BÁO cáo môn học NĂNG LƯỢNG tái tạo đề tài THIẾT kế một hệ THỐNG MICRO – GRID TRONG một tòa NHÀ

Nếu các tải 1,2 và 3 đều là loại 1 không có sự linh hoạt, xác định lượng công suất theo thời gian mà microgrid trao đổi với lưới điện quốc gia và số tiền phải chi trả trong tháng với các

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

- 

-BÁO CÁO MÔN HỌC

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG MICRO

– GRID TRONG MỘT TÒA NHÀ

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS: Trương Việt Anh

Nhóm sinh viên thực hiện (Nhóm 7, lớp thứ 7):

Bùi Xuân Hảo 19142308

Nguyễn Quang Tiến 19142395

Vũ Văn Tiến 19142046

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GV

………

2

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Trang 3

NỘI DUNG

PHẦN I: SỐ LIỆU 4

PHẦN II: NỘI DUNG 6

1 Tính toán số lượng PV cần thiết cho toàn nhà và tính toán điện áp Voc của mạch pin

4 Khảo sát khả năng của mạch khi có hiện tượng bức xạ mặt trời trên các tấm PV không

đồng đều? Cách nào để lấy được công suất cực đại 10

5 Nếu các tải 1,2 và 3 đều là loại 1 không có sự linh hoạt, xác định lượng công suất theo thời gian mà microgrid trao đổi với lưới điện quốc gia và số tiền phải chi trả trong

tháng với các thông số sau: 13

6 Nếu microgrid này không kết nối với lưới điện quốc gia, xác định công suất hệ thống

PV lắp đặt bổ sung cho hệ thống biết hiệu suất nạp/xả của acquy là 90% 14

7 Xác định công suất của bộ bi-direction và dung lượng acquy cần lưu trữ lúc này 15

8 Nếu vì lý do kinh tế dung lượng acquy cần lưu trữ chỉ bằng 50% tính toán tại câu 7 Khảo sát câu 5 16

9 Nếu chi phí PV là 6 triệu VND/kWp, chi phí bộ bi-direction là 1.5 triệu VNĐ/kW và acquy là 2 triệu VNĐ/kWh, giá mua điện theo bảng 3 và bán điện 1900VNĐ/kWh Xác

định lại câu 7 để sau 5 năm hoàn vốn đầu tư 18

10 Điều chỉnh tải loại 2 và tải loại 3 để cực tiểu chi phí vận hành sau khi đã đầu tư như

câu 9 21

Trang 4

Bảng giá mua điện trong ngày

Thời gian Giá

Trang 5

Trang 6

Bảng thông tin các tấm PV

Thông số PV1 PV2 PV3 PV4

Điện áp tại điểm công suất đỉnh (Vmp - V) 38.71 30 37.7 40.5 Dòng điện tại công suất đỉnh (Imp - A) 5.17 10 8.9 11.12

Trang 7

PHẦN II: NỘI DUNG

1 Tính toán số lượng PV cần thiết cho toàn nhà và tính toán điện áp Voc của mạch pin quang điện

Chọn điện áp cách điện của pin mặt trời là: ℎ = 1000 (V)

Số tấm PV trong 1 chuỗi: nstring =

Trang 8

2 Khảo sát đặc tuyến I(V) và P(V) của hệ thống pin quang điện khi bức xạ mặt trời thay đổi

Ta lắp mạch điện giống như trên trong phần mềm PSIM, sau đó lấy các số liệu, V8, I6 ở từng bức xạ khác nhau đưa vào excel Từ đó, ta vẽ được đặc tuyến I(V) và P(V) như bên dưới.

