Đồ án tốt nghiệp đề tài tính toán, thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái cho trang trại đà lạt gap

TÓM TẮT NÔI DUNG BÁO CÁOCHƯƠNG 1: Tổng quan vê Năng lượng mặt trời va Hê thống điên mặt - Trong chương nay, chúng tôi sẽ giới thiêu tông quan về năng lượng mặt trời vanhững ưng dụng của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đại Học Ngành CNKT Điện, Điện Tử

Đề Tài: Tính Toán, Thiết Kế Hệ Thống Điện Mặt Trời Áp Mái

Cho Trang Trạ̣i Đà̀ Lạ̣t Gap

Giao viên hướng dẫn: ThS.Đặng Đình Chung

Hà̀ Nội – 2023

Bộ Công Thương Cộng Hoà̀ Xã̃ Hội Chủ Nghĩa Việ̣t

Nam Trường Đạ̣i Họ̣c Công Nghiệ̣p Hà̀ Nội Độc lập - Tự̣ do - Hạ̣nh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐ́T NGHIỆP

Mục tiêu đề̀ tà̀i:

Hiểu được tổng quan về nguồn năng lượng mặt trời

Hiểu và phân tích được sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trang trại

Biết cách xác định phụ tải tính toán cho một hệ thống điện mặt trời áp mái

trang trại

Biết chọn lựa được các thiết bị trong sơ đồ nguyên lý

Tổng hợp được kiến thức chuyên môn đã được học, nâng cao khả năng tư duy sáng tạo cho mỗi cá nhân trong môi trường làm việc nhóm

Sinh viên được tiếp cận, làm chủ công nghệ và phát triển ứng dụng trong thựctế

Kết quả dự̣ kiến:

Tổng quan được về nguồn năng lượng mặt trời

Sơ đồ nguyên lý phương án cung cấp điện tối ưu cho trang trại

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện sử dụng nguồn năng lượng mặt trời áp mái cho trang trại

Bảng số liệu tính toán và lựa chọn thiết bị cho đề tài

Mô phỏng đáp ứng được yêu cầu của đề tài

Phân tích kết quả đạt được của đề tài

Thời gian thực hiện: từ 06/03/2023 đến 07/05/2022.

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐ́T NGHIỆP

Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái cho trang trại Đà Lạt Gap.

TT Nội dung công việ̣c Người thự̣c hiệ̣n Thời gian

hoà̀n thà̀nh

lượng mặt trời Lê Đình Anh

- Sơ đồ nguyên lý phương án

Phạm Hải Dương

trại

- Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện

3 sử dụng nguồn năng lượng mặt Phạm Tiến Dũng 27/03-09/04

trời áp mái cho trang trại

4 - Bảng số liệu tính toán và lựa Lê Đình Anh 10/04-16/04

chọn thiết bị cho đề tài

- Mô phỏng đáp ứng được yêu

Phạm Hải Dương (hoàn

- Hoàn thiện đề tài thiện thuyết minh)

6 - Hoàn thiện quyển và slide báo Phạm Tiến Dũng (hoàn 24/04-07/05

- Báo cáo kết quả trước hội đồng Lê Đình Anh (rà soát

hoàn thiện thuyết minh)

Mục lục

DANH MỤC HÌNH ẢNH 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU 8

LỜI MỞ ĐẦU 9

TÓM TẮT NỘI DUNG BÁO CÁO 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 11

1.1 Tổng quan năng lượng mặt trời 11

1.1.1 Năng lượng nhiêt 13

1.1.2 Năng lượng điên 13

1.2 Nguyên ly hoat đông va phân loai hê thống điên mặt trời 14

1.2.1 Nguyên ly hoat đông 14

1.3 Công nghê Pin mặt trời 19

1.3.1 Công nghê tâm pin quang điên 19

1.3.2 Pin mặt trời Solar panel được chia lam ba loai: 20

1.3.3 San xuất Pin mặt trời 23

1.3.4 Hiêu suất của pin năng lượng mặt trời 24

1.4 Tình hình phat triên điên mặt trời trên thế giới [8] 26

1.5 Phat triên điên mặt trời ở Viêt Nam 28

1.5.1 Tiềm năng phát triên ở Viêt Nam 28

1.5.2 Thực trang sử dụng năng lượng mặt trời Viêt Nam va cơ sở phap ly hiên hanh cho viêc phat triên hê thông điên mặt trời 29

1.6 Khảo sát về vị trí địa lý vùng Đà Lạt 31

1.6.1 Địa hình và khí hậu của vùng đất 31

1.6.2 Ưu điểm để xây dựng trang trại Đà Lạt theo tiêu chuẩn GAP 33

1.7 Tính khả thi của thiết kế hê thống điên mặt trời áp mái cho trang trại Đà Lạt Gap 34 1.7.1 Ưu điểm 34

1.7.2 Nhược điểm 35

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 36

2.1 Giới thiệu về công trình

2.2 Các đặc trưng cơ bản của điện mặt trời

2.3 Các thông số cần thiết đề tính toán hệ thống điện mặt trời

2.4 Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời

2.4.1 Lựa chọn sơ đồ khối :

2.4.2 Tính toán hệ thống nguồn điện mặt trời

2.4.3 Tính công suất đàn pin mặt trời W, (Peak Watt)

2.4.4 Tính số module mắc song song và nối tiếp

2.4.5 Bộ biến đổi điện DC – AC

2.4.6 Hộp nối và dây nối điện

2.5 Tính toán phụ tải điện theo yêu cầu

2.6 Các thiết bị cần thiết cho trang trại

2.6.1 Đèn cho nhà kính

2.6.2 Thông gió cho nhà kính

2.6.3 Đèn Led nhà kho

2.6.4 Máy bơm

2.6.5 Quạt trần

2.6.6 Điều hoà

2.6.7 Máy đóng gói rau củ quả

2.6.8 Máy rửa rau củ quả

2.7 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống điện mặt trời

2.7.1 Tấm pin mặt trời

2.7.2 Lựa chọn bộ chuyển đổi DC-AC

2.7.3 Lựa chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, năng lượng tan dư sinh học, năng lượng không tai sinh ngày càngkiêt, gia dầu mỏ tăng từng ngay, anh hưởng xấu đến sự phat triên kinh tế xã hôi vamôi trường sông Tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế là nhiêm vụ cấp bach củatoan thế giới, xã hôi và mỗi người chúng tôi

Nguồn năng lượng thay thế đó phai sach, thân thiên với môi trường, giam chiphí, không can kiêt (tái sinh) va dễ dang sử dụng Môt trong những nguồn nănglượng đó là năng lượng mặt trời Nguồn năng lượng nay gần như la vô tận, va nó cóthê tra lời hầu hết cac câu hỏi trên Rất nhiều công nghê đã được ưng dụng thực hiên

từ nguồn năng lượng mặt trời, từ đó cho thấy năng lượng mặt trời không chỉ là nănglượng của hiên tai mà còn la năng lượng của ca tương lai Chính vì những ly do đóchúng tôi đã chọn đề tai: “Tính toán, thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái chotrang trại Đà Lạt Gap”

Mục tiêu của đê tai:

- Xac định được cac bước thực hiên môt của đề tai thiết kế cụ thê

- Chọn được thiết bị thích hợp cho hê thông

- Tính toan thiết kế được phụ tai va năng lượng tao ra từ nguồn năng lượng mặt trời

- Hoan thiên được cac ban vẽ kĩ thuật liên quan đến đồ an

- Hoan thanh đồ an theo quy định va quy định của nha trường đề ra

- Mô phỏng va đưa ra được kết qua chi tiết năng lượng thu được từ hê thông năng lượng mặt trời

Phương phap nghiên cứu:

- Nghiên cưu tai liêu, tông hợp kiến thưc liên quan đến đề tai đồ an tôt nghiêp

- Áp dụng cac tiêu chuẩn hiên hanh trong thiết kế hê thông năng lượng mặt

trời

- Sử dụng cac phần mềm hỗ trợ tính toan, thiết kế

TÓM TẮT NÔI DUNG BÁO CÁO

CHƯƠNG 1: Tổng quan vê Năng lượng mặt trời va Hê thống điên mặt

- Trong chương nay, chúng tôi sẽ giới thiêu tông quan về năng lượng mặt trời vanhững ưng dụng của nó: Năng lượng nhiêt (Thermal) va Năng lượng điên (Photovoltaic).Nguyên ly hoat đông của hê thông điên mặt trời (Photovoltaic system) va phân loai cac hêthông điên mặt trời sẽ được mô ta chi tiết

