Hoe kunnen we intuïtieve en praktische waterstofbrandstofcellen in het onderwijs integreren?

WaterstofbrandstofcellenDankzij hun hoge efficiëntie en schone werking hebben waterstofmotoren veel aandacht gekregen in sectoren zoals drones en bedrijfsvoertuigen. Onderwijs in waterstofenergie op beroepsscholen overstijgt vakgrenzen en vereist zowel theoretische integratie als praktische ondersteuning. Hoe kunnen we daarom een ​​echt interdisciplinair en praktijkgericht lesmateriaal ontwikkelen dat leerlingen helpt de waterstofenergietechnologie te beheersen, van principes tot toepassingen?

1. Kernsysteemontwerp en implementatie van de functionaliteit

1.1 Waterstofvoorzieningseenheid: Herziening van veiligheidsnormen met behulp van waterstofopslag in vaste toestand

Als essentieel onderdeel van de waterstofvoorziening zijn de belangrijkste parameters van vaste-stofsystemen van belang. waterstofopslag cilinders zijn als volgt:

Veiligheidskern: Ons bedrijf heeft een systeem voor de opslag van vaste waterstof ontworpen met een laaddruk van 1,6 MPa, wat veel lager is dan die van hogedrukgasflessen (meestal 35 MPa). Dit vermindert het risico op lekkage en ontploffing aanzienlijk, waardoor het systeem uitermate geschikt is voor gebruik in het onderwijs.

Nauwkeurige regeling: Door een combinatie van een drukreduceerventiel en een magneetventiel met een druksensor te gebruiken, wordt een intelligent gascircuitbeheersysteem geconstrueerd dat een nauwkeurige regeling van de waterstofstroom en automatische overdrukbeveiliging mogelijk maakt, waardoor industriële veiligheidscontroleconcepten in het leerproces worden geïntegreerd.

Fijne filtratie ter bescherming: In de gastoevoerleiding is een T-vormig deeltjesfilter geïnstalleerd om deeltjesverontreinigingen in waterstof af te vangen, de membraanelektrode van de brandstofcel te beschermen, de levensduur ervan te verlengen en de opleidings- en onderhoudskosten te verlagen.

1.2 Energiebeheer en ontwerp van de belastingseenheid

De belangrijkste parameters van de brandstofcel die in dit lesapparaat wordt gebruikt, zijn als volgt:

Brandstofcelregeleenheid (FCU): Automatisch starten en uitschakelen van de brandstofcelstapel, waterstofdrukbewaking, overstroombeveiliging, spanningsbewaking, temperatuurdetectie, vermogensbewaking, enz.

Lithium-ionbatterijen Het systeem levert startstroom voor de brandstofcelbesturingseenheid (FCU) en stuurt de waterstofinlaatklep aan om de brandstofcelstapel voor te vullen met waterstof totdat de brandstofcel de elektrochemische initialisatie heeft voltooid en een stabiele uitgangsdrempel heeft bereikt. Wanneer het vermogen van de aangesloten belasting lager is dan het nominale vermogen van de brandstofcel, laadt het systeem de lithium-ionbatterijen met een constante stroom. Als het vermogen van de belasting plotseling toeneemt, reageren de lithium-ionbatterijen met een hoge ontladingssnelheid om dynamische vermogenscompensatie te bieden.

Spanningsregelaarmodule: De door de brandstofcel gegenereerde vermogensingangsregeleenheid (FCU) levert via een DC-DC-module een constante spanning om deze aan te passen aan de externe belasting.

Belasting en meting: Door een ventilator als belasting te gebruiken om realistische scenario's voor stroomverbruik te simuleren, laat deze activiteit visueel de dynamiek van het vermogen zien. Door de stroom en spanning van de ventilator in realtime te meten met ampèremeters en voltmeters, kunnen leerlingen direct het rendement van het systeem berekenen. Zo voltooien ze een wetenschappelijk trainingsproces van observatie tot kwantificering.

1.3 Intelligente besturings- en bewakingseenheid

Systeembesturing: Siemens PLC wordt gebruikt voor betrouwbare logische besturing op het onderliggende niveau (start/stop, vergrendelingsbeveiliging), en MCGS touchscreen zorgt voor een gebruiksvriendelijke interface tussen mens en machine.

Gegevensvisualisatie en -acquisitie: Het touchscreen toont alle parameters zoals spanning, stroom, vermogen, waterstofdruk en temperatuur in realtime en ondersteunt gegevensexport, wat dataondersteuning biedt voor efficiëntieanalyses en het plotten van karakteristieke curven.

