THIẾT kế hệ THỐNG PIN mặt TRỜI cấp điện PHỤC vụ CHO KHU tự học b10 ở đại học BÁCH KHOA HCM và bộ GIẢI NHIỆT BẰNG nước CHO PIN mặt TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT tấm PIN

Để thu năng lượng mặttrời, cách phổ biến nhất là sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời, ánh sáng mặt trờichiếu vào các tấm pin mặt trời tạo ra nguồn điện 1 chiều DC qua các bộ biến tầnchỉn

Tổng quan về pin mặt trời

Giới thiệu hệ thống cung cấp điện

Hệ thống năng lượng là tập hợp các nhà máy điện, lưới điện và lưới nhiệt được nối với nhau liên tục trong quá trình sản xuất, chúng có liên hệ mật thiết với nhau.

Hệ thống điện là hệ thống năng lượng không có lưới nhiệt Hay nói cách khác, hệ thống điện là hệ thống bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối và cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ Điện năng là một dạng năng lượng rất phổ biến và quan trọng đối với cuộc sống,điện năng được sản xuất từ các nhà máy được truyền tải và cung cấp cho các hộ tiêu thụ Trong việc truyền tải tới các hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp điện là một khâu rất quan trọng Với thời đại hiện nay,nền kinh tế nước ta đang phát triền mạnh mẽ theo sự hội nhập của thế giới,đời sống xã hội của người dân được nâng cao nên những tiện nghi trong cuộc sống đòi hỏi mức tiêu thụ về điện năng tăng cao, do đó việc thiết kế cung cấp điện không thể thiếu trong xu thế hiện nay.

Việc thiết kế cung cấp điện cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

 Độ tin cậy cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào yêu cầu phụ tải với công trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục câp điện ở mức cao nhất, những đối tượng như nhà máy, xí nghiệp, tòa nhà cao tầng…tốt nhất là dùng máy phát điện dự phòng khi mất điện sẽ dùng máy phát.

 Chất lượng điện: được đánh giá qua hai tiêu chí tần số và điện áp, điện áp trung và hạ chỉ cho phép khoảng ±5% do thiết kế đảm nhiệm, còn chỉ tiêu tần số do cơ quan điện lực quốc gia điều hành.

 An toàn điện: công trình cấp điện phải có tính an toàn cao cho người vận hành, người sử dụng thiết bị và cho toàn bộ công trình.

 Kinh tế: trong quá trình thiết kế ta phải đưa ra nhiều phương án rồi chọn lọc trong các phương án đó có hiệu quả kinh tế cao.

Giới thiệu năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời, bức xạ ánh sáng và nhiệt từ mặt trời, đã được khai thác bởi con người từ thời cổ đại bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ phát triển hơn bao giờ hết Bức xạ mặt trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của năng lượng mặt trời như sức gió và sức sóng, sức nước và sinh khối, tạo thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên trái đất Tuy nhiên, chỉ có một phần rất nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng.

Sử dụng năng lượng mặt trời chỉ bị giới hạn bởi sự khéo léo của con người Một phần danh sách các ứng dụng năng lượng mặt trời sưởi ấm không gian và làm mát

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com thông qua kiến trúc năng lượng mặt trời, qua chưng cất nước uống và khử trùng, chiếu sáng bằng ánh sáng ban ngày, nước nóng năng lượng mặt trời, nấu ăn năng lượng mặt trời Điện mặt trời là một ý tưởng lấy năng lượng từ mặt trời và chuyển thành điện năng cung cấp cho các trang thiết bị phát điện Để thu năng lượng mặt trời, cách phổ biến nhất là sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời, ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời tạo ra nguồn điện 1 chiều DC qua các bộ biến tần chỉnh thành các nguồn điện xoay chiều AC cung cấp cho các thiết bị điện.

Pin mặt trời, tấm năng lượng mặt trời hay tấm quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời) Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo Chúng có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (ví dụ cảm biến hồng ngoại), hoặc các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.

Hình 1.1: Một tế bào quang điện làm từ tinh thể silicon

Trên bề mặt pin được phủ các đường dẫn bằng kim loại với các nhánh nhỏ hơn toả ra trên bề mặt pin để thu thập electron sinh ra bởi hiệu ứng quang điện

Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện Hoạt động của pin mặt trời được chia làm ba giai đoạn:

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

 Đầu tiên năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.

 Các cặp electron-hole sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction) Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin mặt trời.

 Pin mặt trời sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngoài và tạo nên dòng điện.

Các pin mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế Do giá thành chưa được tối ưu, chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện lưới khó vươn tới như núi cao, ngoài đảo xa, hoặc phục vụ các hoạt động trên không gian; cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo Trái Đất, máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước Các pin mặt trời được thiết kế như những modul thành phần, được ghép lại với nhau tạo thành các mảng pin năng lượng mặt trời có diện tích lớn, kết hợp vừa song song và nối tiếp Nối tiếp thì tăng hiệu suất của pin,mắc song song thì tăng áp cung cấp cho phụ tải Thường được đặt trên nóc các tòa nhà nơi chúng có thể có ánh sáng nhiều nhất, và kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện Các tấm pin mặt trời lớn ngày nay được lắp thêm bộ phận tự động điều khiển để có thể xoay theo hướng ánh sáng, giống như loài hoa hướng dương hướng về ánh sáng mặt trời.

Sự phát triển về năng lượng mặt trời

Sự phát triển nhanh về công nghệ và liên tục cải tiến của các nhà thiết kế nên giá thành có giảm liên tục từ đầu năm 2009 tạo nên tiến bộ rõ rệt trong lĩnh vực công nghệ năng lượng sạch Trước những năm 2007 thì việc ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời là điều coi là không thực tế Ngày nay thì nó có tính khả thi cao. Thậm chí còn hiệu quả về cả kinh tế và công nghệ Các tấm pin ngày càng nhỏ gọn hơn và đa dạng hơn về định mức công suất, chi phí ngày càng thấp hơn Đối nhiều ứng dụng, năng lượng mặt trời dang trở thành phương cách cung cấp điện năng có hiệu quả kinh tế cao hơn nhiều phương pháp khác.

