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

MỤC LỤCPHẦN II: NỘI DUNG 5 Câu 1: Tính toán số lượng PV cần thiết cho toàn nhà và tính toán điện ápVoc của mạch pin quang điện.. 5 Câu 2: Khảo sát đặc tuyến IV và PV của hệ thống pin qua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA: ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO MÔN HỌC

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG MICRO – GRID

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2022

MỤC LỤC

PHẦN II: NỘI DUNG 5

Câu 1: Tính toán số lượng PV cần thiết cho toàn nhà và tính toán điện ápVoc 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} bình12V 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 trêncác tấm PV không đồng đều? Cách nào để lấy được công suất cực đại ?

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 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=

Tại thời điểm𝐼𝑠𝑎𝑐> 0, 𝑉𝑝𝑣 ≈ 930 𝑉

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 tathấy điểm cắt nhau giữa đặc tuyến dòng sạc và đường bức xạ 1000 W/m2 làtrùng 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 sẽgặp khó khăn do có nhiều điểm cực trị trên đồ thị P(V), mà ta chỉ cần xác địnhđiểm làm việc lớn nhất

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

Lắp song song pin khi 𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔= 45 𝑝𝑖𝑛, 𝑛𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖= 45 Ta thu được đặc tuyếnI(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 của acquy là 90% ?

Lúc này, ta cần phải tăng công suất của pin mặt trời

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 trongngày = 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

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)

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) daođộng 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