BÁO CÁO MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG MICRO – GRID TRONG MỘT TÒA NHÀ

5 Câu 2: Khảo sát đặc tuyến IV và PV của hệ thống pin quang điện khi bức xạ mặt trời thay đổi.. 6 Câu 3: Khảo sát dòng điện nạp cho hệ thống Acquy có {n1} và {n2} bình 12V bằng phần mềm

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

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2022

MỤC LỤC

Câu 1: Tính toán số lượng PV cần thiết cho toàn nhà và tính toán điện áp

Voc của mạch pin quang điện

5

Câu 2: Khảo sát đặc tuyến I(V) và P(V) của hệ thống pin quang điện khi bức

xạ mặt trời thay đổi

6

Câu 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

Câu 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

Câu 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

15

Câu 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

Câu 8: Nếu vì lý do kinh tế công suất của bộ bi-direction và dung lượng

acquy cần lưu trữ chỉ bằng 50% tính toán tại câu 7 Khảo sát câu 5

17

Câu 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

Câu 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.

20

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

PHẦN I: SỐ LIỆU

Đề tài 37

Thông số các tấm PV

Công suất cực đại (Pmax - W) 200 300 335 450

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

Điện áp hở mạch (Voc - V) 45.2 36 45.6 48.7

Dòng điện ngắn mạch (Isc - A) 5.53 11.34 9.4 11.65

PHẦN II: NỘI DUNG

Câu 1: Tính toán số lượng PV cần thiết cho toàn nhà và tính toán điện áp

Voc của mạch pin quang điện.

Với đồ thị phát điện mặt trời 4 ta có công suất tối đa của pin mặt trời

Câu 2: Khảo sát đặc tuyến I(V) và P(V) của hệ thống pin quang điện khi

bức xạ mặt trời thay đổi.

Mạch mô phỏng pin mặt trời

Đặc tuyến I(V)

Đặc tuyến P(V)

Câu 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?

Dự kiến :

Chọn số acquy nối tiếp n1= 78

Chọn số acquy song song n2=

=930= 78 (acquy)

12

Khảo sát mô phỏng trên Psim ta thu được kết quả:

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: (867.92 ; 1010.39395)

Ta thu được giá trị V=1010.39395 (V), I= 867.92 (A)

Công suất P = 876941,11 (W)

Câu 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 ?

Mô phỏng bằng phần mềm PSIM ta có:

Lấy dữ liệu từ phần mềm PSIM và thực hiện vẽ đồ thị bằng EXCEL

Khi lắp nối tiếp, ta được đặc tuyến I(V) và P(V) như hình vẽ

Đặc tuyến I(V)

Đặc tuyến P(V)

Nhận xét: Nếu lắp mạch như trên thì việc xác định điểm làm việc cực đại sẽ

gặp khó khăn do có nhiều điểm cực trị trên đồ thị P(V), mà ta chỉ cần xác định

điểm làm việc lớn nhất

Lắp song song, ta thu được đặc tuyến I(V) và P(V) như hình vẽ.

Đặc tuyến I(V)

Đặc tuyến P(V)

Nhận xét : Ta thấy đặc tuyến P(V) thì việc xác định điểm làm việc cực đại dễ

dàng hơn Nhưng dòng lớn làm cho hao phí cao

Vì vậy, để thu được điểm làm việc cực đại tốt nhất và hao phí thấp nhất thì ta

nên xác định lại số lượng pin mắc song song và nối tiếp xấp xỉ hoặc bằng nhau

𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔= 45 𝑝𝑖𝑛, 𝑛𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖= 45

Lắp song song pin khi 𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔= 45 𝑝𝑖𝑛, 𝑛𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖= 45 Ta thu được đặc tuyến

I(V) và P(V) như hình vẽ

Đặc tuyến I(V)

Đặc tuyến P(V)

