Opis

Stanowisko modułowej energii wiatrowej z napędem elektrycznym – sprzęt dydaktyczny

System do teoretycznej i praktycznej nauki o energii wiatrowej. System musi zawierać zestaw modułów kontrolnych do mocowania pionowego na ramie montażowej, silnik DC do napędzania generatora wiatrowego przy braku wiatru, urządzenie do pomiaru prędkości wiatru (w przypadku stosowania łopatek) oraz opisowe oraz praktyczne podręczniki.

W szczególności, zestaw powinien zawierać:

• –  turbina wiatrowa 160W, wiatromierz i czujnik kierunku wiatru zamocowany osobno
• – moduł kontroli baterii z wyłącznikiem i wskaźnikiem zasilania. Moduł ten kontroluje baterię 12V (26Ah 12V musi być załączona)
• -DC/AC przetwornik (lub falownik) moduł, z 12 voltowym wejściem i modyfikowane napięcie na wyjściu i częstotliwość sieci.
• – moduł obciążenia 20W 12Vdc lampy dwukolorowe oraz 3W 12Vdc lampy LED.
• – moduł obciążenia 35W 230Vac lampy dwukolorowe oraz 3W 230Vac lampy LED.
• – moduł urządzeń pomiarowych

Turbina wiatrowa:

• Powinna mieć trzy łopatki i dostarczać moc 12 V, 160 W.
• Waga 6 kg
• Średnica wirnika 1.17 m
• Prędkość wiatru do rozruchu 2.7 m/s
• Maksymalna prędkość wiatru 177 Km/h
• Moc znamionowa 160 watt przy 12.5 m/s prędkości wiatru
• Cetryfikaty CSA (certyfikat 1954979), CE
• Zadane napięcie regulacji (ustawienia fabryczne): 14.1V
• Zakres dostosowania regulatora: 13.6 do 17.0V (w przybliżeniu)
• Obciążenie wału dociskowego: 24Kg przy 160 Km/h prędkości wiatru (230 N @ 45 m/s)

Wiatromierz

• Musi wykonywać pomiar zarówno prędkość wiatru i czujnik kierunku wiatru. Czujnik w postaci 3 uchwytów z kubkami ma zawierać mikroprocesor, który wykonuje pomiar i wysyła dane przez interfejs szeregowy.
• Typ czujnika
• Prędkość wiatru – Kubki wiatrowe
• Kierunek wiatru – Wiatrowskaz
• Czujnik wiatru materiałowy: odporny na UV
• Osobne wsparcie, na którym zainstalowany jest wiatromierz.
• Wymiary (długość x szerokość x wysokość) – 250mm x 276 mm x 146 mm
• Waga – 0,500 kg
• Wyjście
• Protokół szeregowy

Moduł kontroli baterii

• Moduł ten powinien kontrolować baterie i łączyć następujące elementy:
• Zestaw kabli z zaciskami do podłączenia 12V baterii.
• 32 A wyłącznik do kontroli aktywacji/dezaktywacji baterii.
• Wskaźnik LED dla poprawnego podłączenia baterii.
• 4 mm złącza bezpieczeństwa czarny/czerwony, do podłączenia baterii.

Funkcje

• Dc/Ac Moduł falownika
• moduł przetwornika napięcia DC/AC; wyjście AC na napięciu sieciowym.
• Ma zawierać obwody sterujące przeciążeniem wyjścia i całkowitym rozładowaniem baterii (napięcie poniżej progu 10.5V).
• Falownik musi być chroniony wewnętrznie.
• Charakterystyka:
• Napięcie wejścia: 10.5 – 16 V
• Napięcie wyjścia: 230 V, 50 Hz
• Moc znamionowa: 300 W
• Działanie na przeciążeniu: 600 W
• Funkcja łagodnego startu

Złącza i wskaźniki modułu falownika Dc/Ac:

• DC 12V – Kanał DC przy wskazanym napięciu.
• ON – Status: Gdy falownik jest aktywny.
• Low Bat. & Overload – Status: Niski poziom baterii lub przeciążenie wyjścia.
• MAINS – Wyjście sieci (230Vac / 127Vac).

