一种新能源的教学演示系统的制作方法
专利名称：一种新能源的教学演示系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学设备技术领域，特别涉及一种新能源的教学演示系统。
背景技术：
我们赖以生存的地球，正在受到人类生产、生活等所带来的严重破坏。环境保护已成为一个世界性问题，日益被人们所关注。在全球环境日益恶化的今天，全世界都在积极的研究开发可再生能源以及其应用，人类必须利用科学知识，在同自然合作的情况下建设一个良好的环境。中小学生是国家未来的建设者，培养他们环境保护意识的形成和发展能够使他们对环境保护和新能源的发展和利用形成责任感，因此，非常有必要在学校中对学生进行节能和可再生能源的教育和引导，培养中小学生的新能源意识。但目前在学校的教学中，尚没有完备的可进行可再生能源和节能应用示范演示的教育装备。现有技术如申请号为201010120703. X的《设置在校园内进行新能源和节能应用示范演示的教育装备》发明专利申请，和专利号为200920044498. 6的《风光互补新能源教学演示系统》实用新型专利，对风力和太阳能发电已作出了较好的模拟，但均没有实现方便的示范和直观的演示，并不适应教学的需求。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种新能源的教学演示系统，适合在中小学校开展可再生能源的演示教学。一种新能源的教学演示系统，包括室内部分和室外部分，所述室内部分包括主机、 风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型、风力发电机实验模型，所述室外部分包括风力发电模块、太阳能发电模块，其特征在于所述室外部分还包括具有室外视频拍摄和室外视频信号接收功能的室外视频模块，所述室内部分还包括具有室内视频拍摄和室内视频信号接收的室内视频模块，所述主机包括运行新能源多媒体教学软件的PC服务器和多媒体投影显示模块，所述PC服务器连接多媒体投影显示模块，所述风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型和风力发电机实验模型分别位于所述室内视频模块的视频范围内，所述室内视频模块接收的室内视频信号传递给PC服务器；所述风力发电模块、太阳能发电模块分别位于所述室外视频模块的视频范围内，所述室外视频模块将所接收的室外视频信号传递给PC服务器，所述新能源多媒体教学软件包括接收室外视频信号的户外系统视频录像单元和接收室内视频信号的室内视频辅助教学单元。所述室外部分还包括智能控制器，所述智能控制器分别连接风力发电模块、太阳能发电模块、蓄电池、直流负载和通过逆变器连接交流负载，并包括数字输出接口，所述数字输出接口通过数据线与所述主机相连，将智能控制器的控制信号传递给所述PC服务器， 所述逆变器将逆变信号通过数据线传递到所述主机中，并提供给所述PC服务器。所述新能源多媒体教学软件包括接收所述智能控制器的运行数据和发送给所述智能控制器控制信号、以及接收所述逆变器的运行数据的户外系统运行测控单元。所述新能源多媒体教学软件包括虚拟风光互补发电系统单元。所述新能源多媒体教学软件包括电子教材。所述风光互补系统模型安装于室内，由风力发电机、太阳能光伏组件、LED灯、蓄电池、控制箱、风能模拟器、太阳能模拟器和固定整体底座、保护围栏组成，所述控制箱由风能充电单元、光能充电单元、操作单元、乐声播放器组成，所述操作单元分别包括储能模式和演示模式，高速风、中速风和低速风三个演示功能键，及高强光、中强光和低强光三个演示功能键。太阳能光伏组件实验模型包括安装板、光伏阵列、电流表、灯座、开关、发光二极管和电线，所述光伏阵列包括一个及一个以上的太阳能光伏组件，其中的光伏阵列、灯座、电流表和开关可分别安装在所述安装板上，所述电线用于电连接所述光伏阵列、电流表、灯座和开关，所述电线还用于太阳能光伏组件之间的电连接，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座。风力发电机实验模型包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。风力发电模块包括风力发电机、风机支杆、支杆拉索、支杆基础、拉索基础和电缆， 所述风力发电机安装在所述风机支杆上端，所述风机支杆安装在支杆基础上，所述风机拉索一端固定于风机支杆的中间部分，另一端固定于拉索基础上，所述电缆用于所述风力发电机和所述智能控制器的电连接。太阳能发电模块包括太阳能光伏组件、支杆、LED光源、支杆基础和电缆，所述太阳能光伏组件安装于所述支杆上端，所述支杆安装于支杆基础上，所述LED光源安装于太阳能光伏组件下面的支杆上，所述电缆用于所述太阳能光伏组件和所述智能控制器的电连接。技术效果一种新能源的教学演示系统，其室内部分的主机中PC服务器负责运行新能源多媒体教学软件，新能源多媒体教学软件中的户外系统视频录像单元和室内视频辅助教学单元分别接收室外视频模块、室内视频模块的视频信号，并通过多媒体投影显示模块显示出来，供学生观看，或者远程观看。其中室内视频模块通过室内视频头负责对室内的风光互补系统模型的运行和对学生动手做太阳能光伏组件实验模型和风力发电机实验模型的过程进行录像，通过多媒体投影显示模块显示，供学生在室内观看，或者远程观看。室外视频模块通过室外视频头负责对户外的风力发电模块、太阳能发电模块进行录像，变成数字视频信号，传输至主机，通过多媒体投影显示模块显示，供学生在室内观看， 或者远程观看。新能源多媒体教学软件还包括由户外系统运行测控单元、虚拟风光互补发电系统单元和电子教材。户外系统运行测控单元通过数据线接收智能控制器的风光发电运行参数，以及逆变器的运行参数，通过多媒体投影显示模块显示出来，供学生观看，或者远程观看；虚拟风光互补发电系统单元通过3D三维动画等形式，虚拟出风光互补发电系统的所有设备和部件，并演示风光互补发电、充电、供电、数采等原理和过程，通过多媒体投影显示模块显示出来，供学生观看；电子教材由风能、太阳能、核能、潮汐能、生物质能、可燃冰等多种新能源模块组成，介绍各种新能源的原理、优缺点和过去、现在、未来等部分。安装于室内的风光互补系统模型，其控制箱提供储能模式和演示模式两大功能， 储能模式时风力发电机和太阳能光伏组件的发电存储至蓄电池；演示模式时风力发电机和太阳能光伏组件的发电不存储至蓄电池，直接给LED灯供电，用来演示风力发电和太阳能发电给学生观看。控制箱提供高速、中速和低速三种风速演示功能和高强、中强和低强三种太阳能演示功能，LED灯和乐声播放器分别以不同的亮度和音乐、声音来区别不同的风速和光强度，可以很好的向学生演示风光互补发电系统风-电和光-电的转换。太阳能光伏组件实验模型，其中的光伏阵列、灯座、电流表和开关可分别安装在安装板上，而光伏阵列、灯座、电流表和开关彼此之间可以通过电线进行电连接，光伏阵列包括的各个太阳能光伏组件之间也可以通过电线进行电连接，灯座上可插入发光二极管，该实验模式可以直观、生动地演示太阳能光伏组件的组成和发电原理；且该实验模型的各电气元件与安装板之间可以现场拆卸、安装，各电气元件之间可以现场通过电线进行电连接， 学生可以亲自动手参与实验，使学生更深入的了解太阳能光伏组件实验模型的基本组成与发电原理。