(Tiểu luận) bai 1 tìm hiểu thiết bị trong phòng thuc hành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯPHẠM KỸ THUẬT TP... Nội quy sử d ng phòng thực hành: bảng nội quy trong phòng 1.3.. Không đùa giỡn, ngh ch ng m các thi t b điện trong lúc thao t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯPHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIÊN – ĐIÊN T

B OC OTH CT Ậ P NĂNG LƯ NG T I TẠO

NH M:1

Lê Quang Sang 20110554

Chu Văn Thịnh 20142417

Trần Thanh Thịnh 20142420

B I 1: TÌM HI Ể U THI Ế T B Ị TRONG PHÒNG TH C HÀNH1.1 M c tiêu

Qua b i n y, sinh viên c n đ t:

• N m đư c các nguyên t c v n i quy th c t p

• Đ c đư c thông s c a thi t b th c t p

• Hi u nguyên l c a các thi t b trong ph ng

• Bi t đư c nhiệm v c a m i b i th c t p

1.2 Nội quy sử d ng phòng thực hành: ( bảng nội quy trong phòng)

1.3 Các nguyên tắc an toàn trong phòng thực hành

• Luôn giữ khu v c thí nghiệm ngăn n p v s ch sẽ Trả thi t b , d ng c th c h nh vềđúng v trí sau m i buổi l m việc

• Bảo quản d ng c thi t b th c h nh cẩn th n, tránh nứt mẻ l m hư hỏng hoặc bi n d ng.

• Tuyệt đ i không đư c ch quan khi thao tác với các thi t b điện, trong bất kì tình hu ng nào Không đùa giỡn, ngh ch ng m các thi t b điện trong lúc thao tác.

• H n ch l m việc trong điều kiện ẩm ướt (tay chân ướt, đổ mồ hồi, dính nước)

vì nước bình thường dẫn điện t t (trong khi nước cất l i cách điện) Không u ng nước ở khu

v c l m việc

• Trong quá trình thao tác, luôn phải có sơ đồ m ch điện, có đặt công t c ở ch đTẮT Chỉ b t công t c khi đảm bảo m ch điện đã đư c l p đặt đúng sơ đồ Nên có người k bêntrong quá trình thao tác Khi sửa chữa các thi t b điện, phải ng t điện trước v đặt bi n báo “Sửa điện” rồi mới ti n h nh sữa chữa.

• Các m i n i phải đư c b c kín bằng băng keo cách điện Ki m tra kĩ dây n i,không sử d ng dây quá cũ, bung tróc vỏ hoặc b hở Không đặt dây lên các c nh s c nh n, dễgây đứt dây

• Sử d ng nguồn điện ổn đ nh, phải có thi t b bảo vệ đ đảm bảo an to n (c u dao, c u chì, máy c t…) Sử d ng trang b bảo h khi thao tác với nguồn điện…

• Tìm hi u kỹ về các thi t b trước khi sử d ng đ có s l a ch n h p l , tránh quá tải.

• Khi k t thúc buổi l m việc, n u chưa xong, phải che ph đồ dùng cẩn th n Có bi

n cảnh báo an to n điện

• N u gặp s c , c n bình tĩnh xử l : g i người h tr , sử d ng các v t d ng cách điện(găng tay cao su, cây g ) đ tách dây điện ra, tuyệt đ i không ch m tr c ti p v o người b gi tđiện, n u có cháy nổ thì không dùng nước đ d p

• Chú n i đất cẩn th n trước khi b t đ u

1.4 Tìm hiểu các thiết bị trong phòng thực hành:

Tên mô đun Thông số định Tính năng Ghi chú mức

DL 9018 Bi n trở R = 80Ω

0-Imax = 6A

V max = 40V

Dùng đthay đổ i

giá tr điệ n tr ở trong kho ả ng 0-

80Ω

khi n pin) VDC = 12V Điều khi n pin,

CB 32A có đ u tải vớiđiều Uv = 10,5 ÷ 16V bình ác quy

m ch)

K t h p đèn M c Halogen 35W với song đèn led 3W, m

i song công t c điều khi n đèn b t, t t

i song công t c điều khi n đèn b t, t t

Mô phỏng tải DC

DL 9032 V out = 12V

Cảm bi n đo t c T c đ gió t i đa Đo t c đ và

đ gió TX23 ch u đư c hướ ng gió

250km/hDxRxC=250x126x245mm

Tua bin gió Air40 V cc = 12V

P=160W

m = 6kgĐường kínhrotor: 117m

Bi n đổi điện áp 1 chiều th nh điện

đư c phát ra từgió

lư ng

bức x

m ặ t tr ờ i

B I 2:KH O S T Đ CTUY Ế N GI2.1 M c tiêu

Qua b i n y, sinh viên c n đ t:

