Thiết kế và thi công thiết bị giám sát và đánh giá chất lượng hệ thống pin quang điện

Thiết bị bao gồm, hệ thống cảm biến, bo mạch chủ với vi điều khiển STM32F103 tích hợp mô hình toán học pin quang điện, hệ thống giao tiếp để truyền dữ liệu từ hệ thống cảm biến và dữ liệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

* * *

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT

LƯỢNG HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự động viên, khuyến khích và sự giúp đỡ nhiệt tình của các quý Thầy Cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình

Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường, Khoa Sau đại học, Khoa Cơ Điện – Điện Tử trường Đại học Lạc Hồng và đặc biệt là các quý Thầy Cô trực tiếp giảng dạy của toàn khóa học đã tạo điều kiện, đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập

và nghiên cứu

Mặc dù đã rất cố gắng hết khả năng của mình, nhưng chắc chắn bài luận văn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Kính mong quý Thầy, Cô và Hội đồng chấm luận văn góp ý để luận văn được hoàn thiện hơn

Đồng Nai, tháng 6 năm 2021

Tác giả

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy TS người hướng dẫn luận văn

đã hết lòng giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

LỜI CAM ĐOAN

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung của luận văn này hoàn toàn được hình thành

và phát triển từ những quan điểm của chính cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của

TS Các thuật toán, mô hình, số liệu và kết quả có được trong luận văn là hoàn toàn trung thực

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài “Thiết kế và thi công thiết bị giám sát và đánh giá chất lượng hệ thống

pin quang điện” là phương pháp tự phát triển thiết bị giám sát không dây cho pin quang điện Thiết bị bao gồm, hệ thống cảm biến, bo mạch chủ với vi điều khiển STM32F103 tích hợp mô hình toán học pin quang điện, hệ thống giao tiếp để truyền

dữ liệu từ hệ thống cảm biến và dữ liệu tính toán từ vi điều khiển đến các thiết bị giám sát tại chỗ và các thiết bị di động thông qua một ứng dụng web

Hệ thống cảm biến bao gồm cảm biến bức xạ mặt trời, cảm biến dòng điện và cảm biến nhiệt độ để thu thập dữ liệu hoạt động thực tế của tấm pin quang điện Bên cạnh đó để đánh giá chất lượng hệ thống pin quang điện thì hệ thống chuẩn đoán lỗi được phát triển dựa trên so sánh cường độ dòng điện đo đạc và cường độ dòng điện theo mô hình toán học, từ đó cho thấy mô hình toán học của pin quang điện được nhúng bên trong vi điều khiển do tác giả xây dựng có sự chính xác và tin cậy cao thông qua việc chuẩn đoán lỗi là đạt chỉ tiêu không lớn hơn 5% Kết quả thực nghiệm cho thấy thiết bị có những ưu điểm là tự phát triển, độ chính xác tin cậy, hiệu quả về chi phí

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC CÁC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Kết cấu của luận văn 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tình hình phát triển điện mặt trời trên thế giới 4

1.2 Tình hình phát triển điện mặt trời tại Việt Nam 6

1.3 Các nghiên cứu có liên quan 9

CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC PIN QUANG ĐIỆN DỰA TRÊN MATLAB/simulink 12

2.1 Hiệu suất của quá trình biến đổi quang điện 12

2.2 Vật liệu chế tạo pin quang điện 13

2.3 Công nghệ pin quang điện 14

2.4 Mô hình và phương trình toán học tế bào pin quang điện 16

2.5 Mô hình và phương trình toán học mô- đun pin quang điện 19

2.6 Xây dựng và mô phỏng mô hình toán học pin quang điện trên môi trường Matlab/Simulink 21

2.6.1 Xây dựng mô hình pin quang điện mặt trời tổng quát 21

2.6.2 Kết quả mô phỏng mô hình pin quang điện JAM72S20 455W 22

3.1 Phát triển phần cứng cho hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện 26

3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện 26

3.1.2 Vi điều khiển STM32F103C8T6 27

3.1.3 Hệ thống cảm biến 27

3.1.4 Sơ đồ kết nối phần cứng hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng hệ thống pin quang điện 32

3.2 Phát triển phần mềm cho hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện 34

3.2.1 Xây dựng lưu đồ giải thuật của hệ thống 34

3.2.2 Xây dựng và nhúng mô hình toán học của pin quang điện trên vi điều khiển 35

CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA HỆ THỐNG DỰA TRÊN THỰC NGHIỆM VÀ MÔ HÌNH 37

4.1 Mô hình thực nghiệm 37

4.2 Phân tích kết quả và đánh giá thực nghiệm 38

4.3 Chức năng đánh giá chất lượng pin quang điện 45

4.3.1 Xác định sai số của hệ thống 45

4.3.2 Đánh giá chất lượng pin quang điện 46

4.4 Chức năng phát hiện lỗi 47

4.4.1 Chức năng phát hiện lỗi bóng che 47

4.4.2 Chức năng phát hiện các lỗi khác 50

4.5 Xây dựng hệ thống hiển thị và theo dõi di động 52

CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN 54

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC A

PHỤ LỤC B

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HJT Heterojunction cells Công nghệ tế bào dị liên kết

IBC Interdigitated Back Contact cells Các ô tế bào liên hệ ngược xen

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Công suất lắp đặt PV toàn cầu trong 10 năm gần nhất (MW) 4

Hình 1.2 Các nước có công suất lắp đặt điện mặt trời dẫn đầu trên toàn cầu năm 2020 5

Hình 1.3 Bản đồ năng lượng bức xạ mặt trời tại Việt Nam 7

Hình 1.4 Công suất lắp đặt điện mặt trời của 5 nước dẫn đầu Đông Nam Á ( 2015- 2019) 8