Với tiến độ phát triển của nghành công nghệ điện hiện nay thì dự đoán đến năm

2030 thì năng lượng mặt trời sẽ thành nguồn điện rẽ nhất, rẽ hơn các năng lượng được sản xuất trong các nhà máy: nhiệt năng, thủy năng Chúng ta sẽ chứng kiến năng lượng mặt trời tích hợp vào các vật dụng, máy móc hằng ngày Năng lượng mặt trởi là thiết bị cấp điện dễ sử dụng, thải cacbon thấp Năng lượng này sẽ cung cấp được những nơi như: sa mạc, các vùng sâu vùng xa Dần thay thế các nguồn điện khác và trở thành nguồn cung cấp điện chính trong tương lai.

Cấu hình hệ thống điện mặt trời

1.4.1 Hệ thống độc lập, ngoài lưới điện

Trạm điện mặt trời độc lập là kiểu hệ thống điện mặt trời thông dụng nhất trên phạm vi toàn cầu Mục đích chính là cung cấp điện cho những nơi chưa có lưới điện kéo tới hay không có nguồn năng lượng khác Hệ thống điện độc lập thường rất nhỏ, công suất đỉnh không quá 1kw Hệ thống điện độc lập muốn có kế hoạch về hệ thống điện lớn hơn và quan trọng hơn thì người thiết kế cần có kiến thức cơ bản và kinh nghiệm trong thiết kế nguồn năng lượng mặt trời, nên cần bắt đầu với thiết kế nhỏ và đơn giản.

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điện mặt trời độc lập

 Từ giàn pin mặt trời (solar cells), ánh sáng được biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng điện một chiều (DC Power) Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển (charge controller) là một thiết bị có chức năng có chức năng tự động điều hòa dòng điện từ pin mặt trời và dòng điện nạp cho acquy (Battery) ở chế độ tối ưu nhất Khi acquy (Battery) đầy thì bộ điều khiển (charge controller) sẽ ngưng sạc hoạt sạc ở chế độ duy trì Khi acquy (Battery) cạn thì tự động vào chế độ nạp lại Thông qua bộ đổi điện DC/AC

(Inverter) tạo ra dòng điện xoay chiều chuẩn 220V/50Hz để chạy các thiết bị trong gia đình như đèn chiếu sáng, quạt, tivi, máy tính, tủ lạnh, máy bơm. Ưu điểm:

 Hệ thống này sẽ đơn giản, dễ thiết kề và thường dùng trong các khu vực chưa có lưới điện hoặc nơi thường xuyên bị cắt điện liên tục.

 Hệ thống này vì không có lưới điện hoặc điện áp dự phòng nên phụ thuộc rất nhiều vào cường độ chiếu sáng của mặt trời hơn những hệ thống điện mặt trời khác.

Hệ thống này phải cung cấp điện năng hơn công suất phụ tải mà nó cung cấp để có điện dự trữ xài vào ban đêm khi mà các dãy pannel không thể tạo ra điện năng (chỉ tạo ra 1 ít điện năng khi ánh trăng tròn) Mà yếu tố quyết định chính là các photon trong ánh nắng mặt trời, photon sẽ tăng khi cường độ chiếu sáng tăng Để khắc phục sự phụ thuộc này ta cần tính toán kỹ lưỡng thiết kế năng lượng mặt trời của hệ thống này Như địa điểm lắp đặt các dãy pannel mặt trời, hướng của các dãy pannel, điểu chỉnh góc đặt dãy pannel, dự đoán tránh bóng che Công suất của dãy pannel cung cấp phải lớn hơn công suất phụ tải hệ thống, để còn điện năng dư đưa vào bình acquy để có điện năng sử dụng vào ban đêm.

1.4.2 Hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện

Hệ thống này thường được thông dụng ở châu Âu và Hoa Kỳ, do lợi ích rõ rệt về giảm chi phí lắp đặt và có thêm thu nhập nhờ bán điện lại cho công ty điện lực Hệ thống điện này thường hoạt động ở các khu có hệ thống lưới điện ổn định Đặc biệt có hiệu quả nhất ở nơi có khí hậu nóng, nhiều ánh nắng, nơi nhu cầu điện năng cao điểm trùng với những giờ nắng nóng.

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện

Mô tả hoạt động: chuyển mạch SW ở vị trí OB

 Khi không có mặt trời (buổi tối hoặc khi bị mây che): Các solar panel sẽ không sản sinh ra điện nên các phụ tải sẽ sử dụng điện từ lưới một cách bình thường Lúc này chỉ số của W0 sẽ thể hiện đúng chỉ số tiêu thụ điện năng của phụ tải mà bạn đang sử dụng (W2):

 Khi trời có nắng: Các solar panel sẽ có địên và lúc này GTSIA sẽ biến đổi điện năng DC từ các solar panel trên thành điện AC có tần số, pha và điện áp trùng với điện lưới Điện năng từ mặt trời sẽ được hòa với điện lưới qua chỉ số của đồng hồW1 Như vậy chí số mua điện từ lưới (W0) sẽ bằng hiệu của mức tiêu thụ của phụ tải (W2) với điện năng do hệ thống điện mặt trời tạo ra (W1):

Trong trường hợp công suất của phụ tải là nhỏ hơn công suất của điện mặt trời đưa ra W2 < W1, ta thấy điện năng sẽ được “bơm” và gửi ngược trở lại lưới và chỉ số trên W0 sẽ mang trị số âm (giảm).

 Khi mất điện lưới, hệ thống GTSIA ngưng hoạt động đảm bảo sự an toàn cho lưới điện.

Chuyển mạch SW ở vị trí OA: Được sử dụng khi nhà nước chấp nhận mua điện từ các hộ gia đình có hệ thống điện mặt trời nối lưới.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Ưu điểm:

 Hệ thống nối với lưới điện, bạn có thể sử dụng điện mặt trời vào ban ngày, điện dư thì dẫn vào lưới điện bán cho công ty điện lực Buổi chiều hoặc tối thì bạn lại sử dụng điện từ công ty điện lực cung cấp vì vậy hệ thống này thường ít phụ thuộc vào công ty điện lực, giảm được điện mà nhà máy sản xuất bằng các phương thức gây ô nhiễm môi trường.

 Không sử dụng bình acquy: giảm đáng kể chi phí đầu tư và bảo dưỡng cho hệ thống acquy.

 Khai thác điện năng hiệu quả nhất: từ nguồn năng lượng mặt trời (hoặc gió) do có cơ cấu nổi bật là thu nhận, biến đổi và bổ xung trực tiếp ngay vào lưới điện không bị tổn hao trên accu dự trữ.