• Hi u nguyên l ho t đ ng c a tua bin gió

• Có th tính toán công suất gió thu đư c t i m t v trí

• Hi u v vẽ đư c đặc tuy n l m việc c a tua bin gió 2.2 Sơ đ thí nghi m

Bảng s liệu đo đặc tuy n tua bin gió:

T c đ gió Điện áp D ng điện T c đ quay Công suất

v = 13 m/s;

v = 16 m/s;

v = 19 m/s;

v = 22 m/s

CÂU H I ÔN TẬP

1 Nêu công th ứ c t í nh công su ấ t gi ó đ u v o c a m t tua bin gi ó Ch ứ ng minh công th ứ c trên Công su ất gió đ u vào c a m t turbine gió có th đư c tính b ằ ng công th ứ c sau:

Trong đó:

P là công suất gió đ u vào (Watts)

A là diện tích c t ngang c a vùng b ảnh hưởng bởi gió (m²) ρ l kh i lư ng riêng c a không khí (kg/m³)

V là t c đ gió (m/s)

Cp là hệ s hiệu suất c a tua bin gió (thường nằm trong khoảng từ 0 đ n 1)

Giờ chúng ta sẽ chứng minh công thức n y Đ u tiên, ta xem xét năng lư ng c a m t

lư ng không khí nhất đ nh khi nó chuy n đ ng qua vùng c t ngang c a turbine:

Với E l năng lư ng (Joules), m là kh i lư ng c a m t ph n không khí trong vùng

c t ngang và v là t c đ c a không khí t i vùng c t ngang Đ chuy n đổi năng lư

ng này thành công suất, ta c n chia năng lư ng theo thời gian:

Tuy nhiên, m có th đư c thay th bằng ρ× ×v, với ρ l kh i lư ng riêng c a không khí và

A là diện tích c t ngang c a turbine Khi thay th và k t h p hai phương trình trên, ta có:

Tuy nhiên, đ tính toán công suất th c t , ta c n nhân thêm m t hệ s hiệu suất Cp

đ th hiện hiệu suất c a turbine gió trong việc chuy n đổi năng lư ng gió th nhnăng lư ng cơ h c Do đó, công thức cu i cùng trở thành:

2 Nh n xét quan hệ giữa t c đ quay c a tua bin gió v cường đ d ng điện tải Giải

▪ T i vùng này, t c đ gió thấp v chưa đ m nh đ đẩy turbine quay theo t

▪ Đây l vùng ho t đ ng thông thườ ng và quan tr ng nh ấ t c a turbine gió.

▪ T c đ gió ở vùng n y thường ở mức trung bình đ n cao, đ đ đẩy turbine quay theo t c đ thi t k

▪ T i vùng n y, turbine gió đ t công suất t i đa m nó đư c thi t k đ sản

xuất

▪ Turbine gió ho t đ ng ổn đ nh và t i ưu hóa việc chuy n đổi năng lư

ng gió th nh điện

• Vùng 3 (Region 3 - Partial Load Region):

▪ Khi t c đ gió cao hơn mức t i đa cho phép trong vùng ho t đ ng thôngthường, hệ th ng điều khi n sẽ điều chỉnh đ giảm t c đ quay v cường đ d ng điện tải

9

▪ Turbine gió ho t đ ng ở công suất thấp hơn so với công suất t i đa, nhưng vẫn t o ra điện.

▪ M c tiêu ở vùng này là duy trì ho t đ ng ổn đ nh và bảo vệ turbine

khỏi các v n t c gió quá mức

▪ Khi t c đ gió quá m nh v có nguy cơ gây h i cho hệ th ng, hệ th ng điều khi n sẽ đưa turbine v o ch đ dừng ho t đ ng

▪ M c tiêu ở vùng này là bảo vệ turbine khỏi các tác đ ng tiêu c c c a gió m nh, như cản trở quá mức hoặc đ ng cơ b quá tải

3 Nêu các phương pháp d đi m công suất c c đ i (MPPT) cho tua bin gió v ưu, như c đi m c a chúng

Các phương pháp MPPT phổ bi n cho turbine gió bao gồm:

- Phương pháp theo dõi t c đ gió: Đo t c đ gió và d đoán công suất c c đ i d atrên m t mô hình toán h c Tuy nhiên, đây có th không chính xác do bi n đổi thời ti t và điều kiệnkhông khí

- Phương pháp theo dõi điện áp đ u ra: Đo điện áp đ u ra c a turbine gió vđiều chỉnh t c đ quay đ đ t đư c điện áp t i ưu Phương pháp n y khá đơn giản nhưng có thkhông t i ưu hóa ho n to n công suất

- Phương pháp theo dõi d ng điện đ u ra: Theo dõi d ng điện đ u ra c a turbine gió và