Công nghê san xuất tấm pin quang điên cũng như hiêu suất, ưu nhược điêm vaưng dụng của từng công nghê sẽ được đề cập Phần cuôi cùng của chương, chúngtôi cập nhật tình hình san xuất va sử dụng điên mặt trời trên thế giới, tai Viêt Nam

va tiềm năng sử dụng năng lượng điên mặt trời

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÊ NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐ́NG ĐIỆN MẶT TRỜI

1.1 Tổng quan năng lượng mặt trời

Mặt trời luôn phát ra một nguồn năng lượng khổng lồ và một phần nguồn nănglượng đó truyền bằng bức xạ đến trái đất chúng ta Trái đất và Mặt trời có mối quan

hệ chặt chẽ, chính bức xạ mặt trời là yếu tố quyết định cho sự tồn tại của sự sốngtrên hành tinh của chúng ta

Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ MặtTrời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từngôi sao này

Năng lượng mặt trời gần như không có ảnh hưở̉ng tiêu cực gì đến môi trường.Việc sử dụng năng lượng mặt trời không thải ra khí và nước độc hại, do đó khônggóp phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính

Phần năng lượng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất trong những ngàyquang đãng ở̉ thời điểm cao nhất vào khoảng 1.000W/m2 Yếu tố cơ bản xác địnhcường độ của bức xạ mặt trời ở̉ một điểm nào đó trên Trái đất là quãng đường nó điqua Sự mất mát năng lượng trên quãng đường đó gắn liền với sự tán xạ, hấp thụbức xạ và phụ thuộc vào thời gian trong ngày, mùa, vị trí địa lý

Ứng dụng chính của năng lượng mặt trời la: Năng lượng nhiêt (Thermal) vaNăng lượng điên (Photovoltaic)

Các ứng dụng của năng lượng mặt trời [2]

1.1.1 Năng lượng nhiệt

Cac bô thu năng lượng mặt trời [2] la cac bô hôi tụ (như mang gương parabon,

bô hôi tụ Fresnel, thap hôi tụ sử dụng cac gương phẳng…) Qua trình chuyên đôinăng lượng thực hiên qua 2 bước Đầu tiên, năng lượng mặt trời được hôi tụ đê tao

ra nguồn năng lượng có mật đô va nhiêt đô rất cao Sau đó nguồn năng lượng nàylam hóa hơi nước (hoặc dầu) ở ap suất và nhiêt đô cao đê cấp cho tua bin của mayphat điên đê san xuất điên Ở môt sô nha may san xuất điên mặt trời ở cac nướcTrung Đông va Tây Ban Nha còn kết hợp đê san xuất điên va nước sach từ nướcbiên nhờ ngưng tụ hơi nước Thực tế cho thấy công nghê nay có hiêu suất chuyênđôi kha cao, khoang 25%, nhưng nó chỉ có hiêu qua ở cac khu vực có mật đô nănglượng mặt trời cao hơn 5,5 kWh/m2/ngay va công suất nha may không nhỏ hơn 5

MW Ngoai ra, cần có thêm thiết bị điều khiên cac bô thu luôn dõi theo chuyênđông của mặt trời Chi phí lắp đặt ban đầu kha cao

Công nghệ năng lượng mặt trời hội tụ

1.1.2 Năng lượng điện

Mô hình quá́ trình chuyển đổi năng lượng quang – điện [3] Khi một photon

chạm vào mảnh Silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra

Đầu tiên: Photon truyền trực xuyên qua manh Silic Điều nay thường xay rakhi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ đê đưa cac hat electron lên mưcnăng lượng cao hơn

Tiếp theo: Năng lượng của photon được hấp thụ bởi Silic Điều nay thườngxay ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng đê đưa electron lên mưc nănglượng cao hơn

Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến cac hat electrontrong mang tinh thê Thông thường cac electron nay lớp ngoai cùng, va thường đượckết dính với cac nguyên tử lân cận vì thế không thê di chuyên xa Khi electron đượckích thích, trở thanh dẫn điên, cac electron nay có thê tự do di chuyên trong bandẫn Khi đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron va đó gọi la “lỗ trông” Lỗ trông nay taođiều kiên cho cac electron của nguyên tử bên canh di chuyên đến điền vao “lỗtrông”, va điều nay tao ra lỗ trông cho nguyên tử lân cận có “lỗ trông” Cư tiếp tụcnhư vậy “lỗ trông” di chuyên xuyên suôt mach ban dẫn

Môt photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng lượng đủ đê kích thíchelectron lớp ngoai cùng dẫn điên Tuy nhiên, tần sô của mặt trời thường tươngđương 6000°K, vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic.Tuy nhiên hầu hết năng lượng mặt trời chuyên đôi thanh năng lượng nhiêt nhiềuhơn la năng lượng điên sử dụng được

1.2 Nguyên lý hoạt đông và phân loại hệ thống điện mặt trời

1.2.1 Nguyên lý hoạt đông

Hê thông điên năng lượng mặt trời [4] được cấu thanh chính từ cac tấm pinmặt trời (pin quang điên) Cac tấm pin năng lượng mặt trời trong hê thông đóng vaitrò hấp thụ anh nắng mặt trời, chuyên hóa quang năng thanh điên năng (dòng điên 1chiều) va điên năng được đưa lên điên lưới (xoay chiều) hoặc lưu trữ trực tiếp trênacquy đê hoat đông đôc lập Hê thông điên năng lượng mặt trời sẽ chuyên hóa từnguồn điên môt chiều (DC) thanh nguồn điên xoay chiều (AC) thông qua bô chuyênđôi điên nôi lưới (Inverter) Hê thông điên mặt trời có thê kết hợp với môt hoặcnhiều may phat khac hoặc la môt nguồn năng lượng tai tao khac (điên gió, điên sinhkhôi …), có thê nôi lưới điên quôc gia

Phân loai hê thông điên mặt trời

Tùy thuôc vao nhu cầu của người sử dụng ma hê thông điên năng lượng mặttrời nói chung được phân ra lam 3 cấu hình chính [1]:

- Hê thông điên năng lượng mặt trời hòa lưới;

- Hê thông điên năng lượng mặt trời đôc lập lưới (Stand alone);

- Hê thông điên năng lượng mặt trời tương tac lưới (Hybrid)

a) Hê thống điên năng lượng mặt trời hoa lưới

Mô hình tông quan của hê thông điên mặt trời hòa lưới được mô ta bằng hình dưới đây:

Mô hình tổng quan của hệ thống điện mặt trời hòa lưới

Hê thông điên năng lượng mặt trời hòa lưới la hê thông điên môt chiều kết nôivới lưới thông qua biến tần hòa lưới (Grid connected inverter) va thông thườngkhông cần dùng acquy đê tích trữ năng lượng Hê thông điên năng lượng mặt trờinay có kha năng san xuất môt lượng lớn năng lượng đê truyền lên lưới điên va đượcthiết kế đê tự đông tắt (Anti-Islanding) nếu phat hiên cac sự cô trên lưới hoặc hêthông năng điên năng lượng mặt trời liên quan đến cac thông sô lưới như điên ap,tần sô…

Nguyên ly hoat đông của hê thông điên năng lượng măt trời hòa lưới: điên thuđược từ tấm pin mặt trời (Solar Panel) la điên 1 chiều, qua biến tần hòa lưới(Gridconnected Inverter) có chưc năng đôi từ điên DC sang AC cùng pha, cùng tần

sô với điên lưới, sau đó hê thông sẽ hòa chung với điên lưới:

- Khi điên năng sinh ra từ hê thông điên mặt trời đap ưng nhu cầu điên năng của tai thì tai tiêu thụ điên năng hoan toan từ pin mặt trời

- Khi điên năng sinh ra từ hê thông điên mặt trời nhỏ hơn so với nhu cầu điên năng của tai thì tai sẽ lấy thêm điên năng của lưới đê bù vao

