BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO NHÓM: (dòng 25) Tp Hồ Chí Minh, tháng …/… (chữ thường, cỡ 13; ghi tháng năm bảo BÀI 1: TÌM HIỂU THIẾT BỊ TRONG PHÒNG THỰC HÀNH 1.1 Mục tiêu Qua bài này, sinh viên cần đạt:  Nắm được các nguyên tắc và nội quy thực tập  Đọc được thông số của thiết bị thực tập  Hiểu nguyên lý của các thiết bị phòng  Biết được nhiệm vụ của mỗi bài thực tập 1.2 Nội quy sử dụng phòng thực hành: (bảng nội quy phòng) 1.3 Các ngun tắc an tồn phịng thực hành  Ln giữ khu vực thí nghiệm ngăn nắp Trả thiết bị, dụng cụ thực hành vị trí sau buổi làm việc  Bảo quản dụng cụ thiết bị thực hành cẩn thận, tránh nứt mẻ làm hư hỏng biến dạng  Tuyệt đối không chủ quan khi thao tác với thiết bị điện, tình nào. Khơng đùa giỡn, nghịch ngợm thiết bị điện lúc thao tác  Hạn chế làm việc điều kiện ẩm ướt (tay chân ướt, đổ mồ hồi, dính nước) nước bình thường dẫn điện tốt (trong nước cất lại cách điện) Không uống nước khu vực làm việc  Trong q trình thao tác, ln phải có sơ đồ mạch điện, có đặt cơng tắc chế độ TẮT Chỉ bật công tắc đảm bảo mạch điện lắp đặt sơ đồ Nên có người kế bên trình thao tác. Khi sửa chữa thiết bị điện, phải ngắt điện trước đặt biển báo “Sửa điện” tiến hành sữa chữa  Các mối nối phải bọc kín băng keo cách điện Kiểm tra kĩ dây nối, không sử dụng dây q cũ, bung tróc vỏ bị hở. Khơng đặt dây lên cạnh sắc nhọn, dễ gây đứt dây  Sử dụng nguồn điện ổn định, phải có thiết bị bảo vệ để đảm bảo an toàn (cầu dao, cầu chì, máy cắt…) Sử dụng trang bị bảo hộ thao tác với nguồn điện…  Tìm hiểu kỹ thiết bị trước sử dụng để có lựa chọn hợp lý, tránh tải  Khi kết thúc buổi làm việc, chưa xong, phải che phủ đồ dùng cẩn thận Có biển cảnh báo an tồn điện  Nếu gặp cố, cần bình tĩnh xử lý: gọi người hỗ trợ, sử dụng vật dụng cách điện (găng tay cao su, gỗ) để tách dây điện ra,  tuyệt đối không chạm trực tiếp vào người bị giật điện, có cháy nổ khơng dùng nước để dập  Chú ý nối đất cẩn thận trước bắt đầu 1.4 Tìm hiểu thiết bị phịng thực hành: Tên mơ đun Thơng số định Tính Ghi mức ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… ………………… B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I BÀI 2: PHÂN TÍCH PIN MẶT TRỜI 2.1 Mục tiêu Qua bài này, sinh viên cần đạt:  Nắm được cách tính góc nghiêng lắp đặt pin mặt trời  Hiểu mô hình toán của pin mặt trời  Vẽ được đặc tuyến làm việc của pin mặt trời  Biết cách xác định điểm làm việc của pin mặt trời 2.2 Tính góc nghiêng đặt pin mặt trời Để thu được nhiều ánh sáng nhất, tấm pin mặt trời cần được đặt vuông góc với hướng chiếu của ánh sáng Xét theo phương Bắc – Nam, góc nghiêng tối ưu chính là vĩ tuyến Ví dụ, tại địa điểm có vĩ tuyến 20o Bắc, cần phải đặt tấm pin nghiêng 20o về hướng Nam Trái Đất tự xoay quanh chính nó và xoay quanh mặt trời theo một mặt phẳng hình elip, gọi là mặt phẳng hoàng đạo Tuy nhiên, Trục quay của Trái Đất lệch một góc 23.5 o so với phương vuông góc với mặt phẳng này Sự thay đổi vị trí tương đối trục quay của Trái Đất năm đươc vẽ Hình (a) (b) Hình 2.1: Sự thay đổi trục quay của Trái Đất năm tại bán cầu Bắc (a) Mùa đơng, (b) Mùa hè B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I (a) (b) Hình 2.2: Hướng ánh sáng mặt trời bán cầu Bắc (a) Mùa đông, (b) Mùa