Hình 1.5 Tổng công suất lắp đặt PV của 5 nước dẫn đầu 8

Hình 2.1 Mô tả tấm pin quang điện dạng mono và poly 14

Hình 2.2 Cấu tạo của tấm pin full cell 15

Hình 2.3 Mô-đun Half-cut cell tăng một phần hiệu suất so với tấm truyền thống 16

Hình 2.4 Mô hình tổng quát của tế bào quang điện [17,18] 17

Hình 2.5 Mô hình tương thích của tế bào quang điện [17,18] 19

Hình 2.6 Mô hình tổng quát của mô-đun pin quang điện 20

Hình 2.7 Mô hình mô phỏng mô đun pin quang điện 445W 21

Hình 2.8 Chương trình của mô đun pin quang điện JAM72S20 455W 22

Hình 2.9 Đặc tuyến I–V ở điều kiện tiêu chuẩn 23

Hình 2.10 Đặc tuyến P-V ở điều kiện tiêu chuẩn 23

Hình 2.11 Đặc tuyến I–P–V ở điều kiện tiêu chuẩn 24

Hình 2 12 Đặc tuyến I–V khi thay đổi bức xạ mặt trời 24

Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống giám sát giàn pin năng quang điện 26

Hình 3.2 Sơ đồ chân kết nối và hình ảnh thực tế cảm biến nhiệt độ thermocouple RTD PT100 loại A 27

Hình 3.3 Giá trị nhiệt độ theo điện trở cảm biếm PT100 28

Hình 3.4 Sơ đồ chân kết nối và hình ảnh thực tế cảm biến đo bức xạ mặt trời davis 6450 29

Hình 3.5 Sơ đồ chân kết nối và hình ảnh thực tế cảm biến dòng điện ACS756 30

Hình 3.6 Mô đun ESP8266 [23] 31

Hình 3.7 Sơ đồ kết nối phần cứng của hệ thống 33

Hình 3.8 Bảng mạch thiết bị giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện 33

Hình 3.9 Lưu đồ giải thuật của hệ thống 34

Hình 3.10 Biên dịch và tải xuống mã nhị phân cho thiết bị đánh giá tấm pin quang điện với vi điều khiển STM32F103C8T6 thông qua trình soạn thảo và biên dịch

arduino IDE 35

Hình 4.1 Sơ đồ thiết lập thực nghiệm thiết bị giám sát và đánh giá chất lượng hệ thống pin quang điện 37

Hình 4.2 Các dữ liệu được hiển thị trên giao diện web của máy chủ lưu trữ 38

Hình 4.3 Các dữ liệu được hiển thị trên giao diện web của máy chủ lưu trữ 39

Hình 4.4 Đặc tuyến bức xạ mặt trời trong 8 giờ 39

Hình 4.5 Đặc tuyến nhiệt độ hoạt động của mô đun pin quang điện trong 8 giờ 40

Hình 4.6 Đặc tuyến điện áp ngõ ra trong 8 giờ 40

Hình 4.7 Đặc tuyến dòng điện đo so đạc với dòng điện mô hình trong 8 giờ 41

Hình 4.8 Đặc tuyến công suất đo so với công suất mô hình trong 8 giờ 41

Hình 4.9 Đặc tuyến sai lệch dòng điện giữa kết quả đo đạc và mô hình 43

Hình 4.10 Đặc tuyến sai lệch công suất giữa kết quả đo đạc và mô hình 43

Hình 4.11 Mô đun pin quang điện và cảm biến đo bức xạ gắn trên mái nhà 44

Hình 4.12 Inverter hòa lưới 1000W 44

Hình 4.13 Đường đặc tính I-P-V ở điều kiện tiêu chuẩn 46

Hình 4.14 Kết quả thử nghiệm hệ thống phát hiện lỗi 47

Hình 4.15 Thực nghiệm chức năng phát hiện lỗi 48

Hình 4.16 Đặc tuyến dòng điện đo đạc so với dòng điện mô phỏng trong 1 giờ thực nghiệm chức năng phát hiện lỗi 49

Hình 4.17 Đặc tuyến công suất đo đạc so với công suất mô phỏng trong 1 giờ thực nghiệm chức năng phát hiện lỗi 49

Hình 4.18 Các tấm pin quang điện được mắc song song 51

Hình 4.19 Dữ liệu nhiệt độ, bứ xạ, điện áp làm việc và chức năng phát hiện lỗi được hiển thị trên giao diện web 52

Hình 4.20 Dữ liệu dòng điện và công suất ngõ ra đo đạc và mô phỏng được hiển thị trên giao diện web 52

Hình 4.21 Tất cả dữ liệu tải về trong excel 53

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các nghiên cứu phương pháp kiểm tra lỗi vận hành của pin quang điện để đánh giá chất lượng pin quang điện 10 Bảng 2.1 Hằng số lý tưởng vật liệu phụ thuộc vào công nghệ PV 18 Bảng 2.2 Bảng thông số kỹ thuật của mô đun pin quang điện JAM72S20 455W [22] 22 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật cảm biến bức xạ mặt trời Davis 6450 [24] 29 Bảng 3.2 Bảng thông số kỹ thuật cảm biến dòng ACS756SCB-050B [25] 30 Bảng 3 3 Bảng kết nối phần cứng hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng hệ 32 Bảng 4.1 Phân tích sự khác biệt của hệ thống thực nghiệm và mô phỏng 44 Bảng 4.2 Các kết quả phân tích sự khác biệt của hệ thống thực nghiệm và mô phỏng 45 Bảng 4.3 Bảng thông số kỹ thuật của mô đun pin quang điện JAM72S20 455W [22] 46 Bảng 4.4 Phân tích sự khác biệt của hệ thống thực nghiệm và mô phỏng cho chức năng phát hiện lỗi 50