- Khi điên năng sinh ra từ hê thông điên mặt trời lớn hơn với nhu cầu điên năng của tai lưới thì lượng điên năng thừa sẽ được phat lên lưới

Ưu điêm của hê thông điên năng lượng mặt trời hòa lưới:

- Hê thông không sử dụng acquy nên chi phí đầu tư va bao dưỡng cho hê thông điênmặt trời thấp, thao tac vận hanh đơn gian Dễ dang nâng cấp mở rông hê thông

- Tiết kiêm chi phí điên năng, góp phần bao vê môi trường

- Hê thông tự đông ngưng hoat đông trong trường hợp điên lưới mất đê đam bao an toàn cho lưới điên va người sử dụng

b) Hê thống điên năng lượng mặt trời đôc lập lưới

Mô hình tông quan của hê thông điên mặt trời đôc lập được mô ta bằng hình

dưới đây:

Mô hình tổng quan của hệ thống điện mặt trời độc lập

Hê thông điên năng lượng mặt trời đôc lập la hê thông điên năng lượng mặttrời không hòa lưới va sử dụng cac biến tần không đấu lưới có kết hợp bô acquy đêtích trữ điên năng

Nguyên ly hoat đông của hê thông điên năng lượng mặt trời đôc lập: Hê thôngpin năng lượng mặt trời sẽ nhận bưc xa mặt trời va chuyên hóa thanh nguồn điênmôt chiều (DC) Nguồn điên DC nay sẽ được nap vao bình acquy (đê lưu trữ điênnăng) thông qua bô điều khiên sac (có chưc năng bao vê acquy va tấm pin mặt trời).Sau đó điên môt chiều DC được chuyên đôi thanh điên xoay chiều AC thông quabiến tần DC/AC Stand-Alone Inverter đê sử dụng cho cac thiết bị điên gia dụng Hêthông điên năng lượng mặt trời nay thường được thiết kế nhằm đam bao nhu cầutiêu thụ công suất tôi đa của tai, trong điều kiên thời tiết xấu nhất trong năm Trongnhững điều kiên lượng bưc xa mặt trời tôt, điên năng dư thừa sẽ được tích trữ vaoacquy Nếu nhu cầu điên năng của tai lớn hơn san lượng điên năng sinh ra từ cactấm pin mặt trời thì điên năng sẽ được lấy đồng thời từ cac tấm pin mặt trời vaacquy đê đap ưng nhu cầu của tai

Ưu điêm cấu hình nay: Không phụ thuôc điên lưới

- Được thiết kế dang module, dễ dang nâng cấp công suất sau nay

- Cấu hình điên ap hê acquy linh đông: 12V, 24V, 36V, 48V hay 60V

- Hê thông đã có cac chưc năng bao vê: qua dòng, qua ap, qua tai, ngược cực…

- Chế đô lam viêc của Stand Alone Inverter hoan toan tự đông, có thê có manhình theo dõi kiêm soat hê thông va có cac canh bao lỗi kịp thời khi có sự cô.

- Hê thông có thê được giam sat từ xa

c) Hê thống điên năng lượng mặt trời tương tac lưới (Hybrid)

Mô hình tông quan của hê thông điên mặt trời Hybrid được mô ta bằng hìnhsau đây:

Mô hình tổng quan của hệ thống điện mặt trời Hybrid

Hê thông điên năng lượng mặt trời Hybrid la hê thông điên mặt trời được kếtnôi với lưới điên nhưng vẫn có acquy đê tích trữ điên năng Trong trường hợp xay

ra sự cô ở lưới hoặc lưới mất điên, hê thông điên năng lượng mặt trời nay cho phépcach ly khỏi lưới (Anti-Islanding) va hoat đông ở chế đô đôc lập

Nguyên ly hoat đông của hê thông: Khi có điên năng từ tấm pin mặt trời thìacquy được ưu tiên nap đầy từ pin mặt trời Hê thông điên mặt trời sẽ luôn kiêm tratình trang của acquy đê đam bao acquy luôn được nap đầy điên Khi acquy đầy hêthông điên mặt trời sẽ chuyên qua cung cấp điên năng cho tai giúp giam lượng điênnăng tiêu thụ từ lưới của tai Trong môt sô trường hợp đap ưng nhu cầu điên năngcủa tai va acquy đã tích trữ đầy điên thì lượng điên năng thừa của hê thông điên mặttrời sẽ được hòa lưới Nếu điên từ lưới mất thì bô chuyên mach (ATS) sẽ chuyênqua sử dụng lượng điên của cac tấm pin mặt trời va lượng điên dự trữ trong acquy

đê phục vụ cho tai ưu tiên Khi nhu cầu điên năng của tai lớn hơn lượng điên năng

sinh ra hê thông điên năng lượng mặt trời thì tai sẽ lấy điên lưới đê bù vao phầnđiên năng

1.3 Công nghệ Pin mặt trời

1.3.1 Công nghệ tâm pin quang điện

Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điên [5] (Solar panel)bao gồm nhiều tế bao quang điên (solar cells) – la phần tử ban dẫn có thanh phầnchính là Silic tinh khiết – có chưa trên bề mặt môt sô lượng lớn cac cam biến anhsang la đi ôt quang, thực hiên biến đôi năng lượng anh sang thanh năng lượng điên.Cac tế bao quang điên nay được bao vê bởi môt tấm kính trong suôt ở mặt trước vamôt vật liêu nhựa ở phía sau Toan bô nó được đóng gói chân không trong thôngqua lớp nhựa polymer cang trong suôt cang tôt

Cấu tạo cơ bản của tấm pin mặt trời Solar Panel [9] Cấu tao cơ bản của tấm pin mặt trời Solar panel: [9]

- Khung tấm pin mặt trời

- Lớp kính trước của pin mặt trời

- Vật liêu đóng gói hoan thiên pin mặt trời

- Lớp tế bao quang điên Solar Cells bên trong

- Vật liêu đóng gói hoan thiên Pin mặt trời

- Hôp đựng môi nôi mach điên

Nên tảng vật ly chất ban dân

Silic thuôc nhóm IV, tưc la có 4 electron lớp ngoai cùng Silic có thê kết hợpvới silicon khac đê tao nên chất rắn Cơ ban có 2 loai chất rắn silicon, đa thù hình(không có trật tự sắp xếp) va tinh thê (cac nguyên tử sắp xếp theo thư tự dãy khônggian 3 chiều) Pin năng lượng mặt trời phô biến nhất dùng đa tinh thê silicon

Silic la chất ban dẫn Tưc la thê rắn Silic, tai môt tầng năng lượng nhất định,electron có thê đat được, va môt sô tầng năng lượng khac thì không được Cac tầngnăng lượng không được phép nay xem la tầng trông Ly thuyết nay căn cư theothuyết cơ học lượng tử

Ở nhiêt đô phòng, Silic nguyên chất có tính dẫn điên kém Trong cơ học lượng tử,giai thích thất tế tai mưc năng lượng Fermi trong tầng trông Đê tao ra Silic có tính dẫn điên tôthơn, có thê thêm vao môt lượng nhỏ cac nguyên tử nhóm III hay V trong bang tuần hoan hóahọc Cac nguyên tử nay chiếm vị trí của nguyên tử Silic trong mang tinh thê, va liên kết vớicac nguyên tử Silic bên canh tương tự như la môt Silic Tuy nhiên cac phân tử nhóm III có 3electron ngoai cùng va nguyên tử nhóm V có 5 electron ngoai cùng, vì thế nên có chỗ trongmang tinh thê có dư electron còn có chỗ thì thiếu electron Vì thế cac electron thừa hay thiếuelectron (gọi la lỗ trông) không tham gia vao cac kết nôi mang tinh thê Chúng có thê tự do dichuyên trong khôi tinh thê Silic kết hợp với nguyên tử nhóm III (nhôm hay gali) được gọi laloai ban dẫn p bởi vì năng lượng chủ yếu mang điên tích dương (positive), trong khi phần kếthợp với cac nguyên tử nhóm V (phôt pho, asen) gọi la ban dẫn n vì mang năng lượng âm(negative) Lưu y rằng ca hai loai n va p có năng lượng trung hòa, tưc la chúng có cùng nănglượng dương va âm, loai ban dẫn n, loai âm có thê di chuyên xung quanh, tương tự ngược laivới loai p

1.3.2 Pin mặt trời Solar panel được chia làm ba loại:

• MONOCRYSTALLINE SOLAR PANELS (tấm pin đơn tinh thê)

Tấm Pin đơn tinh thể (Monocrystalline solar panels)

Hiêu suất Cac tấm pin mặt trời đơn tinh thê thường có hiêu suất va công suấtđiên cao nhất trong sô cac loai tấm pin mặt trời Hiêu suất bang điều khiên đơn tinhthê có thê nằm trong khoang từ 17% đến 22% Bởi vì pin mặt trời đơn tinh thê đượclam từ môt tinh thê silicon, cac electron có thê di chuyên dễ dang hơn qua tế bao,điều nay lam cho hiêu suất của pin PV cao hơn so với cac loai pin mặt trời khac.Hiêu suất cao hơn của cac tấm pin mặt trời đơn tinh thê có nghĩa la chúng cần ítkhông gian hơn đê đat được công suất điên nhất định Vì vậy, cac tấm pin mặt trờiđơn tinh thê thường sẽ có xếp hang san lượng điên cao hơn so với cac mô-đun mangmỏng hoặc đa tinh thê.