7

Trang 9

3 Khảo sát dòng điện nạp cho hệ thống Acquy có {n1} và {n2} bình 12V bằng phần mềm và bằng giải tích toán học của hệ thống PV kết nối trực tiếp với Acquy

Chọn: + Số bình Acquy mắc nối tiếp là: n1=66 (bình)

+ Số bình Acquy mắc song song là: n2=660 (bình)

Trang 11

Đối chiếu với đặc tuyến dòng sạc sử dụng phương pháp giải tích toán học ta thấy điểm cắt nhau giữa đặc tuyến dòng sạc và đường bức xạ 1000 W/m2 là trùng với kết quả mô phỏng bằng phần mềm: (808.27 ; 1085.06)

4 Khảo sát khả năng của mạch khi có hiện tượng bức xạ mặt trời trên các tấm PV không đồng đều? Cách nào để lấy được công suất cực đại

Khảo sát trên một chuỗi gồm 20 tấm pin với:

- 10 tấm đầu có bức xạ 1000 W/m2

- 5 tấm tiếp theo có bức xạ 500 W/m2

- 5 tấm tiếp theo có bức xạ 250 W/m2

Trang 12

Ta có đặc tuyến I(V) và P(V) khi có hiện tượng bức xạ mặt trời không đồng đều trên các tấm PV như sau:

Để thu được công suất cực đại với đồ thị P(V) như trên là khá khó và cần một giải thuật phức tạp Vì vậy để giảm hiện tượng bóng che, ta sẽ mắc các tấm pin song song với nhau

Ví dụ:

11

Trang 13

Ta thấy, để thu được công suất cực đại với trường hợp mắc song song như này khá đơn giản, có thể sử dụng các giải thuật như P&O, INC,…Tuy nhiên, khi mắc song song quá nhiều tấm pin sẽ làm cho dòng điện sinh ra rất lớn, như vậy cũng không tốt.

Trang 14

5 Nếu các tải 1,2 và 3 đều là loại 1 không có sự linh hoạt, xác định lượng công suất

theo thời gian mà microgrid trao đổi với lưới điện quốc gia và số tiền phải chi trả trong

tháng với các thông số sau:

- Bức xạ mặt trời và gió thay đổi theo đồ thị 1, 2, 3

- Hiệu suất bộ MPPT gió và mặt trời là 92%, hiệu suất bộ bi-direction là 95% Ta

Tiền điện phải trả cho điện lực

Trang 15

Số tiền điện phải trả là (1 ngày): 52.742.526 (VNĐ)

Số tiền điện phải trả trong một tháng là: 1.582.275.780 (VNĐ)

6 Nếu microgrid này không kết nối với lưới điện quốc gia, xác định công suất hệ thống

PV lắp đặt bổ sung cho hệ thống biết hiệu suất nạp/xả của acquy là 90%

Với Pđiện lực(t)= 0

Ta có: 0,9 Plưu trữ năng lượng(t)= PT1(t) + PT2(t) + PT3(t) – 0,92.( PPV(t) + Pgió(t) )

Để trở thành Zero Building ta cần lắp đặt thêm một lượng k bộ PV để tổng công suất nạp

vào bộ lưu trữ mới tiến đến 0.

Trang 16

Công suất hệ thống PV lắp đặt bổ sung là: Plắp đặt thêm = Pđặt k= 900.4,82 = 4338 (kWp)

7 Xác định công suất của bộ bi-direction và dung lượng acquy cần lưu trữ lúc này

Ta có công suất của bộ bi – direction là công suất lớn nhất nạp vào hoặc xả ra của bộ lưu trữ năng lượng, dung lượng ắc quy cần để lưu trữ là tổng công suất nạp hoặc xả liên tục lớn nhất.

Ta có bảng sau:

15

Trang 17

Công suất nạp vào bộ lưu trữ

Công suất của bộ bi-direction

Dung lượng ắc quy cần để lưu

- Công suất của bộ bi – direction là: 2526 kW

- Dung lượng ắc quy cần để lưu trữ là: 7624,46 kWh

8 Nếu vì lý do kinh tế dung lượng acquy cần lưu trữ chỉ bằng 50% tính toán tại câu

7 Khảo sát câu 5

Dung lượng acquy lưu trữ lúc này là: 7624,46.0,5 = 3812,23 kWh

Với dung lượng accquy như trên ta sẽ khảo sát lại câu 5 bằng cách phân bố công suất

nạp xả của bộ lưu trữ năng lượng sao cho tổng công suất nạp hoặc xả liên tục không quá

3812,23 kWh.