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Thế giới hiện nay đang phải đối mặt với những vấn đề nghiêm trọng từ môi trường do việc khai thác và sử dụng năng lượng than đá, khí đốt Điều này gây mất cân bằng sinh thái, tầng địa chất bị phá hủy, biến đổi khí hậu, ô nhiễm không khí và nguồn nước Bên cạnh đó, nguồn nguyên liệu hóa thạch cũng dần khan hiếm hơn và

có chi phí cao Điện năng lượng mặt trời như một phương pháp thay thế các hình thức sản xuất điện khác, giúp tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường và giảm tải áp lực lên lưới điện quốc gia

Trong những năm gần đây, với các cơ chế khuyến khích (Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/4/2017 và Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg ngày 06/4/2020 của Thủ tướng Chính phủ, điện mặt trời đã có sự phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam Tính đến cuối năm 2020, tổng công suất lắp đặt điện mặt trời trên cả nước

đã đạt khoảng 19.400 MWp (tương đương 16.500 MW), chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt nguồn điện của hệ thống điện Quốc gia

Đặc biệt, năm 2020 đã chứng kiến sự bứt phá của điện mặt trời mái nhà của Việt Nam Tính đến hết ngày 31/12/2020 [1], hơn 100.000 công trình điện mặt trời mái nhà đã được đấu nối vào hệ thống điện với tổng công suất lắp đặt lên tới gần 9.300 MWp Trong đó, chỉ riêng 3 ngày (từ 29/12-31/12/2020) đã có thêm hơn 3.000MW với hơn 10.000 dự án được vận hành Có thể nói, Quyết định 13 của Thủ tướng Chính phủ thực sự đã tạo nên “cú hích” cho điện mặt trời mái nhà phát triển Với nhiều lợi ích mang lại cho chính chủ đầu tư cũng như cộng đồng, việc lắp đặt công trình điện mặt trời mái nhà đã được người dân, doanh nghiệp quan tâm Tuy nhiên điện mặt trời trong giai đoạn vận hành gặp nhiều lỗi dẫn đến mất mát công suất ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống pin quang điện như là bị bóng đổ, đứt cáp điện, bụi bẩn hoặc do lỗi chập mạch dẫn đến hỏng các tấm pin quang điện Chính vì lẽ đó các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu rất nhiều phương pháp xác định lỗi dàn pin quang điện để đánh giá chất lượng của hệ thống pin quang điện từ đó tránh mất mát năng lượng trong giai đoạn vận hành Theo đó, các nhà nghiên cứu đưa ra nhiều phương pháp để xác định lỗi của dàn pin quang điện, để xác định lỗi của dàn pin quang điện thì cũng có nhiều phương pháp như so sánh sự sai lệch dòng điện và công suất của

pin quang điện, phương pháp phân tích tổn hao công suất, phương pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo… Tuy nhiên một số phương pháp phát hiện lỗi sử dụng thuật toán rất phức tạp, hệ thống phần cứng yêu cầu cấu hình cao và chi phí tương đối không nhỏ Trên thực tế, để đảm bảo các yếu tố: (1) Độ chính xác tin cậy, (2) hiệu quả về chi phí, (3) phương pháp tương đối đơn giản, tác giả đã quyết định chọn đề tài nghiên

cứu “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN” Nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta hiểu

rõ hơn về cách kiểm soát hiệu suất hoạt động của pin quang điện, các số liệu đo đạc như bức xạ mặt trời, nhiệt độ và điện áp làm việc, cường độ dòng điện và công suất đầu ra của pin quang điện trong điều kiện làm việc thức tế, các dữ liệu này được giám sát bằng giao diện web thân thiện với người dùng Bên cạnh đó hệ thống còn có chức năng đánh giá chất lượng hệ thống pin quang điện bằng phương pháp xác định lỗi của của dàn pin quang điện là so sánh sự sai lệch dòng điện và công suất của tấm pin quang điện Để từ đó giúp người quản lý năng lượng phát hiện lỗi trong quá trình vận hành để đưa ra biện pháp xử lý tránh thất thoát năng lượng làm ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống pin quang điện

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Thiết kế và thi công thiết bị giám sát tự động thu thập dữ liệu của pin quang điện và hệ thống hiển thị

- Xây dựng mô hình toán học của pin quang điện và nhúng mô hình này bên trong vi điều khiển

- Xây dựng thuật toán đánh giá chất lượng pin quang điện

- Thiết kế phần cứng

- Đánh giá độ chính xác của thiết bị

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là mô hình toán học và thuật toán phát hiện lỗi đưa ra sự đánh giá chất lượng pin quang điện được nhúng bên trong vi điều khiển

Phạm vi nghiên cứu là giám sát các dữ liệu được thu thập, phân tích chức năng phát hiện lỗi ảnh hưởng đến chất lượng pin quang điện bằng phương pháp so sánh dòng điện và công suất của pin quang điện

4 Phương pháp nghiên cứu

- Tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí về điện tử và Truy cập từ mạng Internet

- Xây dựng mô hình toán học của pin quang điện trên nền tảng C/C++ được nhúng trong vi điều khiển

- Từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mình kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, tác giả đã lắp ráp thử nghiệm mô hình từ đó đưa ra những biên pháp tối ưu nhất cho hệ thống

5 Kết cấu của luận văn

Luận văn gồm có 5 chương :

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình phát triển điện mặt trời trên thế giới

Tổ chức IRENA [2] cơ quan năng lượng tái tạo quốc tế đã thống kê tình hình phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới vào cuối năm 2020 cho thấy tốc độ tăng trưởng của năng lượng mặt trời toàn cầu đang phát triển rất nhanh trong hơn một thập kỷ qua Điều này cho thấy các nước trên thế giới đang quan tâm đến việc sự dụng nguồn năng lượng sạch Tổng dung lượng lắp đặt PV toàn cầu tăng nhanh chóng từ 40,287

GW vào năm 2010 đã tăng lên 707,494 GW vào năn cuối năm 2020

Hình 1.1 Công suất lắp đặt PV toàn cầu trong 10 năm gần nhất (MW)

Hình 1.2 Các nước có công suất lắp đặt điện mặt trời dẫn đầu trên toàn cầu năm

2020

(Nguồn:https://www.irena.org)