 Giá thành cao, thường được lắp đặt trong khu dân cư

• POLYCRYSTALLINE SOLAR PANELS (tấm pin đa tinh thê)

Tấm Pin đa tinh thể (Polycrystalline solar panels)

Cac tấm pin mặt trời đa tinh thê được sử dụng phô biến đê thiết kế hê thôngnăng lượng mặt trời tiết kiêm chi phí

Cac tấm pin đa tinh thê, đôi khi được gọi la tấm đa tinh thê, phô biến trong sôcac chủ nha đang tìm cach lắp đặt cac tấm pin mặt trời với ngân sach tiết kiêm

Hiêu suất Nhiều tinh thê silicon trong mỗi pin mặt trời khiến cac electron khó

di chuyên hơn Cấu trúc tinh thê nay lam cho tỉ lê hiêu qua của tấm đa tinh thê thấphơn tấm đơn tinh thê Xếp hang hiêu qua của bang điều khiên đa tinh thê thường sẽnằm trong khoang từ 15% đến 17% Tuy nhiên, nhờ cac công nghê mới, cac tấm pin

đa tinh thê hiên có hiêu suất gần hơn nhiều so với cac tấm pin mặt trời đơn tinh thê

so với trước đây

 Giá rẻ hơn pin mặt trời đơn tinh thê.

• THIN FILM SOLAR PANELS (tấm pin mặt trời mang mỏng)

Tấm Pin màng mỏng (Thin film solar panels)

Linh hoat, nhẹ, Chúng có mau đen đặc, không có đường viền của tế bao siliconbình thường ma ban thấy trên mặt của môt tấm pin mặt trời tinh thê Thông thường,cac tấm pin mặt trời mang mỏng có trọng lượng nhẹ va linh hoat nên dễ dang lắpđặt

Hiêu qua cực kỳ thấp, Pin mặt trời mang mỏng chủ yếu được sử dụng trongcac hoat đông quy mô lớn, chẳng han như lắp đặt năng lượng mặt trời công nghiêphoặc tiên ích vì xếp hang hiêu qua thấp hơn của chúng

 Tính thẩm mĩ cao

Tuôi thọ ngắn do qua trình san xuất, cac tấm pin có trọng lượng nhẹ va trongmôt sô trường hợp la linh hoat Tuy nhiên, nó cũng lam cho chúng kém hiêu quahơn so với cac tấm pin mặt trời kết tinh

Gần đây nhất la môt vai năm trước đây, hiêu qua của mang mỏng la ở con sôđơn lẻ Cac nha nghiên cưu gần đây đã đat được hiêu suất 23,4% với nguyên mẫu tếbào màng mỏng nhưng cac tấm mang mỏng ban trên thị trường thường có hiêu suấttrong khoang 10–13% Xếp hang hiêu suất thấp có nghĩa la ban sẽ cần lắp đặt nhiềutấm mang mỏng hơn đê tao ra lượng điên tương đương với tấm pin mặt trời đơn tinhthê hoặc đa tinh thê Do đó, cac tấm pin mặt trời dang mang mỏng không thực sự có

y nghĩa đôi với viêc lắp đặt tai cac khu dân cư, nơi không gian bị han chế Thay vao

đó, chúng hoat đông tôt hơn trong cac công trình lắp đặt quy mô lớn hơn, như cac

dự an năng lượng mặt trời công nghiêp hoặc tiên ích, vì nhiều tấm pin hơn có thê

được lắp đặt đê đap ưng nhu cầu năng lượng Cac tấm phim mỏng cũng có tuôi thọ

ngắn hơn so với cac loai tấm pin mặt trời khac Bởi vì chúng xuông cấp nhanh hơn,

ban có thê phai thay thế chúng thường xuyên hơn

1.3.3 San xuất Pin mặt trời.

Cac nha sản xuất hang đầu thế giới

Hiên nay, với lợi thế về chi phí nhân công va nguyên vật liêu, Trung Quôc la

quôc gia có nhiều nha san xuất, cung cấp Pin mặt trời thuôc Top 10 thế giới năm

2016 Theo đó, top 10 nha cung cấp nay nắm giữ 50% thị trường thế giới

Bang 1-1: Cac nha san xuất trên thế giới

Môt số nha may sản xuất pin mặt trời điên hình tai Viêt Nam

Nha may San xuất Pin mặt trời đầu tiên được đầu tư ở Viêt Nam xây dựng tai

huyên Đưc Hòa, tỉnh Long An, có thê cung cấp cac tấm pin năng lượng mặt trời,

mỗi tấm công suất 80-165 Wp điên với hiêu suất 16% Nha may có thê cung cấp

lượng san phẩm 5 MWp/năm, khởi công vao thang 3/2008 với kinh phí đầu tư 10

triêu USD do Công ty cô phần năng lượng Mặt Trời Đỏ TP HCM với hai đôi tac la

Trung Tâm tiết kiêm năng lượng TP HCM (thuôc Sở Khoa học công nghê TP

HCM) và Công ty TNHH Tân Kỷ Nguyên, khánh thành ngày 27/4/2009

Nha may san xuất pin năng lượng mặt trời Trina Solar (Viêt Nam): Tông san

lượng thiết kế đat 1 GW, Chủ đầu tư la Công ty TNHH Trina Solar (Viêt Nam)

Science & Technology (công ty với 100% vôn đầu tư của tập đoan Trinasolar TrungQuôc), tông sô vôn đầu tư 100 triêu USD, diên tích nha xưởng 42.000 m2, 14 dâychuyền san xuất hiên đai, san xuất nhiều loai pin đơn tinh thê va đa tinh thê, xuấtkhẩu đến khắp cac châu lục trên thế giới Khanh thanh chính thưc đi vao hoat đôngngay 06/01/2017 Hiên nay, trên địa ban tỉnh Bắc Giang đang hình thanh chuỗi sanxuất va lắp rap tấm pin năng lượng mặt trời với 8 dự an đã được cấp phép.

