多能互补与绿色储能协同实验系统

多能互补与绿色储能协同实验系统是一套集成太阳能、风能、氢能、储能技术及智能控制的综合性实验平台，涵盖可编程太阳能输入装置、中低温太阳能集热装置、光伏光热一体装置、高温太阳能集热装置、朗肯循环实验装置、风力发电实验单元、电热转换系统、相变储能实验系统、电解氢燃料电池实验装置、液流电池组件测试实验装置、抽水储能演示实验装置、碳中和综合能源控制系统等多个模块。

系统通过多能源协同运行与智能管理，实现新能源发电、能量转换、储能调度等全流程实验研究，同时融合 AI 数据分析与智慧教学功能，为新能源与储能领域的科研、教学提供支持。

一、产品特点：

1．模块化设计，灵活组合：各单元采用小型化模块化设计，可单独运行或多模块协同工作，支持根据实验需求切换单一供热/供电模式或多源组合模式，适配不同研究场景。

2．智能数据采集与分析：配备集中采集控制模块，实时监测温度、压力、流量、功率等关键参数，结合AI算法深度分析设备运行状态，实现能效优化与故障预警。

3．高安全性与可靠性：各设备具备过压、过流、短路、过热等多重保护功能，核心部件采用耐腐、耐高温材料（如钛合金、PVC、304不锈钢），确保长期稳定运行。

4．数据开放与多学科适配：支持用户自定义实验参数与数据模型，可满足新能源发电、储能技术、热力学、电气工程等多学科交叉研究，数据可导出并支持二次分析。

5．深度融合智慧教学：集成AI驱动的智慧课程平台，实现实验教学与理论知识结合，支持个性化课程管理、AI问答、在线考核等功能，提升教学效率。

二、实验功能：

1．新能源发电实验研究

①　太阳能利用：通过可编程太阳能输入装置、中低温 / 高温 / 光伏光热一体太阳能集热装置，研究光照强度、角度对光伏功率、光热集热效率的影响，对比不同集热形式的性能差异。

②　风力发电：利用风力发电实验单元，模拟不同风速、风向，分析水平轴 / 垂直轴风力发电机的功率特性、变桨控制策略及转速与功率的关联规律。

③　氢能技术：通过电解氢燃料电池实验装置，探究制氢压力、流量与能耗的关系，以及燃料电池在不同负载下的发电效率与寿命衰减规律。

2．储能技术实验研究

①　电化学储能：通过液流电池组件测试实验装置，研究充放电特性、电解液浓度对性能的影响，分析电池荷电状态（SOC）与健康状态（SOH）。

②　物理储能：利用相变储能实验系统、抽水储能演示实验装置，研究相变材料充放热速率、抽水 - 发电能量转换效率，对比不同储能形式的响应速度与容量特性。

③　混合储能：模拟 “光伏 + 储能"“风电 + 储能" 等系统，分析多能源互补运行时的储能调度策略，优化峰谷用电管理。

3．能源耦合与系统优化

①　多能互补运行：研究太阳能与热泵、风能与氢能等系统的耦合机制，分析不同环境温度下的高效供暖/供电模式，评估综合能效与经济性。

②　智能调度控制：通过综合储能管理系统，实现多能源输入与负载需求的动态匹配，优化能量分配策略，提升系统稳定性与能源利用率。

4．智慧教学与实验支持

①　实验数据可视化：实时显示参数曲线、数据报表，支持数据导出与二次分析，助力实验结果验证与规律总结。

②　虚拟仿真训练：结合AI模拟技术，在虚拟环境中模拟设备故障、参数波动等场景，降低实体设备损耗，提升实验安全性。

③　个性化课程管理：教师可创建课程、发布作业、组织在线考核，通过AI问答工具解答学生疑问，实现理论与实践结合的教学模式。