ZM2121 Equipo de capacitación en generación de energía eólica y solar, equipo didáctico, equipo de educación vocacional, equipo de capacitación en energías renovables

I. Descripción general del equipo
1. Introducción
1.1 Descripción general
Este sistema de capacitación simula el proceso de generación de electricidad eólica y solar, lo que permite a los estudiantes aprender a generar electricidad eólica y solar. El generador eólico funciona con un ventilador, mientras que el panel solar funciona con un haluro metálico de alta potencia. Este entrenador desarrolla la capacidad práctica de los estudiantes y es adecuado para universidades de ingeniería, institutos de formación y escuelas técnicas.
1.2 Características
(1) Este entrenador utiliza una estructura de columna de aluminio con medidores internos integrados. Cuenta con ruedas universales en la parte inferior para facilitar su desplazamiento.
(2) Permite realizar numerosos experimentos con circuitos y componentes, que los estudiantes pueden combinar en diferentes circuitos para realizar diferentes experimentos y contenidos de capacitación.
(3) Banco de trabajo de capacitación con sistema de protección de seguridad. 2. Parámetros de rendimiento
(1) Grupo electrógeno eólico: El grupo electrógeno eólico consta de un ventilador y un soplador de aire. Su estructura de perfil de aluminio y la base del equipo cuentan con ruedas universales. Las dimensiones del ventilador son de 800 mm x 800 mm x 1500 mm (largo x ancho x alto) y del soplador de aire son de 800 mm x 800 mm x 1500 mm (largo x ancho x alto).
(2) Dispositivo de generación de energía solar: Estructura de aluminio, panel fotovoltaico ajustable, con dimensiones de 800 mm x 800 mm x 1200 mm (largo x ancho x alto).
(3) Caja de alimentación: Estructura de perfil de aluminio, caja colgante de aluminio, con dimensiones de 1080 mm x 300 mm x 740 mm (largo x ancho x alto). (4) Placa de celda solar individual:
Potencia nominal de trabajo: 20 Wp
Corriente de cortocircuito: 1,9 A
Corriente de pico: 1,7 A
Voltaje de circuito abierto: 18,5 V
(5) Especificaciones técnicas del ventilador:
Tipo de ventilador: dirección horizontal
Velocidad de arranque: 2,5 metros/segundo
Velocidad nominal del ventilador: 10 metros/segundo
Velocidad máxima contra viento: 40 metros/segundo
Potencia nominal de trabajo: 200-500 W
Ajuste de la dirección del viento: ajuste automático
(6) Especificaciones técnicas de la batería:
Voltaje: 12 V
Volumen: 12 Ah
Pérdida de electricidad de la batería: 10 V ± 1 V
Norma ejecutiva: GB/T 9535
Humedad relativa: 35 ~ 85 % HR (sin condensación)
(7) Trabajo Condición:
Temperatura: -10 ℃ a +40 ℃
Temperatura: ≤80 ℃
Aire ambiente: sin aire corrosivo, sin aire combustible, sin grandes cantidades de polvo conductor
(8) Potencia:
Consumo: ≤5000 W
Potencia de trabajo: CA 220 ± 5 %, CC 12 V/24 V
Modo de trabajo: continuo
Alimentación: conexión en serie o en paralelo
Modo de trabajo: continuo
3. Introducción del sistema
Este sistema consta de cuatro partes: sistema de energía eólica, sistema de generación de energía fotovoltaica, sistema de control y sistema inversor. El sistema de energía eólica consta de un soplador, un generador y una batería. El sistema de energía fotovoltaica consta de un panel de células fotovoltaicas y una batería. El sistema de control está compuesto por un controlador de generación de energía eólica y solar. El sistema inversor está compuesto por un inversor de frecuencia y una unidad de carga.
Generador eólico de simulación. Este sistema utiliza un generador síncrono de imanes permanentes de eje horizontal y un soplador para simular el viento natural. Este soplador puede seleccionar tres velocidades de viento. Este sistema puede simular el cambio de dirección y potencia del viento modificando la velocidad y la ubicación del soplador, lo que permite detectar el efecto de generación en las condiciones correspondientes. El generador eólico de simulación se muestra a continuación.