供学生动手做实验来熟悉太阳能光伏发电的基本原理。风力发电机实验模型，风力发电机固定在支杆上端，支杆下端可拆卸地固定在底座上，灯座和电流表可拆卸地安装在底座上，发光二极管可插拔地连接至灯座，电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。当风力发电机发电时，电能输出给灯座上的发光二极管，此时发光二极管发光，同时电流表显示读数。该实验模型可使学生直观地了解风力发电机的组成结构和工作原理。供学生动手做实验来熟悉风力发电的基本原理，并且可以提学生对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣。安装于户外的风力发电模块和太阳能发电模块，由智能控制器对风力发电和太阳能发电进行控制，并可通过智能控制器的数字输出接口将风力发电机和太阳能光伏组件的参数传输至主机，并通过新能源多媒体教学软件将运行状态和参数显示出来；风能和太阳能均经由智能控制器存储于蓄电池内，蓄电池的电压和电量等运行参数由智能控制器的数字输出接口传输至主机，并通过新能源多媒体教学软件显示出来；还可以借助于新能源多媒体教学软件对户外的风力发电模块、太阳能发电模块进行操作和控制。本实用新型借助新能源的教学演示系统，学生可以学习到新能源的原理，了解新能源的过去、现在和未来发展；特别的，可以通过视频摄像学习到风力发电、太阳能发电的原理与组成，还可以通过声光提示和电流显示辅助观察，方便直观。
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。图2为本实施例中太阳能光伏组件实验模型的立体结构图。
5[0032]图3为本实施例中风力发电机实验模型的立体结构图。图4为图3中风力发电机的内部结构图。图5为本实施例中风光互补系统模型的立体结构图图6为本实施例中风光互补系统模型控制箱结构示意图图7为本实施例中风力发电模块的立体结构图图8为本实施例中太阳能发电模块的立体结构图图中各标号示例如下1-主机，2-PC服务器、3-新能源多媒体教学软件，4-多媒体投影显示模块、5_风光互补系统模型，6-太阳能光伏组件实验模型，7-风力发电机实验模型，8-室内视频模块，9-室内部分，10-室外部分，11-智能控制器，12-风力发电模块，13-太阳能发电模块， 14-蓄电池，15-逆变器，16-室外视频模块，17-直流负载，18-交流负载，61-光伏阵列，62-安装板，63-支架，64-电流表，65-灯座，66-开关，67-接线垫柱，71-叶片，72-机头，73-机舱壳，74-尾翼，75-支杆，76-底座，77-电流表，78-灯座，79-主轴、710-轴承、711-大齿轮、712-发电机、713-小齿轮，714-连接器，715-集电环， 716-风力发电机，717-转子转轴，718-支撑柱，719-固定槽，51-风力发电机，52-太阳能光伏组件，53-LED灯，54-蓄电池，55-控制箱，56-风能模拟器，57-太阳能模拟器，551-风能充电单元，552-光能充电单元，553-操作单元， 554-乐声播放器，121-风力发电机，122-风机支杆，123-支杆拉索，124-支杆基础，125-拉索基础，131-太阳能光伏组件、132-支杆、133-LED光源、134-支杆基础。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，一种新能源的教学演示系统，包括室内部分9和室外部分10，所述室内部分9包括主机1、室内视频模块8、风光互补系统模型5、太阳能光伏组件实验模型6、风力发电机实验模型7，所示室外部分10包括风力发电模块12、太阳能发电模块13、室外视频模块18。主机1包括PC服务器2、多媒体投影显示模块4、新能源多媒体教学软件3 ；PC服务器2负责运行新能源多媒体教学软件3。新能源多媒体教学软件3包括户外系统视频录像单元、室内视频辅助教学单元， 其中户外系统视频录像单元接收室外视频模块18的数字视频信号，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看；室内视频辅助教学单元接收室内视频模块8的数字视频信号，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看。如图5本实施例中风光互补系统模型的立体结构示意图所示，风光互补系统模型 5安装于室内，由风力发电机51、太阳能光伏组件52、LED灯53、蓄电池M、控制箱55、风能模拟器56、太阳能模拟器57等组成。控制箱由风能充电单元551、光能充电单元552、操作单元553、乐声播放器5M等组成。控制箱55提供储能模式和演示模式两大功能，对应着操作单元的储能模式和演示模式两个按钮。按下储能模式按钮，则进入储能模式，风力发电机51和太阳能光伏组件 52的发电存储至蓄电池M。按下演示模式按钮，则进入演示模式，风力发电机51和太阳能光伏组件52的发电不存储至蓄电池，直接给LED灯53供电，用来演示风力发电和太阳能发电给学生观看。控制箱55提供高速、中速和低速三种风速演示功能，对应着操作单元的高速风、 中速风和低速风三个按钮。先按下演示模式按钮，进入演示模式。按下高速风按钮，则进入风力发电演示模式，风能模拟器56发出高速风，带动风力发电机51的叶片高速转动，发出较高的电来，LED灯53达到高亮状态，乐声播放器5M播出高速风的音乐和高速风的声音。 按下中速风按钮，则进入风力发电演示模式，风能模拟器56发出中速风，带动风力发电机 51的叶片中速转动，发出中等的电来，LED灯53达到中亮状态，乐声播放器M4播出中速风的音乐和中速风的声音。按下低速风按钮，则进入风力发电演示模式，风能模拟器56发出低速风，带动风力发电机51的叶片低速转动，发出较低的电来，LED灯53达到低亮状态，乐声播放器5M播出低速风的音乐和低速风的声音。控制箱还提供高强、中强和低强三种太阳能演示功能，对应着操作单元的高强光、 中强光和低强光三个按钮。先按下演示模式按钮，进入演示模式。按下高强光按钮，则进入太阳能发电演示模式，太阳能模拟器57发出高强光，太阳能光伏组件52发出较高的电来， LED灯53达到高亮状态，乐声播放器5M播出高强光的音乐和高强光的声音。按下中强光按钮，则进入太阳能发电演示模式，太阳能模拟器57发出中强光，太阳能光伏组件52发出中等的电来，LED灯53达到中亮状态，乐声播放器554播出中强光的音乐和中强光的声音。 按下低强光按钮，则进入太阳能发电演示模式，太阳能模拟器57发出低强光，太阳能光伏组件52发出较低的电来，LED灯53达到低亮状态，乐声播放器5M播出低强光的音乐和低强光的声音。