Dự an Nha may san xuất pin năng lượng mặt trời của Công ty TNHH JA SolarViêt Nam: với tông vôn đầu tư hơn 1 tỷ USD, quy mô nha xưởng 88 ha khởi côngngay 27/11/2016 tai Khu Công nghiêp huyên Viêt Yên, tỉnh Bắc Giang

Dự an First Solar có vôn đầu tư đăng ky 1,2 tỷ USD tai KCN Đông Nam lanha may san xuất tấm pin năng lượng mặt trời theo công nghê hiên đai mang mỏngđầu tiên được xây dựng tai Viêt Nam Dự an được cấp giấy chưng nhận đầu tư vaothang 1/2011 va được khởi công vao thang 3/2011 Tuy nhiên, sau khi khởi côngđược 8 thang, chủ đầu tư đã công bô tam dừng thực hiên dự an, do sự mất cân bằngcung - cầu về san phẩm pin năng lượng mặt trời trên thị trường toan cầu Hiên tai

TP HCM đang kêu gọi cac Nha đầu tư khac tiếp tục đầu tư va dự an nay

Tô hợp nha may san xuất thiết bị năng lượng tai tao công nghê cao IREX docông ty Cô phần Năng lượng IREX (môt thanh viên của công ty Cô phần phat triênNăng lượng mặt trời Bach Khoa - SolarBK) đầu tư, nha may san xuất tấm pin quangđiên công suất 300 MW/năm, nha may san xuất tế bao quang điên công suất 500MW/năm, được thực hiên theo 3 giai đoan, dự kiến đến thang 6-2017 giai đoan 1 sẽhoan thiên va đi vao hoat đông Dự an đanh dấu sự kiên môt công ty Viêt Nam dongười Viêt Nam sang lập vẫn có đủ năng lực va tầm vóc đê sanh vai với thế giớitrong viêc san xuất pin năng lượng mặt trời va cac giai phap năng lượng sach phục

vụ đời sông

1.3.4 Hiệu suất của pin năng lượng mặt trời

Sự phat triên của công nghê tế bao trong vòng 5 năm qua đã giúp hiêu suấtchuyên đôi của tấm pin quang điên từ 15% lên hơn 20% Sự tăng trưởng trong hiêusuất nay đã giúp lượng năng lượng san xuất được từ cấm tấm pin tiêu chuẩn (60 tếbao) tăng từ 240W lên 360W

Hiêu suất của tấm pin thường được quyết định bởi 2 yếu tô chính: [10]

- Hiêu suất quang điên của từng tế bao dựa trên thiết kế của tế bao va loai Siliconthường la P-type hoặc N-type Hiêu suất của tế bao thường được tính theo hê sô lấp đầy (fillfactor) được tính bằng hiêu suất chuyên đôi tôi đa ở cường đô va hiêu điên thế tôi ưu Thiết kếcủa tế bao như loai silicon, sô lượng thanh dẫn (MBB), kiêu thụ đông (PERC) đóng vai tròquan trọng

trong hiêu suất của tấm pin Hiên tai IBC (Interdigited-Back-Contact) la loai

tế bao với hiêu suất cao nhất (20- 22%) do là tế bào N-type có đô tinh khiếtcao va không có tôn thất đô bóng do cac thanh dẫn Bên canh đó, công nghê

tế bao PERC gần đây với MBB va công nghê tế bao heterojuntion (HJT)cũng đã đat được mưc hiêu suất trên 20%

- Tông hiêu suất của tấm pin dựa trên cach bô trí tế bao, cấu hình va kích thước củatấm pin: Tông hiêu suất của tấm pin được tính trong điều kiên tiêu chuẩn (STC): Với nhiêt đôtấm pin ở 25oC, bưc xa mặt trời ở 1000 W/m2 va mật đô không khí là 1,5 Hiêu suất của tấmpin (%) được tính bằng công suất của tấm pin ở điều kiên tiêu chuẩn chia cho diên tích bề mặtcủa tấm pin

Hiêu suất của môt pin mặt trời được xac định la phần của công suất sự cô đượcchuyên thanh điên va được định nghĩa la:

Trong đó

- H: Hiệu suất của tấm pin

- Pmax: Công suất của tấm pin

- S: Diện tích của tấm pin (m2)

Hiêu suất của tấm pin anh hưởng bởi nhiều yếu tô như: nhiêt đô của tế bào,mật đô bưc xa, loai tế bào và cách kết nôi cac tế bào Màu của cac tấm pin cũng anhhưởng đến hiêu suất của tấm pin, mau đen nhìn thẩm mỹ hơn nhưng lai gây ra hấpthụ nhiêt lớn hơn dẫn đến viêc tăng nhiêt đô của tế bao lam giam hiêu suất chuyênđôi tông quan của tấm pin

Cá́c kiểu cell và hiệu suất của chúng [10]

1.4 Tình hình phat triển điện mặt trời trên thế giới [8]

Trung Quốc: Hiên được xem la quôc gia có kha năng san xuất điên năng lượngmặt trời (điên mặt trời) lớn nhất trên thế giới với kha năng san xuất lên đến 1330Gigawatts (GW) mỗi năm Đây cũng la nước sở hữu dự an Điên mặt trời lớn nhấtthế giới với công suất lên đến 1,547-MW ở sa mac Tengger Cơ quan Năng lượngQuôc tế cho biết, vao năm 2018, Trung Quôc lắp đặt môt nửa tông công suất lượngnăng lượng mặt trời mới trên toan thế giới Đây cũng la đất nước đầu tiên lắp đặthơn 100 GB công suất năng lượng mặt trời, tương đương với lượng điên được sanxuất từ 75 nha may năng lượng hat nhân

My: La quôc gia dẫn đầu thế về phat triên năng lượng tai tao, trong đó nănglượng mặt trời cũng đã được quôc gia nay quan tâm đầu tư phat triên từ kha sớm.Năm 1982, tai bang California đã xây dựng nha may quang điên công suất 1 MWđầu tiên trên thế giới, nhờ viêc tận dụng điều kiên ly tưởng về tự nhiên khi tai đây

có khoang 102,7 nghìn km2 la sa mac nắng nóng - điều kiên ly tưởng đê phat triênđiên mặt trời Đê đẩy manh triên khai thực hiên cac dự an về năng lượng tai tao nóichung và năng lượng điên mặt trời nói riêng, Mỹ đã đề ra chính sach năng lượng

sach lâu dai nhằm tao ra môt thị trường bền vững cho năng lượng tai tao, khuyếnkhích va hỗ trợ viêc tích hợp năng lượng tai tao, tăng cường đầu tư cho nghiên cưu

và phát triên lĩnh vực này

Nhật Bản: Với lợi thế la môt cường quôc về khoa học - công nghê phat triênbậc nhất trên thế giới, Nhật Ban cũng đã sớm nhận thưc vai trò va tầm quan trọngcủa nguồn năng lượng sach đôi với phat triên kinh tế - xã hôi của đất nước Ngay từnăm 2008, Chính phủ Nhật Ban đã thực hiên chính sach hỗ trợ cho vay mua nha sửdụng năng lượng tai tao với thời gian tra nợ tôi đa la 10 năm Trong đó, đôi vớinhững gia đình cai tao nha, chuyên sang sử dụng năng lượng mặt trời được vay sôtiền tôi đa lên đến 5 triêu yên, tương đương gần 5.000 USD Ngoai ra, Chính phủNhật Ban còn mua điên san xuất từ năng lượng mặt trời với gia cao hơn gia thịtrường va giam gia ban cac tấm pin năng lượng mặt trời Theo kế hoach, Nhật Bantiếp tục duy trì mục tiêu sử dụng đa dang cac nguồn năng lượng Cụ thê, đến năm

2030, trong cơ cấu nguồn điên, năng lượng tai tao chiếm từ 22-24%, nhiên liêu hóathach 56% va năng lượng hat nhân từ 20-22% Đặc biêt, trong những năm gần đây,Nhật Ban đã va đang phat triên cac nha may năng lượng mặt trời nôi hang đầuthế giới

Thái Lan: Tai khu vực ASEAN, hiên nay Thai Lan được đanh gia la quôc giadẫn đầu khu vực trong sử dụng điên mặt trời Theo Cơ quan Năng lượng Tai taoQuôc tế, Thai Lan xếp thư 15 trong Top toan cầu năm 2016, với công suất hơn

3.000 MW, cao hơn tất ca cac nước ASEAN khac công lai Dự kiến, công suấtlắp đặt điên mặt trời tai Thai Lan đến năm 2036 la 6.000 MW Đê khuyến khíchphat triên điên mặt trời ở cac dự án nhỏ, Thai Lan cũng đã đưa ra cac mưc hỗ trợ Fitcao nhất cho các nhà san xuất nhỏ như cac dự an quy mô nhỏ trên mai nha Cụ thê,Thái Lan đưa ra mưc gia Fit ưu đãi 21 cent/kWh cho cac dự an năng lượng mặt trờitrên mai nha, đồng thời khởi xướng chương trình “Mai nha quang điên” Đây chính

la ly do khiến Thai Lan trở thanh người dẫn đầu trong thị trường điên mặt trời ởĐông Nam Á

Biểu đồ sản lượng lắp đặt điện mặt trời theo từng khu vực trên

thế giới (GW) [6]

