能源利用及智能化综合教学设备:上海硕博教学设备公司

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2025年4月21日能源利用及智能化综合教学设备

SB-SG1000能源利用及智能化综合教学设备

一、设备概述

能源利用及智能化综合教学设备综合能源系统整合多种发电方式（如风电、光伏、热力发电）及储能技术，结合智能化管理单元，实现高效、稳定的能源供应。关键设备包括风力/光伏发电、利用自然能源发电，低碳且又环保；热力发电模块（如燃气、生物质）等、提供稳定基荷或调峰支持；另外设备还包含离网/并网逆变器以适配不同用电场景，确保电能质量；设备有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。确保实验过程安全可靠。

本方案构建了一套基于S7-1200 PLC为主控制的综合性监控系统，采用Modbus RTU/TCP协议与各种仪表以及离、并网模块间进行通信，实现数据汇总与预处理，实现对综合能源发电系统中运行数据的实时采集、处理与可视化展示。通过工业级触摸屏提供直观的人机交互界面。

参考图片

二、技术参数

2.1、设备参数

1.输入电源：单相三线制AC 220V±10% 50HZ

2.输入功率：2.5kw

3.工作环境：

1）温度：-10℃～+40℃

2）相对湿度：≤90%（+20℃）

3）海拔高度：≤2000m

4）空气清洁，无腐蚀性及爆炸性气体，无导电及能破坏绝缘的尘埃

4.设备重量:整体约800kg

5.设备尺寸：宽×深×高

Ø机柜：800mm×700mm×1800mm×2

Ø光伏发电模块：1200mm×800mm×1400mm

Ø风力发电模块：600mm×600mm×1700mm

Ø测风单元模块：600mm×600mm×1400mm×2

2.2、太阳能电池板（以下方案2选1）

方案1

太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用至少1块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。

Ø电池板：多晶硅

Ø最大输出功率：100W

Ø开路电压：21.24V

Ø工作电压：17.5V

Ø短路电流：5.56A

Ø模拟光源：1-2KW 卤素灯

方案2

太阳能电池板采用阵列组装形式，主要采用4块（或更多）小型太阳能电池板组建，可实现太阳能电池板的并接方式和串接方式，进而提供大电流或大电压的两种太阳能电池板组网方式。

Ø最大输出功率：4*10W

Ø开路电压：21.24V（并联），4*21.24V（串联）

Ø短路电流：4*0.62A（并联），0.57A（串联）

模拟光源：500W卤钨灯，分别模拟晨日、午日和夕日

人机界面设置有启动、停止、晨日、午日和夕日等按钮，通过人机界面中的模拟按钮，控制晨日、午日、夕日3只光源，人机界面设置有一个计时窗口，采集计时亮灯-灭灯时间序列，每一次亮灯、灭灯后计时器自动复位归0；亮灯-灭灯时长可通过软键盘设置更改（可更改范围10秒至300秒）、以便达到最佳实验效果。

2.3 模拟风源

采用变频轴流通风机，额定电压380V、额定频率50HZ、额定功率2.2KW、额定转速1420rpm；电机采用2.2KW变频器驱动；风速可调（0-13m/s）、风速控制精度：0.1m/s、风向控制精度：0.1°

Ø风量：32073 mз/h

Ø风压：288Pa

Ø转速：1440 r/min

Ø功率：2.2kW

Ø可调风速：0～13级连续可调

2.4 风力发电机

Ø额定功率：300(W)

Ø额定电压：12(V)

Ø额定电流：33.3

Ø风轮直径：1.24(m)

Ø启动风速：2.5(m/s)

Ø额定风速：9.6(m/s)

Ø安全风速：35(m/s)

