[實(shí)用新型]一種太陽能/電能/壓縮空氣能/動能相互轉(zhuǎn)換試驗臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220447612.1
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN202855135U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳蜀喬;嚴(yán)艷彪;高志超;代小鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽能/電能/壓縮空氣能/動能相互轉(zhuǎn)換試驗臺，屬于教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

目前高中和大學(xué)物理實(shí)驗中，對于學(xué)生而言，能量轉(zhuǎn)換的概念非常重要，不同形式能量間的相互轉(zhuǎn)換會造成能量損耗，而在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，對能量損耗沒有直觀的認(rèn)識，有必要通過具體的實(shí)驗來獲得。現(xiàn)有的教學(xué)中，沒有系統(tǒng)的多種能量形式相互轉(zhuǎn)換的實(shí)驗教學(xué)裝置，這是一個亟待解決的問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于教學(xué)實(shí)驗及相關(guān)基礎(chǔ)研究的太陽能/電能/壓縮空氣能/動能相互轉(zhuǎn)換試驗臺，且該試驗臺能測出相應(yīng)的太陽能/電能/壓縮空氣能/動能之間的轉(zhuǎn)換效率。?

本實(shí)用新型按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種太陽能/電能/壓縮空氣能/動能相互轉(zhuǎn)換試驗臺，包括太陽能電池板1、充電控制器3、蓄電池4、逆變器6、空壓機(jī)8、儲氣筒9、空氣馬達(dá)10、發(fā)電機(jī)11、用電器15、太陽能功率測定儀17；太陽能電池板1一端與太陽能功率測定儀17連接，另一端與蓄電池4通過充電控制器3連接，蓄電池4另一端與逆變器6連接，逆變器6與空壓機(jī)8連接，儲氣筒9一端與空壓機(jī)8連接，另一端與空氣馬達(dá)10連接，空氣馬達(dá)10與發(fā)電機(jī)11連接，發(fā)電機(jī)11與用電器15連接。?

所述太陽能電池板1輸出端安設(shè)有直流電度表Ⅰ2，太陽能電池板1連接直流電度表Ⅰ2后連接充電控制器3。所述蓄電池4輸出端安設(shè)有直流電度表Ⅱ5，蓄電池4連接直流電度表Ⅱ5后連接逆變器6。所述逆變器6輸出端安設(shè)有交流電度表7，逆變器6連接交流電度表7后連接空壓機(jī)8。所述儲氣筒9輸出端安設(shè)有氣閥16，儲氣筒9通過氣閥16與空氣馬達(dá)10連接。所述發(fā)電機(jī)11輸出端安設(shè)有電壓表12、直流電度表Ⅲ13、電流表14，發(fā)電機(jī)11連接電壓表12、直流電度表Ⅲ13、電流表14后連接用電器15。?

一種太陽能/電能/壓縮空氣能/動能相互轉(zhuǎn)換試驗臺的基本原理是：太陽能電池板1為蓄電池4充電，蓄電池4的電壓通過逆變器6轉(zhuǎn)換成220V電壓帶動空壓機(jī)8給儲氣筒9打氣，儲氣筒9內(nèi)壓縮空通過氣閥16驅(qū)動氣動馬達(dá)10轉(zhuǎn)動，氣動馬達(dá)10帶動發(fā)電機(jī)11發(fā)電，發(fā)電機(jī)11發(fā)出的電再用來帶動用電器15工作，這樣完成能量的轉(zhuǎn)換過程，在這個過程中即可測量能量轉(zhuǎn)換的效率。?

一種太陽能/電能/壓縮空氣能/動能相互轉(zhuǎn)換試驗臺的工作過程是：?

一、光電轉(zhuǎn)換效率的測定：陽光照射到太陽能電池板1上，采用1~3M²的太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能（一平方米的太陽能約為1KW，一般轉(zhuǎn)換率為12~17%），獲得的約100~500W的電力，采用充電控制器3對蓄電池4進(jìn)行充電，用電流表和電壓表測量充電電流和充電電壓，可測出充電功率（P=IU），用直流電度表Ⅰ2可以測出所充電能，比對太陽能功率測試儀17，這樣就能測出光電轉(zhuǎn)換效率。

二、能量損失測定：蓄電池4提供電能，利用逆變器6將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)閪220V交流電，為小功率空壓機(jī)8提供電能，采用交流電度表7可以測定空壓機(jī)8消耗的電能，空壓機(jī)8將高壓氣體輸送進(jìn)儲氣筒9內(nèi)，儲氣筒9高壓氣管輸出端通過氣閥16接通空氣馬達(dá)10輸入端氣管，使得空氣馬達(dá)10轉(zhuǎn)動，空氣馬達(dá)10的動力輸出軸連接發(fā)電機(jī)11轉(zhuǎn)軸，帶動發(fā)電機(jī)11發(fā)出直流電，發(fā)電機(jī)11電樞并接電壓表12后串接直流電度表Ⅲ13和電流表14后最后接通用電器15，為用電器15供電，用電器15構(gòu)成負(fù)荷，采用電壓表12、直流電度表Ⅲ13和電流表14可以測出發(fā)電機(jī)11輸出直流電的功率和用電器15消耗的電能。直流電度表Ⅲ13比對交流電度表7可以得出電量轉(zhuǎn)換成空氣壓縮能，空氣壓縮能轉(zhuǎn)換成動能再轉(zhuǎn)換成電能的過成中能量的損失量。?

三、太陽能電池板功率測定：測定太陽能電池板1所帶用電器15的電壓、電流，確定用電器15的功率，即為太陽能電池板1功率。?

四、空壓機(jī)的輸入功率測定：測定空壓機(jī)8兩端的電壓、電流，即可確定空壓機(jī)8輸入功率。?

五、空壓機(jī)的輸出功率測定：太陽能光電板1將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，電流帶動空壓機(jī)8工作，該空壓機(jī)8承擔(dān)著為儲氣罐9充氣的作用，當(dāng)充氣結(jié)束后，儲氣罐9內(nèi)的壓縮空氣帶動空氣馬達(dá)10工作，該空氣馬達(dá)10帶動發(fā)電機(jī)11工作，發(fā)電機(jī)11帶動用電器15，測量用電器15兩端的電壓、電流，然后即可得出用電器15的功率既空壓機(jī)的輸出功率。?

本實(shí)用新型具有以下有益效果：?

1、可以直觀的測試不同能量形式之間的轉(zhuǎn)換效率，為學(xué)生提供一個對于能量形式之間的存在能量損失的認(rèn)識；