如图2所示为本实施例中太阳能光伏组件实验模型6的立体结构示意图，包括有光伏阵列61、安装板62、支架63、电流表64、灯座65、开关66、发光二极管(未示出)和接线垫柱67，以及连接光伏阵列61内的各块太阳能光伏组件之间、连接光伏阵列61与电流表 64、灯座65和开关66之间的电线(未示出)。其中，安装板62的正面的左部上可拆卸的安装有光伏阵列61、安装板62的正面的右部上从上至下依次可拆卸地安装有灯座65、电流表64和开关66，这种电气元件的分布方式有利于彼此之间的电连接，当然本领域技术人员可以选择其他的分布方式。本实施例中的可拆卸的安装是指采用螺钉固定在安装板62的正面，当然，还可以为其他的可拆卸的安装方式。对于太阳能光伏组件、电流表64、灯座65 和开关66而言，这些电气元件均包括有接线器，本实施例中的这些电气元件的接线器均设置在电气元件本体的背面，并且安装板62的相应于各电气元件的位置上均开设有开口(优选地，安装板62的相应于各电气元件的接线器的位置上均开设有开口)，使得从安装板62 的背面可对接线器进行操作，进行各接线器之间的接线。优选地，接线器可以为插拔式接线器，便于快速接线和拆线。太阳能光伏组件实验模型6还包括有发光二极管(未示出)，可插拔地连接在灯座 65上，而优选地，灯座65提供有多个插孔比如5个，可同时插接5个发光二极管。[0055]安装板62为长方形，其正面的四个角上分别设置有接线垫柱67，接线垫柱67为小圆柱体，小圆柱体的高度要大于安装板62正面上的各电气元件包括光伏阵列61、电流表 64、灯座65和开关66的凸出于所述安装板正面的高度，使得当将安装板62的正面朝下放置，对安装板62背面露出的接线器(插拔式接线器)进行操作时，安装在安装板62正面上的各电气元件不会触碰到安装板62正面下方的地面或平台等支撑面，避免了电气元件的损坏。接线垫柱67还可以为3个或4个以上，只要能支撑起安装板即可，接线垫柱67还可以是其他形状，比如棱柱体。太阳能光伏组件实验模型6还包括有支撑安装板62的一对支架63，支架63为直角三角形结构，直角三角形的斜边通过螺钉固定在安装板62的背面的左、右侧边。使得安装板62的板面与水平面呈一定的角度。除本实施例中所示的情形外，支架63还可以是能够支撑安装板的其他任何形式，还可以为可调节的支架，通过调节支架使得安装板的板面与水平面呈不同的角度。本实施例中的光伏阵列61为呈3X3阵列分布的9个太阳能光伏组件，根据太阳能光伏组件的大小、实验模型的大小及其他影响因素，光伏阵列还可以包括1个以上的太阳能光伏组件，例如呈2X4阵列分布的8个太阳能光伏组件，呈4X4阵列分布的16个太阳能光伏组件等，或呈其他阵列分布的任意个太阳能光伏组件。如图3所示为本实用新型风力发电机实验模型7的立体结构示意图，包括风力发电机716、集电环715、支杆75、底座76、电流表77、灯座78、电线(未示出)和发光二极管 (未示出)。其中集电环715由两段不同直径的同轴圆柱体(大圆柱体和小圆柱体)组成， 风力发电机的机舱壳73的下部与集电环715的大圆柱体的上端粘接在一起，集电环715的小圆柱体可插入支杆75的上端内腔内，集电环715的大圆柱体的截面直径大于支杆75上端截面的最大直径，使得集电环715能被卡在支杆75的上端，但集电环715可以沿支杆75 的中心轴进行360度的旋转，并支持风力发电机360度无障碍转动。支杆75的下端可拆卸地安装在底座76上，灯座78和电流表77也可拆卸地安装在底座76上，发光二极管可插拔地连接在灯座78上。电线用于电连接风力发电机716、灯座76和电流表77，当风力发电机 716发电时，电能输出给灯座76上的发光二极管，此时发光二极管发光，同时电流表77显示读数。该实验模型可使学生直观地了解风力发电机的组成结构和工作原理。如图4风力发电机的内部结构示意图所示，风力发电机716由叶片71、机头72、机舱壳73和尾翼74组成，其中3片叶片71通过螺钉对称地安装在机头72上，机头72安装在从机舱壳73探出的主轴79的前端，尾翼74的前端探进机舱壳73内并固定在机舱壳73 内腔的尾翼槽内。机舱壳73由上下两个部分组成，分别为机舱壳上部和机舱壳下部，机舱壳上部和机舱壳下部之间通过螺钉连接，机舱壳下部的底部与集电环715大圆柱的上端粘接在一起。机舱壳73的内腔中还包括有主轴79、轴承710、大齿轮711、发电机712、小齿轮 713和连接器714。机舱壳73下部的内腔上在靠近前端的位置上设置有凸出的两个支撑柱718，支撑柱的上端开设有与轴承710相适配的固定槽719，每一个支撑柱718上端的固定槽719内安装有一个轴承710，两个轴承710共同支撑主轴79，主轴79的后端上固定有一个大齿轮711用作主动齿轮，发电机712位于大齿轮711的后端，且发电机712的发电机壳上包括有一对固定耳，固定耳上开设有螺钉孔，机舱壳73的下部内腔的相应位置上设置有与固定耳上的螺钉孔相应的开设有内螺纹的两个小圆柱，螺钉穿过螺钉孔和小圆柱内腔使得发电机可拆卸地固定在机舱壳73下部的内腔内。发电机712的转子转轴717从发电机壳体前端伸出，该转子转轴717的前端上固定有小齿轮713作为从动齿轮，该小齿轮713 与大齿轮711相啮合，小齿轮713在大齿轮711的带动下转动，并使得发电机712的转轴转动，发电机发电。本实施例中大齿轮711的齿数为60，小齿轮713的齿数为8，因此增速比为60/8。在实际应用中，根据发电机的额定转速值的变化来计算出最优增速比，再根据最优增速比结合机舱壳73的空间结构来选择大齿轮711和小齿轮713的齿数。优选地，发电机 712的壳体分为上下两个部分，发电机壳体上部分和发电机壳体下部分之间通过卡槽连接， 学生可以将发电机壳体拆开，观察发电机712内部的构造，了解定子和转子的工作原理。发电机712的输出端通过电线可与连接器714的一端固定连接在一起，集电环715上端的输入引线与连接器714的另一端固定连接。这里的发电机712和集电环715通过连接器714 实现可插拔的电连接的目的是，使得发电机712可从机舱壳73内完整的拆卸下来。当然，连接器714只是一个优选的方案，以便拆卸发电机712，本领域技术人员可以根据实际工况， 还可以选择不采用连接器的技术方案，此时，发电机712的输出端直接与集电环715上端的输入引线相连。集电环715下端的输出引线通过电线与电流表77和灯座78相连，这里的引线和电线从支杆75内部穿过，为了清楚地观察到电线的连接，支杆75和底座76均采用透明材料制成，比如有机玻璃。底座76为无底面的扁长方体，灯座78和电流表77固定在长方体的上表面，灯座 78和电流表77的接线器均设置在其背面，因此，长方体的上表面上的对应于灯座78和电流表77的接线器的位置上开设有开口，使得接线器穿过长方体的上表面，使得接线操作可以在底座内部进行。优选地，接线器为插拔式接线器，可以快速、安全地实现各电气元件之间的电连接或拆卸。当然，底座6并不局限于无底面的扁长方体，还可以为其他的无底面的空心体。优选地，本实施例中的灯座78可以提供多个插孔，比如5个，可同时插接5个发光