Moduł obciążenia przy napięciu sieci

• Moduł musi współpracować z 35W lampą halogenową i lampą 3W LED, praca przy napięciu sieciowym.
• Każda lampa musi posiadać niezależny włącznik kontrolny On/OFF.

Moduł obciążenia przy 12VDC

• Moduł musi współpracować z 20W lampą halogenową i lampą 3W LED, praca przy 12V.
• Każda lampa musi posiadać niezależny włącznik kontrolny On/OFF.

Modułu przyrządu pomiarowego

Moduł musi realizować pomiary systemu wiatrowego. Zawiera szereg przyrządów, z wyjściem analogowym z proporcjonalnym napięciem w stosunku do wskazanej wartości przyrządu.

Turbina wiatrowa pomiary emektryczne: wykorzystywane do pomiaru napięcia, prądu i mocy dostarczonej przez generator wiatru; musi być możliwość podłączenia do wyjścia generatora, ale również używanie jako woltomierz DC do pomiaru innych zmiennych w laboratorium; jednostki pomiarowe muszą być: V dla napięcia, A dla prądu, W dla mocy.

Pomiary obciążenia lub baterii: możliwość pomiaru napięcia, prądu i mocy przepływających przez baterię lub podłączonego obciążenia; zazwyczaj będzie on podłączony do akumulatora i złącza regulatora ładowania (wtyczki akumulatora). Zmierzona wartość będzie porównana do wartości podanej na regulatorze ładowania (jeśli dostępny). Jednostki pomiarowe: V dla napięcia, A dla prądu, W dla mocy.

Dane elektryczne AC: wykorzystane do pomiaru napięcia AC, prądu i mocy przepływających do obciążenia AC, podłączonego do wyjścia falownika. Jednostki pomiarowe: V dla napięcia, A dla prądu, W dla mocy.

Dane czujnika wiatru: urządzenie musi mierzyć standardowe wielkości środowiskowe, które wpływają na produkt turbin wiatrowych: prędkość wiatru zbliżona do generatora i kierunek wiatru; Sygnał musi być dostarczony przez 5 biegunowy kabel; jednostki pomiarowe: m/s dla wiatromierza i stopnie dla kompasu.

Charakterystyka urządzenia:

• 2 x Woltomierz  DC ±65V
• 2 x Amperomierz   DC  ±20A
• 2 x Watomierz automatyczny
• 1 Kierunek wiatru 0…360°
• 1 Prędkość wiatru 0…40m/s
• 1 x AC Woltomierz 0…265V
• 1 x AC Amperomierz  0…2A
• 1 x Watomierz automatyczny

Połączenia modułu przyrządu pomiarowego:

• Złącze wiatromierza i czujnik kierunku wiatru
• Złącza zasilania modułu, napięcie musi być pomiędzy 9V i 30V.
• Złącza do pomiaru sygnałów.
• Złącza do pomiaru wyjściowej mocy falownika.
• RS 485 złącze do komunikacji MODBUS RTU

Musi być możliwość wykonania następujących ćwiczeń:

• Identyfikacja komponentów
• Instalowanie i testowanie turbin wiatrowych
• Instalowanie i testowanie wiatromierza
• Podłączanie turbiny wiatrowej i wiatromierza do zestawu
• Regulacja i ładowanie baterii
• Stały prąd instalacji wiatrowej
• Zmienny prąd instalacji wiatrowej

Zestaw musi zawierać oprogramowanie do gromadzenia i przetwarzania danych.

Zestaw musi zawierać pakiet przewodów łączących i musi być dostarczony z teoretyczną i praktyczną instrukcją.

Elementy systemu muszą być kompatybilne z posiadanymi w laboratorium.