Generador eólico de simulación
Como se muestra arriba, la imagen de la izquierda muestra un generador eólico. La salida del generador es trifásica de 12 V CA. El terminal de salida se conecta a la caja de conexiones ubicada en la parte inferior del equipo. La imagen de la derecha muestra una unidad de soplador de aire. Su alimentación es monofásica de CA 220 V, 50 Hz. Durante su funcionamiento, conecte el pedestal de dos partes mediante una biela, como se muestra a continuación.
Modo de conexión del generador eólico de simulación
2. Sistema de generación de energía fotovoltaica de simulación: Este sistema utiliza tres paneles solares de 18 V y 20 W. Puede conectarse en serie y en paralelo según el voltaje del sistema. Simula la ubicación de la luz solar ajustando la ubicación relativa del panel fotovoltaico, lo que facilita la simulación de diversas condiciones de luz solar. El generador de energía fotovoltaica de simulación se muestra a continuación.
La salida del panel fotovoltaico se conecta a la caja de conexiones ubicada en la parte posterior del dispositivo y se envía a través del terminal de seguridad. El voltaje de salida nominal del panel fotovoltaico de un solo bloque es de 18 V. Los tres paneles pueden funcionar individualmente o en paralelo. Simulación de generador fotovoltaico
3. Conjunto de baterías: Consta de dos baterías de 12 V/12 AH sin mantenimiento ni servicio. Se pueden conectar en paralelo como un sistema de 12 V/200 AH o en serie como un sistema de 24 V/100 AH, lo que facilita la comprensión de la conexión en serie y en paralelo de baterías. La batería está integrada en el interior de la caja de alimentación y su terminal de salida se conecta al panel de la caja de alimentación. En la imagen, 1 y 2 representan la salida de la batería, que se emite a través de los terminales rojo y negro.
Batería de la caja de alimentación
4. Caja colgante del controlador: Esta caja colgante incorpora un controlador de carga industrial. Controla la energía eléctrica del panel fotovoltaico del generador eólico para cargar la batería. La luz indicadora del panel muestra el estado de funcionamiento del controlador, verifica los parámetros de funcionamiento del sistema y el operador puede configurarlos por sí mismo. Cuenta con protección integral contra sobrecargas y sobrecorriente. La caja colgante del controlador se muestra a continuación. En la imagen, los terminales 1 y 2 corresponden a la entrada de la batería. Esta puede conectarse en serie o en paralelo. El voltaje de entrada es de 12 V o 24 V.
Los terminales 3 y 6 son fusibles. Los terminales 4 y 5 son terminales de salida del controlador (atención: el terminal de salida del controlador no se puede conectar a máquinas eléctricas de alta potencia).
El terminal 7 es la entrada del panel fotovoltaico y el terminal 8 es la entrada del generador eólico.
Caja para colgar el controlador
(1) Aspectos del funcionamiento del controlador:
a. Se prohíbe estrictamente la conexión inversa del módulo fotovoltaico y la batería.
b. Se prohíbe estrictamente el cortocircuito directo entre el módulo fotovoltaico y la batería.
c. Se prohíbe estrictamente el uso de motores eléctricos, motores de CC, fuentes de alimentación conmutadas y otros modos para simular el efecto de carga del generador eólico. Si esto causa daños al controlador, el fabricante no se responsabiliza. d. Antes de conectar la batería, mida el voltaje de la misma con un multímetro para asegurarse de que supere el 80 % del voltaje nominal. Si el voltaje es inferior al 80 %, podría dañar el controlador.
e. Si se trata de un sistema de 12 V, el voltaje de la batería no debe ser inferior a 9 V.
f. Si se trata de un sistema de 24 V, el voltaje de la batería no debe ser inferior a 18 V.
g. El voltaje de circuito abierto del módulo fotovoltaico no debe ser superior al doble del voltaje de configuración de la batería.
h. El voltaje de funcionamiento del módulo fotovoltaico no debe ser inferior a 1,5 veces el voltaje de la batería.
(2) Instrucciones de los botones del panel del controlador
Panel del controlador como se muestra a continuación:
A. Indicador luminoso de carga de la batería: indica el estado de carga.
B. Indicador luminoso de voltaje de la batería: indica el estado del voltaje de la batería y si hay algún fallo del sistema.