 Bền vững, lâu dài: Do máy luôn được vận hành song song với lưới điện nên mọi đột biến của tải hay điện áp trên đường dây và nguồn điện đều không thể tác động trực tiếp vào máy Tuổi thọ của hệ thống là tuổi thọ của các linh kiện điện tử cao cấp có thể lên tới 25 năm.

 Ứng dụng rộng rãi cho mọi nơi như: các hộ dân, cơ quan, đơn vị đang có điện lưới quốc gia.

 Việc lắp đặt và sử dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp, gần như bằng không, nên thời gian thu hồi vốn được rút ngắn tối đa và chắc chắn theo dự tính đầu tư ban đầu.

 Hệ thống này nếu điện lưới bị cắt thì điện năng từ các tấm pin mặt trời cũng bị cắt, để đảm bảo an toàn cho lưới điện Vì hệ thống này khi kết nối nguồn năng lượng điện sản xuất từ năng lượng điện từ các dãy pannel mặt trời với lưới điện quốc gia thì nó giống như hệ thống máy phát nối với lưới điện Khi đưa công suất điện lên lưới cần phải trung hòa điện và tần sồ để trùng với lưới điện

Hệ thống này có thể áp dụng tại Việt Nam, những vẫn chưa được phổ biến ở Việt Nam và do hệ thống quản lý điện lực nước ta vẫn chưa chấp nhận mua điện từ nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió Còn về đồng hồ điện năng thì vẫn chưa được cho phép quay ngược nên dù có đẩy công suất ngược lên lưới thì vẫn là công ‘phí uổng’.

Nguồn năng lượng mặt trời vẫn đang trong vòng nghiên cứu của Viện Vật Lý

Các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời

Tấm pin mặt trời là phần là phần cốt lõi của hệ thống điện mặt trời Tấm pin mặt trời chính xác là tấm pin quang điện mặt trời, nó tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời Năng lượng mặt trời càng mạnh thì công suất nhận được càng cao Hầu hết các tấm pin mặt trời đều gồm các tế bào pin mặt trời ghép lại với nhau Pin mặt trời thông dụng hiện nay chỉ tạo ra điện áp khoảng 0.5V, do đó phải mắc ghép chúng lại với nhau bên trong tấm pin dể tạo ra điện áp hữu dụng Nếu ta dùng đồng hồ đo không tải của tấm pin mặt trời thì ta thấy điện áp lên đến 26V, nhưng khi nối với các phụ tải thì nó sụt áp xuống còn lại 14-18V. Nối các pin với nhau có thể tạo ra 1 mảng pin mặt trời Nối nhiều pin như vậy với nhau giúp bạn tạo ra dòng điện cường độ cao hơn hoặc điện áp cao hơn.

Mắc nối tiếp các tấm pin cho phép mảng pin tạo ra điện áp lớn hơn: khoảng 24- 28V trong hệ thống độc lập, hoặc vài trăm volt trong hệ thống nối với điện lưới.

Hình 1.5: Sơ đồ các tấm pin mặt trời mắc nối tiếp

 Khi nối tiếp nhiều pin với nhau, công suất của toàn hệ thống sẽ tăng, bất kể mắc nối tiếp hay song song hoặc kết hợp cả hai.

 Trong mảng pin mắc nối tiếp, ta cộng điện áp của từng pin với nhau và cộng công suất (watt) của chúng để tính điện áp và công suất cực đại mảng pin đó có thể tạo ra.

Mắc song song các pin cho phép mảng pin cung cấp công suất lớn trong khi vẫn giữ nguyên giá trị điện áp của từng tấm pin.

Hình 1.6: Sơ đồ các tấm pin mặt trời mắc song song

 Trong mảng pin mắc song song, bạn lấy giá trị điện áp trung bình của tất cả các tấm pin và cộng công suất (watt) của từng pin để tính công suất cực đại của mảng pin điện mặt trời.

Các pin mặt trời rất ít khi cung cấp điện năng trực tiếp cho thiết bị điện Điều này lo do công suất của pin mặt trời biến thiên theo cường độ ánh nắng, không phù hợp với hấu hết các thiết bị điện Đối với hệ thống độc lập hoặc hệ thống bổ sung điện lưới, ắc quy lưu giữ điện năng và cung cấp nguồn điện với công suất ổn định cho thiết bị.

Nói chung, năng lượng này được lưu giữ trong các ắc quy acid-chì “chu kỳ sâu”, hình dáng tương tự ắc quy dùng trên xe hơi nhưng khác về thiết kế bên trong Thiết kế này cho phép chúng phóng điện và tái nạp điện hàng ngàn lần.

Năng lượng điện được lưu giữ trong các acquy,có thể nối các acquy với nhau để tạo thành dãy ắc quy; nhiều ắc quy mắc nối tiếp sẽ làm tăng điện lượng và điện áp của dãy ắc quy, nhiều ắc quy mắc song song sẽ làm tăng điện lượng nhưng vẫn duy trì điện áp không đổi.

Nếu sử dụng các acquy, hệ thống điện mặt trời cần có bộ điều khiển để quản lý dòng điện vào và ra khỏi acquy Nếu hệ thống nạp điện quá mức cho acquy, acquy có thể bị hỏng Tương tự nếu hệ thống phóng hết điện lượng từ các acquy, các acquy sẽ bị hư hại một cách nhanh chóng Bộ điều khiển chính là thiết bị điều khiển các quá trình nạp và phóng điện acquy Nhưng trong 1 số trường hợp, hệ thống điện mặt trời cỡ nhỏ thì không yêu cầu bộ điều khiển vì tấm pin mặt trời này quá nhỏ để làm hư acquy khi acquy đó được nạp đầy.

Hệ thống điện mặt trời đều yêu cầu sử dụng bộ điều khiển để quản lý các quá trình nạp và phóng điện của acquy, bảo đảm duy trì acquy luôn luôn ở trạng thái tốt.

1.5.4 Bộ biến tần Điện năng do hệ thống điện mặt trời tạo ra là điện một chiều (DC) Điện năng từ lưới điện phân phối là điện xoay chiều (AC) điện áp cao Muốn sử dụng điện mặt trời để vận hành trang thiết bị vốn hoạt động từ nguồn điện lưới phân phối, cần có bộ biến tần để chuyển đổi dòng điện từ DC sang AC và tăng điện áp đến giá trị điện áp lưới.