Ø工作形式：永磁同步发电机

Ø风叶旋转方向：顺时针

Ø风叶数量：3（片）

Ø风叶材料：玻璃增强聚丙烯材料

Ø电机材料：铝合金

2.5、测风系统

Ø测量范围：风速：0～60m/s 风向：0～360°

Ø精度： ±0.1m/s ± 3°

Ø工作电源： AC 220V±20% 50HZ， DC12V、5V或其他供电。

Ø记录间隔： 1分钟～240分钟连续可设置

Ø内部存储： 4M bit

Ø通讯接口： RS-232/485/USB通讯

Ø环境温度： -40℃～50℃

Ø转速传感器：0～5000 风力发电机转速检测显示（室内）

2.6、风力发电控制系统：

Ø工作电压：12VDC

Ø充电功率Pmax ：600W

Ø光伏功率Pmax ：150W

Ø风机功率Pmax ：450W

Ø充电方式：PWM脉宽调制

Ø充电最大电流 35A

Ø过放保护电压 11V

Ø过放恢复电压 12.6V

Ø输出保护电压 16V

Ø卸载开始电压（出厂值）15.5V

Ø卸载开始电流（出厂值） 15A

Ø控制器设有蓄电池过充、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、光控开关功能；

Ø负载为100W以下的12V直流负载，控制单元一通道为常开输出，另一通道为多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关，）。

Ø使用32位高速单片机，实现智能控制，自动识别12/24V系统。采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。

Ø多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。

Ø具有丰富的工作模式，如光控，光控＋定时，通用控制等模式。

2.7、并网逆变器

Ø输出电压：AC 180-260V

Ø工作电压：18 - 50V，

Ø额定输出功率≥260W

Ø输出波形：正弦波(失真度≤3﹪)

Ø输出频率：47-55Hz，

ØLED方式显示工作状态，并网逆变器具有DC－DC和DC－AC两级能量变换的结构。DC－DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC－AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。

2.8、离网逆变器

Ø直流输入电压：9～16VDC 电压可选

Ø额定蔬出功率：300W

Ø输出电压：110/220VAC

Ø输出波形：纯正弦波

Ø输出频率：50Hz

Ø工作效率：85%

Ø功率因数：>0.88

Ø波形失真率≤5%

Ø工作环境：温度-20℃～50℃

Ø相对湿度：﹤90﹪（25℃）

Ø保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护

具有输出短路、过温、过载、欠压保护及保护具有自动恢复功能，采用风机冷却方式，输入输出完全隔离设计，能快速并行启动电容、电感负载，三色指示灯显示，输入电压,输出电压，负载水准和故障情形，负载控制风扇冷却，过压/欠压/短路/过载/超温保护

2.9、热力发电模块：常规热力发电包括燃气轮机、生物质发电或工业余热利用，通过燃烧或热交换驱动汽轮机发电。智能化控制系统优化燃料效率，减少排放，在综合能源中作为调峰电源，弥补风光发电的间歇性缺陷。

Ø本系统的热力供电模块由压缩机，热交换器，铜管（管路）、工质、冷凝器、膨胀机（气动马达）、永磁发电机、蒸发器等组成，由变频器控制压缩机加热加压工质，加热加压后工质推动膨胀机（气动马达）转动，膨胀机（气动马达）带动发电机运转，发出电能，工质经过冷凝器去热交换器，出来热交换器去蒸发器，蒸发器在去热交换器，最后在去压缩机，工质循环运动。

Ø本模块适用于150~300℃中低温热源（如工业余热、地热或太阳能热），采用高效热电材料（TEG）或有机朗肯循环（ORC）技术，将热能转换为电能。

l永磁发电机参数

Ø额定功率：300(W)

Ø额定电压：0-22(V)

Ø额定电流：33.3

Ø工作形式：永磁同步发电机

Ø电机材料：铝合金

膨胀机（马达）参数

Ø减速比：1:5

Ø功率：0.6HP

Ø扭矩：15N.m

Ø转速：280rmp

Ø耗气量：630L/min

Ø空转转速：560rmp

Ø启动扭矩：24N.m

Ø停止扭矩：30N.m

2.10 储能模块：55Ah、电压12V × 1只

三、智慧能源综合管理模块：EMS是系统的"大脑"，集成大数据分析、物联网（IoT）和人工智能算法，实现：

l多能协同：优化风光储热互补，动态分配能源。

l负荷预测：基于天气和用电历史调整发电策略。

l实时监控：远程诊断设备故障，提高运维效率。

l需求响应：参与电网调度，降低用能成本。

3.1 直流电压、电流表:

Ø电压测量范围：DC0-300V；

Ø电压测量精度：0.2级；

Ø电流测量范围：0-50A；

Ø电流测量精度：0.5级；

3.2 交流电压、电流表:

Ø电流、电压测量精度：0.5级；

Ø功率、有功电能测量精度：0.5级；

Ø频率测量误差：±0.05HZ；无功电能：1级；

Ø供电电压：AC85-265V/DC100-300V；

Ø功耗：≤10VA。

ØC P U:Intel 1037U 1.8GHz 22nm双核处理器TDP 17W超低功耗处理器

Ø主板:Intel M11工控固态节能主板

Ø内存:1G DDR3 1333超高速内存,支持1333/1066MHz内存,最大可支持8GB。

Ø硬盘:24G SSD固态硬盘

Ø显卡:集成Intel HD Graphics核心显卡,提供VGA、LVDS、双HDMI显示输出,LVDS支持双通道24bit,支持单独显示、双显复制、双显扩展。

Ø声卡:集成ALC662 6声道高保真音频控制器

Ø网卡:集成1个RTL千兆网卡,支持网络唤醒、PXE功能。

Ø电源:外置电源（100V至220V宽幅电压，全球通用）

Ø显示屏:13寸LED工控屏分辨率：1024*600

Ø触摸屏:台湾军工Touchkit 4线触摸屏，透光率高；性能稳定，触摸灵敏

Ø整机接口:4* USB 2.0接口,其中两个可支持USB3.0(需定制)，

Ø1* HDMI接口:1* VGA接口,1* RJ-45网络接口,1* Line out（绿色）,1* Mic（红色)

Ø2*COM串口,1* 12V DC_JACK输入接口数字电压、电流、功率因数表、温湿度表

Ø直流电压表：0-200V×3只

Ø交流电流表：5A×1只

Ø交流电压表：0-500V、交流电流表5A各一只

Ø交流电能计量模块：电参数测量、运行时间、超载报警、功率报警门限预置、掉电数据保存

Ø温度、湿度表:温度测量范围：-50℃-+70℃ 湿度测量范围：20%-90%

Ø含有照度计、温度表、湿度表，单片机时钟系统，实现时间的显示

3.1 分布式光伏仿真规划软件

一、概述：基于Unity3D软件，使用C#语言进行开发，采用My Sql作为后台数据库，通过FTP协议与数据库进行通信。软件使用者通过使用光伏、风力、地热、生物质4种能源设计多能互补方案，完成区域能源的供能结构改造方案设计，并结合区域的气候数据，模拟区域内实时能耗与供能数据，从而优化出合理的能源结构。

二、用户管理功能：

1.注册：支持学生或教师按照学校名称和手机号码注册用户

2.登录：支持学生或教师根据手机号码或用户名登录系统。

3.找回密码：支持学生或教师根据手机号码找回密码

4.权限管理：支持主用户添加或删除子用户

5.用户信息管理：支持用户信息查看，包括用户名、学校、真实姓名、学号、上级用户等

6.异地登录：同一个账号24小时内只能在同一台电脑上登录，无法在其他电脑上登录。

7.教学资源

1、在线教育课程开放平台（具有软件著作权，配1个登录帐号）:

1）本系统是互通教学多元化管理平台，将传统的各个平台系统实施整合，集中互通管理，解决多平台、多账号难以管理、数据库分散无法集中统计等问题。系统包含了：在线教务管理系统、在线课程资源管理平台、在线习题库平台、在线考试考核平台、线上视频课程管理平台及线上虚拟仿真教学管理平台，真正意义的一站互通数据集中统计！