Trung Quốc hiện được xem là quốc gia có khả năng sản xuất điện năng lượng mặt trời (điện mặt trời) lớn nhất trên thế giới với khả năng sản xuất lên đến 1330 Gigawatts (GW) mỗi năm, với 254,354 GW [3] vào năm 2020 Đây cũng là nước sở hữu dự án Điện mặt trời lớn nhất thế giới với công suất lên đến 1,547-MW ở sa mạc Tengger

Mỹ là thị trường lớn thứ hai thế giới về năng lượng tái tạo.Với tổng công suất lắp đặt điện mặt trời là 75,571 GW [3], Mỹ đã lắp đặt 29 GW năng lượng tái tạo vào năm

2019, nhiều hơn gần 80% so với năm 2019, bao gồm 15 GW năng lượng mặt trời và khoảng 14 GW gió

Với sự phát triển tiên phong trong công nghệ và chế tạo, chính phủ Nhật Bản đặt mục tiêu nâng nguồn cung năng lượng tái tạo từ 15% lên 22-24% trong giai đoạn

2018 - 2030 Kể từ sau thảm họa Nhà máy Điện hạt nhân Fukushima Daiichi, Nhật Bản đặt quyết tâm chuyển dịch cơ cấu điện từ năng lượng hạt nhân sang năng lượng

tái tạo Tính đến cuối năm 2020 tổng công suất lắp đặt điện mặt trời của Nhật Bản đứng thứ 3 thế giới với 69,999 GW [3]

Đức cũng là một trong những nước đã triển khai mãnh mẽ và là quốc gia hàng đầu sản xuất năng lượng mặt trời Các nguồn năng lượng tái tạo đang được quốc gia này ưu tiên bậc nhất với mục tiêu đạt 80% năng lượng điện từ năng lượng tái tạo đến năm 2050 Theo thống kê tính đến cuối năm 2020 Đức có tổng công suất lặp đặt điện mặt trời đứng thứ 4 thế giới với 53,783 GW [3]

Tính đến hết năm 2020, tổng công suất điện từ nguồn năng lượng mặt trời tại Ấn

Độ đạt 41.600MW [4] trong đó, 34.000MW điện mặt trời quy mô lớn (nhà máy, trang trại ), 6.400MW điện mặt trời mái nhà Đặc biệt, riêng trong giai đoạn từ tháng 10

- 12/2020 chứng mức tăng trưởng mạnh mẽ của loại hình năng lượng này, với mức tăng 1.290MW, trong đó điện mặt trời mái nhà đã tăng thêm hơn 300 MW - báo cáo của Bridge To India cho biết

1.2 Tình hình phát triển điện mặt trời tại Việt Nam

Nhiệt điện gây ô nhiễm, thuỷ điện đến hạn, điện hạt nhân đứng trước những cảnh báo về thảm hoạ đã đưa tới nhu cầu tất yếu trong việc nghiên cứu, bổ sung và dần thay thế nguồn nhiệt điện, thuỷ điện bằng năng lượng tái tạo từ gió, mặt trời, sinh khối… Thực tiễn phát triển năng lượng tại các nước phát triển cũng cho thấy đây là con đường tất yếu Nhiều quốc gia đã đặc biệt quan tâm đến lĩnh vực này từ khá sớm, như tại Thụy Điển, Đan Mạch, Áo, Pháp, năm 2014 năng lượng tái tạo được sử dụng chiếm khoảng 13,4% trên tổng năng lượng tiêu thụ

Việt Nam là một trong các nước có tiềm năng lớn về phát triển năng lượng tái tạo như thủy điện, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối, năng lượng địa nhiệt… Cụ thể, nước ta nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa, với bờ biển dài hơn 3000km

Việt Nam cũng được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời, đặc biệt ở các vùng miền trung và miền nam của đất nước với tổng số giờ nắng trong năm dao động trong khoảng 1.400-3.000 giờ, cường độ bức xạ mặt trời trung bình khoảng 4-5 kWh/m2/ngày Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước Đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền Trung và miền Nam là khoảng 300 ngày/năm

Hình 1.3Bản đồ năng lượng bức xạ mặt trời tại Việt Nam

(Nguồn:https://globalsolaratlas.info/download/vietnam)

Nhìn lại cả thập kỷ, có thể thấy rằng, trong giai đoạn 2011 - 2015, năng lượng tái tạo tại Việt Nam chưa phát triển mạnh mẽ Điều này được lý giải do công nghệ chưa phát triển nên giá thành sản xuất của các loại hình sản xuất điện tái tạo vẫn còn cao

và chưa thực sự hấp dẫn đối với các nhà đầu tư Tới giai đoạn 2016 - 2019, việc phát triển năng lượng tái tạo đã có sự bùng nổ mạnh mẽ

Sau khi có Quyết định 11/2017/QÐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời ngày 11/4/2017 của Thủ tướng CP về hỗ trợ phát triển điện mặt trời, theo đó các dự án điện mặt trời nối lưới được mua với giá 9,35 Uscents/kWh Đã giúp ngành

năng lượng Việt nam một giai đoạn phát triển vượt bậc, đạt được thành công rực rỡ chỉ sau 2 năm Quyết Định này ra đời và đi vào cuộc sống

Hình 1.4 Công suất lắp đặt điện mặt trời của 5 nước dẫn đầu Đông Nam Á ( 2015-

2019)

(Nguồn:https://www.irena.org)

Hình 1.5 Tổng công suất lắp đặt PV của 5 nước dẫn đầu

Đông Nam Á trong 5 năm

(Nguồn:https://www.irena.org)

Cụ thể năm 2018 tổng công suất lắp đặt tăng vượt bậc từ 9MW lên 106 MW và đỉnh điểm là cuối năm 2019 tăng lên 5,694 MW Tổng công suất lắp đặt năm 2019 của Việt Nam nhiều hơn tổng công suất lắp đặt trong 5 năm của Malaysia, Philippines, Singapore Qua đó trở thành nước phát triển mạnh mẽ nhất về Năng lượng mặt trời