Theo truyền thống, thường có một bộ biến tần trung tâm trong hệ thống điện mặt trời, mắc trực tiếp với mảng pin trong hệ thống nối với điện lưới, hoặc nối

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com vào dãy acquy trong hệ thống điện mặt trời độc lập Sáng chế mới đây là bộ vi biến tần Các bộ vi biến tần nối vào từng tấm pin riêng rẽ, cho phép các pin đó cung cấp điện xoay chiều điện áp cao.

Thành phần cuối cùng trong hệ thống điện mặt trời là các thiết bị bạn muốn cấp điện Về lý thuyết, bạn có thể cấp điện mặt trời cho mọi thiết bị điện gia dụng Tuy nhiên,nhiều thiết bị tiêu thụ công suất điện khá lớn,do đó chi phí vận hành từ điện mặt trời sẽ khá cao.

Nếu hệ thống của bạn được nối với lưới điện thì bạn có thể sử dụng với các thiết bị điện công suất tương đối lớn, nhưng bạn chỉ sử dụng trong khoảng thời gian tương đối ngắn, tác động đến hệ thống của ban tương đối thấp Còn nếu muốn sử dụng hệ thống mặt trời độc lập để vận hành các thiết bị điện công suất lớn thì hệ thống của bạn phải đủ lớn để đáp ứng các nhu cầu đỉnh.

Thiết bị điện áp thấp:

 Hầu hết các hệ thống độc lập đều vận hành với điện áp thấp Trừ khi có kế hoạch thiết lập hệ thống hoàn toàn nối với điện lưới, ngày nay có 1 số thiết bị có thể vận hành với nguồn 12V hoặc 24V Bạn nên xem xét khả năng chạy một số thiết bị trực tiếp từ nguồn điện mặt trời DC, thay vì cấp điện cho tất cả các thiết bị thông qua bộ biến tần, do hiệu suất sẽ cao hơn.

Cách kết nối các bộ phận với nhau

1.6.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập

Thiết kế này cung cấp nguồn DC điện áp thấp để chạy các thiết bị điện công suất nhỏ, máy tính laptop và chiếu sáng, cùng với nguồn AC điện áp cao để chạy các thiết bị lớn, máy thu hình, các thiết bị trong bếp….

Hình 1.7: Sơ đồ kết nối các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời độc lập

Trong sơ đồ trên, mũi tên chỉ chiều dòng điện Các tấm pin mặt trời cung cấp điện năng đi vào bộ điều khiển Bộ điều khiển nạp điện cho các acquy Bộ này còn cung cấp điện cho các thiết bị điện áp thấp, sử dụng pin hoặc acquy làm nguồn năng lượng Còn bộ biến tần AC nhận điện năng trực tiếp từ acquy và cung cấp nguồn công suất AC điện áp cao.

1.6.2 Hệ thống nối điện với điện lưới sử dụng bộ biến tần tầm trung

Các tấm pin mặt trời nối vào bộ vi biến tần, cấp điện vào nguồn chính Điện năng có thể được sử dụng cho các thiết bị trong tòa nhà hoặc cấp lên lưới điện tùy theo nhu cầu.

Bộ biến tần trong hệ thống giám sát công suất cung cấp từ lưới phân phối Nếu phát hiện sự cố mất điện, bộ này sẽ cắt điện từ các pin mặt trời để bảo đảm không cấp điện lên lưới. Đồng hồ nối với điện lưới giám sát lượng điện năng lấy từ lưới điện phân phối và lượng điện cấp lên lưới điện từ hệ thống điện mặt trời.

Hình 1.8: Sơ đồ kết nối các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời nối lưới

1.6.3 Hệ thống nối với lưới sử dụng nhiều vi bộ biến tần

Hệ thống nối với điện lưới sử dụng nhiều bộ vi biến tần tương tự hệ thống nêu trên, nhưng từng tấm pin được nối với bộ vi biến tần riêng, và các bộ vi biến tần này lại nối thành vòng với nhau, chuyển điện DC điện áp thấp từ từng pin thành nguồn AC điện áp cao.

Ứng dụng năng lượng mặt trời

1.7.1 Nhà máy điện mặt trời

Bằng cách kết nối nhiều nguồn điện mặt trời với nhau có thể tạo ra được một tổ hợp nguồn điện mặt trời có đủ khả năng thay thế một nhà máy phát điện.

Hình 1.9: Cánh đồng điện mặt trời

Nhà máy điện mặt trời có thể dùng để cấp điện cho một thành phố, một hòn đảo, Hiện tại số lượng nhà máy điện mặt trời trên thế giới còn hạn chế, tuy nhiên trong tương lai số lượng này sẽ tăng lên khi giá thành sản xuất pin mặt trời giảm xuống.

1.7.2 Nguồn điện cho toà nhà Đã bao giờ bạn nghĩ thay vì tiết kiệm sử dụng điện trong gia đình thì chúng ta sẽ tạo ra một nguồn điện thay thế?

Nguồn điện cho tòa nhà là một trong những giải pháp vừa giúp giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng, vừa giúp giảm đầu tư của xã hội cho các công trình nhà máy điện khổng lồ bằng cách kết hợp sức mạnh của toàn dân trong việc tạo ra điện phục vụ đời sống sản xuất chung.

Hình 1.10: Hệ thống điện mặt trời sử dụng như tôn

Nguồn điện cho tòa nhà hiện tại được chia thành 2 loại đó là nguồn điện mặt trời cục bộ và nguồn điện mặt trời hòa lưới quốc gia Riêng nguồn điện mặt trời hòa lưới quốc gia có nhiều ưu điểm và mang lại hiệu quả kinh tế cao nếu được nhà nước khuyến khích sử dụng.

Sử dụng nguồn điện mặt trời trong gia đình vừa giúp bảo vệ môi trường, vừa thể hiện một phong cách sống hiện đại trong một xã hội hiện đại.