2）课程资源：多个微课视频实拍采集教学视频素材，后期影视包装，片头10秒左右，片尾5秒左右，视频尺寸不低于1920*1080，视频格式MP4、FLV等；多个虚拟仿真内容采用unity引擎开发，在pc端win系统上运行（win7、win8、win10，注不包含win xp）软件。

3）为了教学的统一性要求在线教育平台与实训装置是同一个生产商！

4）配套微课内容不少于30课时。

三、组件数据库

1.支持查看市面上超过15家光伏组件厂商的实际数据

2.涵盖了至少500种规格型号的光伏组件数据。

3.每种光伏组件的型号常规参数均可查看：价格、功率、组件类型、峰值电压、开路电压、最大允许电压、电压温度系数、峰值电流、短路电流、电流温度系数、光电转化效率、长度、重量等

四、逆变器数据库

1.支持查看市面上超过6家逆变器厂商的实际数据。

2.涵盖了至少40种规格型号的逆变器数据。

3.每种型号的逆变器常规参数均可查看：价格、最大直流输入、额定交流输出、最大效率、欧洲效率、最小电压、mppt电压、MPPT数量、最大直流电压、最大直流电流、尺寸、重量等。

五、气象数据库

1.支持查看全国超过32个城市的模拟地图气候数据。

2.支持查看2013-2016年的精确到天的模拟地图气候数据，可自由设置日期进行查看。

3.每个城市的气候数据均可查看：平均气温、最高最低气温、湿度、降水量、辐照量、气压、风速、土地湿度摄氏度等。

六、3D地图功能

6.1 模型

支持教师通过3D地图上的模拟能耗布置相应学习任务，同时可以修改多种参数以最大化的适应不同实际情况，最后可以根据学生完成情况进行相应的评分。

1.根据项目及学习任务需要规划设计的区域面积大小，选择对应面积以及地形相似度高的区域，并定期更新可用的区域3d地图

2.加载在3D地图上的是真实的地形地貌，包含设计成虚拟的地形地貌、3D地图模型、山川、河流与树木；

3.支持修改光伏发电的相关评分参数：整机效率、最佳倾角、除组件和逆变器以外的其他成本参数等。

4.支持修改风力发电的相关评分参数：整机效率、风力波动（自定义风速的每小时波动数据以体现出风力发电机组随着每小时风速数据的变化，发电量在1天24小时内随机波动的特点；）

5.支持修改地热能的相关评分参数：换热能力、热协调参数、成本单价

6.支持修改生物质能的相关评分参数：生物质年供应、整机效率、生物质残余物平均能源折算系数、生物质平均谷草比系数、生物质残余物能源利用可获得系数、建设成本、燃料成本、运维成本等。同时可自动根据公司计算得出每年最大可建设的电站功率作为评分准则。

（最大生物质电站功率=年供应量*1000*平均能源折算系数*谷草比系数*残余物能源利用可获得系数/ 3600/365/24）

7.设计区域内的5种用能建筑模型（底层住宅、交通枢纽、酒店、小高层、写字楼），通过设置每个建筑模型的最大功率、制冷制热能耗占比、每小时实际用电系数、日能耗时长，可以获得区域内建筑每小时、每天、全年的耗电情况以及制冷制热能耗需求；

8.可选择全国任意地区（精确城市）、任意气候时段作为区域能源模拟的目标区域，通过对比数据库可以得出当地经纬度、光伏组件全年最高、最低工作温度，并可以自动计算最大、最小电压、最大开路电压、最大直流电流等数据

9.可以自行比较同一模型不同规划方案的优劣，通过比较倾角偏差、组件逆变器功率比、间距误差、逆变器数量、生物质电站容量、浅层地热容量、风力电站布局、外部电力输入、外部电力波动、建设总成本等，可以对同一模型下的方案进行自动评分