二极管。室内视频模块8的视频头安装于室内，负责对室内的风光互补系统模型5进行录像，帮助教室内的所有同学都可以清楚地观看到风光互补系统模型5的运行。还可以对学生动手做太阳能光伏组件实验模型6和风力发电机实验模型7的过程进行录像。这些录像都可以传输至新能源多媒体教学软件3，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看，供教学使用。风力发电模块12安装于户外，包括风力发电机121、风机支杆122、支杆拉索123、 支杆基础124、拉索基础125和电缆，所述风力发电机121安装在所述风机支杆122上端，所述风机支杆122安装在支杆基础IM上，所述风机拉索123 —端固定于风机支杆122的中间部分，另一端固定于拉索基础125上，所述电缆用于所述风力发电机和所述智能控制器的电连接。由智能控制器11对风力发电进行控制，智能控制器11的数字输出接口通过数据线将风力发电机121的转速、功率、电压、电流、发电量等参数传输至主机1，并通过新能源多媒体教学软件3将风力发电模块的运行状态和参数显示出来；太阳能发电模块13安装于户外，包括太阳能光伏组件131、支杆132、LED光源 133、支杆基础134和电缆，所述太阳能光伏组件131安装于所述支杆132上端，所述支杆 132安装于支杆基础134上，所述LED光源133安装于太阳能光伏组件下面的支杆132上，所述电缆用于所述太阳能光伏组件131和所述智能控制器11的电连接。由智能控制器11 对太阳能发电进行控制，智能控制器11的数字输出接口通过数据线将太阳能光伏组件的功率、电压、电流、发电量等参数传输至主机，并通过新能源多媒体教学软件3将太阳能发电模块的运行状态和参数显示出来；风能和太阳能均经由智能控制器11存储于蓄电池14内，蓄电池14的电压和电量等运行参数由智能控制器11的数字输出接口传输至主机1，并通过新能源多媒体教学软件 3显示出来；还可以借助于新能源多媒体教学软件3对户外的风力发电模块12、太阳能发电模块13进行操作和控制；室外视频模块16负责通过视频头采集户外的风力发电模块12、太阳能发电模块 13进行录像，变成数字视频信号，传输至主机1 ；学生在室内可以观看到户外的风力发电模块12、太阳能发电模块13的实时图像。新能源多媒体教学软件3还包括户外系统运行测控单元，户外系统运行测控单元接收智能控制器11的风光发电运行参数，以及逆变器15的运行参数，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看；新能源多媒体教学软件3还包括电子教材，由风能、太阳能、核能、潮汐能、生物质能等多种新能源模块组成，介绍各种新能源的原理、优缺点和过去、现在、未来等部分。本实用新型可直接操作观察或通过视频模块直观的学习风光发电设备的原理、组成，非常适宜在学校中作为新能源教学的辅助设备使用。
权利要求1.一种新能源的教学演示系统，包括室内部分和室外部分，所述室内部分包括主机、风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型、风力发电机实验模型，所述室外部分包括风力发电模块、太阳能发电模块，其特征在于所述室外部分还包括具有室外视频拍摄和室外视频信号接收功能的室外视频模块，所述室内部分还包括具有室内视频拍摄和室内视频信号接收的室内视频模块，所述主机包括PC服务器和多媒体投影显示模块，所述PC服务器连接多媒体投影显示模块，所述风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型和风力发电机实验模型分别位于所述室内视频模块的视频范围内，所述室内视频模块接收的室内视频信号传递给PC服务器；所述风力发电模块、太阳能发电模块分别位于所述室外视频模块的视频范围内，所述室外视频模块将所接收的室外视频信号传递给PC服务器。
2.根据权利要求1所述的一种新能源的教学演示系统，其特征在于所述室外部分还包括智能控制器，所述智能控制器分别连接风力发电模块、太阳能发电模块、蓄电池、直流负载和通过逆变器连接交流负载，并包括数字输出接口，所述数字输出接口通过数据线与所述主机相连，将智能控制器的控制信号传递给所述PC服务器，所述逆变器将逆变信号通过数据线传递到所述主机中，并提供给所述PC服务器。
3.根据权利要求1所述的一种新能源的教学演示系统，其特征在于所述风光互补系统模型安装于室内，由风力发电机、太阳能光伏组件、LED灯、蓄电池、控制箱、风能模拟器、太阳能模拟器和固定整体底座、保护围栏组成，所述控制箱由风能充电单元、光能充电单元、 操作单元、乐声播放器组成，所述操作单元分别包括储能模式和演示模式，高速风、中速风和低速风三个演示功能键，及高强光、中强光和低强光三个演示功能键。
4.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述太阳能光伏组件实验模型包括安装板、光伏阵列、电流表、灯座、开关、发光二极管和电线，所述光伏阵列包括一个及一个以上的太阳能光伏组件，其中的光伏阵列、灯座、电流表和开关可分别安装在所述安装板上，所述电线用于电连接所述光伏阵列、电流表、灯座和开关，所述电线还用于太阳能光伏组件之间的电连接，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座。
5.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述风力发电机实验模型包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。
6.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述风力发电模块包括风力发电机、风机支杆、支杆拉索、支杆基础、拉索基础和电缆，所述风力发电机安装在所述风机支杆上端，所述风机支杆安装在支杆基础上，所述风机拉索一端固定于风机支杆的中间部分，另一端固定于拉索基础上，所述电缆用于所述风力发电机和所述智能控制器的电连接。
7.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述太阳能发电模块包括太阳能光伏组件、支杆、LED光源、支杆基础和电缆，所述太阳能光伏组件安装于所述支杆上端，所述支杆安装于支杆基础上，所述LED光源安装于太阳能光伏组件下面的支杆上，所述电缆用于所述太阳能光伏组件和所述智能控制器的电连接。
专利摘要一种新能源的教学演示系统，室内部分包括主机、风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型、风力发电机实验模型，室外部分包括风力发电模块、太阳能发电模块，所述室外部分和室内部分还分别包括具有视频拍摄和视频信号接收功能的视频模块，所述主机包括运行新能源多媒体教学软件的PC服务器和多媒体投影显示模块。本实用新型可直接操作观察或通过视频模块直观的学习风光发电设备的原理、组成，非常适宜在学校中作为新能源教学的辅助设备使用。
文档编号G09B23/18GK202159439SQ201120088660