Nguồn điện này sẽ cấp điện cho các thiết bị điện tại bất cứ nơi đâu, đặc biệt là những nơi không có điện lưới như vùng sâu vùng xa, hải đảo, trên biển,

Hình 1.11: Balo sử dụng pin mặt trời để tạo sạc điện thoại

Các ứng dụng Nguồn điện di động có thể kể đến đó là Bộ sạc năng lượng mặt trời, Cặp năng lượng mặt trời, Áo năng lượng mặt trời, Trạm điện mặt trời di động…

1.7.4 Tích hợp vào thiết bị

Từ chiếc đồng hồ đeo tay nhỏ bé, chiếc điện thoại dắt trong túi quần cho đến những chiếc xe điện mặt trời chạy trên mặt đất hay những chú robot trên sao Hỏa Sự tích hợp của pin mặt trời mang lại một sự khác biệt cho các thiết bị: vừa thẩm mỹ, vừa tiện dụng và thân thiện với môi trường.

Pin mặt trời thường được tích hợp vào các thiết bị như máy tính bỏ túi, laptop, đồng hồ đeo tay, điện thoại di động, đèn trang trí, đèn sân vườn, đèn tín hiệu, đèn đường, các loại xe, máy bay, robot tự hành, vệ tinh nhân tạo…

Hình 1.12: Một số hình ảnh về ứng dụng pin mặt trời trong các hoạt động

Tại sao phải làm mát pin mặt trời

Các tế bào pin mặt trời trực tiếp chuyển đổi bức xạ mặt trời thành điện năng Hiệu suất tốt nhất, bền vững và thân thiện với môi trường nhất là các mô-đun PV chuyển đổi

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com một phần nhỏ của bức xạ mặt trời thành điện năng Phần còn lại của bức xạ mặt trời sau đó chuyển đổi thành nhiệt, làm tăng nhiệt độ của tế bào và giảm hiệu suất của modul PV Nhiệt độ tế bào PV dự kiến tối đa với bức xạ mặt trời là 1000 /m2, tỷ lệ hấp thụ 70% và không có gió là 60°C trong khi đối với gió tốc độ cao hơn 4 m/s thì nhiệt độ tế bào PV thấp hơn 40°C Công suất đầu ra tối đa, điện áp hở mạch và dòng điện ngắn mạch là các thông số chính bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ của tế bào pin Do đó, điện áp hở mạch và công suất đầu ra cực đại giảm khi nhiệt độ tăng trong khi dòng điện ngắn mạch tăng lên.

Một số nghiên cứu có kết quả chỉ ra rằng hiệu suất và công suất đầu ra của pin mặt trời bị giảm khi nhiệt độ của tế bào pin tăng lên Hiệu suất giảm là do chênh lệch nhiệt độ và do đó vị trí lắp đặt của pin mặt trời là một yếu tố quan trọng cần được xem xét.

Các phương pháp làm mát pin mặt trời

Tản nhiệt là một trong những cách làm mát sử dụng kim loại dẫn nhiệt cao để loại bỏ nhiệt ra khỏi tế bào quang điện Nghiên cứu cho thấy, về mặt lượng giảm nhiệt độ của các tấm PV trong một ngày rõ ràng trong mùa hè bằng cách bố trí vách ngăn tản nhiệt không khí và làm mát thụ động

Người ta thấy rằng nhiệt độ tối đa của bảng điều khiển đối với góc 45° nhỏ hơn nhiệt độ tối đa của bảng điều khiển đối với góc 135° Một số nghiên cứu cho thấy rằng công suất tối đa được tạo ra bởi bảng điều khiển PV trong trường hợp sử dụng tản nhiệt đã tăng đến 6,97% và 7,55% so với trường hợp tham chiếu, đối với các góc tương ứng ở 90° và 45°.

Nghiên cứu thực nghiệm sự thay đổi nhiệt độ hoạt động của modul PV có và không có hệ thống làm mát hoạt động để nhận ra hiệu suất điện của modul PV.

Hình 1.13: Bộ tản nhiệt ở phía sau modul PV

Hình 1.14: So sánh giữa nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ trung bình của modul PV khi có và không có bộ tản nhiệt

Hình 1.15: Hiệu suất điện dựa theo nhiệt độ modul PV

Hình 1.16: Nhiệt độ modul PV dựa theo bức xạ mặt trời

Hai modul pin mặt trời silicon đa tinh thể với hiệu suất đỉnh 13% ở điều kiện tiêu chuẩn (25°C, 1000W/m2) đã được sử dụng trong thử nghiệm Một modul được sử dụng làm tham chiếu và modul còn lại được lắp ở dưới cùng bộ tản nhiệt và một quạt làm mát DC được lắp trên bộ tản nhiệt Nhiệt độ cho mô đun PV có và không có hệ thống làm mát cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh lần lượt là 30% và 70% Do đó, điện áp mạch hở (Voc) của modul PV có hệ thống làm mát tản nhiệt cao hơn một chút so với modul PV không áp dụng.

1.9.1.2 Kênh không khí (Air Channels)

Một số nghiên cứu đã khảo sát hiệu suất của các tế bào PV với khả năng làm mát tích cực bằng cách sử dụng kênh không khí được kết nối với mặt sau của pin mặt trời Nghiên cứu tập trung vào việc so sánh hiệu suất điện của modul PV có và không có làm mát tích cực Nghiên cứu đã khảo sát bằng thực nghiệm và số lượng ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt động đến hiệu suất của hệ mặt trời quang điện/nhiệt hỗn hợp Người ta nhận thấy rằng hiệu suất điện bị giảm khi nhiệt độ hoạt động của tế bào tăng lên đối với cả trường hợp làm mát và không làm mát, nhưng đối với trường hợp làm mát thì hiệu suất điện cao hơn Ngoài ra, các thí nghiệm cho thấy có một quan hệ tỷ lệ tuyến tính giữa nhiệt độ pin mặt trời và sự chiếu xạ như được dịch chuyển.

Nghiên cứu thực nghiệm hiệu suất của bộ thu năng lượng mặt trời PV/T sử dụng lưu thông không khí cưỡng bức hoặc tự nhiên để tách nhiệt Kênh không khí được sửa đổi theo hai cách khác nhau để tăng cường truyền nhiệt từ thành ống sang luồng không khí Cái đầu tiên là chèn một tấm kim loại phẳng mỏng ở giữa kênh (hệ thống TMS), và cái thứ hai là ghép các cánh tản nhiệt hình chữ nhật ở phía sau kênh (hệ thống FIN) Nghiên cứu đã

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com chứng minh các hệ thống PVT/Air sẽ tham gia đáng kể vào việc nâng cao hiệu suất của các ứng dụng lớn hơn của hệ thống PV.

