可選裝模塊

? 模擬發(fā)電系統(tǒng)（蓄電池）

? 光照模擬-PV發(fā)電模塊

? 氣候溫度模擬模塊

? PCM熱管理模塊

? 儲罐熱強化測試模塊

? 儲氫技術(shù)對比模塊

? 儲氫罐-燃料電池耦合熱管理模塊

? 控制策略調(diào)控模塊

? 制冷/制熱負(fù)荷模塊

? 綜合能量管理模塊