5,822

12,532 2,296

3,657 676

ở khu vực Đông Nam Á Về tổng công suất lắp đặt năng lượng mặt trời trong 5 năm của Việt Nam chỉ xếp sau Thái Lan, nước có tổng công suất lắp đặt điện mặt trời lên tới 12,532 MW Điều đó cho thấy Việt Nam đang trở thành thị trường đầu tư các dự

án về năng lượng mặt trời rất hấp dẫn

Theo báo cáo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam [5] , trong 6 tháng đầu năm 2020

đã huy động 5,41 tỷ kWh từ nguồn điện năng lượng tái tạo, trong đó điện mặt trời đạt 4,71 tỷ kWh, tăng gấp 5,35 lần so với cùng kỳ năm 2019 6 tháng đầu năm 2020, trên toàn quốc đã lắp đặt 13.784 dự án điện mặt trời mái nhà với tổng công suất 379,9 MWp Lũy kế đến 2020, đã có 36.161 dự án điện mặt trời mái nhà đã đưa vào vận hành với tổng công suất 764,1MWp

1.3 Các nghiên cứu có liên quan

Hiên nay trên thế giới và trong nước có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng

về pin quang điện, dùng nhiều phương pháp để sử dụng nguồn năng lượng mặt trời hiệu quả Các phương pháp và thuật toán kiểm tra lỗi vận hành của pin quang điện để đánh giá chất lượng pin quang điện như phương pháp so sánh dòng điện và công suất [6,7,8], phương pháp thống kê và xử lý tín hiệu [9-11] , phương pháp phân tích tổn hao công suất[12-13] , phương pháp logic mờ và trí tuệ nhân tạo[7,14,15] được thể hiện ở bảng 1.1 chưa phải là một giải pháp hiệu quả về chi phí đầu tư về phần cứng, độ phức tạp của thuật toán và sự vận hành của thiết bị Chưa kể đến một

số nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng phải trả phí để sử dụng Những hạn chế trên, luận văn này đề xuất một giải pháp kiểm tra lỗi vận hành để đưa ra đánh giá chất lượng pin quang điện là thiết kế và thi công thiết bị giám sát và đánh giá chất lượng

hệ thống pin quang điện, với cấu hình phần cứng là một vi điều khiển STM32F103C8T6 được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm arduino miễn phí với nền tảng lập trình nhúng dựa trên ngôn ngữ C/C++ Bằng phương pháp này rất dễ thiết kế mạch điện cho hệ thống thu thập dữ liệu analog từ cảm biến cho vi điều khiển STM32F103C8T6 Ngoài ra, hệ thống còn được tích hơn chức năng hiển thị tại chỗ bằng màn hình HMI, với máy chủ lưu trữ dữ liệu và giao diện web thân thiện cho phép người sử dụng kiểm tra sự ảnh hưởng của bức xạ, nhiệt độ, dòng điện và công suất làm việc của tấm pin quang điện từ xa bởi các thiết bị di động không dây

Bảng 1.1 Các nghiên cứu phương pháp kiểm tra lỗi vận hành của pin quang điện để

đánh giá chất lượng pin quang điện Tài liệu tham

Phần

Phương pháp

Davarifar M

và cộng sự

[6]

Thiết bị thu thập dữ liệu

nơ-So sánh dòng điện và công suất

Garoudja E và

cộng sự

[8]

Thiết bị thu thập dữ liệu agilent 34970a

xử lý tín hiệuHoussein A và

và máy tính nhúng

Matlab/

Phương pháp phân tích tổn hao công suất

Tài liệu tham

Phần

Phương pháp

và cộng sự

[14]

Máy vi tính -

Hệ thống dựa trên nguyên tắc mờ Takagi-Sugeno-Kahn

So sánh dòng điện và công suất

Chao K-H và

cộng sự

[15]

Vi điều khiển PIC Solar Pro

Mạng nơ-ron thông

minh

So sánh dòng điện và công suất

CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC PIN QUANG ĐIỆN

DỰA TRÊN MATLAB/simulink 2.1 Hiệu suất của quá trình biến đổi quang điện

Hiệu suất pin quang điện là tỉ số giữa năng lượng điện từ và năng lượng ánh sáng mặt trời Dùng phương pháp đo lượng ánh sáng mặt trời mà hệ thống pin quang điện

có thể chuyển đổi thành điện thực tế Kết quả xác định chính là hiệu quả của tấm pin quang điện và luôn được đo bằng tỷ lệ phần trăm Ngoài việc phản ánh hiệu suất của pin quang điện còn phụ thuộc vào phổ và cường độ của ánh sáng mặt trời tới và nhiệt

độ của pin quang điện Do đó, các điều kiện theo đó hiệu quả được đo phải được kiểm soát cẩn thận để so sánh hiệu suất của thiết bị này với thiết bị khác Pin quang điện trên mặt đất được đo trong điều kiện 1.5 atm và ở nhiệt độ 25 ° C

Hiệu suất của một pin quang điện được xác định là phần của công suất được chuyển thành điện :

Công suất đầu vào để tính toán hiệu quả là 1 kW / m2 hoặc 100 mW / cm2 Do

đó, công suất đầu vào cho ô 100 × 100 mm2 là 10 W

Ví dụ : Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời với hiệu suất 20% và diện tích

1 m² sẽ tạo ra 200 W ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, nhưng nó có thể tạo ra nhiều hơn khi mặt trời có nhiều bức xạ hơn và sẽ tạo ra ít hơn trong điều kiện có mây hoặc khi mặt trời bị che khuất

Nói một cách đơn giản, hiệu suất pin quang điện (tính bằng phần trăm) định lượng khả năng của bảng mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng Với cùng một lượng ánh sáng mặt trời chiếu trong cùng một khoảng thời gian

trên hai tấm pin quang điện với các mức hiệu suất khác nhau, bảng hiệu quả hơn sẽ tạo ra nhiều điện hơn so với bảng kém hiệu quả hơn