Hình 1.17: Mặt cắt ngang của các mô hình bộ thu PVT/AIR Hướng dòng chảy vuông góc với trang

Hình 1.18: (a) Sơ đồ hệ thống không khí PV/T đã nghiên cứu (b) Ảnh chụp thiết lập thí nghiệm của hệ thống không khí PV/T đã nghiên cứu

Nghiên cứu bằng thực nghiệm hiệu suất của bộ thu nhiệt quang/không khí Các tấm pin được lắp đặt trên kênh dẫn không khí và trên đỉnh của một tấm kim loại (nhôm) mỏng (TMS) Nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu suất điện của hệ thống có mối quan hệ trực tiếp với cường độ bức xạ mặt trời, nhiệt độ tế bào pin mặt trời và tỷ lệ điện năng tiêu thụ bởi quạt Do đó, hiệu suất điện trong trường hợp đối lưu cưỡng bức không phải lúc nào cũng tăng theo số lượng quạt, nhưng có số lượng quạt tối ưu để có hiệu suất điện cao.

Hình 1.19: Ảnh hưởng của tốc độ dòng khí đến hiệu suất điện của hệ thống được nghiên cứu trong các điều kiện môi trường tương tự

Một số nghiên cứu đã điều tra bằng thực nghiệm hiệu suất của các tế bào

PV với nước làm mát tích cực Nghiên cứu thực nghiệm tác động của việc làm mát bằng phun nước đối với hiệu suất của bảng PV trong môi trường có mức chiếu xạ mặt trời cao nhất Cả hai mặt của pim mặt trời được làm mát cùng một lúc bằng cách sử dụng hai mươi vòi phun, mỗi bên mười vòi Kết quả được đo cho ba trường hợp làm mát khác nhau: làm mát mặt trước, làm mát mặt sau và cả hai bên cùng nhau và so sánh với trường hợp không làm mát Nghiên cứu chỉ ra rằng việc làm mát bằng tia nước đã đạt được hiệu quả phù hợp đối với hiệu suất của bảng PV và trường hợp tốt nhất là bảng

PV làm mát đồng thời mặt trước và mặt sau Cuối cùng, tùy thuộc vào kết quả thí nghiệm, như được trình bày trong Bảng 1.1, hệ thống làm mát phun nước có tác động thích hợp đến hiệu suất của pin mặt trời.

Bảng 1.1: So sánh thông số của pin mặt trời cho các trường hợp làm mát được kiểm tra khác nhau

Hình 1.20: Sơ đồ bố trí lắp đặt

Nghiên cứu thực nghiệm tác động của tia nước làm mát tới hiệu suất của bơm nước quang điện Cấu hình với hai modul và phun nước 25 lit/h/modul được gọi là trường hợp 'A'; cấu hình với ba modul và phun nước 5 lit/h/modul với phun nước 25 lit/h/modul được gọi là trường hợp 'B1' và trường hợp 'B2' tương ứng được sử dụng trong thử nghiệm Trong trường hợp A và B1, nhiệt độ modul PV đã giảm, và mức giảm trong trường hợp A cao hơn trường hợp B.

Hình 1.21: So sánh giữa các hiệu suất phun nước tác động tới nhiệt độ modul

Một số nghiên cứu đã điều hiệu suất của các tế bào pin mặt trời sử dụng nước làm mát tích cực với sự hỗ trợ của bộ trao đổi nhiệt Thực hiện một thử nghiệm về việc cải thiện hiệu suất điện của hệ thống quang điện/nhiệt bằng cách sử dụng kỹ thuật làm mát bằng nước Cơ chế làm mát bao gồm bộ trao đổi nhiệt và bảy ống dẫn nước được gắn vào mặt sau của tấm pin mặt trời Hiệu suất điện của tấm pin được cải thiện nhiều hơn trong trường hợp tốc độ dòng nước 0,3 lit/s so với các trường hợp khác của tốc độ dòng nước So sánh hiệu suất của tấm pin mặt trời làm mát bằng bộ trao đổi nhiệt hình chữ nhật (RHX) gắn phía sau với tấm pin không làm mát Hiệu suất tế bào tối đa đối với tấm làm mát bộ trao đổi nhiệt hình chữ nhật là 13,07%, trong khi đối với các tế bào pin mặt trời không được làm mát là 7,82%.

Hình 1.22: Hiệu suất lưu lượng nước dựa trên hiệu suất điện của tấm pin mặt trời

Hình 1.23: Sự thay đổi hiệu suất chuyển đổi cho tấm pin mặt trời với làm mát hệ thống RHX và không được làm mát

Hình 1.24: Sự thay đổi nhiệt độ chuyển đổi cho tấm pin mặt trời với làm mát hệ thống

RHX và không được làm mát

1.9.2.3 Làm mát bề mặt mở rộng (Fins Cooling)

Một số nghiên cứu hiệu suất của các tế bào pin mặt trời bằng cách sử dụng các loại và hình dạng bề mặt làm mát khác nhau Sử dụng các cánh tản nhiệt bằng nhôm kết hợp với cotton như một hệ thống làm mát thụ động để duy trì nhiệt độ của tấm pin mặt trời Hệ thống làm mát bao gồm ba cánh tản nhiệt bằng nhôm (630×100×60 mm) với cotton được gắn vào mặt sau của các tế bào pin silicon tinh thể.

Hình 1.25: Ảnh chụp modul PV thử nghiệm với các giai đoạn chế tạo (a) Mặt sau của modul PV (b) vị trí của cặp nhiệt điện (c) cánh tản nhiệt kết hợp với cấu trúc cotton (d) chi tiết của chất làm cứng và (e) thiết lập thử nghiệm được chế tạo cuối cùng với các đầu tấm pin

Kết quả thử nghiệm đã quan sát thấy rằng nhiệt độ tối đa của tấm PV đã giảm 12% bằng cách sử dụng hệ thống làm mát và công suất đầu ra tăng 14% Khảo sát kỹ thuật số chiều dài thích hợp của các cánh tản nhiệt để xác định sự tăng cường của công suất tấm PV trong quá trình làm mát thụ động bằng vật liệu thay đổi pha (PCM) Người ta ghi nhận rằng có hệ thống làm mát này đã làm giảm nhiệt độ của tế bào pin một cách đáng kể so với trường hợp không có. Ngoài ra, chiều dài cánh tản nhiệt là 25, 30 và 35 mm cung cấp khả năng làm mát tế bào tấm pin thích hợp hơn Nghiên cứu thực nghiệm việc nâng cao hiệu suất của tế bào PV bằng cách sử dụng các cánh tản nhiệt làm mát dưới đối lưu tự nhiên Hai tấm pin mặt trời 37 W được sử dụng trong thử nghiệm và 9 cánh tản nhiệt bằng nhôm được gắn vào mặt sau của mỗi tấm pin Kết quả thử nghiệm chỉ ra rằng nhiệt độ tế bào của tấm PV có cánh tản nhiệt đã giảm 4,2% so với tấm không có cánh tản nhiệt và công suất đầu ra trung bình được tăng lên 5,5% trong trường hợp tấm PV có cánh tản nhiệt.