公开日2012年3月7日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者李珂, 邓绍根 申请人:中科恒源科技股份有限公司
技术领域：
本实用新型涉及教学设备技术领域，特别涉及一种新能源的教学演示系统。
背景技术：
我们赖以生存的地球，正在受到人类生产、生活等所带来的严重破坏。环境保护已成为一个世界性问题，日益被人们所关注。在全球环境日益恶化的今天，全世界都在积极的研究开发可再生能源以及其应用，人类必须利用科学知识，在同自然合作的情况下建设一个良好的环境。中小学生是国家未来的建设者，培养他们环境保护意识的形成和发展能够使他们对环境保护和新能源的发展和利用形成责任感，因此，非常有必要在学校中对学生进行节能和可再生能源的教育和引导，培养中小学生的新能源意识。但目前在学校的教学中，尚没有完备的可进行可再生能源和节能应用示范演示的教育装备。现有技术如申请号为201010120703. X的《设置在校园内进行新能源和节能应用示范演示的教育装备》发明专利申请，和专利号为200920044498. 6的《风光互补新能源教学演示系统》实用新型专利，对风力和太阳能发电已作出了较好的模拟，但均没有实现方便的示范和直观的演示，并不适应教学的需求。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种新能源的教学演示系统，适合在中小学校开展可再生能源的演示教学。一种新能源的教学演示系统，包括室内部分和室外部分，所述室内部分包括主机、 风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型、风力发电机实验模型，所述室外部分包括风力发电模块、太阳能发电模块，其特征在于所述室外部分还包括具有室外视频拍摄和室外视频信号接收功能的室外视频模块，所述室内部分还包括具有室内视频拍摄和室内视频信号接收的室内视频模块，所述主机包括运行新能源多媒体教学软件的PC服务器和多媒体投影显示模块，所述PC服务器连接多媒体投影显示模块，所述风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型和风力发电机实验模型分别位于所述室内视频模块的视频范围内，所述室内视频模块接收的室内视频信号传递给PC服务器；所述风力发电模块、太阳能发电模块分别位于所述室外视频模块的视频范围内，所述室外视频模块将所接收的室外视频信号传递给PC服务器，所述新能源多媒体教学软件包括接收室外视频信号的户外系统视频录像单元和接收室内视频信号的室内视频辅助教学单元。所述室外部分还包括智能控制器，所述智能控制器分别连接风力发电模块、太阳能发电模块、蓄电池、直流负载和通过逆变器连接交流负载，并包括数字输出接口，所述数字输出接口通过数据线与所述主机相连，将智能控制器的控制信号传递给所述PC服务器， 所述逆变器将逆变信号通过数据线传递到所述主机中，并提供给所述PC服务器。所述新能源多媒体教学软件包括接收所述智能控制器的运行数据和发送给所述智能控制器控制信号、以及接收所述逆变器的运行数据的户外系统运行测控单元。所述新能源多媒体教学软件包括虚拟风光互补发电系统单元。所述新能源多媒体教学软件包括电子教材。所述风光互补系统模型安装于室内，由风力发电机、太阳能光伏组件、LED灯、蓄电池、控制箱、风能模拟器、太阳能模拟器和固定整体底座、保护围栏组成，所述控制箱由风能充电单元、光能充电单元、操作单元、乐声播放器组成，所述操作单元分别包括储能模式和演示模式，高速风、中速风和低速风三个演示功能键，及高强光、中强光和低强光三个演示功能键。太阳能光伏组件实验模型包括安装板、光伏阵列、电流表、灯座、开关、发光二极管和电线，所述光伏阵列包括一个及一个以上的太阳能光伏组件，其中的光伏阵列、灯座、电流表和开关可分别安装在所述安装板上，所述电线用于电连接所述光伏阵列、电流表、灯座和开关，所述电线还用于太阳能光伏组件之间的电连接，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座。风力发电机实验模型包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。风力发电模块包括风力发电机、风机支杆、支杆拉索、支杆基础、拉索基础和电缆， 所述风力发电机安装在所述风机支杆上端，所述风机支杆安装在支杆基础上，所述风机拉索一端固定于风机支杆的中间部分，另一端固定于拉索基础上，所述电缆用于所述风力发电机和所述智能控制器的电连接。太阳能发电模块包括太阳能光伏组件、支杆、LED光源、支杆基础和电缆，所述太阳能光伏组件安装于所述支杆上端，所述支杆安装于支杆基础上，所述LED光源安装于太阳能光伏组件下面的支杆上，所述电缆用于所述太阳能光伏组件和所述智能控制器的电连接。技术效果一种新能源的教学演示系统，其室内部分的主机中PC服务器负责运行新能源多媒体教学软件，新能源多媒体教学软件中的户外系统视频录像单元和室内视频辅助教学单元分别接收室外视频模块、室内视频模块的视频信号，并通过多媒体投影显示模块显示出来，供学生观看，或者远程观看。其中室内视频模块通过室内视频头负责对室内的风光互补系统模型的运行和对学生动手做太阳能光伏组件实验模型和风力发电机实验模型的过程进行录像，通过多媒体投影显示模块显示，供学生在室内观看，或者远程观看。室外视频模块通过室外视频头负责对户外的风力发电模块、太阳能发电模块进行录像，变成数字视频信号，传输至主机，通过多媒体投影显示模块显示，供学生在室内观看， 或者远程观看。新能源多媒体教学软件还包括由户外系统运行测控单元、虚拟风光互补发电系统单元和电子教材。户外系统运行测控单元通过数据线接收智能控制器的风光发电运行参数，以及逆变器的运行参数，通过多媒体投影显示模块显示出来，供学生观看，或者远程观看；虚拟风光互补发电系统单元通过3D三维动画等形式，虚拟出风光互补发电系统的所有设备和部件，并演示风光互补发电、充电、供电、数采等原理和过程，通过多媒体投影显示模块显示出来，供学生观看；电子教材由风能、太阳能、核能、潮汐能、生物质能、可燃冰等多种新能源模块组成，介绍各种新能源的原理、优缺点和过去、现在、未来等部分。安装于室内的风光互补系统模型，其控制箱提供储能模式和演示模式两大功能， 储能模式时风力发电机和太阳能光伏组件的发电存储至蓄电池；演示模式时风力发电机和太阳能光伏组件的发电不存储至蓄电池，直接给LED灯供电，用来演示风力发电和太阳能发电给学生观看。控制箱提供高速、中速和低速三种风速演示功能和高强、中强和低强三种太阳能演示功能，LED灯和乐声播放器分别以不同的亮度和音乐、声音来区别不同的风速和光强度，可以很好的向学生演示风光互补发电系统风-电和光-电的转换。太阳能光伏组件实验模型，其中的光伏阵列、灯座、电流表和开关可分别安装在安装板上，而光伏阵列、灯座、电流表和开关彼此之间可以通过电线进行电连接，光伏阵列包括的各个太阳能光伏组件之间也可以通过电线进行电连接，灯座上可插入发光二极管，该实验模式可以直观、生动地演示太阳能光伏组件的组成和发电原理；且该实验模型的各电气元件与安装板之间可以现场拆卸、安装，各电气元件之间可以现场通过电线进行电连接， 学生可以亲自动手参与实验，使学生更深入的了解太阳能光伏组件实验模型的基本组成与发电原理。