Paneelintegratieontwerp: Alle componenten zijn geïntegreerd in het corrosiebestendige paneel, waarbij procespijlen en tekstbeschrijvingen de volledige energieopwekkingsketen van de brandstofcel duidelijk weergeven.

Bovenstaand is een volledig geïntegreerd demonstratieapparaat voor het gehele proces van waterstofbrandstofcelenergieopwekking. Dit apparaat integreert modules voor vastestofwaterstofopslag, brandstofcelenergieopwekking, energiebeheer en belastingstoepassing, en demonstreert op een alomvattende manier de kerntechnologieën voor het omzetten van waterstofenergie in elektrische energie. Gebaseerd op protonenuitwisselingsmembraanbrandstofceltechnologie (PEMFC), gecombineerd met lagedruk vastestofwaterstofopslag en een intelligent monitoringsysteem, combineert het systeem veiligheid, betrouwbaarheid en educatieve toepasbaarheid. Het kan breed worden ingezet voor experimenteel onderwijs en onderzoek in disciplines zoals nieuwe energie, chemische technologie en elektrotechniek, en draagt ​​bij aan de ontwikkeling van interdisciplinaire talenten.

2. Pedagogische waarde

2.1 Onderwijsvriendelijk

Visualisatie van het volledige proces: Het paneel van het apparaat toont duidelijk de gehele keten van waterstofvoorziening, energieopwekking en energieverbruik. In combinatie met het transparante ontwerp wordt het volledige elektrochemische reactieproces intuïtief weergegeven, waardoor de abstracte barrières van theoretisch onderwijs worden doorbroken en studenten de kernconcepten snel begrijpen.

Kwantitatieve data-analyse: Parameters zoals het rendement van de energieopwekking en het waterstofgebruikspercentage worden via het MCGS-scherm geregistreerd, afgestemd op het onderzoeksproject.

2.2 Ondersteuning van experimenteel onderwijs op meerdere niveaus, gebaseerd op onderzoek:

Eenvoudig cognitief experiment: Begeleid studenten bij het observeren van het volledige proces van waterstofenergieopwekking en het meten van de uitgangsspanning, stroomsterkte en het vermogen in stationaire toestand.

Karakteristieke onderzoeksexperimenten: Door de belasting of de waterstofstroom te variëren, worden de VI-karakteristiek en de efficiëntievariatiecurve van de brandstofcel bestudeerd; ook wordt de invloed van de waterstofzuiverheid op de energieopwekkingsefficiëntie onderzocht.

Systeemintegratie-experiment: Onderzoek het compensatiegedrag van lithiumbatterijen tijdens het opstarten van het systeem en bij plotselinge veranderingen in de belasting, en begrijp de beheerstrategie van een hybride energiesysteem.

Veiligheids- en controle-experiment: Simuleer storingen zoals overdruk en observeer de reactie van de automatische beveiligingslogica van het systeem.

3. Ontwerpsamenvatting

Dit demonstratieapparaat voor de opwekking van elektriciteit met waterstofbrandstofcellen is niet alleen een experimenteel instrument, maar ook een standaardonderdeel van het onderwijs in nieuwe energie. Het stelt studenten in staat verder te gaan dan theoretische afleidingen en zich bezig te houden met praktische bediening, observatie, registratie en analyse. Via dit apparaat kunnen studenten een diepgaand begrip krijgen van hoe waterstofenergie wordt opgeslagen, hoe deze wordt omgezet in elektrische energie en welke verliezen en efficiëntieproblemen er optreden tijdens dit omzettingsproces. Deze complete demonstratie van een gesloten systeem, van "waterstofopslag" tot "energieopwekking" tot "elektriciteitsverbruik", zal ongetwijfeld meer jongeren inspireren om zich te wijden aan wetenschappelijk onderzoek naar nieuwe energie en hooggekwalificeerde talenten opleiden die klaar zijn voor de toekomstige energietransitie.

Offerteaanvraag:

1. Wie zijn wij?

Wij zijn gevestigd in Anhui, China, en bestaan ​​sinds 2011. We verkopen aan Zuidoost-Azië, Noord-Amerika, Oost-Europa en Zuid-Azië.

2. Biedt uw bedrijf de bovengenoemde lesmaterialen aan?

Ja. Als u interesse heeft, kunt u te allen tijde contact met ons opnemen.

3. Waarom zou u bij ons kopen en niet bij andere leveranciers?

We beschikken over een ervaren en professioneel team voor technisch onderzoek en ontwikkeling. We hebben expertise in het afstemmen van besturingssystemen, onderzoek en ontwikkeling, en kwaliteitscontrole. Dankzij onze mogelijkheden voor supply chain-integratie bieden we een prijsvoordeel.