1.燃料电池发电系统

    水冷型燃料电池堆，电堆工作温度控制单元，电堆工作压力控制单元，供气控制单元，水管理控制单元，电管理控制单元，电力电子转换部分，控制系统部分。

    2.太阳能发电系统

    太阳能光伏阵列，蓄电池组，电力电子转换部分，功率点跟踪控制单元，保护电路部分，负载部分，控制系统部分

    3.混合发电系统

    离子膜水电解装置，储氢装置，氢气气泵，循环水泵，混合发电系统能量管理单元，电力电子转换部分，能量管理控制部分

            图1   太阳能－燃料电池混合发电系统结构图

    太阳能－燃料电池混合发电系统实验室

    1.科学研究方面

    燃料电池发电部分科学研究内容：

    （1）电堆输出性能检测

    （2）燃料电池发电系统优化控制

    （3）燃料电池发电系统故障诊断

    （4）燃料电池发电系统效率评价

    太阳能光伏发电部分教学科学研究内容：

    （1）太阳能光伏阵列性能检测

    （2）太阳能光伏系统多功能控制（光伏型控制、户用型控制和直接型控制）

    （3）太阳能光伏系统故障诊断

    混合发电部分科学研究方向：

    （1）混合发电系统的功率匹配设计

    （2）混合发电系统的能量管理

    2.本科生、研究生教学方面

    燃料电池发电系统教学实验设计内容

    包括：电堆温度、冷却水温差、电堆工作压力、供气流量、电堆湿度、电管理实验

    （1）教学性实验：恒流、恒压、恒功率、恒电阻电子负载实验

    （2）不同操作条件下V-I或P-I曲线性能比较实验

    （3）不同操作条件下，电堆温度对系统性能影 响实验

    （4）不同功率负载变化下，电堆温度对电堆性能影响实验

    （5）不同操作条件下，电堆压力对系统性能影响实验

    （6）不同功率负载变化下，电堆压力对系统性能影响实验

    （7）不同操作条件下，电堆湿度对系统性能影响实验

    （8）不同功率负载变化下，电堆湿度对系统性能影响实验

    太阳能光伏系统教学实验设计内容

    包括：太阳能阵列光强、温度、日照角、电管理实验

    （1）教学性实验：恒流、恒压、恒功率、恒电阻电子负载实验

    （2）直接负载型实验

    （3）光伏控制型实验

    （4）户用控制型实验

    （5）不同光强和温度下，V-I或P-I曲线性能比较实验

    （6）不同电参数输出下，光强和温度对系统性能影响实验

    （7）太阳能光伏阵列自动寻日实验

    （8）功率点跟踪实验

A.太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势

1.1太阳电池的基本原理

太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式是采用太阳能蓄电池将光能转换为电能的发电方式,而且随着技术不时进步,光伏发电有

可能成为发展前景的发电技术之一。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光或其它光照射到太阳电池上时,电池吸

收光能产生“光生电子—空穴”对。电池内电场作用下光生电子和空穴被分离,从而在电池两端积累起异号电荷,即产生电压。

1.2光伏发电的主要优势

1发电原理具有先进性

即直接从光子转换到电子,没有中间过程:如热能—机械能、机械能—电磁能转换等和机械运动,发

电形式极为简捷。

2太阳能资源的无限和分布特性

太阳能辐射取之不尽用之不竭,可再生并洁净环保.阳光普照大地,无处不在,无需运输

不受霸权控制。

3光伏发电与环境关系

光伏发电没有机械旋转部件,无噪声,没有燃烧过程.不排放温室气体和其它废气、废水.环境友好

真正的绿色发电。

4建造、装配和维护特性

模块化结构,规模大小随意,易于建造安装、装配迁移.而且易于随时扩大发电容量。可实现无人值

守,维护利息低。

B.光伏发电系统组成及各部分功能

光伏发电系统是采用太阳电池将太阳辐射能直按转换成电能的完整的发电系统。一般来说,它由太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、直流--交流逆变器等部分组成。

2.1太阳电池组件及方阵

太阳电池是光伏发电系统的核心。太阳电池单体是光电转换的单元,尺寸一般为4~200cm2不等。太阳电池单体的工作电压约为

0.5V,工作电流约为20~25mA,一般不能单独作为电源使用。将太

阳电池单体进行串并联且封装后,就成为太阳电池组件,其功率一般

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