1.5 Phat triển điện mặt trời ở Việt Nam

1.5.1 Tiề̀m năng phát triển ở Việt Nam

Viêt Nam la môt quôc gia có tôc đô tăng trưởng kinh tế cao, tăng trưởng kinh

tế GDP bình quân hang năm khoang 7% Tình hình tiêu thụ va san xuất tăng caotrong khi nguồn năng lượng hóa thach như than va dầu đang ngay cang can kiêt Doanh hưởng của viêc tiêu thụ điên năng được san xuất từ than va dầu ở nước ta cácnhiên liêu hóa thach được dự bao sẽ can kiêt vao năm 2020-2030 và tài nguyên than

sẽ không dễ khai thac vì giới han kinh tế và kỹ thuật

Tiêu thụ điên cho nhu cầu năng lượng cuôi cùng tăng manh từ khoang 8%năm 2005 lên 21,6% năm 2015 va sẽ tiếp tục tăng manh vao năm 2020-2040 Vớitình hình nay thì điên được tao ra từ nguồn nguyên liêu hóa thach không thê đapưng kịp

Bên canh đó, với vị trí địa ly thuận lợi nằm gần đường xích đao, Viêt Namđược đanh gia la có tiềm năng về năng lượng mặt trời cao với sô giờ nắng nhiềutrong năm Khẳng định nay đã được chưng minh bằng thông sô bưc xa mặt trời cótrong cơ sở dữ liêu đo điên mặt trời của cac tram khí tượng của Tông Cục KhíTượng Thuỷ Văn Viêt Nam (VNMHA) va nghiên cưu của Viên Khoa học Nănglượng (IES) thuôc Viên Khoa học han lâm Viêt Nam (VAST) Cơ quan nay có gần

200 tram khí tượng mặt đất phân bô trên ca nước, nhưng chỉ có 14 tram quan trắcbưc xa mặt trời tự đông Cơ sở dữ liêu thông thường bao gồm bưc xa trực xa va bưc

xa tan xa được ghi lai 5 lần môt ngay từ 6h30’ đến 18h30’, thông kê lượng bưc xatrung bình va sô giờ nắng Gia trị trung bình của cường đô bưc xa va sô giờ nắngđược lưu lai theo chuỗi thời gian sau khi xử ly va tính toan sô liêu Theo đó, tiềmnăng về năng lượng mặt trời trung bình của ca nước dao đông trong khoang 4 đến 5kWh/m2 trong môt ngay va sô giờ nắng trung bình từ 1600 đến 2600 giờ trong năm[11] Mưc đô bưc xa mặt trời trung bình hàng ngày cao nhất ở cac vùng từ Đa Nẵng trởvao phía Nam với bưc xa mặt trời từ 4,5 đến 5 kWh/m2, thấp nhất la vùng Đông Bắc dưới 4kWh/m2 do anh hưởng của gió mùa Đông Bắc vao mùa đông

Điên mặt trời ở Viêt Nam được đanh gia thuôc nhóm công nghiêp năng lượngmới nôi, được nhập cuôc theo sự phat triên nguồn năng lượng tai tao chung của thếgiới, sự nhập khẩu khoa học kỹ thuật, đồng thời đap ưng nhu cầu phat triên nguồnnăng lượng khi cac nguồn thủy điên lớn đã khai thac hết, cac thủy điên nhỏ khôngđam bao lợi ích mang lai so với thiêt hai môi trường ma nó gây ra Mặt khac ViêtNam có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời va gió, do ở gần xích đao va tồn tainhững vùng khô nắng nhiều như cac tỉnh nam Trung Bô Vì thế điên mặt trời cùngvới điên gió đang được Nha nước Viêt Nam khuyến khích phát triên

1.5.2 Thự̣c trạng sử̉ dụng năng lượng mặt trời Việt Nam và cơ sở phap lý hiện hành cho việc phat triển hệ thông điện mặt trời

Năm 2017, năng lượng mặt trời được đầu tư ở Viêt Nam rất ít, nhưng đến năm

2019, Viêt Nam vượt Malaysia va Thai Lan đê trở thanh nước có công suất lắp đặtđiên mặt trời lớn nhất Đông Nam Á

Thanh công của Viêt Nam khi tiếp cận với điên mặt trời chủ yếu la do gia Fit

ưu đãi (gia ban điên cô định 20 năm) Gia Fit khuyến khích đầu tư vao điên mặt trời

va đam bao gia ban điên ôn định cho nha đầu tư, vì vậy gia Fit giúp giam thiêunhững rủi ro vôn khi đầu tư vao san xuất năng lượng tai tao

Vao thang 4 năm 2020, chính phủ Viêt Nam đã ban hanh gia Fit2, và giá Fitnay sẽ hết hiêu lực vao 31/12/2020, sự kiên nay đã mở ra môt lan sóng đầu tư vaolam điên mặt trời đê có được mưc gia Fit ưu đãi trước khi gia Fit mới được banhanh vao năm 2021

Theo Quyết định sô 428/QĐ-TTG ngay 18/3/2016 của Thủ tướng Chính phủphê duyêt điều chỉnh Quy hoach phat triên điên lực quôc gia giai đoan 2011-2020

có xét đến năm 2030 (Tông sơ đồ phat triên điên 7 hiêu chỉnh) Kế hoach va mụctiêu cho điên mặt trời quyết định nay đã nêu rõ: Đưa tông công suất nguồn điên mặttrời từ mưc không đang kê hiên nay lên khoang 850MW vao năm 2020, khoang

4.000 MW vao năm 2025 va khoang 12/000 MW vao năm 2030; Điên năngsan xuất từ nguồn điên mặt trời chiếm tỷ trọng khoang 0,5% năm 2020, khoang1,6% vao năm 2025 va khoang 3,3% vao năm 2030 [2]

Viêc phat triên Năng lượng tai tao nói chung va Năng lượng mặt trời nói riêng

la định hướng phat triên chung của Tập đoan Điên lực Viêt Nam va Tông Công tyPhát Điên 3 trong thời gian tới

Hiên nay tai Viêt Nam thực trang sử dụng năng lượng điên mặt trời đã rất phôbiến đặc biêt la cac vùng miền Nam va Miền Trung với khí hậu khắc nghiêt nhiềuthang nắng liên tục tao ra bưc xa lớn va nguồn năng lượng dồi dao

Viêc sử dụng năng lượng điên mặt trời ở Viêt Nam đang trên đa phat triênkhông ngừng nghỉ Bởi nguồn năng lượng mặt trời sẵn có quanh năm, bưc xa mặttrời kha ôn định, trung bình 150 kcal/m2 Nhu cầu lắp pin năng lượng mặt trời chogia đình, công sở, nha may… liên tục tăng cao trong nhiều năm gần đây, cac dự an

về xây dựng hê thông điên mặt trời cũng ngay cang nhiều va phô biến đem lainguồn kinh tế lớn cho đất nước [7]

Mặt khac, cac dự an sử dụng điên năng lượng mặt trời ở Viêt Nam đang đượcchú y va phat triên, nhưng quy mô vẫn còn nhỏ Môt phần do chi phí qua lớn nêncan trở đến viêc phat triên cac dự an

Một số dự án tiêu biểu:[8]

• Dự an điên khí hoa nông thôn Fondem France-Solarlab Vietnam, 1990- 2000

• Dự an điên mặt trời với công suất 154 kWp ở khuôn viên Trung tâm Hôi nghị Quôc gia, Ha Nôi

• Dự an điên mặt trời Hồng Phong 1

• Nha may điên mặt trời Tuy Phong

• Nha may điên mặt trời Phong Phú

• Nha may điên mặt trời Phước Hữu

• Nha may điên mặt trời Mỹ Sơn

• Nha May điên mặt trời Bim 1

• Cac dự an điên mặt trời Tây Ninh

• Cac dự an điên mặt trời ở Huế

• Cac dự an điên mặt trời ở Phú Yên

• Môt sô dự an nha may điên san xuất pin năng lượng mặt trời tai Viêt Nam:

• Dự an HT Solar tai KCN Trang Duê, An Dương,Hai Phòng Dự an đã được cấp phép đầu tư thang 7 năm 2016 Tông sô vôn đầu tư lên đến 22 triêu USD

• Dự an IREX ở Vũng Tau được thanh lập 2012 La môt trong những nhà máy sanxuất hiên đai bậc nhất Tiêu chuẩn thiết kế đat yêu cầu chủng loai IEC, rất an toan cho pin mặttrời

• Dự an Vina Solar ở Lao Cai Được thanh lập đầu năm 2018 có sô vôn đầu tư lên tới 1 tỷ USD Diên tích xây dựng la 228 ha

• Dự an IC Energy ở Quang Nam, được khởi công từ năm 2011 Tông gia trị đầu tư lên tới 390 triêu USD Áp dụng công nghê tiên tiến từ Mỹ va Châu Âu

1.6 Khảo sát về̀ vị trí địa lý́ vùng Đà̀ Lạ̣t

1.6.1 Địa hình và̀ khí hậu của vùng đất

Địa hình (Thành phố Đà Lạt, Lâm Đồng, Việt Nam - 11°56'42.9"N

108°30'50.1"E)

- Khí hậu ôn đới: Đà Lạt có khí hậu ôn đới, với nhiệt độ trung bình hàng năm daođộng từ 15 đến 24 độ C, điều kiện này rất thích hợp cho sự phát triển của nhiều loại hoa.

