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燃料电池发电实训装置

更新时间:2024-06-23

简要描述:

燃料电池发电实训装置由自吸式PEM燃料电池堆、金属氢化物氢瓶及其组件燃料电池控制器、高纯度氢气发生器,直流线性负载,交流线性负载,直流感性负载和测试仪表组成。

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高纯度氢气发生        教学平台前视图

1概述                  

质子交换膜燃料电池是一种将燃料氢气作为还原剂与空气中的氧气作为氧化剂进行电化反应,并将化学能直接转换成电能的高效发电装置(化学反应式H21/2O2® H2O)。燃料电池可以作为发电站或车辆的动力源。燃料电池与内燃机相比,优点是高的能量转化效率和极低的环境污染,在现实生活中电能是一种清洁的能源,因此燃料电池输出的是清洁的能源。

为响应国家节能减排号召,促进新能源生力军健康、和谐发展,针对广大院校需求,我司研制并生产了燃料电池发电实训装置

应用范围:主要面向职高、大学、研究生、以燃料电池发电为主课题的研究和培训。

系统由自吸PEM燃料电池堆、金属氢化物氢瓶及其组件燃料电池控制器、高纯度氢气发生器,直流线性负载,交流线性负载,直流感性负载和测试仪表组成。

2燃料电池发电实训装置各部件参数

 燃料电池

燃料电池是本教学平台的核心组成部分,将氢瓶供给的氢气转换成电能,供负载使用。

产品优:具有重量轻,体积小,便于携带;静音设计;结构简单,可靠性高:启动速度快,响应时间短,适合于各种应用环境;环境适应性好,适应各种天气变化;

其规格如下:

 电池功率50W

 开路电压1530V

 工作电压11V时,电流4.15A,电池温度41.5

 风机电压10.5V

 尾气排放阀排气间隔12秒,每次排气时间0.3秒。

燃料电池安装要注意通风,确保空气顺畅流通,有助与反应空气的吸入和电池的散热。安装时将燃料电池平放,风扇朝上,散热口朝下,尾气排放口通过排气管接电池阀,接上燃料气瓶即可发电  

 金属氢化物氢瓶

   金属氢化物氢瓶用来给燃料电池供应燃料,其规格为:

   贮氢容量 20  100L

   放氢流速 20  >100L/min

   放氢压力 20  0.3MPa

   使用环境温度060

   产品氢纯度99.9999.9999

   原料氢 98%(普通工业氢)

   充氢压力2.03.0MPa

   充氢环境温度040

   热交换方式:空气自然对流或强制对流

   重量:2.5kg

   外形尺寸:长350mm,直径90mm

   金属氢化物氢瓶具体使用规则见附B

钢瓶(带减压阀门和压力表)

  用来给金属氢化物充气,使用使要符合氢气使用安全技术规(GB 4962-85) 

本实验系统可以使用如下规格瓶装氢气:

   容积:1L

   压力15MPa

   氢气纯度99.999%高纯氢

   减压器规格:输入压力(0-25MPa

    输出压力(0-0.16MPa连续可调

   充氢具体操作见附C

高纯氢气发生器

u  输出流 ZH-300(0300ml/min)

u  SY-300(150W)

u  输出压 00.4 MPa

u 电源电压

u 220V±10% 50Hz±5%

u  工作条件

u 温度542

u 相对湿度85%

仪表 

电流表:平台2个电流表,量程和误差分别AC 5ADC 20A±0.2%。用来测量燃料电池输出电流和交流电

电压表:平台2个电压表,量程和误差分别AC 500VDC 50V±0.2%。用来测量燃料电池输出电压、负载电压和交流输出电压。

计时器:本教学平台共1个计时器,量程100小时,主要用来累计氢瓶使用时间,以便准时充气。当开启电堆时按下计时器的计时按钮,关闭电堆前按停止按钮保存数据,清除累计时间可按清除按钮。

温度表:本教学平台1个温度表,量程和误差分别-19.999.9±1%。用来反映环境温度。

负载

线性负载:是一个变阻箱,阻值变换范围01999欧姆,阻值最小变化值0.1欧姆;最大可承受功率10W

感性负载:是一个额定电压12-24V,转速为200r/min减速电机

DC/AC

本平台共有2DC/AC电源模块。

1. DCW300-12S121个):将燃料电池发出的直19V电能转换AC220V±5%的交流电压,为负载和其他供电。技术参数:输入电压范918V,输出电Ac220V,输出电1.2A,输出功300W

2. DCN200-12S091个):10-28V直流电压转换186260V±5%的交流电压,向电网进行反向送电(并网)。

并网技术参数:

 AC标准电压范围:90V-140V/180V-260VAC

 AC频率范围:55Hz~63Hz/45Hz~53Hz

 输出电流总谐波失真:THDIAC <5%

   差:<1%

 岛效应保护:VAC;f AC

 输出短路保护:限流

 显示方式:LED

 待机功耗:<2W

 夜间功耗:<1W

 环境温度范围:-25 ~60

 环境湿度:0~99%(Indoor Type Design)

离网技术参数

 直流输入电压:1121VDC

 额定出功率300W

 输出电压:110/220VAC根据客户要求订制

 输出波形:纯正弦波

 输出频率:50Hz

 工作效率85%

 功率因数>0.88

 波形失真5%

 工作环境:温-2050

 相对湿度9025

 保护功能:极性反接、短路、过热、过载保护

平台共有4DC/DC电源模块。

1. DC-DC054个):将燃料电池发出的直流电能转换为DC3.3V5.0V9.0V12V直流电。

 输入电压:DC1.5-32V

 输出电压DC1.25-30V连续可调

平台监控及数据分析单元:

本单元为采集燃料电池数据信息而设,配置一台工控一体主机,通过CAN/485通信端口将燃料电池进气压力、进气流量、氢气浓度、排气间隔、燃料电池工作电压、电流、功率、温度、风机转速等相关信息进行采集汇总,并做出有效分析,并生成曲线图供参考。采集的数据可长期保存在计算机中、随时可以调取数据信息。

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