供学生动手做实验来熟悉太阳能光伏发电的基本原理。风力发电机实验模型，风力发电机固定在支杆上端，支杆下端可拆卸地固定在底座上，灯座和电流表可拆卸地安装在底座上，发光二极管可插拔地连接至灯座，电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。当风力发电机发电时，电能输出给灯座上的发光二极管，此时发光二极管发光，同时电流表显示读数。该实验模型可使学生直观地了解风力发电机的组成结构和工作原理。供学生动手做实验来熟悉风力发电的基本原理，并且可以提学生对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣。安装于户外的风力发电模块和太阳能发电模块，由智能控制器对风力发电和太阳能发电进行控制，并可通过智能控制器的数字输出接口将风力发电机和太阳能光伏组件的参数传输至主机，并通过新能源多媒体教学软件将运行状态和参数显示出来；风能和太阳能均经由智能控制器存储于蓄电池内，蓄电池的电压和电量等运行参数由智能控制器的数字输出接口传输至主机，并通过新能源多媒体教学软件显示出来；还可以借助于新能源多媒体教学软件对户外的风力发电模块、太阳能发电模块进行操作和控制。本实用新型借助新能源的教学演示系统，学生可以学习到新能源的原理，了解新能源的过去、现在和未来发展；特别的，可以通过视频摄像学习到风力发电、太阳能发电的原理与组成，还可以通过声光提示和电流显示辅助观察，方便直观。
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。图2为本实施例中太阳能光伏组件实验模型的立体结构图。
5[0032]图3为本实施例中风力发电机实验模型的立体结构图。图4为图3中风力发电机的内部结构图。图5为本实施例中风光互补系统模型的立体结构图图6为本实施例中风光互补系统模型控制箱结构示意图图7为本实施例中风力发电模块的立体结构图图8为本实施例中太阳能发电模块的立体结构图图中各标号示例如下1-主机，2-PC服务器、3-新能源多媒体教学软件，4-多媒体投影显示模块、5_风光互补系统模型，6-太阳能光伏组件实验模型，7-风力发电机实验模型，8-室内视频模块，9-室内部分，10-室外部分，11-智能控制器，12-风力发电模块，13-太阳能发电模块， 14-蓄电池，15-逆变器，16-室外视频模块，17-直流负载，18-交流负载，61-光伏阵列，62-安装板，63-支架，64-电流表，65-灯座，66-开关，67-接线垫柱，71-叶片，72-机头，73-机舱壳，74-尾翼，75-支杆，76-底座，77-电流表，78-灯座，79-主轴、710-轴承、711-大齿轮、712-发电机、713-小齿轮，714-连接器，715-集电环， 716-风力发电机，717-转子转轴，718-支撑柱，719-固定槽，51-风力发电机，52-太阳能光伏组件，53-LED灯，54-蓄电池，55-控制箱，56-风能模拟器，57-太阳能模拟器，551-风能充电单元，552-光能充电单元，553-操作单元， 554-乐声播放器，121-风力发电机，122-风机支杆，123-支杆拉索，124-支杆基础，125-拉索基础，131-太阳能光伏组件、132-支杆、133-LED光源、134-支杆基础。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，一种新能源的教学演示系统，包括室内部分9和室外部分10，所述室内部分9包括主机1、室内视频模块8、风光互补系统模型5、太阳能光伏组件实验模型6、风力发电机实验模型7，所示室外部分10包括风力发电模块12、太阳能发电模块13、室外视频模块18。主机1包括PC服务器2、多媒体投影显示模块4、新能源多媒体教学软件3 ；PC服务器2负责运行新能源多媒体教学软件3。新能源多媒体教学软件3包括户外系统视频录像单元、室内视频辅助教学单元， 其中户外系统视频录像单元接收室外视频模块18的数字视频信号，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看；室内视频辅助教学单元接收室内视频模块8的数字视频信号，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看。如图5本实施例中风光互补系统模型的立体结构示意图所示，风光互补系统模型 5安装于室内，由风力发电机51、太阳能光伏组件52、LED灯53、蓄电池M、控制箱55、风能模拟器56、太阳能模拟器57等组成。控制箱由风能充电单元551、光能充电单元552、操作单元553、乐声播放器5M等组成。控制箱55提供储能模式和演示模式两大功能，对应着操作单元的储能模式和演示模式两个按钮。按下储能模式按钮，则进入储能模式，风力发电机51和太阳能光伏组件 52的发电存储至蓄电池M。按下演示模式按钮，则进入演示模式，风力发电机51和太阳能光伏组件52的发电不存储至蓄电池，直接给LED灯53供电，用来演示风力发电和太阳能发电给学生观看。控制箱55提供高速、中速和低速三种风速演示功能，对应着操作单元的高速风、 中速风和低速风三个按钮。先按下演示模式按钮，进入演示模式。按下高速风按钮，则进入风力发电演示模式，风能模拟器56发出高速风，带动风力发电机51的叶片高速转动，发出较高的电来，LED灯53达到高亮状态，乐声播放器5M播出高速风的音乐和高速风的声音。 按下中速风按钮，则进入风力发电演示模式，风能模拟器56发出中速风，带动风力发电机 51的叶片中速转动，发出中等的电来，LED灯53达到中亮状态，乐声播放器M4播出中速风的音乐和中速风的声音。按下低速风按钮，则进入风力发电演示模式，风能模拟器56发出低速风，带动风力发电机51的叶片低速转动，发出较低的电来，LED灯53达到低亮状态，乐声播放器5M播出低速风的音乐和低速风的声音。控制箱还提供高强、中强和低强三种太阳能演示功能，对应着操作单元的高强光、 中强光和低强光三个按钮。先按下演示模式按钮，进入演示模式。按下高强光按钮，则进入太阳能发电演示模式，太阳能模拟器57发出高强光，太阳能光伏组件52发出较高的电来， LED灯53达到高亮状态，乐声播放器5M播出高强光的音乐和高强光的声音。按下中强光按钮，则进入太阳能发电演示模式，太阳能模拟器57发出中强光，太阳能光伏组件52发出中等的电来，LED灯53达到中亮状态，乐声播放器554播出中强光的音乐和中强光的声音。 按下低强光按钮，则进入太阳能发电演示模式，太阳能模拟器57发出低强光，太阳能光伏组件52发出较低的电来，LED灯53达到低亮状态，乐声播放器5M播出低强光的音乐和低强光的声音。