- Độ cao vùng trồng hoa: Với độ cao từ 1.200 đến 1.500 mét so với mực nước biển,

Đà Lạt có độ cao vùng trồng hoa tuyệt vời, giúp hoa phát triển tốt hơn nhờ vào sự tươi mát vàkhông khí trong lành

- Đất đai phù hợp: Vùng đất ở̉ Đà Lạt có độ pH trung bình, đủ dinh dưỡng và

thoáng, giúp cho việc trồng hoa trở̉ nên dễ dàng hơn

- Nhiều loại hoa phù hợp: Với khí hậu và địa hình đa dạng, Đà Lạt là nơi thích hợp

để trồng nhiều loại hoa khác nhau như hoa hồng, hoa tulip, hoa cẩm tú cầu, hoa cúc, hoa lan,

- Sự phát triển của ngành du lịch: Đà Lạt là một điểm đến du lịch nổi tiếng, vì vậyviệc trồng hoa cũng đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế địa phương

- Nguồn nước phong phú: Đà Lạt có nhiều suối, hồ, thác nước, giúp nguồn nướcphong phú và đảm bảo đủ cho việc tưới cây trồng, bao gồm cả việc trồng hoa

- Không gian xanh và khí hậu trong lành: Đà Lạt có nhiều công viên, khu vườn, khurừng, đồi chè, tạo ra không gian xanh mát và giúp cho khí hậu trong lành, thích hợp cho sựphát triển của hoa

- Nhiều người có kinh nghiệm trồng hoa: Với lịch sử lâu đời trồng hoa, Đà Lạt cónhiều người có kinh nghiệm về việc trồng và chăm sóc hoa, giúp cho những người mới bắt đầu

có thể học hỏi và áp dụng những kinh nghiệm đó

- Đa dạng về giống hoa: Đà Lạt có nhiều giống hoa, đặc biệt là những loại hoahiếm, giúp cho người trồng hoa có nhiều sự lựa chọn và đem lại giá trị kinh tế cao

- Môi trường an toàn: Với môi trường xanh, không ô nhiễm và không sử dụng hóachất độc hại trong việc trồng hoa, Đà Lạt là một nơi an toàn cho hoa phát triển và cho conngười sống

1.6.2 Ưu điể̉m để̉ xây dự̣ng trang trạ̣i Đà̀ Lạ̣t theo tiêu chuẩn GAP

- Giá đất thấp: So với các đô thị lớn, giá đất tại Đà Lạt vẫn khá thấp, giúp cho việc mua đất và xây dựng trang trại trồng hoa trở̉ nên dễ dàng hơn

- Chi phí lao động thấp: Đà Lạt có nhiều người lao động có kinh nghiệm trong lĩnhvực trồng hoa, giúp cho việc tuyển dụng và chi trả cho nhân viên trở̉ nên dễ dàng và tiết kiệmhơn

- Thị trường hoa phát triển: Đà Lạt là một trong những trung tâm sản xuất hoa lớnnhất của Việt Nam, vì vậy thị trường bán hoa tại đây khá phát triển và đa dạng, giúp cho việctiêu thụ sản phẩm của trang trại trồng hoa trở̉ nên dễ dàng và có khả năng sinh lời cao

- Hỗ trợ từ chính quyền địa phương: Chính quyền địa phương có thể hỗ trợ cho cáctrang trại trồng hoa về hạ tầng, giấy phép và các vấn đề liên quan đến pháp lý, giúp cho việcxây dựng và hoạt động trang trại trở̉ nên thuận tiện hơn

33

- Khả năng xuất khẩu: Nhờ vào chất lượng hoa tốt và thị trường hoa phát triển,trang trại trồng hoa tại Đà Lạt có khả năng xuất khẩu sản phẩm của mình sang các nước khác,giúp tăng thu nhập và phát triển kinh tế.

1.7 Tính khả thi của thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái cho

trang trạ̣i Đà̀ Lạ̣t Gap

- Đáp ứng nhu cầu điện năng: Pin mặt trời có khả năng cung cấp đủ năng lượng đểđáp ứng nhu cầu điện năng của trang trại, giúp cho hoạt động trang trại trở̉ nên ổn định hơn

- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: Pin mặt trời có thể được lắp đặt và sử dụng một cách

dễ dàng, không cần nhiều kỹ thuật và bảo trì đơn giản, giúp cho trang trại có thể dễ dàng sửdụng và bảo trì.Không phụ thuộc vào mạng lưới điện: Sử dụng pin mặt trời làm nguồn điệngiúp trang trại trở̉ nên độc lập với mạng lưới điện, giảm thiểu rủi ro mất điện do sự cố trongmạng lưới điện

- Tiết kiệm chi phí: Sử dụng pin mặt trời làm nguồn điện giúp giảm thiểu chi phí về điện năng, giúp cho hoạt động trang trại trở̉ nên hiệu quả hơn

- Bảo vệ môi trường: Pin mặt trời không tạo ra khí thải độc hại và không gây ônhiễm môi trường, giúp cho hoạt động trang trại trở̉ nên thân thiện hơn với môi trường

- Đáp ứng tiêu chuẩn GAP: Việc sử dụng pin mặt trời làm nguồn điện giúp đáp ứngtiêu chuẩn GAP và các yêu cầu về an toàn thực phẩm, giúp sản phẩm trang trại đạt được chấtlượng cao và an toàn cho người tiêu dùng.Đáp ứng nhu cầu điện năng: Pin mặt trời có khảnăng cung cấp đủ năng lượng để đáp ứng nhu cầu điện năng của trang trại, giúp cho hoạt độngtrang trại trở̉ nên ổn định hơn

- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: Pin mặt trời có thể được lắp đặt và sử dụng một cách

dễ dàng, không cần nhiều kỹ thuật và bảo trì đơn giản, giúp cho trang trại có thể dễ dàng sửdụng và bảo trì

34

- Không phụ thuộc vào mạng lưới điện: Sử dụng pin mặt trời làm nguồn điện giúptrang trại trở̉ nên độc lập với mạng lưới điện, giảm thiểu rủi ro mất điện do sự cố trong mạnglưới điện.