Về mặt thực tế, đối với hai tấm pin quang điện có cùng kích thước vật lý, nếu một tấm có tỷ lệ hiệu suất 21% và tấm kia có mức hiệu suất 14%, thì tấm pin hiệu suất 21% sẽ tạo ra thêm 50% sản lượng điện năng cùng với các điều kiện tương tự như tấm pin có hiệu suất 14% Do đó, tối đa hóa việc sử dụng năng lượng và tiết kiệm hóa đơn phụ thuộc rất nhiều vào hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời hàng đầu Nhiều người tiêu dùng và người dân trong ngành năng lượng mặt trời coi hiệu suất của tấm pin quang điện là tiêu chí quan trọng nhất khi đánh giá chất lượng của tấm pin quang điện Mặc dù đây là một tiêu chí quan trọng, nhưng đây không phải là điều duy nhất cần xem xét trong khi bạn đánh giá xem có nên lắp đặt một tấm pin quang điện cụ thể hay không Hiệu suất tấm pin quang điện liên quan đến khả năng của tấm PV chuyển đổi năng lượng với chi phí thấp và tỷ lệ cung cấp cao

2.2 Vật liệu chế tạo pin quang điện

Các vật liệu dùng chế tạo pin quang điện có rất nhiều, gồm cả kim loại và phi kim, nhưng trong quá trình chế tạo và thương mại hóa, người ta sẽ đặt ra 2 tiêu chí đánh giá, đó là hiệu suất và giá cả

Hiệu suất ở đây là hiệu suất chuyển đổi: là tỉ lệ chuyển đổi của tấm pin từ bức xạ mặt trời thành điện năng, hiệu suất này thay đổi từ 6%-30% hoặc cao hơn nữa từ vật liệu silic

Giá của hệ thống cung cấp điện mặt trời phụ thuộc chủ yếu vào giá thành tấm pin quang điện, ở các vùng có lượng bức xạ mặt trời thấp, buộc phải sử dụng tấm pin có hiệu suất chuyển đổi cao hơn, theo đó thì giá thành cũng cao hơn, còn ở vùng có bức

xạ mặt trời mạnh hơn thì sử dụng tấm pin rẻ hơn do hiệu suất chuyển đổi thấp hơn Vật liệu để chế tạo pin quang điện hiện nay là silic dạng tinh thể, trong đó người

ta chia làm 3 loại pin:

- Pin quang điện đơn tinh thể (mono), loại có hiệu suất chuyển đổi cao nhất lên đến 16%, loại này đắt tiền nhất do được cắt trực tiếp từ các khối tinh thể silic hình ống

- Pin quang điện đa tinh thể (poly), được làm từ silic nung chảy và phủ thành lớp liền nhau không chia khối như đơn tinh thể, hiệu suất chuyển đổi của pin dạng

này thấp hơn đơn tinh thể, tuy nhiên mật độ phủ của nó cao hơn tấm mono trong cùng một diện tích nên bù lại về sản lượng điện

Pin quang điện dạng mỏng (thin-film), miếng phim này cũng được làm từ silic nung chảy đa tinh thể, đây là loại có hiệu suất thấp nhất và giá thành cũng thấp nhất

Hình 2.1 Mô tả tấm pin quang điện dạng mono và poly

(Nguồn:http://kingteksolar.com.vn)

2.3 Công nghệ pin quang điện

Hầu hết các nhà sản xuất tấm pin quang điện cung cấp một loạt các dòng sản

phẩm bao gồm các loại đơn tinh thể (Mono) và đa tinh thể (Poly) với các xếp hạng

công suất và điều kiện bảo hành khác nhau Hiệu quả của các tấm pin quang điện đã tăng đáng kể trong vài năm qua do nhiều tiến bộ trong công nghệ

+ Công nghệ pin full cell

Tấm pin quang điện full-cell là loại pin truyền thống thường gồm 60 cell, mắc nối tiếp Thông thường các loại pin full cell thì mỗi cell thường có kích thước là 6 inch x 6 inch (tương đương 156mm x156mm) Các nhà đầu tư thường lựa chọn loại tấm pin quang điện nay nhiều vì chi phí bỏ ra thấp

Hình 2.2 Cấu tạo của tấm pin full cell

(Nguồn:https://solartop.vn)

+ Công nghệ pin Half-cut cell – Tế bào phân nửa:

Hafl-cut cell sử dụng phương pháp cắt cell truyền thống ra hai phần bằng nhau thông qua tia laser Kỹ thuật này giúp tăng một phần hiệu suất so với tấm truyền thống, nó phân chia tấm pin quang điện thành 2 bảng nhỏ hơn với công suất 50% trên mỗi bảng và hoạt động song song với nhau Việc cắt đôi cell giúp quãng đường dòng diện chạy trên các busbar giảm xuống một nửa, điều này có rất nhiều lợi ích như hiệu suất tăng do tổn thất điện trở thấp hơn Trên các tấm pin truyền thống thường các cell sẽ được chia làm 3 dãy trong khi đó với tấm Half-cut cell

sẽ có 6 dãy Một lợi ích khác là nó cho phép che bóng một phần ở phần trên hoặc phần dưới của tấm pin mà không ảnh hưởng đến toàn bộ công suất đầu ra của tấm pin quang điện

Hình 2.3 Mô-đun Half-cut cell tăng một phần hiệu suất so với tấm truyền thống

(Nguồn: https://pinmattroi.org)

