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一、概述

質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空氣中的氧氣作為氧化劑進行電化反應，并將化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效發(fā)電裝置（化學反應式為H2＋1/2O2® H2O）。燃料電池可以作為發(fā)電站或車輛的動力源。燃料電池與內(nèi)燃機相比，最突出的優(yōu)點是高的能量轉(zhuǎn)化效率和極低的環(huán)境污染，在現(xiàn)實生活中電能是一種清潔的能源，因此燃料電池輸出的是清潔的能源。

為響應國家節(jié)能減排號召，促進新能源生力軍健康、和諧發(fā)展，針對廣大院校需求，我司研制并生產(chǎn)了《燃料電池發(fā)電教學實訓系統(tǒng)》。主要面向職高、大學、研究生、以燃料電池發(fā)電為主課題的研究和培訓。

   系統(tǒng)由自吸式PEM燃料電池堆、金屬氫化物氫瓶及其組件燃料電池控制器、高純度氫氣發(fā)生器，直流線性負載，交流線性負載，直流感性負載和測試儀表組成。

二、配置及參數(shù)

1、燃料電池

燃料電池是本教學平臺的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉(zhuǎn)換成電能，供負載使用。具有重量輕，體積小，便于攜帶；靜音設計；結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高：啟動速度快，響應時間短，適合于各種應用環(huán)境；環(huán)境適應性好，適應各種天氣變化；

2、金屬氫化物氫瓶

金屬氫化物氫瓶用來給燃料電池供應燃料，

3、鋼瓶（帶減壓閥門和壓力表）

  用來給金屬氫化物充氣，使用使要符合氫氣使用安全技術規(guī)程(GB 4962-85) 。

4、高純氫氣發(fā)生器

（1）輸出流量：ZH-300(0～300ml/min)

（2）功率：150W

（3）輸出壓力：0～0.4 MPa

（4）電源電壓：交流220V±10%、50Hz±5%

（5）工作條件：溫度：5～42℃、相對濕度：≤85%；

5、儀表 

（1）電流表：平臺設有2個電流表，量程和誤差分別為AC 5A和DC 20A±0.2％。用來測量燃料電池輸出電流和交流電流。

（2）電壓表：平臺設有2個電壓表，量程和誤差分別為AC 500V和DC 50V±0.2％。用來測量燃料電池輸出電壓、負載電壓和交流輸出電壓。

（3）計時器：本教學平臺共有1個計時器，量程為100小時，主要用來累計氫瓶使用時間，以便準時充氣。當開啟電堆時按下計時器的計時按鈕，關閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù)，清除累計時間可按清除按鈕。

（4）溫度表：本教學平臺有1個溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來反映環(huán)境溫度。

6、負載

（1）線性負載：是一個變阻箱，阻值變換范圍為0～1999歐姆，阻值最小變化值為0.1歐姆；最大可承受功率為10W。

（2）感性負載：是一個額定電壓為12-24V,轉(zhuǎn)速為200r/min的減速電機。

7、DC/AC

（1）本平臺共有2個DC/AC電源模塊。

  DCW300-12S12（1個）：將燃料電池發(fā)出的直流19V電能轉(zhuǎn)換為AC220V±5％的交流電壓，為負載和其他供電。技術參數(shù)：輸入電壓范圍9～18V，輸出電壓Ac220V，輸出電流1.2A，輸出功率300W。

  DCN200-12S09（1個）：將10-28V直流電壓轉(zhuǎn)換為186～260V±5％的交流電壓，向電網(wǎng)進行反向送電（并網(wǎng)）。

（2）本平臺共有4個DC/DC電源模塊。

   DC-DC05（4個）：將燃料電池發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換為DC3.3V、5.0V、9.0V、12V的直流電。

1）輸入電壓：DC1.5-32V

2）輸出電壓：DC1.25-30V連續(xù)可調(diào)

8、平臺監(jiān)控及數(shù)據(jù)分析單元

本單元為采集燃料電池數(shù)據(jù)信息而設，配置一臺工控一體主機，通過CAN/485通信端口將燃料電池工作電壓、電流、功率、溫度、風機轉(zhuǎn)速、排氣間隔等相關信息進行采集匯總，并做出有效分析，并生成曲線圖供參考。采集的數(shù)據(jù)可長期保存在計算機中、隨時可以調(diào)取數(shù)據(jù)信息。

9、智慧教室綜合測控系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用一體化設計，要求所有功能集中在一塊核心控制器上，禁止采用多種模塊拼裝，確保使用人員的人身安全及設備安全的性能指標

三、實驗項目

1、燃料電池能量轉(zhuǎn)換原理實驗；

2、反應條件對燃料電池堆性能影響實驗；

3、燃料電池堆負載實驗；

4、燃料電池堆在恒定負載條件下V-I、P-I特性實驗；

5、燃料電池堆在變化負載條件下V-I、P-I特性實驗；

6、電力電子轉(zhuǎn)換實驗；

7、燃料電池驅(qū)動線性負載實驗；

8、燃料電池驅(qū)動LED陣列實驗；

9、燃料電池驅(qū)動電機實驗；

10、燃料電池燃料電池對移動設備供（充）電實驗

11、燃料電池燃料電池驅(qū)動感性負載實驗；

12、燃料電池燃料電池驅(qū)動并網(wǎng)模塊并網(wǎng)實驗；

13、線形負載和燈泡負載電堆性能實驗。

14、恒值負載電堆性能實驗。

15、不同溫度電堆性能曲線實驗。

16、不同壓力電堆性能曲線實驗。

17、不同尾氣排放量電堆性能曲線實驗。

18、最佳電堆性能曲線實驗。

19、不同類型電堆性能評價實驗。

四、基本配置表