10.命名：教师可以自行命名模型的名字

11.删除：教师可以对模型进行删除操作

6.2 方案

支持学生通过设置3D地图上的各种能源搭配的方案来解答教师给出的学习任务，并给出相应的数据报表

1.在3d地图上，根据模拟的每小时用能数据，合理布局"光伏发电""风力发电""生物质发电""浅层地热设施"设置各种产能模块的产能参数，满足区域用能需求，以完成需求侧区域能源规划方案的设计；

2.使用光伏、风力、生物质、地热4种新能源并结合外部电力输入以进行能源供应模拟并能自动计算产能。

3.根据设施地区经纬度与气候参数，通过选择不同型号规格的逆变器与光伏组件，来完成光伏组件方阵的设计，主要包含参数有：方阵行数、方阵列数、组件安装方式设计、倾角设计、逆变器数量、组件间距设计、组串串并联的数量等完成区域光伏电站设置

4.根据每小时的用电情况，实现户式/小型分布式光伏电站的模拟设计，并根据所选光伏组件与逆变器估算该电站的建设成本以及模拟该分布式电站与负载的合并运行情况

5.可设置不同容量大小的风机，模拟风力发电功率

6.根据模拟时段内的气温数据，判断当日是否存在制冷制热需求，并根据当日的冷热程度模拟制冷制热能耗情况。

7.模拟浅层地热换热能力与埋管面积的关系；同时学生根据模拟数据需要，设置生物质能建设所需面具，以满足模拟建筑制冷制热能耗需求；

8.学习生物质发电过程中，通过生物质能电站的一系列参数，强化学生对于生物质能转化公式学习。（最大生物质电站功率=年供应量*1000*平均能源折算系数*谷草比系数*残余物能源利用可获得系数/ 3600/365/24）

9.模拟白天时段，光伏发电设施每小时发电数据，体现出白天每小时光伏发电量随光照强度变化、夜晚光伏没有发电的量的特点；

10.根据逆变器、光伏组件的价格，风机机组价格，地热电站价格，生物质电站价格对所设计的多能互补方案的建设总成本自动统计

11.在初始化并部署完成后，展示整个区域能源状态，并根据预设值进行计算和输出，根据输出结果形成各类报表。包括总数据和日数据；

12.能源数据报表中，通过模拟时间过程，以及设计好的方案，可以显示各种能源的产能情况，包括：总产能、光伏发电量、风力发电量、浅层地热能量、生物质能发电量以及外部电力输入等。

13.根据用能模块预设的用能参数，模拟计算出用能情况实时曲线与各类产能设施的产能占比，并同步图表显示，包括总能耗、一般能耗、制冷制热能耗等，有助于学生进行相应能源的设计配比。

14.命名：学生可自行对设计方案进行命名或重命名

15.删除：教师或学生可删除方案

七、其他

光伏阵列间距计算器：可通过计算器自动计算出最佳倾角下的方阵最佳间距。涵盖了全国32个城市。可查询的数据有：经纬度、不同光伏阵列倾角下的日平均辐射、年度总太阳辐射等。同时根据选择的组件尺寸，根据倾角自动计算出方阵最佳间距。

3.2 理论考核软件（具有软件著作权）

理论考核软件是一款专为教育机构和培训中心设计的智能化考核工具，旨在提升学习效率和考核管理的便捷性。系统采用了Docker、LNMP、Rust等先进技术，实现了对Windows、macOS、Linux多平台的支持，确保用户在不同操作系统下都能流畅使用。该软件支持多端操作，包括手机端和PC端，用户可以通过账号密码登录，轻松进行设备识别、答题选择和答卷提交等操作。手机端支持二维扫码，快速展示设备信息并进入答题环节，用户可根据自身水平选择初级、中级或高级难度。答题过程中，系统会根据题型（问答、单选、多选、判断）自动调整答题界面，答题后即时反馈结果，提升学习体验。老师可以根据教学需求增减编辑试题内容。