hè Từ Hình 2 có thể thấy:  Các điểm nằm đường xích đạo có góc chiếu không thay đổi tại mọi thời điểm năm  Góc chiếu từ mặt trời đến điểm A vào mùa hè nhỏ so với mùa đông Chính vì vậy, góc nghiêng Bắc – Nam của tấm pin không chỉ dựa vào vĩ tuyến mà còn phải được hiệu chỉnh theo mùa Do trục quay của Trái Đất không vuông góc với ánh sáng mặt trời khiến góc nhận ánh sáng tại cùng một địa điểm mùa đông và mùa hè là khác Góc nghiêng = vĩ độ + góc hiệu chỉnh Sự chênh lệch càng lớn càng xa khỏi xích đạo Góc hiệu chỉnh theo mùa của pin sau: Góc hiệu chỉnh Vĩ tuyến Đông Hè o o o 15 – 25 0o 25o – 30o +5o -5o 30o – 35o +10o -10o 35o – 40o +15o -15o o o >40 +20 -20o Đối với phương Đông – Tây, góc chiếu của mặt trời thay đổi theo giờ ngày Tính góc đặt pin mặt trời theo phương Bắc – Nam tại TP HCM: B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I 2.3 Vùng lượng của bán dẫn Trình bày các vùng lượng của chất bán dẫn Silic 2.4 Phân tích mô hình toán của pin mặt trời Mô hình toán của pin mặt trời được mô tả sau: Hình 2.3: Mô hình toán pin mặt trời Viết hàm quan hệ giữa I và V với IL và ID là hằng số: I = (IL – ID) – ISh = B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Giải thích ý nghĩa vật lý của các linh kiện mô hình toán Vẽ đặc tuyến I – V của IL, ID, (IL – ID) biết IL là hằng số và I D =I o [ ea V −1 ] Biết Io là dòng điện bão hoà ngược của diode và bằng 0.7nA và a = 0.9 ở 300K IL ID I (A) I (A) V (V) V (V) B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Khi loại mơ-đun chọn, tổng số mô-đun cần thiết để tạo chung công suất yêu cầu sản lượng điện cung cấp kích thước mảng Ngược lại, giới hạn diện tích bề mặt bắt buộc, Diện tích lắp đặt ≥ Diện tích mảng Một phép tính tốn học áp dụng để tính tốn kích thước mảng theo tỷ lệ tổng số watt công suất yêu cầu, với công suất danh định loại mô-đun chọn Trong nghiên cứu này, tổng công suất yêu cầu tăng lên 30% tổn thất lượng hệ thống Hơn nữa, yếu tố khác gọi Hệ số tạo bảng điều khiển (PGF) xem xét PGF giúp xác định sản lượng lượng sau thất thoát nhiệt độ, bụi bẩn, xạ lão hóa pin Các mơ hình phát triển để tính tốn mơ-đun e ffi hiệu suất công suất tối đa, đó: { [ η PV =ηref 1−a GB +T A −20 18 ]} Với ηpv: Hiệu suất mô - đun ηref: Hiệu suất tham chiếu a (= 0,0042) hệ số hiệu chỉnh công suất xác định nghiên cứu thực nghiệm GB: xạ mặt trời TA: nhiệt độ môi trường Tương tự, công suất PV tối đa xác định bởi: W P=η PV GB A Với A: Diện tích bề mặt mô – đun 11.3.2 Tính toán bộ nghịch lưu Mạch nghịch lưu lựa chọn định cỡ dựa tổng sản lượng lượng dự kiến từ hệ thống PV Chúng thường lựa chọn dựa sức mạnh hoạt động kích thước chúng Một mạch nghịch lưu hệ thống PV thích hợp phải đủ lớn để giữ tổng tải lượng tòa nhà thời điểm Một số nhà nghiên cứu tuyên bố kích thước mạch nghịch lưu nên 80–90% công suất định mức cần thiết để tiết kiệm chi phí, hệ thống PV không tạo lượng tối đa Tuy nhiên, học giả khác không đồng ý cho kích thước mạch nghịch lưu phải lớn 25–30% so với công suất lượng cần thiết Những người khác đồng ý tuyên bố nhiệt độ cao, mạch nghịch lưu không đủ lớn thường xuyên chịu áp lực thường xuyên làm giảm hiệu suất hệ thống PV Tuy nhiên, cần lưu ý mạch nghịch lưu lớn giá đắt Kiểm tra chất lượng