Hình 1.26: So sánh nhiệt độ pin mặt trời khi có và không có làm mát Fins

Hình 1.27: So sánh công suất đầu ra pin mặt trời khi có và không có làm mát Fins

1.9.2.4 Làm mát pin mặt trời bằng hệ thống phun nước

Tính toán thiết kế hệ thống điện mặt trời

Thuật toán đơn xác định kích thước hệ thống điện mặt trời dung phương pháp tính tay (theo [1])

Xác định tải mong muốn cho vị trí đang khảo sát bằng cách sử dụng:

- Danh sách các thiết bị và đánh giá thời gian sử dụng của chúng trong một ngày.

- Dựa trên dữ liệu quá khứ có sẵn (ví dụ như sự tiêu thụ năng lượng nếu trước đây được cung cấp bởi một hệ thống điện khác như máy phát, điện lưới,…)

Cần phải cẩn thận trong việc đánh giá tải vì thực tế tải có thể gia tăng khi các thiết bị tiêu thụ điện mới được lắp đặt, đặc biệt nếu hệ thống mới cung cấp công suất 24 giờ trong lần đầu tiên Kể cả bất kỳ những tác động theo mùa đối với tải trung bình hàng ngày (ví dụ như các máy điều hoà vào mùa hè, lò sưởi bằng điện vào mùa đông).

2.2.2 Xác định bức xạ mặt trời trên giàn pin mặt trời

- Loại dữ liệu nào có sẵn?

Thông thường dữ liệu không được đo tại vị trí đang khảo sát Các dữ liệu có sẵn thường là bức xạ mặt trời toàn phần trên mặt phẳng ngang – chủ yếu là các giá trị trung bình hàng ngày có sẵn khác nhau về định dạng, số giờ nắng trung bình, các bản đồ đường đồng mức bức xạ mặt trời Cần thu thập dữ liệu cho vị trí đang khảo sát hoặc chọn dữ liệu có sẵn của một vị trí có các tính chất khí hậu tương tự.

- Chuyển đổi bức xạ ngang thành bức xạ trên bề mặt nghiêng

Nếu dữ liệu bức xạ trên mặt phẳng nằm ngang có sẵn thì khi đó các quy trình có sẵn sẽ chuyển đổi dữ liệu bức xạ ngang thành bức xạ trên bề mặt nghiêng Chúng thường được tính toán phân chia thành thành phần trực xạ và tán xạ, sử dụng các mối quan hệ hình học để tính toàn bức xạ trên bề mặt nghiêng, sau đó kết hợp thành phần trực xạ và tán xạ cũng như thành phần phản xạ từ mặt đất để tạo ra bức xạ trên bề mặt nghiêng.

Kết quả cuối cùng của quá trình này là các giá trị bức xạ mặt trời trung bình hàng ngày trên bề mặt nghiêng cho từng tháng trong năm Điều này được chuyển thành kWh /m 2 và các giá trị này được thực hiện như là số giờ sáng cực đại (Peak Sun Hours - PSH) hàng tháng cho vị trí này Số giờ nắng cực đại là số giờ cần thiết ở điều kiện năng lượng mặt trời đạt cực đại (peak solar

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com conditions) (được thực hiện trên 1 kW /m 2) để cung cấp cùng một lượng năng lượng cho một ngày nhất định.

Bức xạ mặt trời hàng ngày kWh/m 2 = Số giờ nắng cực đại * 1 kW /m 2 2.2.3 Xác định năng lượng cần thiết từ tấm PV

Hiệu suất ắc quy: ŋ B (thường là 75%)

Hiệu suất trung bình của bộ chuyển đổi điện năng: ŋ I (thường là 85%)

Hiệu suất của bộ sạc ắc quy MPPT: ŋ M (thường là 95%)

Năng lượng cần thiết từ giàn pin mặt trời = tải/(ŋ¿¿ B∗ŋ I ∗ŋ M )¿ Điều này giả sử rằng tất cả năng lượng đều qua ắc quy Năng lượng nắng ban ngày cần được chuyển đổi thành điện năng để nối với tải bỏ qua ắc quy và phát ra trực tiếp từ tấm pin mặt trời, do đó hiệu suất ắc quy không bị mất Phương pháp trên dược chọn vì đơn giản, tuy nhiên các lỗi nhỏ ban đầu sẽ dẫn đến việc cần bảo toàn kích thước của hệ thống.

- Xác định kích thước và lắp đặt giàn pin mặt trời

Cách tính toán sau đây có thể được sử dụng dựa vào giá trị bức xạ mặt trời trung bình hàng năm đối với kết quả gần đúng hoặc các giá trị bức xạ mặt trời trung bình từng tháng để cung cấp thông tin về các đặc tính mong muốn trong suốt cả năm.

- Chọn một module và thu thập các đặc tính của nó.

- Đánh giá đầu ra trung bình mỗi ngày từ giờ nắng cực đại PSH.

Hãy nhớ bù cho các ảnh hưởng nhiệt độ Các module thường hoạt động ở nhiệt độ từ 10°C đến 30°C trên nhiệt độ môi trường xung quanh và số liệu của các nhà sản xuất thường quy định theo điều kiện tiêu chuẩn với bức xạ năng lượng mặt trời 1 kW /m 2 và nhiệt độ môi trường xung quanh là 25°C. Đối với các hệ thống có bộ điều khiển sạc MPPT thì module đầu ra có hiệu suất cao nhất ở điều kiện tiêu chuẩn có thể được giảm theo hệ số nhiệt độ (thường khoảng 0,38%/°C cho các module năng lượng mặt trời silicon). Đối với các hệ thống có đường cong I-V tiêu chuẩn bộ điều chỉnh điện ở các nhiệt độ khác nhau có thể được sử dụng để thu cường độ dòng diện tại ắc quy tích điện áp định mức 14V cho nhiệt độ module mong muốn Giá trị cường độ dòng điện này sẽ quy định hiệu suất đầu ra của module khi điện áp tăng lên 14V.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Đầu ra trung bình hàng ngày của module được tính toàn bằng cách tăng nhiệt độ hiệu chuẩn của module đầu ra bởi số giờ nắng cực đại PSH.