Cell thường được mắc nối tiếp lại với nhau, theo nguyên lý này nếu một cell bị che bóng sẽ khiến cả tấm pin bị suy giảm 1/3 công suất Đối với công nghệ half-cut cell, các cell bị cắt đôi nên trong tấm pin mới sẽ có gấp đôi số lượng cell so với tấm pin thường Khi kết nối các cell lại chúng sẽ được chia làm 6 dãy, 1 cell che bóng chỉ gây suy giảm 1/6 công suất tấm pin Dòng điện thấp hơn cũng giúp nhiệt độ cell pin thấp hơn, từ đó làm giảm sự hình thành nguy cơ và ảnh hưởng của các điểm nóng (hot-spot) do ảnh hưởng che bóng một phần, bụi bẩn hoặc các vết nứt tại cell pin Ngoài ra, khoảng cách ngắn hơn để dẫn dòng điện đến hộp đấu nối tại chính giữa của tấm pin quang điện giúp cải thiện hiệu suất tổng thể cho phép tăng sản lượng của tấm pin quang điện có kích thước tương tự lên đến 20W Tấm pin Hafl-cut cell được ông lớn REC solar giới thiệu vào năm 2014 Sau đó các nhà sản xuất khác như Trina Solar, Hanwha Q CELLS, JinkoSolar và LONGi Solar lần lượt ra mắt cũng như mở rộng các dây chuyền sản xuất Hafl-cut cell của họ cho đến tận hôm nay

2.4 Mô hình và phương trình toán học tế bào pin quang điện

Pin quang điện hoạt động theo đặc tính phi tuyến I-V và P-V, thay đổi tuyến tính theo bức xạ mặt trời và nhiệt độ hoạt động của tế bào quang điện Phương trình toán học chung cho đặc tính đầu ra I-V cho một tế bào quang điện đã được nghiên cứu

trong suốt bốn thập kỷ qua Xây dựng mô hình tổng quát của tế bào quang điện hình 2.4 [16,17]

Hình 2.4 Mô hình tổng quát của tế bào quang điện [17,18]

Phương trình điện áp và dòng điện của một tế bào quang điện được tính bằng công thức (2.3)

T c : nhiệt độ làm việc của tế bào quang điện

A : hằng số lý tưởng của vật liệu bán dẫn

RSH : điện trở song song ( shunt)

RS : điện trở nối tiếp ( Series)

Dòng quang điện của pin quang điện phụ thuộc vào bức xạ của mặt trời và nhiệt độ làm việc của tế bào quang điện, theo công thức (2.4)

TPV STC : nhiệt độ ở điều kiện chuẩn của pin quang điện ( 25oC)

TPV : nhiệt độ làm việc của pin quang điện oC

qE

T STC T

I RS : dòng điện chạy qua nội trở song song RSH

TPV STC : nhiệt độ ở điều kiện chuẩn của tế bào quang điện oC

Bảng 2.1 Hằng số lý tưởng vật liệu phụ thuộc vào công nghệ PV

Công nghệ Hằng số lý tưởng vật liệu A

tế bào quang điện được thể hiện trong hình 2.5

Hình 2.5 Mô hình tương thích của tế bào quang điện [17,18]

Giả định điện trở shunt RSH = ∞, lúc này ta chỉ cần thay đổi giá trị RStheo các giá trị RS = 0.001Ω, RS = 0.01Ω, RS = 0.1Ω[17], phương trình điện áp - dòng điện của một tế bào quang điện pin quang điện (2.3) được thay thế bởi phương trình (2.6)

A : hằng số lý tưởng vật liệu PV thống kê bảng 2.1

RS : điện trở nối tiếp ( Series)

V : điện áp ngõ ra của té bào quang điện

2.5 Mô hình và phương trình toán học mô- đun pin quang điện

Một tế bào quang điện tạo ra công suất khoảng 2W (Pmax ≤ 2W) và điện áp khoảng 0.5V Trên thực tế, các mô-đun năng lượng mặt trời thương mại có công suất

từ 2W đến 550W Xây dựng mô-đun năng lượng mặt trời tạo ra công suất như trên thì ghép song song các tế bào quang điện trên một mô đun PV và nhiều mô-đun PV

nối tiếp lại với nhau để tạo ra dòng điện và điện áp đáp ứng được nhu cầu thực tế Sơ

đồ mạch tương đương cho mô-đun pin quang điện như hình 2.6

Hình 2.6 Mô hình tổng quát của mô-đun pin quang điện

(Nguồn:Tác giả)

N V I

Như hình 2.5 tế bào quang điện, với mô đun pin quang điện thương mại thì điện trở nối tiếp RS là yếu tố tác động trực tiếp đến công suất ngõ ra của mô đun pin quang điện Từ đó mô đun pin quang điện thương mại trên thị trường được xây dựng theo cấu trúc nối tiếp - song song và mô hình tương đương thích hợp cho các mô-đun năng lượng mặt trời như hình 2.6

N S = N P = 1: cấu trúc của một tế bào quang điện

điện

điện

N S > 1và N P > 1 : số lượng tế bào quang điện mắc nối tiếp và song song của mô đun

pin quang điện

Phương trình toán học của mô hình tổng quát được mô tả như sau:

Ngoài ra, một mô hình đơn giản của mô đun pin quang điện tổng quát như hình 2.6

Từ hình 2.6 phương trình toán học có dạng như sau:

2.6.1 Xây dựng mô hình pin quang điện mặt trời tổng quát

Hình 2.7 Mô hình mô phỏng mô đun pin quang điện 445W

(Nguồn:Tác giả)

Dòng điện ngõ ra của mô đun pin quang điện sẽ chịu sự ảnh hưởng bởi các thành phần như : nhiệt độ, bức xạ mặ trời, điện áp hoạt động, dòng bão hòa của diode và điện trở nối tiếp Rs Trong nghiên cứu này, mô hình mô phỏng tổng quát được xây

dựng dựa trên phần mềm MATLAB/Simulink phù hợp cho các loại mô đun thương mại, phân tích dựa trên điểm công suất cực đại và đồ thì đặc tính ngõ ra I-V và PV

Mô hình mô phỏng và chương trình của mô đun pin quang điên JAM72S20 455W (bảng 2.2) được thực hiện như hình 2.7 và 2.8