- Khả năng sản xuất điện năng bị giảm: Sản lượng điện năng được sản xuất bở̉i pinmặt trời có thể bị giảm do một số yếu tố như sự mòn của pin, sự phai màu của các tấm pinhoặc sự che phủ của bụi và lá cây

- Khả năng cháy nổ: Pin mặt trời có thể bị cháy nổ trong trường hợp bị tác động mạnh hoặc không được bảo trì đúng cách

- Chi phí ban đầu cao: Việc lắp đặt hệ thống pin mặt trời cho trang trại Đà Lạt sẽ tốnnhiều chi phí ban đầu, bao gồm chi phí mua sắm và lắp đặt hệ thống

- Ảnh hưở̉ng của thời tiết: Pin mặt trời sẽ không hoạt động hiệu quả trong điều kiệnthời tiết xấu như mưa, sương mù hoặc mây che phủ, giảm hiệu quả hoạt động của hệ thống

- Khả năng lưu trữ điện năng thấp: Pin mặt trời không thể lưu trữ điện năng đượcsản xuất vào ban đêm hoặc trong những ngày mưa, điều này có thể làm giảm hiệu quả hoạtđộng của hệ thống

- Khả năng sản xuất điện năng bị giảm: Sản lượng điện năng được sản xuất bở̉i pinmặt trời có thể bị giảm do một số yếu tố như sự mòn của pin, sự phai màu của các tấm pinhoặc sự che phủ của bụi và lá cây

- Khả năng cháy nổ: Pin mặt trời có thể bị cháy nổ trong trường hợp bị tác động mạnh hoặc không được bảo trì đúng cách

35

CHƯƠNG 2: ĐỐ́I TƯỢNG THIẾT KẾ VÀ

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 2.1 Giới thiệ̣u về̀ công trình

Hê thống điên mặt trời áp mái cho trang trại Đà Lạt Gap gồm có các phòng : 1văn phòng 2 tầng 8 phòng , 1 phòng điện, 1 nhà kho, 1 nhà xưở̉ng, 2 nhà kính, 1khu vực bề nước

Phân bố của từng khu vực :

- Diện tích trang trại 2700 m2

- Diện tích nhà kính 500m2

- Diện tích văn phòng 112,5m2

- Diện tích phòng điện 15m2

- Diện tích xưở̉ng 270m2

2.2 Các đặc trưng cơ bản của điệ̣n mặt trời

Hệ thống điện mặt trời là một hệ thống bao gồm một số các thành phần như ;các tấm pin mặt trời ( máy phát điện ), các tải tiêu thụ điện, các thiết bị tích trữ nănglượng và các thiết bị điều phối năng lượng, Thiết kế một hệ thống điện mặt trời làxây dựng một quan hệ tương thích giữa các thành phần của hệ về mặt định tính vàđịnh lượng , để đảm bảo một sự truyền tải năng lượng hiệu quả cao từ máy phát pinmặt trời đến các tải tiêu thụ Không như các hệ năng lượng khác, " nhiên liệu " củamáy phát điện là bức xạ mặt trời, nó luôn thay đổi phức tạp theo thời gian, theo địaphương và phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu, thời tiết, nên với cùng một tảiđiện vệu cầu, có thể có một số thiết kế khác nhau tùy theo các thông số riêng của

hệ Vì vậy, nói chung không nên áp dụng các hệ thiết kế "mẫu" dùng cho tất cả hệthống điện mặt trời

Thiết kế một hệ thống điện mặt trời bao gồm nhiều công đoạn, từ việc lựa

thiết bị điện tử điều phối như các bộ điều khiển, đổi điện, đến việc tính toán lắpđặt các hệ giá đỡ pin mặt trời, hệ định hướng dàn pin mặt trời theo vị trí mặt trời,nhà xưở̉ng đặt thiết bị, acquy, Trong hai thành phần được quan tâm ở̉ đây - dànpin mặt trời và bộ acquy - là hai thành phần chính của hệ thống và chiếm một tỷtrọng lớn nhất trong chi phí cho một hệ thống điện mặt trời Cùng một phụ tải tiêuthụ, có nhiều phương án lựa chọn hệ thống điện mặt trời trong đó giữa dung lượngdàn pin mặt trời và bộ acquy có quan hệ tương hỗ sau:

- Tăng dung lượng acquy thì giảm được dung lượng dàn pin mặt trời;

- Tăng dung lượng dàn pin mặt trời, giảm được dung lượng acquy

Tuy nhiên , nếu lựa chọn dung lượng dàn pin mặt trời quá nhỏ , thì acquy sẽ bịphóng kiệt hoặc luôn luôn bị "đói", dẫn đến hư hỏng Ngược lại nếu dung lượngdàn pin mặt trời quá lớn sẽ gây ra lãng phí lớn Do vậy phải lựa chọn thích hợp để

hệ thống hoạt động có hiệu quả nhất

Trong thực tế có những hệ thống điện mặt trời nằm trong những tổ hợp hệ thốngnăng lượng, gồm hệ thống điện mặt trời, máy phát điện gió, máy phát diezen,

Trong hệ thống đó, điện năng từ hệ thống điện mặt trời được "hòa" vào lưới điệnchung của tổ hợp hệ thống

2.3 Các thông số cần thiết đề̀ tính toán hệ̣ thống điệ̣n mặt trời

Để thiết kế, tính toán một hệ thống điện mặt trời trước hết cần một số thông sốchính sau đây:

- Các yêu cầu và các đặc trưng của phụ tải;

- Vị trí lắp đặt hệ thống

a Yêu cầu và các đặc trưng của phụ tải

Đối với các phụ tải, cần phải biết các thông số sau:

Gồm bao nhiêu thiết bị, các đặc trưng điện của mỗi thiết bị như công suất tiêuthụ, hiệu điện thế và tần số làm việc, hiệu suất của các thiết bị điện,

Thời gian làm việc của mỗi thiết bị bao gồm thời gian biểu và quãng thời giantrong ngày, trong tuần, trong tháng,

Thứ tự ưu tiên của các thiết bị Thiết bị nào cần phải hoạt động liên tục và yêucầu độ ổn định cao, thiết bị nào có thể ngừng tạm thời

Các thông số trên trước hết cần thiết cho việc lựa chọn sơ đồ khối Ví dụ nếutải làm việc vào ban đêm thì hệ cần phải có thành phần tích trữ năng lượng, tải làmviệc với điện xoay chiều hiệu điện thế cao thì cần dùng các bộ đổi điện Ngoài ra

các thông số này cũng chính là cơ sở̉ để tính toán định lượng dung lượng của hệthống.

b Vị trí lắp đặt hệ thống

Yêu cầu này xuất phát từ việc thu nhập các số liệu về bức xạ mặt trời và các sốliệu thời tiết khí hậu khác Như đã trình bày, bức xạ mặt trời phụ thuộc vào từng địađiểm trên mặt đất và các điều kiện tự nhiên của địa điểm đó Các số liệu về bức xạmặt trời và khí hậu, thời tiết được các trạm khí tượng ghi lại và xử lý trong cáckhoảng thời gian rất dài, hàng chục, có khi hàng trăm năm Vì các thông số này biếnđổi rất phức tạp, nên với mục đích thiết kế đúng hệ thống điện mặt trời cần phải lấy

số liệu ở̉ các trạm khí tượng đã hoạt động trên mười năm Khi thiết kế hệ thống điệnmặt trời, rõ ràng để cho hệ có thể cung cấp đủ năng lượng cho tải trong suốt cả năm,

ta phải chọn giá trị cường độ tổng xạ của tháng thấp nhất trong năm làm cơ sở̉ Tấtnhiên khi đó, ở̉ các tháng mùa hè năng lượng của hệ sẽ dư thừa và có thể gây lãngphí lớn nếu không dùng thêm các tải phụ Ta không thể dùng các bộ tích trữ nănglượng như acquy để tích trữ điện năng trong các tháng mùa hè để dùng trong cáctháng mùa đông vì không kinh tế Để giải quyết vấn đề trên người ta có thể dùngthêm một nguồn điện dự phòng (ví dụ máy phát diezen, máy nổ) cấp điện thêm chonhững tháng có cường độ bức xạ mặt trời thấp hoặc sử dụng công nghệ nguồn tổhợp (hybrid system technology) Trong trường hợp này có thể chọn cường độ bức

xạ trung bình trong năm để tính toán và do đó giảm được dung lượng dàn pin mặttrời

Ngoài ra còn một thông số khác liên quan đến bức xạ mặt trời là số ngàykhông có nắng trung bình trong năm Nếu không tính đến thông số này, vào mùamưa, có thể có một số ngày không có nắng, acquy sẽ bị kiệt và tải phải ngừng hoạtđộng Muốn cho tải có thể làm việc liên tục trong các ngày không có nắng cần phảităng thêm dung lượng acquy dự trữ điện năng

Vị trí lắp đặt hệ thống điện mặt trời còn dùng để xác định góc nghiêng của dànpin mặt trời sao cho khi đặt cố định hệ thống có thể nhận được tổng cường độ bức

xạ lớn nhất

Nếu gọi β là góc nghiêng của dàn pin mặt trời so với mặt phẳng ngang, thìthông thường ta chọn β = φ + 100 với φ là vĩ độ nơi lắp đặt Còn hướng, nếu ở̉ báncầu Nam thì quay ve hướng Bắc, nếu ở̉ bán cầu Bắc thì quay về hướng Nam