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2023年4月1日

碟式(斯特林)光热发电实训系统,光热发电实训装置

SB-STL01碟式(斯特林)光热发电实训系统

一、产品描述

随着石油资源的日益短缺,石油价格逐渐上涨,传统的内燃机使用石油资源而引起的环境污染、能源使用极不平衡等社会问题日见突出。研究能以太阳能、天然气、沼气、生物质等作为燃料的发动机有关技术,对于促进能源的综合利用、改善当前使用单一的石油资源的状况并减少环境污染,创造节约型社会,从而促进经济的可持续发展和社会进步,具有重要的意义。

斯特林太阳能热发电是一种利用热能发电的技术。这种技术通过热电材料,将热能直接转化为动能,与主流发电方式不同,无废弃物的排放,无噪声,工作安全可靠稳定,是对热能的回收再利用。因此,它是环境友好性发电方式。

1.碟式集热器产品参数

1.1碟式集热器产品外形尺寸

集热器样式,类似美国Infinia英菲尼尔公司斯特林聚光碟样式,此样式特点是反光抛物面具有扇形开口,与立柱交叉。

二、功能特点：

1）便平衡整个设备的重心,使支架的稳定性更好

2）可以控制发电机头部反转靠近地面,方便设备安装调试

聚光镜样式,采用超白浮法钢化玻璃反光镜,相对铝反射和镀膜反射反光镜具有超长的使用寿命,不存在风化问题而影响表面粗造度而降低集热效率。

1.2碟式聚光器聚光参数

（1）镜面法相投影面积：11.2㎡

（2）镜面标称反射率：92%

（3）镜面材质：超白浮法玻璃

（4）聚光系统焦距：1.8m

（5）聚光比：500

1.3碟式聚光器结构参数

(1)碟式聚光器总重（吊装重量）：约2=1.5吨

(2)立柱：重量0.3吨

(3)回转机构参数：

回转减速器性能参数（俯仰）		回转减速器性能参数（水平）
额定输出转速	0.037rpm	额定输出转速	0.037rpm
额定输出转矩	3kN.m	额定输出转矩	3kN.m
倾翻力矩	33.9kN.m	倾翻力矩	33.9 kN.m
保持力矩	38.7 kN.m	保持力矩	38.7 kN.m
轴向载荷	338 kN	轴向载荷	338 kN
径向载荷	135 kN	径向载荷	64 kN
减速比	61:1	减速比	61:1
精度等级	≤0.1°	精度等级	≤0.1°
直流电机性能参数（俯仰）		直流电机性能参数（水平）
额定电压	24VDC	额定电压	24VDC
额定电流	≤6.5A	额定电流	≤6.5A
额定功率	≤156W	额定功率	≤156W
噪音	≤65dB	噪音	≤65dB
防护等级	IP55	防护等级	IP55
温度	-40-﹢80℃	温度	-40-﹢80℃

1.4碟镜吸热器参数：

（1）开口直径：170mm

（2）吸热器材质：不锈钢

（3）吸热器腔深：50mm

1.5碟镜控制系统参数：

控制系统额定电压	220V
额定供电频率	50Hz
额定电流	2.5A
额定功率	200W
控制系统环境温度	-30℃—+55℃
控制方式	以太网远程控制
追日精度	1.74mrad

1.6包含范围：

每套碟式聚光系统包括以下项目：

反射镜组件：	1 套/set
集热器：	1 个/set
背部支撑骨架：	1 套/set
回转减速器：	1 套/set
立柱：	1 套/set
传感器：	1 套/set
限位开关：	4 个/sets
控制箱	1 套/set

2.斯特林发电机产品参数

斯特林循环机械装置作为清洁、适用性广的替代动力装置在21世纪初就成为了航天空间电源等领域的研究热点。自由活塞斯特林发动机与直线电机相连,通过直线电机将其机械能转化为电能输出,实现了热能-机械能-电能的转换,该装置被称为自由活塞斯特林发电系统。

斯特林发电机产品外形

2.1碟式聚光器聚光参数

最大工作气压	3.67MPa
重量	55 Kg
充气压力	25°C 2.3 MPa
额定功率	1000 Watt
功率因数	> 0.95
额定电压	230 Vrms
额定频率	50 Hz

2.2碟式集热器运行参数:

额定运行工况

额定光照：DNI 800W/m2

额定光照下热功率：1kW

最大可接受光照：DNI 1370 W/m2

正常运行风力上限：六级风（14m/s）

设备生存风力上限：十一级风（32m/s）

2.3斯特林控制器参数:

控制电源	24V?? 5w
并网电压	220V? 50Hz
就地负载输入电源	220V? 1KW
就地交流负载输出	220V? 0.9KW
就地直流负载输出	24V?? 50W
启动发电温度	180℃
额定发电温度	550℃

2.4碟式集热器跟踪运行方式

碟式集热器采用美国NASA视日运动轨迹跟踪天文计算公式（精确度0.001）,根据以太网中央监控系统输入的当地GPS参数来计算太阳方位角和高度进行跟踪；初次安装通过传感器定位支架几何参数,建立三维模型算法,矫正水平和竖直安装偏差,进行稳定的综合模型跟踪。

2.5碟式集热器支架结构设计

1）驱动；采用高精度水平回旋蜗轮蜗杆和高精度俯仰蜗轮蜗杆组合的方式

此方式无其他外部连接传动机构,是驱动的直接输出。较小的传动机构意味着更小的连接间隙,从而具有更高的跟踪精度和更少的加工要求

2）样式；反光抛物面开口的方式,可以将发电机头转至地面,更方便检修和安装

3）控制；可设计控制模式分为：跟踪模式；手动模式；一键检修模式；生存模式（大风放平,使得碟架具有更少的迎风面积,以保护支架）

2.6碟式集热器支架控制箱

1）西门子PLC控制系统；PLC是常用于工业比较恶劣环境的控制器,经过3C标准认证,适用于老化、潮湿、粉尘等多项指标环境中具有稳定可靠的工作能力,相比某公司新近几年自行开发出来的单片机控制系统,具有功能全面,稳定可靠的特点

伺服控制；超高的跟踪精度取决于跟踪控制算法、驱动机构精度、结构传动间隙、控制定位精度。伺服闭环控制系统相比直流有刷电机,具有软控制、定位精度高、不存在支架跟踪急停急开的惯性影响驱动齿轮摩擦压力造成齿轮间隙增大的情况。

3、实验室智慧用电安全控制系统功能要求

智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能,处理故障时,防止漏电保护器合闸,造成触电危险；电源具有故障锁定功能,发生故障导致跳闸时,不能人为上电,只能通过远程清除故障后,才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯,没有网络的情况下,教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。

1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心,采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面,实时监控设备运行情况,提供Zigbee、CAN等多种通信模式,具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率,功率因数、频率、电能等参数,液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备,PC端进行授权之后,设备可启动使用,PC端可分时预约设备的启动和停止！

2、手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据,设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。

3、PC端软件：每个设备状态信息显示,具有多个子界面,具有故障分析,用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备,可单独控制每台设备的开关！

4、后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理,设备管理：①、包含监控管理：实时视频监控每个教室,可一键预览所有设备的在线和运行情况,分析设备使用率及运行时间！②、包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。报修管理：用户可进行远程报修,反应设备故障信息,编辑报修情况,后台可进行远程维护,及时跟进,以有效解决用户设备维护。用户管理：可连通手机号,对账户进行一对一的安全加密,实名认证,防止账户泄密、防盗,现场数据连接云平台后台数据库管理。