điều chỉnh t c đ quay đ đ t đư c d ng điện t i ưu Tương t như phươngpháp theo dõi điện áp, phương pháp n y cũng đơn giản nhưng có thkhông t i ưu hóa ho n to n công suất

Ưu đi m c a MPPT bao gồm: T i ưu hóa hiệu suất:

- MPPT giúp turbine gió ho t đ ng ở mức công suất c c đ i trong m i tình hu

ng, t i ưu hóa s chuy n đổi năng lư ng gió th nh điện

- Ti t kiệm năng lư ng: Bằng cách t n d ng t i đa năng lư ng gió, MPPT giúp ti t

kiệm năng lư ng v tăng hiệu suất tổng th c a hệ th ng

Như c đi m:

- Phức t p: C i đặt và duy trì các hệ th ng MPPT có th phức t p v đ i hỏi ki n

thức kỹ thu t cao

- Đ chính xác: M t s phương pháp MPPT có th không hoàn toàn chính xác do các

y u t bi n đổi c a môi trường như đ ẩm, nhiệt đ , và bi n đổi không khí.

- Chi phí: Các hệ th ng MPPT có th tăng chi phí đ u tư ban đ u và yêu c u bảo trì thường xuyên

B I 3: MÔ H NH NLTT ĐÔ C L Ậ P3.1 M c tiêu

Qua b i n y, sinh viên c n đ t:

• Hi u khái niệm v vai tr c a m t lưới điện nhỏ (Microgrid)

• Có th mô tả phân b công suất trong lưới điện nhỏ

• V n h nh v ph i h p đư c 2 nguồn năng lư ng tái t o với nhau Sơ đồ thí nghiệm:

Sơ đồ đơn tuy n:

Vẽ sơ đồ n i dây d a v o sơ đồ đơn tuy n trên v o hình sau

3.2 Quy tr nh thí nghi m

▪ Ki m tra k t n i c a nguồn theo b i thí nghiệm tương ứng

▪ Ki m tra nguồn cấp cho đồng hồ đo

▪ Đóng acquy v khởi đ ng nguồn năng lư ng tái t o

▪ Đ c v ghi l i s liệu

3.3 Thí nghi m m t tr i độc l p

Ng t k t n i nguồn từ tua bin gió v ti n h nh thí nghiệm:

T t công t c c a 2 tải đèn, thay đổi cường đ bức x v điền v o bảng sau:

Cư ng độ bức x Công suât m t tr i Đi n áp acquy Dòng đi n acquy

Vẽ đặc tuy n d ng điện s c acquy theo cường đ bức x v công suất pin mặt trời

L n lư t b t các tải đèn v ghi l i công suất từ nguồn mặt trời, công suất tải đèn, công suất

Vẽ đặc tuy n công suất v hiệu suất hệ th ng trong các trường h p sử d ng tải khác nhau:

LED

Đèn lưỡng s c

Cả 2 đèn

Nh n xét s thay đổ i công su ấ t v h ệ u su ấ t c a th í nghi ệ m trên

- Công suất ph thu c vào bức x

- Công suất panel thay đổi -> Công suất ph tải thay đổi -> Hiệu suất thay đổi theo tải

3.4 Thí nghi m tua bin gi độc l p

Ng t k t n i ngu ồ n pin m ặ t tr ờ i, ki m tra k t n i c a tua bin gi ó v ti n h nh th í nghi ệ m:

T t công t c c a 2 tải đèn, thay đổi cường đ bức x v điền v o bảng sau:

Cư ng độ gi Công suât tua bin Đi n áp acquy Dòng đi n acquy

Vẽ đặc tuy n d ng điện s c acquy theo cường đ bức x v công suất tua bin gió

L n lư t b t các tải đèn v ghi l i công suất từ tua bin gió, công suất tải đèn,

công suất s c acquy theo bảng:

độ gi Ngu n Tải Acquy Ngu n Tải Acquy Ngu n Tải Acquy

Đèn lưỡng s c

Cả 2 đèn

3.5 Thí nghi m kết h p năng lư ng m t tr i và gi

Ki m tra k t n i c a 2 nguồn pin mặt trời v tua bin gió Điều chỉnh cho

cường đ bức x l lớn nhất sau đó ti n h nh thí nghiệm:

T t công t c c a 2 tải đèn, thay đổi công suất gió v điền v o bảng sau:

Cư ng độ gi Công suât gi Công suât Đi n áp acquy Dòng đi n

16

Vẽ đặc tuy n d ng điện s c acquy theo cường đ bức x v công suất tua bin gió

L n lư t b t các tải đèn v ghi l i tổng công suất nguồn, công suất tải đèn,

công suất s c acquy theo bảng:

độ gi Ngu n Tải Acquy Ngu n Tải Acquy Ngu n Tải Acquy

Đèn lưỡ ng s c

Cả 2 đèn

Nh n xét s thay đổ i công su ấ t v hi ệ u su ấ t c a th í nghi ệ m trên

lư ng và hệ th ng PV sẽ dễ dàng k t n i với đường dây DC Tuy nhiên, đ i với Wind Turpin, b

bi n t n AC/DC sẽ c n đư c k t n i với đường bus DC Lưới điện siêu nhỏ AC/DC lai bao gồm

cả lưới điện siêu nhỏ C v lưới điện siêu nhỏ DC, đư c k t n i thông qua b chuy n đổi AC/DC.

