智慧電網實驗專業模組 SmartGrid Professional

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leXsolar 智慧電網實驗專業模組 SmartGrid Professional 是專為 大學電機工程與能源相關課程 設計的 智慧電網與電學實驗平台，可在實驗室規模下整合 太陽能、風力發電、燃料電池、鋰鐵電池與電容儲能，讓學生實際建構並操作一個可量測與可控制的 Smart Grid 智慧電網。

透過建立即時量測與控制的電網架構，學生可親自體驗 再生能源併網、負載變化與儲能系統對電壓、功率流與電網穩定度 的影響。系統提供 預設與自建實驗情境（Scenarios），支援從 基礎電學、再生能源實驗 進階到 智慧電網、需求面管理與電網監控 的探究式學習。

核心量測基礎來自 leXsolar SmartMeter 智慧功率量測模組，可同步監控 電壓、電流與能量流向，讓學生以工程觀點分析與驗證各種 綠色能源與永續電力系統 的運作。

• 完整智慧電網架構：整合光伏、風力、燃料電池、鋰鐵電池與電容，模擬真實再生能源電網
• 即時量測與控制：透過 SmartMeter 與 AV 模組讀取 電壓、電流與功率流向
• 支援電網穩定性分析：可比較不同 負載、線路長度、儲能與智慧變電站 對電壓與穩定度的影響
• 支援最大功率追蹤（MPP Tracker）：可實測太陽能板在不同條件下的 最大輸出功率
• 從基礎電學到智慧電網：同時涵蓋 IV 曲線、發電效率、儲能特性與電網整合

本模組包含建構智慧電網與進行電學、再生能源與儲能實驗所需的核心元件：

• 再生能源模組：太陽能板、風力發電機、風機、燃料電池
• 儲能與電力：磷酸鐵鋰電池、電容、電網模組、電源模組
• 量測與控制：SmartMeter、AV 模組、MPP Tracker、可變電阻、二極體
• 負載與轉換：燈泡、馬達、旋槳
• 光源系統：模擬日照燈與燈罩
• 配線與安全：安全插座與測試線
• 收納與教學支援：鋁製收納箱、箱內分隔與元件對照表

(尚有其他配件，完整清單可參考下列)

List of components:
2 x 1400-13 leXsolar-base unit Professional 模組基板
2 x 9100-04 SmartMeter 智慧功率元件
1 x 1118-03 leXsolar-Wind turbine module Pro 風力發電機元件 
1 x 1100-04 Solar module 5.22 V, 380 mA 太陽能元件
1 x 1400-19 Wind machine 風機
1 x 1118-02 Motor module Pro 馬達元件
1 x 1118-17 Base for solar panel 太陽能元件基座
2 x 9100-05 PowerModule 電源元件 電源元件 電源元件 可以每0.5V間距調整0-12V供應電壓，最高可供給24W
1 x 1400-12 leXsolar-Wind rotor set 風力發電機扇葉組
2 x 1118-01 Light bulb module Pro 燈泡元件
1 x 1118-11 Capacitor module Pro 電容元件
1 x 9100-03 AV-Module 電壓電流元件 可結合模組元件基板， 用於直接顯示電壓或電流的元件
1 x 1800-08 Battery module holder 1xAAA Pro 電池盒元件(單個)
1 x 1801-06 LiFePo-battery AAA 磷酸鐵鋰電池
1 x 1800-12 Fuel cell holder Pro 燃料電池底座元件
1 x 1118-13 MPP-Tracker Pro 最大功率追蹤元件
2 x 1607-01 Grid module Pro 電網元件
1 x 1118-05 Diode module Pro 二極體元件
1 x 1100-62 Potentiometer module Pro 電位器(可變電阻器)元件
1 x L2-04-080 Lamp housing &1 x  L2-04-116 Illuminant 120W, 12° 燈罩與光源元件(模擬日照用)
6 x L2-05-068 Safety short-circuit plug, with mid socket 電流連接插座 
1 x L3-01-137 Koffer SmartGrid Pro 1607 外箱
5 x L2-04-066 Safety test lead, 25cm, red 連接線材
4 x L2-04-067 Safety test lead, 25cm, black 連接線材
4 x L2-04-059 Safety test lead, 50cm, red 連接線材
4 x L2-04-060 Safety test lead, 50cm, black 連接線材
1 x L2-02-017 Propeller 旋槳(於馬達元件上)
1 x L2-06-067 Reversible Fuel cell 可逆式燃料電池 
1 x L3-03-176 Azimuth angle scale 方位角標示
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1 x L3-01-138 Einlage SmartGrid Pro 1607 箱內分隔
1 x L3-03-171 Einräumplan 1607 SmartGrid Professional 元件對照表
1 x L3-03-220 Instruction for use of finger protector

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額外需要(設備不包含，可根據需求另外選購)

L2-04-044 electric grid adapter set 電源轉接器
1100-63 DC converter 120V - 240V 電壓轉換器 或 升壓器110轉220V(根據光源元件選擇合適的瓦數)

智慧電網與電力系統

• 太陽能電廠的日功率變化
• 風力發電的日功率變化
• 建築用電由傳統電廠供應
• 傳統電廠＋太陽能的供電系統
• 含儲能的太陽能混合供電
• 放射型配電系統的電壓與穩定度
• 太陽能併網時的電網穩定性
• 負載變化對電壓的影響
• 導線長度對電網穩定的影響
• 智慧變電站對電壓調節的影響
• 儲能系統（燃料電池、電池）對電網穩定的影響
• 電動載具（E-Mobility）併網
• 導線負載與電網監控（Conductor rope management）

太陽能（Photovoltaics）

• 太陽能板 I–V 特性曲線
• 照度對 I–V 曲線的影響
• 溫度對 I–V 曲線的影響
• 最大功率點追蹤（MPP Tracking）

風力發電（Wind Energy）

• 葉片形狀與角度對輸出的影響
• 葉片數量對功率的影響
• 風向對風力發電的影響

燃料電池與電解槽

• 電解槽運作原理
• 電解槽 I–V 特性
• 燃料電池運作原理
• 燃料電池 I–V 特性

能源儲存技術

• 電容的充放電特性
• 磷酸鐵鋰電池（LiFePO₄）的充放電與功能
• 燃料電池與電解槽在儲能系統中的運作