SMTG322E معدات تدريب على توليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية، معدات تعليمية، تدريب على المهارات التقنية، نظام تدريب على الطاقة المتجددة أولاً: نظرة عامة على المعدات 1. مقدمة 1.1 نظرة عامة يحاكي نظام التدريب هذا عملية توليد الكهرباء من طاقة الرياح والطاقة الشمسية، مما يُمكّن الطلاب من تعلم توليد الكهرباء من طاقة الرياح والطاقة الشمسية. يتم تشغيل مولد طاقة الرياح بواسطة مروحة، بينما يتم تشغيل لوحة الطاقة الشمسية بواسطة مصباح هاليد معدني عالي القدرة. يُنمّي هذا الجهاز التدريبي مهارات الطلاب العملية، وهو مناسب لـ الجامعات الهندسية، ومعاهد التدريب، والمدارس التقنية. 1.2 الميزات (1) يستخدم هذا الجهاز التدريبي هيكلًا عموديًا من الألومنيوم، مع عدادات قياس داخلية مدمجة، وعجلات دوارة في الأسفل، مما يسهل نقله. (2) يمكنه إجراء العديد من التجارب على الدوائر والمكونات، ويمكن للطلاب دمجها في دوائر مختلفة، وإجراء تجارب ومحتوى تدريبي متنوع. (3) طاولة عمل تدريبية مزودة بنظام حماية. ٢. معايير الأداء (١) مجموعة توليد طاقة الرياح: تتكون من وحدة مروحة ووحدة نفخ هواء، وتتميز بهيكل من الألومنيوم، وقاعدة مزودة بعجلات دوارة. أبعاد وحدة المروحة ٨٠٠ مم × ٨٠٠ مم × ١٥٠٠ مم (طول × عرض × ارتفاع)، وأبعاد وحدة نفخ الهواء ٨٠٠ مم × ٨٠٠ مم × ١٥٠٠ مم (طول × عرض × ارتفاع). (٢) جهاز توليد الطاقة الشمسية: هيكل من الألومنيوم بالكامل، ولوحة كهروضوئية قابلة للتعديل، وأبعاده ٨٠٠ مم × ٨٠٠ مم × ١٢٠٠ مم (طول × عرض × ارتفاع). (٣) وحدة صندوق الطاقة: هيكل من الألومنيوم، وصندوق تعليق من الألومنيوم، وأبعاده ١٠٨٠ مم × ٣٠٠ مم × ٧٤٠ مم (طول × عرض × ارتفاع). (4) لوحة خلية طاقة شمسية واحدة: قدرة التشغيل القصوى المقدرة: 20 واط تيار الدائرة القصيرة: 1.9 أمبير تيار الذروة: 1.7 أمبير جهد الدائرة المفتوحة: 18.5 فولت (5) المواصفات الفنية للمروحة: نوع المروحة: اتجاه أفقي سرعة بدء التشغيل: 2.5 متر/ثانية سرعة المروحة المقدرة: 10 متر/ثانية أقصى سرعة عكس اتجاه الرياح: 40 متر/ثانية قدرة التشغيل المقدرة: 200-500 واط ضبط اتجاه الرياح: ضبط تلقائي (6) المواصفات الفنية للبطارية: الجهد: 12 فولت السعة: 12 أمبير/ساعة فقدان طاقة البطارية: 10 فولت ± 1 فولت المعيار التنفيذي: GB/T 9535 الرطوبة النسبية: 35-85% (بدون تكثف) (7) التشغيل الشروط: درجة الحرارة: من -10 إلى +40 درجة مئوية درجة الحرارة: ≤80 درجة مئوية هواء البيئة: خالٍ من الهواء المُسبب للتآكل، وخالٍ من هواء الوقود، وخالٍ من كميات كبيرة من الغبار الموصل للكهرباء (8) الطاقة: الاستهلاك: ≤5000 واط طاقة التشغيل: تيار متردد 220 ± 5%، تيار مستمر 12/24 فولت نمط التشغيل: مستمر مصدر الطاقة: توصيل على التوالي أو التوازي نمط التشغيل: مستمر 3. مقدمة عن النظام يتكون هذا النظام من أربعة أجزاء: نظام طاقة الرياح، ونظام توليد الطاقة الكهروضوئية، ونظام التحكم، ونظام العاكس. يتكون نظام طاقة الرياح من منفاخ هواء، ومولد، وبطارية. يتكون نظام الطاقة الكهروضوئية من لوحة خلايا كهروضوئية وبطارية. يتكون نظام التحكم من وحدة تحكم في توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية. يتكون نظام العاكس من عاكس تردد ووحدة تحميل. مولد طاقة رياح محاكاة، يعتمد