độ tin cậy mạch nghịch lưu phải xem xét giai đoạn thiết kế hệ thống Các vấn đề liên quan đến việc lựa chọn mạch nghịch lưu cho lý phổ biến dẫn đến hiệu suất hệ thống PV lắp đặt Hệ thống bị gián đoạn mạch nghịch lưu dẫn đến việc sản xuất lượng nhiều tuần 11.3.3 Lựa chọn định cỡ pin, điều khiển sạc dây điện Đương nhiên, điện áp danh định mạch nghịch lưu pin phải giống Tuy nhiên, pin sử dụng để lưu trữ đủ lượng dự phòng, nên thiết kế hệ thống PV với dung lượng pin cao chi trả người dùng Các yếu tố xem xét định kích thước hệ thớng lưu trữ cho pin mặt trời hiệu suất, độ bền độ sâu phóng điện Loại pin tốt loại chịu phóng điện sâu Các loại pin có tuổi thọ ngắn thường 69 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I loại sạc chậm xả nhanh Năng lượng thay tính tốn pin theo tỷ sớ tổng số wattgiờ cần thiết từ mô-đun PV với điện áp hệ thống Bộ điều khiển sạc pin giữ cho pin giới hạn sạc thích hợp Chúng giúp kéo dài tuổi thọ pin hệ thống PV Các nhà nghiên cứu khuyên nên kích thước điều khiển sạc dựa lượng hệ số dự trữ 1,3 Tuy nhiên, điều khiển sạc lớn đắt Đối với kết nối lâu dài, dây dẫn đơn sử dụng để kết nối hệ thống PV Nhiều loại dây sử dụng cho kết nối hệ thống PV, chúng phải đáp ứng yêu cầu “Tiêu chuẩn UL 4703 cho dây của pin quang điện” Dây cáp tiêu chuẩn sử dụng Chúng có lớp phủ chống ẩm áo khoác cách nhiệt để bảo vệ chúng ngày ẩm ướt thời gian xạ khắc nghiệt Các chuyên gia lĩnh vực nối dây PV thường khuyến nghị loại dây tốt sử dụng; nhiên, điều quan trọng cần lưu ý lỗi người xảy điều dẫn đến hiệu suất hệ thống cài đặt Tương tự, cần lưu ý thợ điện quen thuộc với hệ thống dây điện nhà khơng thiết phải có kiến thức toàn diện loại cáp tiếp xúc sử dụng kết nối hệ thống PV Nên sử dụng tiêu chuẩn UL 4703 để chọn dây phù hợp Trong đánh giá, nâng cấp cho hầu hết dây vài năm đầu sử dụng Nhu cầu thay thành phần hệ thống PV (thường xuyên xảy ra) năm lắp đặt, rõ vấn đề liên quan đến tiêu chuẩn chất lượng lắp đặt Mặc dù 100% xảy cố phần cứng năm, thiết bị đo lường cho thấy người cài đặt cài đặt hàng trăm đến hàng nghìn hệ thống PV quan tâm đến vấn đề phần cứng so với người cài đặt vài hệ thống Thông thường, nhu cầu giảm chi phí lắp đặt dẫn đến việc chấp nhận sản phẩm giả mạo Hầu hết cố cài đặt sử dụng dây có kích thước nhỏ Điều này ảnh hưởng đến sản lượng của hệ thống PV dẫn đến khơng hiệu suất mà dẫn đến mối lo an tồn 11.3.4 Phương pháp phát bóng che Trong hệ thống PV, thường có mối quan hệ phi tuyến dòng điện điện áp Tuy nhiên, tồn điểm hoạt động nơi công suất tối đa tạo mảng Đây gọi điểm công suất cực đại (MPP) Bóng che gây lỗi hoạt động Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) Thường khó để có MPP mảng hệ thống PV bị bóng phần Nhiều nghiên cứu thực để đưa thuật toán phát MPP điều kiện che bóng phần (PSC) Kết là, số thuật toán phát triển để cải thiện lượng bóng che Các thuật toán sử dụng thay đổi đột ngột đầu lượng làm số đầu vào cho PSC lập luận phương pháp không đủ thích hợp để phân biệt PSC thay đổi đột ngột điều kiện thời tiết môi trường Để tránh PSC từ giai đoạn thiết kế hệ thống PV, bắt buộc phải áp dụng kỹ thuật học máy để phát khả bóng che Một thuật tốn xếp khơng sử dụng để dự đốn độ bóng mà cịn để ước tính cường độ bóng điện áp MPP Nó lấy dòng điện, điện áp nhiệt độ tế bào mảng PV làm thông số đầu vào Phương pháp thử nghiệm xác nhận hệ thống PV có Mặc dù thuật tốn dự đốn thành cơng việc đổ bóng xác định MPP hệ thống PV, ảnh hưởng của nó lên thành phần khác hệ PV (chẳng hạn bộ nghịch lưu) chưa khám phá đầy đủ Mợt đánh giá tồn diện danh sách kỹ thuật MPPT phát triển để tối đa hóa sản lượng hệ thống PV với đánh giá kỹ lưỡng ưu điểm hạn chế kỹ thuật Các kỹ thuật làm tăng công suất tối đa hệ thống PV bóng râm 70 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I 11.3.5 Ví dụ Từ giá trị xạ khoảng thời gian định, GHI, DHI, DNI nhiệt độ môi trường ở Oxford 7,41; 4,3; 6,5 10,3 Năng lượng tải trung bình tịa nhà ước tính 8,5 kWh ngày, giá trị xạ mặt trời thu từ NASA đo lường Oxford 3,8 kW/m2 Tương tự, giả định mô-đun đơn tinh thể 300 W p với hiệu suất 18,4% diện tích bề mặt 65 chọn Các phần cung cấp phép tính ví dụ (hiển thị Bảng – Bảng 7) cho xạ mặt trời, lượng đầu kích thước mảng, kích thước cho mơ-đun, bộ nghịch lưu pin 11.3.5.1 Bức xạ mặt trời Từ Phần 11.1 trên, giá trị xạ mặt trời thu thơng qua liệu khí tượng học cung cấp cho vị trí mặt phẳng mảng thu cách sử dụng công thức GHI = DNIcos (θ) + DHI, từ Công thức (5) POA = DNI cos (θ) từ Công thức (6) Kết từ (13) cho thấy các giá trị xạ mặt trời khác so với giá trị xạ khí tượng Bất kỳ phép tính thực cách sử dụng giá trị cho các kết khác 11.3.5.2 Năng lượng đầu kích thước mảng Hai phương pháp thiết kế sử dụng để tính tốn kích thước mảng hai lần Đầu tiên sử dụng giá trị xạ mặt trời 3,8 kW/m 2, thứ hai sử dụng mặt phẳng giá trị xạ mảng 3,08 kW/m2 Sử dụng cơng thức tốn học, để xác định kích thước hệ thống PV, sớ Wh cần thiết ngày từ mô-đun (WM) tổng công suất đỉnh định mức (Wp) mà mô-đun dự kiến tạo phải xác định 11.3.5.3 Kích thước pin lưu trữ Để định cỡ pin, độ sâu xả dự kiến 70% Tương tự vậy, hiệu suất dự kiến 85% lượng pin bị hao hụt hệ thống Trong hầu hết mơ hình hệ thống PV, xạ mặt trời thu thập từ sở liệu khí tượng tính tốn mặt phẳng xạ thực Một số nghiên cứu cố gắng sử dụng hai giá trị xạ thiết kế hệ thống PV quan sát thấy các kết khác Dựa tính tốn ví dụ đưa trên, rõ ràng thông số xạ mặt trời khác nhau, phép tính thực cách sử dụng giá trị cho kết khác biệt Cần lưu ý liệu xạ mặt trời xác định trước đáng tin cậy Các tham số cho phép tính mặt phẳng mảng có sai số vĩ đợ Tương tự, hai phép tính ví dụ đưa cho kích thước mảng Phương pháp 1yêu cầu loại mơ-đun diện tích phải biết trước tính tốn tổng cơng suất đỉnh u cầu Phương pháp thiết kế cơng phu Nó xem xét số sử dụng điện cần thiết xem xét tổn thất hệ thống Nó cung cấp tính tốn thiết kế tồn diện sử dụng để biết xác kích thước mảng trước loại mơ-đun chọn; cách này, người dùng có ý tưởng loại kích thước mơ-đun phù hợp với yêu cầu Các phương pháp khác để chọn biến tần dẫn đến kích thước biến tần khác Điều quan trọng cần lưu ý biến tần có kích thước nhỏ giúp cắt giảm chi phí; nhiên, biến tần bị quá tải thường xuyên làm giảm hiệu suất hệ thống PV Trong 71 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I định cỡ pin lưu trữ, khác biệt phương pháp đề xuất phương pháp xem xét ngày lưu trữ hiệu suất giảm tổn thất hệ thống pin Bảng 2: Tính tốn xạ mặt