C. Indicador luminoso de salida de la fuente de alimentación: indica el estado de la fuente de alimentación de salida.
Imagen del panel del controlador

Explicación del estado de la luz indicadora
Luz indicadora Condición Implicación
Luz LED
Verde Apagado Sin carga
Parpadeo Cargando
Luz LED
Rojo Normalmente no: Bajo voltaje de batería
Parpadeo Sobrevoltaje de batería
Apagado: El voltaje de la batería es normal
Luz LED
Verde Normalmente encendido: Tiene salida de alimentación de CC
Parpadeo: No tiene salida de alimentación de CC
Apagado: Cortocircuito o sobrecarga de carga
(1) Conexión del controlador
Paso 1: Conectar a la batería
Advertencia:
A. Si los terminales de los electrodos positivo y negativo de la batería y el cable que los conecta provocan un cortocircuito, podría causar un incendio o una explosión. La máquina debe operarse con cuidado.
B. Si el voltaje de la batería es inferior a 9 V, el operador prohíbe estrictamente insertarla en el controlador. Un voltaje insuficiente o una batería de baja calidad podrían dañar el controlador. Si esto causa daños al producto por las razones mencionadas, el fabricante no se hace responsable de la garantía de calidad ni de la responsabilidad conjunta. Advertencia:
A. Antes de conectar la batería, mida su voltaje con un multímetro.
B. Para sistemas de 24 V, asegúrese de que el voltaje de la batería no sea inferior a 18 V.
C. Para sistemas de 12 V, asegúrese de que el voltaje de la batería no sea inferior a 9 V.
El controlador puede distinguir automáticamente entre sistemas de 12 V y 24 V según el voltaje de la batería.
Atención:
Si el voltaje de la batería está entre 16 V y 17 V, este voltaje se convierte en una zona muerta, lo que provocará un mal funcionamiento del controlador.
Asegúrese de que todas las conexiones sean correctas y luego conecte el interruptor de seguridad. No lo conecte antes de realizar el cableado.
Paso 2: Conexión a la carga
El terminal de carga del controlador se puede conectar a un equipo de alimentación de CC con el mismo voltaje de trabajo nominal que el de la batería. El controlador alimentará la carga utilizando el voltaje de la batería.
Conecte los electrodos positivo y negativo de la carga al terminal de conexión de carga. El terminal de carga puede tener voltaje, por lo que al realizar el cableado, tenga cuidado para evitar cortocircuitos. Se recomienda conectar un dispositivo de seguridad en el cable del electrodo positivo o negativo. Durante la instalación, no conecte el dispositivo de seguridad. Después de la instalación, asegúrese de que todo el cableado sea correcto y luego conéctelo al dispositivo de seguridad. Si la carga se conecta a través del cuadro eléctrico, cada circuito de carga debe tener un dispositivo de seguridad conectado individualmente. La corriente de carga no debe superar la corriente nominal de 10 A del controlador. La carga puede ser una farola LED de CC, un equipo de monitorización, etc.
Paso 3: Conexión del módulo fotovoltaico
Advertencia:
A. El módulo fotovoltaico puede generar un voltaje muy alto. Al realizar el cableado, tenga cuidado de no sobrepasar la corriente eléctrica.
B. El controlador puede utilizar módulos solares aislados de 12 V y 24 V. También puede utilizar un módulo de conexión a la red con un circuito abierto que no supere la tensión de entrada máxima. El voltaje del módulo solar del sistema no debe ser inferior al voltaje del sistema.
Paso 4: Conexión del generador eólico
A. Seleccione y utilice un generador eólico cuya tensión nominal (con la velocidad nominal del viento) coincida con la tensión de la batería.
B. Si selecciona un ventilador de CC, los dos cables del electrodo +/- pueden tener dos terminales de los tres terminales. Sin embargo, este ventilador de tiro incorpora un rectificador barato y tosco, presenta baja estabilidad y una alta tasa de fallos, por lo que no recomendamos su uso. Nuestro producto incorpora un módulo rectificador de alta calidad.
