燃料电池教学实训台,太阳能教学实验实训装置

TRYXNY-04燃料电池教学实训台

燃料电池教学实训台定位及特色：

1、实现燃料电池系统的电压、电流、功率、氢气流量、氢气压力、电堆温度、风扇电压、环境温度的检测与显示。

2、实现电堆温度和尾气排放控制。

3、制定燃料电池性能测试规则，建立电堆性能评价模型。

4、设计制作全检测型燃料电池性能分析实验系统平台。

5、电堆功率100W，仪表由系统独立12V 供电，系统耗氢1.5L/min，Labview 显示界面编程。

6、线性负载60W、可选电子负载300W、阻性负载（LED阵列）50W。

能开展的主要实验：

1、线形负载和灯泡负载电堆性能实验

2、恒值负载电堆性能实验

3、不同温度电堆性能曲线实验

4、不同压力电堆性能曲线实验

5、不同尾气排放量电堆性能曲线实验

6、最佳电堆性能曲线实验

7、不同类型电堆性能评价实验

系统简要介绍及燃料电池测试与管理：

燃料电池发电系统控制单元是整个实验装置的核心部分，通过控制燃料电池堆的温度、氢气压力、空气风量和尾气排放，实现燃料电池发电系统的热管理和水管理。针对不同负载，可研究恒电流、恒电压、恒功率、恒电  阻等多种方式下的电堆特性，绘制相应的特性曲线。

通过调整和优化控制变量，确定最优操作条件，获得最佳的系统输出性能。针对不同类型电堆，通过比较电堆特性曲线，评价电堆性能。

1、燃料电池发电系统的热管理和水管理

针对风冷型燃料电池堆，通过调节风扇电压，改变风扇转速，控制电堆温度；针对水冷型燃料电池堆，通过调节循环水泵电压，改变冷却水流量，控制电堆温度，实现电堆的热管理。设定电磁阀开闭周期和占空比，调节尾气排放量，控制电堆内部湿度，实现电堆水管理。

2、燃料电池堆的特性研究

应用所提供的线形负载（变阻器）和灯泡负载，通过观察显示仪表，初步了解电堆的电流、电压和功率特性。利用所提供的电子负载，进行恒电流、恒电压、恒功率和恒电阻实验，绘制不同负载变化下的V－I 和P－I 曲线，研究电堆的输出特性。燃料电池堆V－I 曲线绘制，空冷型燃料电池堆V－I 曲线。

3、燃料电池堆的性能优化

调节精密减压阀，控制氢气进气压力；调节风扇电压或冷却水流量，控

制电堆温度；调节尾气排放量。控制电堆湿度。通过比较不同功率变化

下的V－I 曲线，确定最优操作条件，获得相同系列电堆的最佳系统输

出性能曲线

4、燃料电池堆的性能评价

对于不同类型的燃料电池堆，在确定最优操作条件基础上，比较最佳性能输出曲线，划分功率输出段，分析计算极化压降、欧姆压降和浓差压降的形状、斜率和变化幅值，确定各功率段性能曲线的陡降点。检测各曲线陡降点V-I 值，利用所建立的电堆性能评价模型，评价电堆各功率段性能。电堆最佳性能曲线比较结果和性能评价模型

TRYXNY-05太阳能教学实验实训装置

1、太阳能教学实验实训装置系统规格

系统最大电压：21.5V

 系统最大电流：2A

 系统最大功率：25W

 太阳能电池规格

 组件尺寸(L*W*H)：621*281*28mm，单晶硅太阳能电池 x 1

 最佳功率：20W

 最佳工作电压：17.05±0.5V

最佳工作电流：1.20±0.10A

2. 太阳能教学实验实训装置控制器规格：

光电控制器：额定电流为10A，配置铅酸蓄电池，负载为100W以下的12V直流负载，控制单元一信道为光控输出，另一通道为多类定时输出

用户型控制器：，额定电压：12V，最大光电电池功率：60W，最大负载电流：5A，过放电压：11.0 ± 0.5， 蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关

3. 电表规格：

电流表：x 3, 0~2A，显示模式︰0.5”LCD液晶显示

   电压表：x 3, 0~20V，显示模式︰0.5”LCD液晶显示

   温度表：x 1, -19.9～99.9℃

4. 负载：    

风扇：x 1，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W

   交通灯：2组(R,G,B)，额定电压：12V，工作电流：0.25A，功率：3W

   LED灯：1组(7颗)；蜂鸣器：x 1；马达：x 1，额定电压：12V，工作电流：0.25A，

功率：3W

   开关：x 1；按钮：x 1

5. 电池：

阀控式密封铅酸蓄电池，额定电压：12V，额定容量(20hr) ：3.3Ah，充电方法（恒压），循环︰最大充电电流为825Ma

6. 电压器：

1个电压器(可变电阻)，电阻值调整范围为0～1kΩ

   DC/DC：5个DC/DC电源模块

   提供DC转AC模块

7. 实验单元：

实验一 太阳能电池发电原理实验

实验1-1 太阳能光电板能量转换实验

 实验1-2 环境对光电转换影响实验

 实验二太阳能电池光电系统直接负载实验

  实验三光电控制型太阳能系统发电实验

 实验3-1 光电型控制单元工作原理实验

 实验3-2 光电型控制单元充放电保护实验

  实验四用户型太阳能发电和利用实验

  实验4-1 用户型控制单元工作原理

  实验4-2 用户型控制单元充放电保护实验

   实验五太阳能系统电器负载实验

  实验六综合实验

   实验七太阳能电池基本特性测试实验

   实验八外部扩充DC转AC外接电器实验

   实验九单晶太阳能电池I-V特性曲线实验

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