trời Dữ liệu khí tượng Bức xạ mặt trời tại Oxford là 3.8kW/m Mặt phẳng hấp thu GHI=DNI ×cos ( θ )+ DHI cos ( θ )=(GHI −DHI )/ DNI θ=cos−1(7.41−4.3)/6.5 o θ=61,69 POA=DNI ×cos ( θ )=6,5(cos ⁡(61,69)) POA=3,08 kW /m2 Bảng 3: Tính tốn cơng śt lắp đặt Phương pháp 1: Xác định theo tải Năng lượng mặt trời cần thiết (WM) = lượng tải / η VM = 65W/m2 * 100m2 * 12h / 0,8 = 97,5 (kWh) Công suất phát PV (PPV) = công suất PV theo bức xạ * (ηT * ηλ * ηa) PPV = 4,5kWh/m2/ngày * (0,9*0,85*0,85) = 2.9 (kWh/m2/ngày) Công suất lắp đặt (Wp) = Năng lượng cần thiết / Công suất phát PV Wp1 = 97,5 / 2,9 = 33,6 (kWp) Phương pháp 2: Xác định theo diện tích Số module = A / APV  A: Diện tích lắp đặt  APV: Diện tích module Công suất lắp đặt (Wp) = số module * PPV Số module = 200m2 / 2m2 =100 module Wp2 = 100 module * 345Wp = 34,5 (kWp) Số module = Wp1 / 345Wp = 98 module Bảng 4: Tính tốn bợ nghịch lưu Phương pháp Chọn công suất inverter từ 80 – 90% công suất lắp đặt ánh sáng mặt trời chỉ đạt cực đại thời gian ngắn Pinverter = 34kWp * 80% = 27,2 kW Phương pháp Để đảm bảo hiệu suất, công suất inverter lớn 25 – 30% so với công suất lắp đặt pin quang điện Pinverter = 34kWp * 125% = 42,5 kW Bảng 5: Tính tốn bợ lưu trữ Phương pháp Chọn điện áp định mức là 12V và số ngày dự trữ là Dung lượng lưu trữ = (năng lượng tải * số ngày dự trữ) / (điện áp định mức * độ sâu xả * 0,85) Phương pháp Dung lượng lưu trữ = lượng tải / điện áp định mức 72 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Dung lượng dự trữ = (34000 * 2) / (48 * 0,85 * 0,7) = 2380Ah BÀI 12: 12.1 Dung lượng lưu trữ = 97kWh / 48V = 2020Ah MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THU NHIỆT MẶT TRỜI BẰNG PHẦN MỀM TRANSOL 2.0 Giới thiệu phần mềm Transol 2.0 Transol 2.0 phần mềm hãng Aiguasol dùng để thiết kế hệ thống lượng mặt trời dựa tính tốn nhiệt động Nó cơng cụ có sử dụng tính động để thực mô phần mềm TRNSYS 16 tích hợp TRNSYS 16 chương trình mô động tiên tiến đặc biệt tập trung vào tượng nhiệt Transol 2.0 cung cấp giao diện dễ sử dụng, bao gồm tùy chọn bước cho việc nghiên cứu cấu hình hệ thống sơ đồ tương tác hệ thống, người dùng sửa đổi nhiều thông số biến hệ thống trước mắt gần trực quan, cho phép người dùng tự thiết kế, khả nghiên cứu tiến hành linh hoạt, khả so sánh tùy chọn cấu hình khác 12.2 Quy trình thiết kế 12.2.1 Tạo dự án Để tạo dự án mới, nhấp đúp vào biểu tượng Transol 2.0 Desktop sau chọn File/New Để chọn chương trình đề xuất, xác định loại hệ thống phù hợp chọn chương trình mong muốn menu bên phải. Lựa chọn sưởi ấm (Heat) hồ bơi (Pool) hệ thống lượng mặt trời mà người dùng có ý định thiết kế 73 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Detached: cho hộ gia đình Số thiết lập: Cài đặt cho DHW: Cài đặt cho nước nóng hồ bơi: Cài đặt cho DHW, sưởi ấm hồ bơi: Cài đặt cho nước nóng sưởi ấm: Apartment block: cho hộ chung cư Số thiết lập: Collective building: để phục vụ tập thể lớn (khách sạn, trung tâm mua sắm, thể thao,…) Số thiết lập: 15 cấu hình DHW: DHW hồ bơi cấu hình: 2, cho nhà và một bể bơi trời Cài đặt cho DHW, sưởi ấm hồ bơi: Cài đặt cho nước nóng sưởi ấm: 3.1.2.2 Cấu hình lựa chọn thơng số Sau lựa chọn mơ hình phù hợp, chương trình phải cấu hình với thơng