Paso 5: Verificar la conexión
Revise todas las conexiones y asegúrese de que los electrodos positivo y negativo de cada terminal sean correctos.
Paso 6: Confirmación de encendido
A. Primero, active el interruptor de la batería y encienda el controlador.
B. Active el interruptor del módulo fotovoltaico e inicie la carga.
C. Active el interruptor del generador eólico e inicie la carga.
D. Active el interruptor de carga (luz o equipo de monitorización) y la carga comenzará a funcionar. E. Interruptor de encendido (si el equipo no tiene interruptor de encendido, ignórelo).
5. Caja para colgar el inversor: Incorpora un inversor de frecuencia de identificación inteligente de voltaje de 12 V/24 V, con voltaje de salida de 220 V CA, potencia continua de 600 W y potencia máxima de 1000 W, eficiencia de transferencia superior al 90 % y alarma automática de bajo voltaje. La caja para colgar el inversor se muestra a continuación.
En la imagen: 1. Interruptor de control, 2. Luz indicadora de estado (indicador de 12 V, 24 V e indicador de alimentación), 3. Terminal de entrada de CC (12 V o 24 V), 4. Terminal de salida de 220 V CA.
Caja para colgar el inversor
6. Caja para colgar el instrumento: muestra en tiempo real el voltaje de generación, la corriente de generación, el voltaje de carga, la corriente de carga, el voltaje de inversión y la corriente de inversión. Caja para colgar instrumentos
7. Caja para colgar terminales de carga: Incluye bombillas incandescentes, lámparas de bajo consumo y ventiladores axiales. Permite realizar experimentos de carga de diferentes tipos para corriente alterna de 220 V transformada por un inversor.
3.2 Panel de control de alimentación
(1) Indicador de voltaje y corriente de salida
(3) Equipado con indicador de alimentación y terminal de salida de seguridad.
(4) Interior con fuente de alimentación de CA y protección contra cortocircuitos. La estructura interna de la caja de alimentación se puede observar a través de una ventana transparente.
(4) Interior con fuente de alimentación de CA y protección contra cortocircuitos. Los estudiantes pueden observar la estructura interna de la caja de alimentación a través de una ventana transparente. 3.4 Componentes del equipo
(1) Caja de montaje del controlador (1 unidad)
(2) Caja de montaje del inversor (1 unidad)
(3) Caja de montaje del medidor (2 unidades)
(4) Caja de montaje de la carga del terminal (2 unidades)
(5) Cable de conexión eléctrica de seguridad de 4 mm (40 unidades)
4 Lista de experimentos
(1) Prueba de las características de la batería: 1) Parámetros técnicos eléctricos 2) Conexión de la batería en serie y en paralelo
(2) Experimento del controlador de carga: 1) Experimento de protección de conexión inversa 2) Protección del controlador contra sobrecarga de la batería 3) Experimento de protección del controlador contra sobredescarga de la batería 4) Experimento de anticarga
(3) Experimento de simulación de un sistema eléctrico de generación eólica
(4) Experimento de control de carga de energía eólica
(5) Experimento de prueba de potencia de trabajo del generador
(6) Experimento de prueba de voltaje de circuito abierto de la batería fotovoltaica
(7) Experimento de prueba de corriente de cortocircuito de la batería fotovoltaica
(8) Experimento de prueba de potencia de trabajo de la batería fotovoltaica
(9) Para probar la batería fotovoltaica con diferentes niveles de prueba máxima bajo diferentes niveles de iluminación
(10) Fotovoltaica Experimento de las características de salida de la batería
(11) Experimento del principio de control de carga de baterías fotovoltaicas
(12) Experimento de anticarga de baterías fotovoltaicas
(13) Experimento de conexión en serie y en paralelo de baterías fotovoltaicas
(14) Experimento del principio básico del inversor
(15) Experimento de prueba de la forma de onda de salida de un inversor simple
(16) Experimento de conexión en serie y en paralelo de baterías fotovoltaicas
(17) Experimento del principio básico del inversor
(18) Experimento de prueba de la forma de onda de salida de un inversor simple
(19) Experimento de carga de CA del variador de potencia del inversor
(20) Experimento complementario de generadores eólicos y solares