后台管理功能强大，支持设备管理、题目管理、答卷管理和学生管理。管理员可以轻松编辑设备信息、生成二维码、分类管理题库，并根据不同难度设置问卷。答卷管理模块支持自动评分和手动评审，确保考核结果的准确性。学生管理模块则方便管理员对班级和学生信息进行增删改查，提升管理效率。

理论考核软件不仅简化了考核流程，还通过智能化的管理功能和跨平台的技术支持，帮助教育机构实现高效、精准的考核管理，是现代化教育的得力助手。

试题数量不少于300条，试题内容广泛，涉及光伏专业人员持证上岗考试题库、动力电池及管理系统、新型电力系统理论与实践等。

具体功能如下列表：

1、答题端

模块	功能	说明
通用模块	登录	通过账号、密码登录
	修改密码	用户可以重置密码
	退出	退出当前登录
手机端	设备识别	二维扫码，展示设备名称、设备说明等信息。在页面的最后进入答题环节，可以选择答题难度：初级、中级、高级
	答题选择	按设备管理中的问卷按序列表题目，一页显示一题，回答完成进入下一题。页面内容如下：题型（问答、单选、多选、判断）题目分值答题区题型为问答时，显示问答输入框，题型为单选时，列出选项，各选择只可选择一个题型为单选时，列出选项，各选择可选择多个题型为判断时，列出选项，各选择只可选择一个答题后非问答题直接后出答题结果
	提交答卷	如答卷有时间限制，时间到达时，自动提交答卷，未答内容不可继续填写如果问卷所有题型无问答类型时，系统直接出得分。如果问卷所有题型有问答类型时，问卷需要后台评审答题是否正确并给出最终得分。
	用户中心	我的信息班级：班级编号、班级名称学生：学生编号、学生名称我的答卷答卷列表：答卷名称、答卷难度等级、答卷详审状态、答卷得分答卷详情：答卷内容、得分情况、正确答案等
PC端	设备列表展示页面	展示所有设备列表，由设备图片、设备编号、设备名称、设备地址等组成
	设备详情展示页面	展示选择查看的设备详情信息，由设备图片、设备编号、设备名称、设备地址等信息。在页面的最后进入答题环节，可以选择答题难度：初级、中级、高级
	答题选择	按设备管理中的问卷按序列表题目，一页显示一题，回答完成进入下一题。页面内容如下：题型（问答、单选、多选、判断）题目分值答题区题型为问答时，显示问答输入框，题型为单选时，列出选项，各选择只可选择一个题型为单选时，列出选项，各选择可选择多个题型为判断时，列出选项，各选择只可选择一个答题后非问答题直接后出答题结果
	提交答卷	如答卷有时间限制，时间到达时，自动提交答卷，未答内容不可继续填写如果问卷所有题型无问答类型时，系统直接出得分。如果问卷所有题型有问答类型时，问卷需要后台评审答题是否正确并给出最终得分。
	用户中心	我的信息班级：班级编号、班级名称学生：学生编号、学生名称我的答卷答卷列表：答卷名称、答卷难度等级、答卷详审状态、答卷得分答卷详情：答卷内容、得分情况、正确答案等