Ta có bảng sau:

Trang 18

Trang 19

Tiền điện phải trả cho điện lực

Trang 20

Trang 21

Số tiền điện phải trả là (1 ngày): 43.577.895 (VNĐ)

Số tiền điện phải trả trong một tháng là: 1.307.336.850 (VNĐ)

9 Nếu chi phí PV là 6 triệu VND/kWp, chi phí bộ bi-direction là 1.5 triệu VNĐ/kW và acquy là 2 triệu VNĐ/kWh, giá mua điện theo bảng 3 và bán điện 1900VNĐ/kWh Xác định lại câu 7 để sau 5 năm hoàn vốn đầu tư

Câu 7 yêu cầu xác định công suất của bộ bi – direction và ắc quy sau khi lắp đặt hệ

thống PV bổ sung Vì vậy câu này ta sẽ sử dụng lại giá trị của công suất PV mới.

Đầu tiên, để xác định xem công suất của bộ bi – direction và ắc quy là bao nhiêu để sau

5 năm hoàn vốn đầu tư ta sẽ tính tiền điện khi:

+ Không sử dụng nguồn năng lượng tái tạo:

Trang 22

Trang 23

Tiền điện phải trả trong 1 ngày là: 86.041.053 (VNĐ)

Tiền điện phải trả trong 5 năm là: 157.024.921.053 (VNĐ)

+ Khi có đầu tư nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ năng lượng:

Tổng tiền điện phải trả trong 5 năm(VND) -137,586,835,112

Trang 24

Khi đó tiền điện phải trả sau 5 năm khi có đầu tư nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống

lưu trữ năng lượng là: -X (VNĐ)

Suy ra lợi nhuận mà ta thu được khi đầu tư nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ năng lượng là: 157.024.921.053 – (-X)

Để hoàn vốn đầu tư sau 5 năm: Tổng tiền đầu tư – ( 157.024.921.053 – (-X) ) = 0 (*)

Để được như vậy ta sẽ sử dụng hàm What – If trong Excel để tìm k2 (tỉ lệ bộ lưu trữ tăng thêm so với câu 8) sao cho thỏa mãn (*)

Trang 25

Công suất bộ bi-direction: 48833,41

(kW)

Dung lượng acquy: 97666,82 (kWh)

Công suất PV: 4338 (kWp) (Câu 6)

=> Tiền đầu tư: 73.250.115.318 (VNĐ)

=> Tiền đầu tư: 195.333.640.847 (VNĐ)

=> Tiền đầu tư: 26.028.000.000 (VNĐ)

=> Tổng tiền đầu tư: 294.611.756.165 (VNĐ)

Tiền điện phải trả trong 1 ngày: -75.390.047 (VNĐ)

Tiền điện phải trả sau 5 năm khi có đầu tư nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ năng lượng: -137.586.835.112 (VNĐ)

=> Lợi nhuận thu được: 157.024.921.053 – (-137.586.835.112) = 294.611.756.165 (VNĐ) Như vậy với công suất bộ bi-direction: 48833,41 (kW); dung lượng acquy: 97666,82

(kWh) thì sau 5 năm sẽ hoàn vốn đầu tư.

10 Điều chỉnh tải loại 2 và tải loại 3 để cực tiểu chi phí vận hành sau khi đã đầu tư như câu 9

Sau khi điều chỉnh tải loại 2 chạy nhanh hơn 2 tiếng so với đồ thị phụ tải ban đầu và

điều chỉnh phân bố công suất của tải loại 3 như bảng bên dưới ta được:

Tiền điện phải trả cho điện lực (VNĐ) 17,349,611 17,227,506 15,043,125 12,681,903 -12,998,969

Trang 26

Trang 28

Tổng tiền điện phải trả trong 1 ngày là: -76.360.573 (VNĐ)

Trong khi đó tiền điện phải trả trong 1 ngày của câu 9 là: -75.390.047 (VNĐ) Như vậy là ta đã tiết kiệm được: 970.526 (VNĐ)

23

Tiêu đề	Thiết kế một hệ thống micro-grid trong một tòa nhà
Tác giả	Nhóm 7, lớp thứ 7
Người hướng dẫn	PGS.TS: Trương Việt Anh
Trường học	Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Điện - Điện tử
Thể loại	báo cáo môn học
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	872,25 KB