Nhận xét: ta nhận thấy dòng làm việc giảm, dẫn đến hao phí thấp

Câu 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 direction là 95%

bi-Nếu các tải 1,2 và 3 đều là loại 1 không có sự linh hoạt thì:

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

P(t) = ( P1(t) + P2(t) + P3(t) – 0.92 x Pgió– 0.92 x Psolar )

Mà chỉ lấy năng lượng từ lưới, không lấy năng lượng từ bộ lưu trữ

Công suất mua của lưới :

Pđiệnlực=P(t) =( P1(t) + P2(t) + P3(t) – 0.92 X Pgió – 0.92 X Psolar )

Đồ thị phụ tải của công suất mua của lưới:

Câu 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

Ta dùng EXCEL chạy xuất dữ liệu data, ta tìm được với K = 3.97 thì tổng

công suất mua của lưới bằng 0

Câu 7: Xác định công suất của bộ bi-direction và dung lượng acquy cần

lưu trữ lúc này.

Công suất bộ bidirection Pb = max P(t) trong ngày

Công suất bộ bi-direction = 2,129.2(W)

Năng lượng lưu trữ : 5948.9 (Wh)

Năng lượng lưu trữ Abattery= max Tổng P(t) liên tiếp không đổi dấu trong

ngày = 5948.9 (Wh)

Câu 8: Nếu vì lý do kinh tế công suất của bộ bi-direction và dung lượng

acquy cần lưu trữ chỉ bằng 50% tính toán tại câu 7 Khảo sát câu 5.

Tính lại câu 5

Ta có: Kmới=( K – 1)

2+ 1 = 2.484864423

Câu 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

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:

Theo câu 5 đã tính ở trên:

Tiền điện phải trả trong 1 ngày: 41,875,578.9 (VNĐ)

Tiền điện phải trả trong 5 năm : 76,422,931,578.95 (VNĐ)

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

Khi đó tiền điện phải trả sau 5 năm: X (VNĐ)

Số tiền đầu tư cho năng lượng tái tạo là : Y (VNĐ)

Để hoàn vốn: X + Y = 76,422,931,578.95 (VNĐ)

Câu 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.

Do tải loại 2 được phép di dời nhanh hơn hay chậm hơn 2 giờ so với đồ thị

phụ tải

Nên ta dời tải loại chậm hơn 2 giờ để chi phí vận hành thấp

Do tải loại 3 là tải linh hoạt

Nên ta có thể chọn tải loại 3 theo giờ trong ngày

Ta xác định lại công suất nạp xả của bộ lưu trữ sao cho đồ thị phụ tải P(t) dao

động quanh vị trí 0(W)

Ta xác định được công suất tải 3 và công suất nạp xả bộ lưu trữ theo thời gian:

Hệ số K2 của bộ lưu trữ: 2.09

Hệ số K1 của tấm PV : 3.97

Số tiền khi chưa đầu tư cần trả điện lực mỗi năm là :T0 = 365 x 41,875,578.9

(VNĐ)

Số tiền sau khi đầu tư trả điện lực mỗi năm là : -56323.71008 x 365 (VNĐ)

Số tiền đầu tư thiết bị = tiền bidirection + tiền accquy + tiền PV =

27,832,237,812.30 (VNĐ)

Gọi số năm thu hồi vốn là Y

Ta có: T0 x Y = T1 x Y + số tiền đầu tư thiết bị

Thì sau 1,8 ta thu hồi được vốn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BÁO CÁO MÔN HỌC

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG MICRO – GRID TRONG MỘT TÒA NHÀ

PHẦN I: SỐ LIỆU

PHẦN II: NỘI DUNG

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

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

Câu 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?

𝑠𝑎𝑐

Câu 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 ?

Câu 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:

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

Câu 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% ?

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

Câu 8: Nếu vì lý do kinh tế công suất của bộ bi-direction và dung lượng acquy cần lưu trữ chỉ bằng 50% tính toán tại câu 7 Khảo sát câu 5.

Câu 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 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.