2、后台管理（服务器端）

模块	功能	说明
通用模块	登录	通过账号、密码登录
	修改密码	用户可以重置密码
	退出	退出当前登录
设备管理	设备列表	按设备编号、设备名称过滤查询
	设备编辑	功能：设备新增、修改、删除、查看内容：设备编号、设备名称、设备地址、设备介绍、设备状态、设备二维码）
	二维码下载	生成设备专属二维码，提供下载，方便用户打印张贴
	问卷编辑	按初级、中级、高级分类按题目分类索引题目给每个题目标注分值（默认使用题目分值，可修改）同一问卷下相同题目检查与提醒问卷用时设置（不设置，不限制学生答题时间）
题目管理	题目分类列表	知识分类管理题库，按名称过滤查询
	题库分类编辑	功能：题库分类新增、修改、删除、查看内容：分类名称、分类说明
	题目列表	按题目分类、题型、题目内容过滤查询
	题目编辑	1. 功能：题目新增、修改、删除、查看 2. 内容：题目内容、题型（问答、单选、多选、判断）、标准答案、分值、题型说明、归属分类（可在多个分类下）
答卷管理	答卷列表	按班级、学生、设备过滤查询
	答卷详情	功能：查看、评分、归档内容：班级信息、学生信息、答卷等级、答卷内容、标准答案、得分情况
	归档列表	按班级、学生、设备过滤查询
		功能：查看内容：班级信息、学生信息、答卷等级、答卷内容、标准答案、得分情况
学生管理	班级列表	按班级编号、班级名称过滤查询
	班级编辑	功能：班级新增、修改、删除、查看内容：班级编号、班级名称、班级学生
	学生列表	按学生编号、学生名称过滤查询
	学生编辑	功能：学生新增、修改、删除、查看内容：学生编号、学生名称