số cụ thể cách: - Thiết lập bước - Tương tác từ sơ đồ - Cài đặt thông số từ menu Để sử dụng thiết lập bước, sau chọn mơ hình, đánh dấu vào Use the step by step assistant ở phía bên trái trước nhấn OK 74 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Nếu bạn đã kích hoạt tùy chọn này, Transol cung cấp cho bạn khả cấu hình xác định thơng số hệ thống thông qua cửa sổ hình bên 75 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Menu simulated period  Duration: lựa chọn khảo sát năm, tháng hoạc tuần  Start/End: thời gian/ngày bắt đầu kết thúc mô  Time step: khoảng thời gian lần cập nhật liệu Menu Cold water  Phần mềm tự động cập nhật liệu nhiệt độ sở liệu khu vực chọn khảo sát  Đặt nhiệt độ nước trung bình tháng năm( lấy liệu từ cục khoan trắc) - Cửa sổ cho phép  Cài đặt nhiệt độ nước nóng, tính tổng lượng nước sử dụng (l/ngày)  Simple profile: Thiết lập hồ sơ sử dụng nước hàng ngày, hàng năm liệu vùng có sẵn hãng, hoạc theo nhu cầu  Detailed profile: quản lý nhu cầu sử dụng nước nóng hàng tuần, hàng tháng  Hourly profile: Để cải thiện tính linh hoạt TRANSOL, tùy chọn để nhập tệp tin tạo bạn với liệu nhu cầu lượng đưa vào 76 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Cửa sổ cho phép chọn: - Database:  Category: Chủng loại thu  Manufacture: Nhà chế tạo  Product: Các mẫu sản phẩm nhà chế tạo  Characteristic: Với mẫu model nhà sản xuất có thơng số mặc định - Số lượng thu tùy chọn, diện tính che phủ tự động tính - Định hướng thu:  Xác định hướng đặt độ nghiêng  Các thông số khác cần đặt khoảng cách hàng, số lượng thu chuỗi dung dịch nhiệt lưu thông chảy qua trường thu (đối với nước hỗn hợp nước - chất chống đông 30% số liệu đưa vào TRANSOL) 77 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Cửa sổ cho phép chọn: - Số lượng bể chứa - Các thơng số bể( có số model sẵn sở liệu, hoạc tự nhập tay) - Các vị trí kết nối, số lượng ngõ kết nối Cửa sổ nung nhiệt dự phòng cho phép chọn: - Kiểm sốt nhiệt độ bình chứa - Khoảng trễ cho phép - Công suất đun điện dự phòng - Chiều cao lắp đặt nung so với đáy bồn chứa 78 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Cửa sổ cho phép chọn: - Điều khiển bơm sơ cấp dựa thông số nhận cảm biến xạ hoạc cảm biến nhiệt - Set giá trị cho bơm mạch tiêu thụ - Set giá trị dòng chảy thỏa yêu cầu nhiệt độ - Chọn nhiệt độ lớn cho phép thu bể chứa Cài đặt thơng số bơm: - Tốc độ dịng chảy - Cơng suất bơm 79 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Các thơng số ống dẫn mạch mặt trời(sơ cấp)  Database: cho phép lựa chọn kích cỡ ống khác từ liệu có sẵn hãng hoạc thiết lập tay với lựa chọn Generic  Tính chọn tổng chiều dài ống sử dụng Các thông số ống dẫn mạch phân phối lựa chọn tương tự mạch sơ cấp 80 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I Tính tốn giá trị kinh tế cho giải pháp nhiệt mặt trời 81 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I CÂU HỎI ƠN TẬP Giải thích giới hạn Shockley – Queissner Xác định bước sóng tối ưu cho pin mặt trời 82 B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I B•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€IB•O.C•O.TH£C.t£p.NANG.LU£NG.T•I.T£O.B€I.1.tim.HIEU.THIET.bi.TRONG.PHONG.TH£C.HANH.B€I.2.PHAN.TIÌ•CH.PIN.m£t.TR€I