如图2所示为本实施例中太阳能光伏组件实验模型6的立体结构示意图，包括有光伏阵列61、安装板62、支架63、电流表64、灯座65、开关66、发光二极管(未示出)和接线垫柱67，以及连接光伏阵列61内的各块太阳能光伏组件之间、连接光伏阵列61与电流表 64、灯座65和开关66之间的电线(未示出)。其中，安装板62的正面的左部上可拆卸的安装有光伏阵列61、安装板62的正面的右部上从上至下依次可拆卸地安装有灯座65、电流表64和开关66，这种电气元件的分布方式有利于彼此之间的电连接，当然本领域技术人员可以选择其他的分布方式。本实施例中的可拆卸的安装是指采用螺钉固定在安装板62的正面，当然，还可以为其他的可拆卸的安装方式。对于太阳能光伏组件、电流表64、灯座65 和开关66而言，这些电气元件均包括有接线器，本实施例中的这些电气元件的接线器均设置在电气元件本体的背面，并且安装板62的相应于各电气元件的位置上均开设有开口(优选地，安装板62的相应于各电气元件的接线器的位置上均开设有开口)，使得从安装板62 的背面可对接线器进行操作，进行各接线器之间的接线。优选地，接线器可以为插拔式接线器，便于快速接线和拆线。太阳能光伏组件实验模型6还包括有发光二极管(未示出)，可插拔地连接在灯座 65上，而优选地，灯座65提供有多个插孔比如5个，可同时插接5个发光二极管。[0055]安装板62为长方形，其正面的四个角上分别设置有接线垫柱67，接线垫柱67为小圆柱体，小圆柱体的高度要大于安装板62正面上的各电气元件包括光伏阵列61、电流表 64、灯座65和开关66的凸出于所述安装板正面的高度，使得当将安装板62的正面朝下放置，对安装板62背面露出的接线器(插拔式接线器)进行操作时，安装在安装板62正面上的各电气元件不会触碰到安装板62正面下方的地面或平台等支撑面，避免了电气元件的损坏。接线垫柱67还可以为3个或4个以上，只要能支撑起安装板即可，接线垫柱67还可以是其他形状，比如棱柱体。太阳能光伏组件实验模型6还包括有支撑安装板62的一对支架63，支架63为直角三角形结构，直角三角形的斜边通过螺钉固定在安装板62的背面的左、右侧边。使得安装板62的板面与水平面呈一定的角度。除本实施例中所示的情形外，支架63还可以是能够支撑安装板的其他任何形式，还可以为可调节的支架，通过调节支架使得安装板的板面与水平面呈不同的角度。本实施例中的光伏阵列61为呈3X3阵列分布的9个太阳能光伏组件，根据太阳能光伏组件的大小、实验模型的大小及其他影响因素，光伏阵列还可以包括1个以上的太阳能光伏组件，例如呈2X4阵列分布的8个太阳能光伏组件，呈4X4阵列分布的16个太阳能光伏组件等，或呈其他阵列分布的任意个太阳能光伏组件。如图3所示为本实用新型风力发电机实验模型7的立体结构示意图，包括风力发电机716、集电环715、支杆75、底座76、电流表77、灯座78、电线(未示出)和发光二极管 (未示出)。其中集电环715由两段不同直径的同轴圆柱体(大圆柱体和小圆柱体)组成， 风力发电机的机舱壳73的下部与集电环715的大圆柱体的上端粘接在一起，集电环715的小圆柱体可插入支杆75的上端内腔内，集电环715的大圆柱体的截面直径大于支杆75上端截面的最大直径，使得集电环715能被卡在支杆75的上端，但集电环715可以沿支杆75 的中心轴进行360度的旋转，并支持风力发电机360度无障碍转动。支杆75的下端可拆卸地安装在底座76上，灯座78和电流表77也可拆卸地安装在底座76上，发光二极管可插拔地连接在灯座78上。电线用于电连接风力发电机716、灯座76和电流表77，当风力发电机 716发电时，电能输出给灯座76上的发光二极管，此时发光二极管发光，同时电流表77显示读数。该实验模型可使学生直观地了解风力发电机的组成结构和工作原理。如图4风力发电机的内部结构示意图所示，风力发电机716由叶片71、机头72、机舱壳73和尾翼74组成，其中3片叶片71通过螺钉对称地安装在机头72上，机头72安装在从机舱壳73探出的主轴79的前端，尾翼74的前端探进机舱壳73内并固定在机舱壳73 内腔的尾翼槽内。机舱壳73由上下两个部分组成，分别为机舱壳上部和机舱壳下部，机舱壳上部和机舱壳下部之间通过螺钉连接，机舱壳下部的底部与集电环715大圆柱的上端粘接在一起。机舱壳73的内腔中还包括有主轴79、轴承710、大齿轮711、发电机712、小齿轮 713和连接器714。机舱壳73下部的内腔上在靠近前端的位置上设置有凸出的两个支撑柱718，支撑柱的上端开设有与轴承710相适配的固定槽719，每一个支撑柱718上端的固定槽719内安装有一个轴承710，两个轴承710共同支撑主轴79，主轴79的后端上固定有一个大齿轮711用作主动齿轮，发电机712位于大齿轮711的后端，且发电机712的发电机壳上包括有一对固定耳，固定耳上开设有螺钉孔，机舱壳73的下部内腔的相应位置上设置有与固定耳上的螺钉孔相应的开设有内螺纹的两个小圆柱，螺钉穿过螺钉孔和小圆柱内腔使得发电机可拆卸地固定在机舱壳73下部的内腔内。发电机712的转子转轴717从发电机壳体前端伸出，该转子转轴717的前端上固定有小齿轮713作为从动齿轮，该小齿轮713 与大齿轮711相啮合，小齿轮713在大齿轮711的带动下转动，并使得发电机712的转轴转动，发电机发电。本实施例中大齿轮711的齿数为60，小齿轮713的齿数为8，因此增速比为60/8。在实际应用中，根据发电机的额定转速值的变化来计算出最优增速比，再根据最优增速比结合机舱壳73的空间结构来选择大齿轮711和小齿轮713的齿数。优选地，发电机 712的壳体分为上下两个部分，发电机壳体上部分和发电机壳体下部分之间通过卡槽连接， 学生可以将发电机壳体拆开，观察发电机712内部的构造，了解定子和转子的工作原理。发电机712的输出端通过电线可与连接器714的一端固定连接在一起，集电环715上端的输入引线与连接器714的另一端固定连接。这里的发电机712和集电环715通过连接器714 实现可插拔的电连接的目的是，使得发电机712可从机舱壳73内完整的拆卸下来。当然，连接器714只是一个优选的方案，以便拆卸发电机712，本领域技术人员可以根据实际工况， 还可以选择不采用连接器的技术方案，此时，发电机712的输出端直接与集电环715上端的输入引线相连。集电环715下端的输出引线通过电线与电流表77和灯座78相连，这里的引线和电线从支杆75内部穿过，为了清楚地观察到电线的连接，支杆75和底座76均采用透明材料制成，比如有机玻璃。底座76为无底面的扁长方体，灯座78和电流表77固定在长方体的上表面，灯座 78和电流表77的接线器均设置在其背面，因此，长方体的上表面上的对应于灯座78和电流表77的接线器的位置上开设有开口，使得接线器穿过长方体的上表面，使得接线操作可以在底座内部进行。优选地，接线器为插拔式接线器，可以快速、安全地实现各电气元件之间的电连接或拆卸。当然，底座6并不局限于无底面的扁长方体，还可以为其他的无底面的空心体。优选地，本实施例中的灯座78可以提供多个插孔，比如5个，可同时插接5个发光