M i b ph n có nguồn năng lư ng, năng lư ng d trữ và tải riêng.

B I 4: MÔ H NH PIN M T TR Ờ I H A LƯƠ I4.1 M c tiêu

Qua b i n y, sinh viên c n đ t:

Trình b y phép bi n đổi abc – αβ v phép bi n đổi abc – dq0

Phép bi n đổi abc - αβ v abc - dq0 b n đề c p có th xuất hiện trong môhình pin mặt trời ho lưới (Solar PV nverter) khi nói về điều chỉnh côngsuất c a pin mặt trời đ đáp ứng điều kiện c a hệ th ng lưới điện

Phép bi n đổi abc – αβ:

BC l điện áp ba pha ban đ u, trong đó , B v C l các pha điện áp.

α v β l hai pha t o th nh m t hệ t a đ αβ mới

Phép bi n đổi n y th c hiện việc chuy n đổi từ hệ t a đ abc sang hệ t a đ αβbằng cách sử d ng các bi u thức bi n đổi góc pha đ bi u diễn l i điện áp ba phatrong m t không gian mới

Phép bi n đổi abc – dq0:

BC cũng l điện áp ba pha ban đ u

D v Q0 l hai pha t o th nh hệ t a đ dq0 mới

Phép bi n đổi n y th c hiện việc chuy n đổi từ hệ t a đ abc sang hệ t a đ dq0bằng cách sử d ng bi u thức bi n đổi góc pha tương t đ bi u diễn l i điện áp bapha trong m t không gian mới

Trong cả hai trường h p, các phép bi n đổi n y đư c sử d ngtrong điều khi n v ki m soát hệ th ng pin mặt trời ho lưới đ đảm bảorằng d ng điện v điện áp đ u ra đáp ứng các yêu c u c a lưới điện vduy trì hiệu suất t i ưu c a hệ th ng pin mặt trời

Vẽ giản đồ vectơ không gian theo tr c abc, αβ v dq c a d ng điện 3 pha k t n

H nh 4.1:Sơ đnguyên ly thi nghi m pin măt tr i h a lư i

Vẽ sơ đồ n i dây d a v o sơ đồ đơn tuy n trên v o hình sau

D

H nh 4.2: Sơ đnôi dây thi nghi m pin măt tr i h a lư i

4.4 Quy tr nh thí nghi m

▪ Ki m tra k t n i c a nguồn theo b i thí nghiệm tương ứng

▪ Ki m tra nguồn cấp cho đồng hồ đo

▪ Khởi đ ng nguồn năng lư ng mặt trời

▪ Đ c v ghi l i s liệu

4.5 Thí nghi m v đ c tuyến pin m t tr i

Sử d ng module tải trở n i tr c ti p với tấm pin Sau đó thay đổi điện trở v điền v o bảng:

Cư ng độ bức x (W/m2) Đi n áp (V) Dòng đi n (A) Công suât (W)

21

Vẽ đặc tuy n I – V v P – V c a tấm pin trong thí nghiệm

4.6 Thí nghi m hoà lư i không tải

T t công t c c a 2 tải đèn, thay đổi cường đ bức x v điền v o bảng sau:

Cư ng độ bức x Đi n áp ngu n Dòng đi n ngu n Công suât hòa lư i

Nh n xét s thay đổ i công su ấ t v h ệ u su ấ t

- Công suất ph thu c vào bức x

- Công suất panel thay đổi -> Công suất ph tải thay đổi -> Hiệu suất thay đổi theo tải

1 Đo công suất h a lưới có tải

L n lư t b t các tải đèn v ghi l i công suất từ nguồn mặt trời, công suất tải

đèn, công suất s c acquy theo bảng:

Cư ng

(W/m2) (W)8.319 0.5499.315 0.71410.71 0.86217.62 1.41834.47 2.58960.15 4.65196.43 8.17

4.462 31.41 0.0388.364 31.35 0.035

Vẽ đặc tuy n công suất v hiệu suất hệ th ng trong các trường h p sử d ng tải khác nhau:

LED

Đèn lưỡng s c

23

Cả 2 đèn

Nh n xét s thay đổ i công su ấ t v hi ệ u su ấ t

- Công suất ph thu c vào bức x

- Công suất panel thay đổi -> Công suất ph tải thay đổi -> Hiệu suất thay đổi theo tải