- Xác định cách sắp xếp bố trí giàn pin mặt trời

Hệ thống điện áp (ví dụ: điện áp định mức của áp quy) thường được xác định bởi kích thước của hệ thống Các hệ thống lớn hơn hoạt động với điện áp cao hơn nhằm hạn chế cường độ dòng điện Các hệ thống điện áp thông thường là 12V, 24V, 48V, 110V, 240V Các quy tắc chung có thể áp dụng để xác định điện áp hệ thống.

Công suất bộ chuyển đổi Điện áp Các module 12V mắc nối tiếp

Khi điện áp hệ thống được chọn, số lượng các module lắp đặt nối tiếp phải đạt được dung lượng ắc quy nạp ở mức điện áp này Số lượng chuỗi song song để đầu ra tấm PV đạt được yêu cầu được tính bằng cách chia tổng số lượng module cần bởi số lượng module mắc nối tiếp và làm tròn đến số nguyên gần nhất.

2.2.4 Xác định kích thước ắc quy

Số ngày dự trữ: n Độ xả tối đa cho phép: DOD max (khoảng 50 %)

Kích thước ắc quy kWh: B=tải hàngngày∗n/( ŋ I ∗DOD max )

Tính công suất Ah cần thiết = B/Điện áp hệ thống

Chọn ắc quy gần đúng với công suất Ah yêu cầu.

Kiểm tra tốc độ xả mong muốn để tránh trường hợp ắc quy cạn kiệt quá mức. Đánh giá tuổi thọ của ắc quy mong muốn bằng cách tính độ xả trung bình mỗi ngày và so sánh tuổi thọ của ắc quy so với độ xả.

Nếu tuổi thọ của ắc quy quá ngắn sẽ làm giảm độ xả tối đa cho phép và lặp lại các tính toán.

2.2.5 Xác định kích thước bộ chuyển đổi điện năng

Tính toán tải đạt đỉnh mong muốn từ thông tin tải.

Chọn bộ chuyển đổi điện năng nhỏ nhất nối với tải lớn nhất.

Các thiết bị bảo vệ

Nếu một module pin bị hỏng hoặc bị che khuất, trở kháng của nó sẽ tăng và hạn chế đầu ra của các chuỗi pin Bỏ qua các diode trên các module pin để khắc phục vấn đề này Khi điện áp đi qua module pin bị hỏng sẽ tăng bởi vì trở kháng của nó cao, diode sẽ bắt đầu thực hiện quá trình dẫn và cung cấp một đường khác cho dòng điện trong chuỗi Các module pin khác trong chuỗi tiếp tục hoạt động bình thường và module hỏng bị bỏ qua.

Những diode mắc nối tiếp với các module pin được sử dụng để ngăn chặn dòng điện nghịch qua các pin Trường hợp như vậy có thể phát sinh tại vị trí module pin có điện áp đầu ra cao hơn các module pin khác và vì vậy bắt buộc dòng điện trở thành một dòng yếu hơn tại một module pin bị che khuất trong khi các module pin khác có đủ ánh sáng mặt trời; hoặc vào buổi tối khi ắc quy có thể xả qua tấm pin mặt trời.

Mọi nỗ lực phải được thực hiện để đảm bảo tiếp cận rõ ràng và không bị cản trở ánh nắng mặt trời cho tấm pin mặt trời Sự che khuất có thể là vấn đề rất thực tế tại các vị trí nhất định và nếu điều này không thể tránh khỏi thì nó phải được cho phép trong kích thước hệ thống.

Cấu trúc khung và thiết bị hỗ trợ

Tính toán thiết kế hệ thống điện mặt trời cho khu tự học B10

2.2.1 Các thông số cần thiết ban đầu

Hình 28 Biểu đồ nhiệt độ trung bình theo tháng (dự báo) trong năm 2022

Hình 29 Biểu đồ bức xạ trung bình theo tháng (dự báo) trong năm 2022

Dựa vào biểu đồ ở Hình 2.1 và 2.2, bức xạ cao nhất là tháng 3 với 6.5 kWh tương ứng với nhiệt độ trung bình là 28 độ C, thấp nhất sẽ rơi vào tháng 9 với 4.0kWh tưởng ứng là 27 độ C.

Danh mục thiết bị Công suất (W) Ước tính sử dụng Tải hàng ngày hàng ngày (h) (kWh) Đèn Led chiếu điểm 12 6 2.592 thanh ray MPE (x36) Đèn Led panel tròn 8 6 0.576

Bảng 2.1: Danh sách cơ sở vật chất tại khu tự học B10

Hình 30Đèn LED panel MPE tròn RPL-6

Hình 31Đèn LED chiếu điểm thanh ray MPE

Hình 32 Quạt treo tường Asia 55W

Hình 33 Khu tự học B10 – Đại học Bách Khoa HCM

Tải 1 ngày sử dụng của đèn LED chiếu điểm:

8 (W )∗6 (h)∗12(cái)W6Wh=0.576 kWh Tải 1 ngày sử dụng của đèn LED chiếu điểm:

Tổng tải các thiết bị điện tiêu thụ trong 1 ngày:

2.592+0.576+3.3=6.47 kWh Tải đỉnh (giả sử tất cả các thiết bị trên được sử dụng 1 lúc:

Vậy, số tải mỗi ngày tiêu thụ khoảng 6.47kWh/ngày – và đánh giá tải đỉnh

(giả sử khả năng sử dụng đồng thời các thiết bị trên) là 0.803kW.

Kích thước bộ chuyển đổi điện năng: Đối với một tải đạt cực đại khoảng 0.803kW, bộ chuyển đổi trong khoảng

0.8kW đến 1kW sẽ được chọn ≃

Chọn bộ inverter hoà lưới 1 kW Goodwe GW1000-NS, giá 10 triệu vnđ.

Hình 34 bộ inverter hoà lưới 1 kW Goodwe GW1000-

NS Kích thước ắc quy

Với công suất bộ chuyển đổi là 1kW trong khoảng >250W và

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	5,71 MB