二极管。室内视频模块8的视频头安装于室内，负责对室内的风光互补系统模型5进行录像，帮助教室内的所有同学都可以清楚地观看到风光互补系统模型5的运行。还可以对学生动手做太阳能光伏组件实验模型6和风力发电机实验模型7的过程进行录像。这些录像都可以传输至新能源多媒体教学软件3，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看，供教学使用。风力发电模块12安装于户外，包括风力发电机121、风机支杆122、支杆拉索123、 支杆基础124、拉索基础125和电缆，所述风力发电机121安装在所述风机支杆122上端，所述风机支杆122安装在支杆基础IM上，所述风机拉索123 —端固定于风机支杆122的中间部分，另一端固定于拉索基础125上，所述电缆用于所述风力发电机和所述智能控制器的电连接。由智能控制器11对风力发电进行控制，智能控制器11的数字输出接口通过数据线将风力发电机121的转速、功率、电压、电流、发电量等参数传输至主机1，并通过新能源多媒体教学软件3将风力发电模块的运行状态和参数显示出来；太阳能发电模块13安装于户外，包括太阳能光伏组件131、支杆132、LED光源 133、支杆基础134和电缆，所述太阳能光伏组件131安装于所述支杆132上端，所述支杆 132安装于支杆基础134上，所述LED光源133安装于太阳能光伏组件下面的支杆132上，所述电缆用于所述太阳能光伏组件131和所述智能控制器11的电连接。由智能控制器11 对太阳能发电进行控制，智能控制器11的数字输出接口通过数据线将太阳能光伏组件的功率、电压、电流、发电量等参数传输至主机，并通过新能源多媒体教学软件3将太阳能发电模块的运行状态和参数显示出来；风能和太阳能均经由智能控制器11存储于蓄电池14内，蓄电池14的电压和电量等运行参数由智能控制器11的数字输出接口传输至主机1，并通过新能源多媒体教学软件 3显示出来；还可以借助于新能源多媒体教学软件3对户外的风力发电模块12、太阳能发电模块13进行操作和控制；室外视频模块16负责通过视频头采集户外的风力发电模块12、太阳能发电模块 13进行录像，变成数字视频信号，传输至主机1 ；学生在室内可以观看到户外的风力发电模块12、太阳能发电模块13的实时图像。新能源多媒体教学软件3还包括户外系统运行测控单元，户外系统运行测控单元接收智能控制器11的风光发电运行参数，以及逆变器15的运行参数，通过多媒体投影显示模块4显示出来，供学生观看；新能源多媒体教学软件3还包括电子教材，由风能、太阳能、核能、潮汐能、生物质能等多种新能源模块组成，介绍各种新能源的原理、优缺点和过去、现在、未来等部分。本实用新型可直接操作观察或通过视频模块直观的学习风光发电设备的原理、组成，非常适宜在学校中作为新能源教学的辅助设备使用。
权利要求1.一种新能源的教学演示系统，包括室内部分和室外部分，所述室内部分包括主机、风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型、风力发电机实验模型，所述室外部分包括风力发电模块、太阳能发电模块，其特征在于所述室外部分还包括具有室外视频拍摄和室外视频信号接收功能的室外视频模块，所述室内部分还包括具有室内视频拍摄和室内视频信号接收的室内视频模块，所述主机包括PC服务器和多媒体投影显示模块，所述PC服务器连接多媒体投影显示模块，所述风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型和风力发电机实验模型分别位于所述室内视频模块的视频范围内，所述室内视频模块接收的室内视频信号传递给PC服务器；所述风力发电模块、太阳能发电模块分别位于所述室外视频模块的视频范围内，所述室外视频模块将所接收的室外视频信号传递给PC服务器。
2.根据权利要求1所述的一种新能源的教学演示系统，其特征在于所述室外部分还包括智能控制器，所述智能控制器分别连接风力发电模块、太阳能发电模块、蓄电池、直流负载和通过逆变器连接交流负载，并包括数字输出接口，所述数字输出接口通过数据线与所述主机相连，将智能控制器的控制信号传递给所述PC服务器，所述逆变器将逆变信号通过数据线传递到所述主机中，并提供给所述PC服务器。
3.根据权利要求1所述的一种新能源的教学演示系统，其特征在于所述风光互补系统模型安装于室内，由风力发电机、太阳能光伏组件、LED灯、蓄电池、控制箱、风能模拟器、太阳能模拟器和固定整体底座、保护围栏组成，所述控制箱由风能充电单元、光能充电单元、 操作单元、乐声播放器组成，所述操作单元分别包括储能模式和演示模式，高速风、中速风和低速风三个演示功能键，及高强光、中强光和低强光三个演示功能键。
4.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述太阳能光伏组件实验模型包括安装板、光伏阵列、电流表、灯座、开关、发光二极管和电线，所述光伏阵列包括一个及一个以上的太阳能光伏组件，其中的光伏阵列、灯座、电流表和开关可分别安装在所述安装板上，所述电线用于电连接所述光伏阵列、电流表、灯座和开关，所述电线还用于太阳能光伏组件之间的电连接，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座。
5.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述风力发电机实验模型包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。
6.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述风力发电模块包括风力发电机、风机支杆、支杆拉索、支杆基础、拉索基础和电缆，所述风力发电机安装在所述风机支杆上端，所述风机支杆安装在支杆基础上，所述风机拉索一端固定于风机支杆的中间部分，另一端固定于拉索基础上，所述电缆用于所述风力发电机和所述智能控制器的电连接。
7.根据权利要求1所述的新能源的教学演示系统，其特征在于所述太阳能发电模块包括太阳能光伏组件、支杆、LED光源、支杆基础和电缆，所述太阳能光伏组件安装于所述支杆上端，所述支杆安装于支杆基础上，所述LED光源安装于太阳能光伏组件下面的支杆上，所述电缆用于所述太阳能光伏组件和所述智能控制器的电连接。
专利摘要一种新能源的教学演示系统，室内部分包括主机、风光互补系统模型、太阳能光伏组件实验模型、风力发电机实验模型，室外部分包括风力发电模块、太阳能发电模块，所述室外部分和室内部分还分别包括具有视频拍摄和视频信号接收功能的视频模块，所述主机包括运行新能源多媒体教学软件的PC服务器和多媒体投影显示模块。本实用新型可直接操作观察或通过视频模块直观的学习风光发电设备的原理、组成，非常适宜在学校中作为新能源教学的辅助设备使用。
文档编号G09B23/18GK202159439SQ201120088660
公开日2012年3月7日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者李珂, 邓绍根 申请人:中科恒源科技股份有限公司
最新回复(0)