هذا النظام على مولد متزامن ذي مغناطيس دائم وعمود أفقي، ويستخدم منفاخ هواء لمحاكاة الرياح الطبيعية. يمكن ضبط سرعة منفاخ الهواء على ثلاث سرعات. يستطيع هذا النظام محاكاة تغير اتجاه الرياح وقوتها من خلال تغيير سرعة وموقع منفاخ الهواء، ومن ثمّ رصد تأثير التوليد في ظل الظروف المناسبة. يظهر مولد طاقة الرياح المحاكاة في الشكل أدناه. كما هو موضح أعلاه، الصورة على اليسار تُظهر مولد طاقة الرياح، ويُخرج تيارًا مترددًا ثلاثي الأطوار بجهد 12 فولت، ويتم توصيل طرف الإخراج بصندوق التوصيل الموجود أسفل الجهاز. الصورة على اليمين تُظهر وحدة منفاخ الهواء، ومصدر طاقتها تيارًا مترددًا أحادي الطور بجهد 220 فولت وتردد 50 هرتز. عند تشغيلها، يتم توصيل قاعدتيها معًا باستخدام قضيب توصيل جانبي. كما هو موضح أدناه. ٢. نظام محاكاة توليد الطاقة الكهروضوئية: يعتمد هذا النظام على ثلاث لوحات شمسية بقدرة ١٨ فولت و٢٠ واط، ويمكن توصيلها على التوالي أو التوازي حسب جهد النظام. كما يمكنه محاكاة موقع ضوء الشمس من خلال ضبط موقعه بالنسبة للوحات الكهروضوئية، مما يسهل محاكاة ظروف الإضاءة المختلفة. يوضح الشكل أدناه مولد الطاقة الكهروضوئية المحاكي. يتم توصيل خرج لوحة الخلايا الكهروضوئية بصندوق التوصيل الموجود في الجزء الخلفي من الجهاز، ويتم إخراج الطاقة عبر طرف الأمان. يبلغ جهد الخرج المقنن للوحة الخلايا الكهروضوئية الواحدة ١٨ فولت، ويمكن تشغيل اللوحات الثلاث بشكل منفصل أو بالتوازي. 3. مجموعة البطاريات: تتكون من بطاريتين 12 فولت/12 أمبير/ساعة لا تحتاجان إلى صيانة، ويمكن توصيلهما بالتوازي لتكوين نظام 12 فولت/200 أمبير/ساعة، أو بالتوالي لتكوين نظام 24 فولت/100 أمبير/ساعة. تُسهّل هذه المجموعة فهم توصيل البطاريات بالتوازي والتوالي. البطارية مُدمجة داخل صندوق الطاقة، ويتم توصيل طرف إخراج البطارية بلوحة صندوق الطاقة. في الصورة، يُمثل الرقمان 1 و2 طرفي إخراج البطارية، ويتم الإخراج عبر الطرفين الأحمر والأسود. 4. صندوق التحكم المُعلق: يستخدم هذا الصندوق وحدة تحكم شحن صناعية، حيث يُمكنه التحكم في الطاقة الكهربائية للوحة الكهروضوئية لمولد طاقة الرياح لشحن البطارية. يُشير ضوء المؤشر على اللوحة إلى حالة عمل وحدة التحكم، كما يُمكنه فحص معلمات تشغيل النظام، ويُمكن للمُشغل ضبط هذه المعلمات بنفسه. يتميز الصندوق بحماية شاملة ضد الشحن الزائد والتيار الزائد. صندوق التحكم المُعلق موضح أدناه. في الصورة، يمثل الطرفان 1 و2 مدخل البطارية، ويمكن توصيل البطاريات على التوالي أو التوازي، وجهد الإدخال 12 فولت أو 24 فولت. الطرفان 3 و6 هما مصهر. الطرفان 4 و5 هما طرفا إخراج وحدة التحكم (تنبيه: لا يمكن توصيل طرفي إخراج وحدة التحكم بأجهزة كهربائية عالية القدرة). الطرف 7 هو طرف إدخال لوحة الخلايا الكهروضوئية، والطرف 8 هو طرف إدخال مولد طاقة الرياح. (1) أمور تشغيل وحدة التحكم واحتياطاتها يُمنع منعًا باتًا توصيل وحدة الخلايا الكهروضوئية والبطارية بشكل عكسي. يُمنع منعًا باتًا حدوث ماس كهربائي مباشر بين وحدة الخلايا الكهروضوئية والبطارية. يُمنع منعًا باتًا تشغيل المولد الكهربائي، أو محرك التيار المستمر، أو مصدر الطاقة ذي المفتاح، أو أي طريقة أخرى لمحاكاة مولد طاقة الرياح لإجراء اختبار الشحن، وفي حال تسبب ذلك في تلف وحدة