Hình 2.8 Chương trình của mô đun pin quang điện JAM72S20 455W

(Nguồn:Tác giả)

Bảng 2.2 Bảng thông số kỹ thuật của mô đun pin quang điện JAM72S20 455W [22]

Thông số kỹ thuật Kí hiệu Tham số

2.6.2 Kết quả mô phỏng mô hình pin quang điện JAM72S20 455W

Từ mô hình mô phỏng, chương trình và bảng thông số kỹ thuật mô hình pin quang điện JAM72S20 455W, kết quả mô phỏng các giá trị công suất, điện áp và dòng điện danh định, điện áp và dòng điện ngắn mạch chính xác với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất đưa ra ở điều kiện tiêu chuẩn [18]

Luận văn này tác giả mô phỏng mô đun pin quang điện JAM72S20 455W dựa trên thông số kỹ thuật của nhà sản xuất ở bảng 2.2 Kết quả mô phỏng là đồ thị của

đường đặc tuyến I-V và P-V ở nhiệt độ hoạt động của mô đun pin quang điện TPV STC

= 25oC và bức xạ mặt trời  STC

= 1kW/m2 Các thông số như : dòng điện danh định (Imp) , điện áp danh định (vmp) và công suất cực đại (Pmax) chính xác sô với thông số

kỹ thuật của nhà sản xuất như hình 2.9 và 2.10

Hình 2.9 Đặc tuyến I–V ở điều kiện tiêu chuẩn

(Nguồn:Tác giả)

Hình 2.10 Đặc tuyến P-V ở điều kiện tiêu chuẩn

Tế bào pin quang điện có tính chất tuyến tính, dòng điện, điện áp và công suất ngõ ra của mô-đun pin quang điện mặt trời phụ thuộc vào bức xạ mặt trời tác động lên hoạt động của pin quang điện Khi nhiệt độ môi trường không đổi, cường độ bức

xạ mặt trời tăng lên, điện áp hở mạch Voc tăng không đáng kể, dòng điện ngắn mạch Isc tăng lên rất nhanh từ (2.2 ÷ 11.41)A ứng với bức xạ tăng từ

(0.2÷1)kW/m2 Từ đó, công suất ngõ ra của mô-đun PV tăng (82÷455)W Bức xạ mặt trời là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến năng lượng điện phát ra của mô-đun PV như hình 2.12 và hình 2.13

CHƯƠNG 3 : XÂY DỰNG PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM

3.1 Phát triển phần cứng cho hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện

3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện

Sơ đồ cấu trúc phần cứng của hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng pin quang điện hình 3.1 gồm có 3 khối chính :

Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống giám sát giàn pin năng quang điện

(Nguồn:Tác giả)

- Khối hệ thống cảm biến : đây là khối thu thập dữ liệu của tấm pin quang điện Các dữ liệu này được đo đạc và thu thập bởi các cảm biến như : cảm biến nhiệt độ PT100, cảm biến đo bức xạ mặt trời davis 6450, cảm biến đo dòng điện ACS756 và điện áp ngõ ra của mô đun pin quang điện JAM72S20 455W

- Khối xử lý dữ liệu : vi điều khiển STM32F103C8T6 đọc dữ liệu từ khối cảm biến, mô hình hình toán học và thuật toán xác định lỗi pin quang điện có nhiệm vụ

xử lý dữ liệu đo đạc từ cảm biến sau đó tính toán và so sánh đưa ra xác định lỗi cho pin quang điện.Vi điều khiển STM32F103C8T6, mô hình toán học và thuật toán xác định lỗi được lập trình trên phần mềm arduino IDE miễn phí dựa trên nền tảng C/C++

- Khối hiển thị và truyền dữ liệu : Mô đun ESP8266 nhận dữ liệu từ khâu xử lý

dữ liệu sau đó gửi đến máy chủ lưu trữ, dữ liệu có thể được giám sát tại chỗ bằng giao diện arduino monitor có sẵn của phần mềm arduino IDE, ngoài ra tất cả dữ liệu được

hiển thị bằng giao diện web của máy chủ lưu trữ có thể truy cập bằng thiết bị có kết nối internet

3.1.2 Vi điều khiển STM32F103C8T6

Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một con chip (single chip microcomputer) Vi điều khiển cũng được gọi là bộ điều khiển nhúng bởi vì vi điều khiển và các mạch điện hỗ trợ được tích hợp hoặc nhúng vào thiết bị mà nó kiểm soát Vi điều khiển có nhiều bit khác nhau giống như vi điều khiển (cho đến nay thì

có các loại vi điều khiển 4bit, 8bit, 16bit, 32bit, 64bit và 128 bit) Ở nghiên cứu này,

tác giả sư dụng vi điều khiển STM32F103C8T6 bởi vì :

- Phù hợp với nhiều ứng dụng như truyền động động cơ, điều khiển ứng dụng, thiết bị y tế và cầm tay, thiết bị ngoại vi cho máy tính và chơi game, nền tảng GPS, ứng dụng công nghiệp, PLC, biến tần, máy in, máy quét , hệ thống báo động, hệ thống liên lạc

- Phần mềm arduino IDE miễn phí hỗ trợ đầy đủ mã nguồn mở

- Xung nhịp lên đến 72Mhz phù hợp để xử lý các phép tính cho ra kết quả nhanh

hơn

- Vi điều khiển 32 bit được tích hợp nhiều ngoại vi : 3 bộ UART, 2 bộ SPI, 10 kênh ADC 12 bit, 7 bộ TIMER 16 bit và nhiều chức năng ngoại vi khác

3.1.3 Hệ thống cảm biến

3.1.3.1 Cảm biến nhiệt đô PT100

Hình 3.2 Sơ đồ chân kết nối và hình ảnh thực tế cảm biến nhiệt độ thermocouple

RTD PT100 loại A

(Nguồn:https://chuyendoitinhieu.vn)