3.3 新能源教学系统仿真软件（具有软件著作权）

一、多媒体教学软件概述

1、通过该软件可以系统性学习太阳能光伏硅材料、电池片、光伏组件、光伏组件附属材料、光伏应用产品等全部系列光伏知识内容。

2、配备文字与动画展示并介绍从原材料至成品包括中间环节加工工艺等与使用方法。

3、多媒体系统自带语音讲解，图、文、声并茂展示讲解、与系统所述文字同步播放，帮助教师对光伏发电课程教案的快速编写，提高学生对新能源专业知识快速掌握和快速学习。

4、多媒体软件组成

(1)太阳能光伏硅材料讲解与展示系统

l主要功能

1、可以展示各种太阳能光伏电池使用的硅材料实物；

2、配备文字与动画展示各种材料的生产工艺与使用方法

3、目录（约11课时）

l光伏硅产品基本情况介绍

l硅单质性质：包括硅的物理性质、化学性质、硅的分类与应用

l硅化合物性质：包括二氧化硅、一氧化硅、硅的卤化物、三氯氢硅、硅烷等

l硅的生长原理及定型

l硅的提纯方法：包括化学提纯与物理提纯方法

l多晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括冶金硅级制备、高纯多晶硅制备、铸造多晶硅制备

l单晶硅的制备及其缺陷和杂质：包括单晶硅生长、单晶硅的杂质与缺陷

l单晶硅与多晶硅加工方法

l硅薄膜材料：包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

l硅材料的测试与分析方法：包括导电型号测量、电阻率测量、少子寿命测量、霍尔系数的测定、迁移率的测量、化学性能分析、晶体结构分析等

l硅材料测试与分析依据标准（GB标准、UL标准、IEC标准、SEMI标准）

(2)太阳能光伏电池片讲解与展示系统

l主要功能

1、可以展示各种太阳能光伏电池片；

2、配备文字与动画展示各种电池片的生产工艺与使用方法

3、目录（约9课时）

1)太阳能电池片基本情况介绍

2)太阳能电池片基本结构分析

3)太阳能电池片分类

4)晶体硅太阳能电池片生产工艺：包括生产方法与生产设备介绍

5)晶体硅太阳能电池片生产主要原材料

6)太阳能电池片测试技术与方法：包括测试方法与测试设备介绍

7)太阳能电池片测试依据标准

(3)太阳能光伏组件讲解与展示系统

1、可以展示各种太阳能光伏光伏组件；

2、配备文字与动画展示各种光伏组件的生产工艺与使用方法

3、目录（约10课时）

l太阳能电池组件基本介绍

l太阳能电池组件的分类及各种组件的优缺点

l太阳能电池组件的生产工艺介绍及相关设备

l太阳电池组件的评定标准

l太阳能电池组件的测试方法与测试设备

l太阳能电池组件的发展方向

(4)太阳能光伏组件附属材料讲解与展示系统

l主要功能

1、可以展示各种太阳能光伏光伏组件附属材料；

2、配备文字与动画展示各种光伏组件附属材料的生产工艺与使用方法

3、目录（约7课时）

l太阳能组件附属设施情况介绍

l太阳能组件对钢化玻璃的具体要求

l太阳能组件对支架铝型材的具体要求

l太阳能组件对EVA封胶的具体要求

l太阳能组件对TPT背板的具体要求

l太阳能组件附属设施检测方法

l太阳能组件附属设施测试标准

* 二、展示与讲解内容目录（图、文、声并茂）：

2.1 太阳能光伏应用产品讲解与展示系统（约5课时）

2.1.1 太阳能发电系统：

2.1.2 家用太阳能发电机直流系统多媒体电视机

2.1.3 太阳能便携电源：

2.1.4 太阳能杀虫灯

2.1.5 太阳能警示灯

2.1.6 太阳能野营灯

2.2 太阳能光伏发电基本原理

2.3 太阳能光伏发电系统组成部分介绍

2.4 太阳能光伏发电系统设计方法

2.5 太阳能光伏电站施工建设方法

2.5.1、项目前期考察

2.5.2、项目建设前期资料及批复文件

第一阶段：可研阶段

第二阶段：获得省级/市级相关部门的批复文件

第三阶段：获得开工许可

2.5.3、项目施工图设计

2.5.4、项目实施建设

2.5.5、带电前的必备条件

2.6太阳能光伏并网电站介绍

2.6.1、光伏并网电站简要描述

2.6.2、光伏并网电站设备组成

2.6.2、光伏并网电站设备功能

2.7 家用型太阳能电站建设方案

2.7.1、项目概述

2.7.2、方案设计（附详细方案设计）

（一）用户负载信息

（二）系统方案设计

（三）效益计算：

2.8 逆变器基本原理介绍

2.9 控制器基本原理介绍

Ø主要作用：在小型光伏系统中，用来保护蓄电池；在大中型系统中，起平衡光伏系统能量、保护蓄电池及整个系统正常运行等；

l光伏控制器应具有以下功能：

①防止蓄电池过充电和过放电，延长蓄电池寿命；

②防止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反；

③防止负载、控制器、逆变器和其他设备内部短路；

④具有防雷击引起的击穿保护；

⑤具有温度补偿的功能

⑥显示光伏发电系统的各种工作状态，包括：蓄电池（组）电压、负载状态、电池方阵工作状态、辅助电源状态、环境温度状态、故障报警等。

Ø光伏控制器按电路方式的不同，可分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型等；

Ø按组件输入功率分：小功率型、中功率型、大功率型及专用控制器（如草坪灯控制器）等；

Ø光伏控制器性能特点：

1.小功率光伏控制器

Ø控制器的主要开关器件；

Ø运用脉冲宽度调制（PWM)控制技术；

Ø具有单路、双路负载输出和多种工作模式；

Ø具有多种保护功能；

Ø系统工作状况、蓄电池的剩余电量等的变化；

Ø具有温度补偿功能

2、中功率光伏控制器

Ø负载电流大于15A的控制器为中功率控制器。

Ø系统状态显示；

Ø可编程设定负载的控制方式；

Ø多种保护功能；

Ø浮充电压的温度补偿功能；

Ø具有快速充电功能；

Ø普通充放电工作模式、光控开/关、光控开/时控关工作模式

3、大功率光伏控制器

Ø大功率光伏控制器采用微电脑芯片控制系统，控制功能更强，可实现复杂过程控制。

光伏控制器主要技术参数：

系统电压、最大充电电流、太阳电池方阵输入路数、电路自身损耗、充满断开或过压关断电压（HVD) 、欠压断开或欠压关断电压（LVD)、蓄电池充电浮充电压、温度补偿、使用或工作环境温度范围、其他保护功能

2025年4月21日 能源利用及智能化综合教学设备

2025年4月21日能源利用及智能化综合教学设备