التحكم، فإن الشركة المصنعة غير مسؤولة. قبل توصيل البطارية، يُرجى قياس جهد البطارية باستخدام جهاز قياس متعدد، للتأكد من أن الجهد يتجاوز 80% من الجهد المقنن. إذا انخفض الجهد عن 80% من الجهد المقنن، فقد يتلف جهاز التحكم. في نظام 12 فولت، يجب ألا يقل جهد البطارية عن 9 فولت. في نظام 24 فولت، يجب ألا يقل جهد البطارية عن 18 فولت. يجب ألا يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة للوحدة الكهروضوئية ضعف جهد ضبط البطارية. يجب ألا يقل جهد تشغيل الوحدة الكهروضوئية عن 1.5 ضعف جهد البطارية. (2) تعليمات أزرار لوحة التحكم لوحة التحكم كما هو موضح أدناه: مؤشر شحن البطارية: يشير إلى حالة الشحن. مؤشر جهد البطارية: يشير إلى حالة جهد البطارية وأي عطل في النظام. مؤشر خرج مصدر الطاقة: يشير إلى حالة خرج مصدر الطاقة. (1) توصيل جهاز التحكم الخطوة 1: التوصيل بالبطارية تحذير: في حال حدوث تماس كهربائي بين قطبي البطارية الموجب والسالب، أو بين السلك المتصل بهما، فقد يتسبب ذلك في نشوب حريق أو انفجار. يجب تشغيل الجهاز بحذر. إذا كان جهد البطارية أقل من 9 فولت، يُمنع منعًا باتًا إدخالها في وحدة التحكم. سيؤدي انخفاض الجهد الشديد أو استخدام بطارية رديئة الجودة إلى تلف وحدة التحكم. في حال تسبب ذلك في تلف المنتج، فإن الشركة المصنعة غير مسؤولة عن ضمان الجودة وتتحمل المسؤولية الكاملة. تحذير: قبل توصيل البطارية، يُرجى قياس جهدها باستخدام جهاز قياس متعدد. بالنسبة لنظام 24 فولت، تأكد من أن جهد البطارية لا يقل عن 18 فولت. بالنسبة لنظام 12 فولت، تأكد من أن جهد البطارية لا يقل عن 9 فولت. يمكن لوحدة التحكم التمييز تلقائيًا بين نظامي 12 فولت و24 فولت بناءً على جهد البطارية. ملاحظة هامة: إذا كان جهد البطارية بين 16 و17 فولت، فإن هذه الفولتية تقع ضمن نطاق عدم عمل وحدة التحكم، ولن تعمل وحدة التحكم بشكل صحيح. تأكد من صحة جميع التوصيلات قبل توصيلها بمفتاح الأمان. لا تقم بتوصيلها بمفتاح الأمان قبل التوصيل. تأكد من صحة جميع التوصيلات قبل التوصيل. الخطوة 2: توصيل الحمل يمكن توصيل طرف الحمل في وحدة التحكم بأجهزة الطاقة التي تعمل بجهد تيار مستمر مطابق لجهد تشغيل البطارية، وستقوم وحدة التحكم بتشغيل الحمل باستخدام جهد البطارية. قم بتوصيل القطب الموجب والقطب السالب للحمل بطرف توصيل الحمل. قد يكون طرف الحمل موجبًا أو سالبًا، لذا يُرجى توخي الحذر عند التوصيل لتجنب حدوث ماس كهربائي. نقترح توصيل جهاز أمان بسلك القطب الموجب أو السالب. لا تقم بالتوصيل بجهاز الأمان أثناء التركيب. بعد التركيب، تأكد من صحة جميع التوصيلات، ثم قم بالتوصيل بجهاز الأمان. في حال توصيل الحمل عبر لوحة التوزيع، يجب توصيل كل دائرة حمل بجهاز أمان بشكل منفصل، ويجب ألا يتجاوز تيار الحمل الإجمالي التيار المقنن لوحدة التحكم وهو 10 أمبير. يمكن أن يكون الحمل مصباح إنارة شوارع LED يعمل بتيار مستمر، أو جهاز مراقبة، إلخ. الخطوة 3: توصيل وحدة الطاقة الشمسية تحذير: قد تولد وحدة الطاقة الشمسية جهدًا عاليًا جدًا، لذا يُرجى توخي الحذر عند التوصيل لتجنب الكهرباء. يمكن لجهاز التحكم استخدام وحدات الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة بجهد 12 فولت و24 فولت، كما يمكنه استخدام وحدات توصيل الشبكة ذات الدائرة المفتوحة.
