Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện phục vụ chiếu sáng gia đình

Các thành phần của hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện.. TOM TAT DE TAI Đồ án đã trình bày tổng quan về hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điệ

Dé tai:

NGUYEN CUU, THIET KE, CHE TAO BO BIEN DOI

NANG LUONG MAT TRỜI THÀNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TÓT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Bùi Đức Chung Số hiệu sinh viên: 0751080428

1 Đâu đề đỗ án:

2 Các số liệu và đữ liệu ban đẫu:

Họ tên giảng viên hướng dan:

1 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: / /20

2 Ngày hoàn thành đồ án:

tháng năm 2013

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm 2013

CÁN BỘ PHẢN BIỆN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BẢN NHẬN XÉT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Bùi Đức Chung Số hiệu sinh viên: 0751080428

Giảng viên hướng dẫn: ThS Tạ Hùng Cường

1.1 Mat troi va nguồn i00 0117777 1 1.2 Tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam . -2- ce©cscxscr+ 3 1.3 Ưu điểm và nhược điểm của điện năng lượng mặt trời - - 5

E6 5 1.3.2 Nhược điểm ccccccthHEHHnHHHH Hee 6

1.4 Ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất điện ở Việt Nam 6

CHUONG II CAC THANH PHAN CO BAN CUA HE THONG BIEN

DOI NANG LUONG MAT TROI THANH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 6 2.1 Pin năng lượng mặt tTỜI - - 6 + xxx vn HH nh nh Hàn 7

2.1.1, CẤu tẠO cv tt nh re 7

2.1.2 Sơ đồ tương đương của pin mặt trời ¿©cs-cceccsr+ 14

VI N6 0 nh ẽ ẽ a44 ÔỎ 21 2.1.4 Điểm công suất cực đại MPP (max power poin†) 22

2.1.5 Hệ số lắp đầy và hiệu suất của pin mặt trời ¿2 szcse++ 24

2.1.6 Khảo sát đặc tính pin mặt trời ở điều kiện lý tưởng 24

2.2 Bộ chuyên đổi DC-AC (Inverter) - 2 5+ ©cs+£+2EE2EEvEEz+rkrzreerre 27

2.3 Batery (Ác-duy)_ cc-ccs Sk 2E 2112112211011 211 01112111211 111 01111111 te 31

2.3.1 Giới thiệu chung về AC QUY eccecceeccessesssesssesseessesseessecsssssesssecssessecssees 31

2.3.2 Cấu ta0 CUA AC-QUY o ceecesccssesssesssesssessesssesssssseessecseessecsssssesssecssessecesees 32 2.3.3 Phân loại và nguyên lý hoạt động của ắc quy -2- ¿+ 32 2.3.4 Một số đặc tính của ắc QUY 2G SH HH nhiệt 35 2.3.4 So sánh hai loại ắc quy thông dụng . 2-2252 ©cs+cxzczscrx 37

CHUONG III THIET KE, THI CONG HE THONG BIEN DOI NANG

LUONG MAT TROI THANH NANG LUONG DIEN vivsescsscsscsssessesseeseeseeseesees 40

3.1 Phương pháp thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời - 40

3.2 Thiết kế bộ chuyển đổi DC-AC công suất 600W -ccccccccez 43

3.3 Mạch sạc ắc quy -:-©2+2++22k22122112711211221121121111121111111 11121 12 54

3.3.1 So dd nguyén ly oocceccccccsssesssessesssesssessesssesssessesssecsusssesssesssessesssessesesess 54

3.3.2 Các linh kiện chính dùng trong mạch -s<+<<++s+ 55

3.4 Kết quả thực WiGN ooeceeccececcscsssssssesssssssssessssesssssessssssessseessseseessecsueesessseese 56

3.4.1 Kết quả thi công mạch .- 2-22 s£+5E2EE£EE£2EEEEEE2EEEEEEeEkerrxrrk 56

3.4.2 Nhận xét 59 3.4.3 Hướng phát triển đề t 50

PHU LUC cecesssssesssssssssvsssscssssesssesssvesssesssucssuessvessuecsssesssessseessuvessvessuesssvessuessseeesees 62

LỜI NÓI ĐẦU

Việc sử dụng năng lượng đã đánh dấu một mốc rất quan trọng trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật Từ đó đến nay, năng lượng được sự dụng ngày càng nhiều, nhất là trong những thập niên gần đây Trong cơ cấu năng lượng hiện nay, nguồn năng lượng chủ yếu than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên Tiếp đó là nguồn năng lượng nước thủy điện, năng lượng hạt nhân, năng lượng sinh khối (bio.gas, .) năng

lượng mặt trời, năng lượng gió chỉ chiếm một phần khiêm tốn

Nhu cầu ngồn năng lượng phục vụ con người ngày càng cao Tuy nhiên, năng lượng hóa thạch, năng lượng không tái sinh ngày càng kiệt, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển kinh tế xã hội và môi trường sống Việc tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế là nhiệm vụ cấp bách Nguồn năng lượng thay thế đó cần thân thiện

với môi trường, chỉ phí thấp, có thể tái sinh, và dé str dung

Từ lâu, loài người đã sử dụng năng lượng mặt trời Nguồn năng lượng hầu như vô tận, đáp ứng hầu hết các tiêu chí nêu trên Nhiều công trình nghiêng cứu đã được thực hiện, năng lượng mặt trời không chỉ là năng lượng của tương lai mà còn là năng lượng

của hiện tại Do đó em đã lựa chọn đề tài “Nguyên cứu, thiết kế, chế tạo bộ biến đổi

năng lượng mặt trời thành năng lượng điện phục vụ chiếu sáng gia đình” Đồ án này trình bày tổng quan về hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện

Đồ án gồm 3 chương với nội dung sau:

Chương 1 Tổng quan về năng lượng mặt trời

Chương 2 Các thành phần của hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời thành

năng lượng điện

Chương 3 Thiết kế, chế tạo bộ biến đổi năng lượng mặt trời thành năng

lượng điện phục vụ chiếu sáng gia đình

Do thời gian có hạn, kinh nghiệm, kiến thức bản thân còn hạn chế nên đồ án

không tránh khỏi những thiếu sót, em mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn

đề đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ThS Tạ Hùng Cường và các thầy cô

đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Sinh viên thực hiện

Bùi Đức Chung

TOM TAT DE TAI

Đồ án đã trình bày tổng quan về hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện, cũng như trình bày tổng quan về các thành phần trong hệ

thống biến đổi năng lượng hiện nay, từ đó tính toán thiết kế thi công bộ biến đổi

năng lượng mặt trời thành điện năng phục vụ chiếu sáng

ABSTRACT

Thesis presents about overview of solar conversion system to electrical

energy, as well as presents about overview of elements in electrical energy conversion system at the moment From this basis, we calculate, execute solar conversion system to electrical energy for home lighting

ii

Bang 2.1:

Bang 2.2:

Bang 2.3:

Bang 2.4:

Bang 3.1:

Bang 3.2:

Bang 3.3:

Bang 3.4:

Bang 4.1:

Bang 4.2:

Bang 4.3:

Bang 4.4:

Bang 4.5:

DANH MUC CAC BANG

Các thành phần trong hệ théng bién déi năng lượng mặt trời thành

năng lượng điện

Sự phụ thuộc dung lượng vào mức điện áp «+ <<+ 36

Dung lượng của ắc quy phụ thuộc vào cường độ dòng phóng 37

So sánh ắc quy axít kiểu hở và ắc quy axít kiểu kín khí 38

Thông số, điều kiện hoạt động của trasistor H1061 - 49

Bảng thông số, điều kiện hoạt động trasistor 2SC5200 -.- 51

Thong sé hoat dng ctta IC LM317 o.eeescesseessesssesssesseesseeseessesssssssesseessees 55 Thông số hoạt động của trasistor BO88 .cccssecssesssesssecsesssesssessseeseessees 56 Thống kê cường độ bức xạ năm 2011 của thành phố Buôn Mê Thuột 62

Thống kê cường độ bức xạ năm 2011 của thành phố Đà Nẵng 63

Thống kê cường độ bức xạ năm 201! của thành phố Hà Nội 64

Thống kê cường độ bức xạ năm 201 1 của thành phố Hồ Chí Minh 65

Thống kê cường độ bức xạ năm 201 1 của thành phố Huẽ 66

iii

Hình 1.1:

Hình 1.2:

Hình 2.1:

Hình 2.2:

Hình 2.3:

Hình 2.4:

Hình 2.5:

Hình 2.6:

Hình 2.7:

Hình 2.8:

Hình 2.9:

Hình 2.10:

Hình 2.11:

Hình 2.12:

Hình 2.13:

Hình 2.14:

Hình 2.15:

Hình 2.16:

Hình 2.17:

Hình 2.18:

Hình 2.19:

Hình 2.20:

Hình 2.21:

Hình 2.22:

Hình 2.23:

Hình 2.24:

Hình 2.25:

DANH MỤC HÌNH VẼ

Cấu trúc mặt trời

Dải bức xạ điện từ

Các thành phần của một hệ thống điện năng lượng mặt trời 7

Cấu tạo của pin năng lượng mặt trỜi -. 555 Š5<S+csxcse+ 7 Các loại cấu trúc tinh thể của pin mặt trỜI -.- «<cc<cc+xe+ 8 Cấu tạo tỉnh thể silic cc 22ccccrrrrrkerrrrrrrirrrrrrrrrrrrrree 9 Cấu tạo tỉnh thé silic pha tạp Buron 2- 5¿©cs2ccescsecxs 10 Cấu tạo tỉnh thé silic pha tạp photpho -¿-22cce+cszcx+ 10 Quá trình tạo một pin mặt trời .- - 6 +5 + x£+x++xxeEeeeereeeeree 10 Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời - -«++c<<<<+ 11 Hé thong 2 mire nang wong trong dé El < E2 wees 11 Các vùng năng ÏƯỢng - c1 k9 TH nh ng nh ng 12 Hiện tượng quang điện xảy ra trên lớp tiếp xúc p-n 13

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời - «5+ 14 Sơ đồ tương đương của pin mặt trời -2-©cz+cxccxzvexcee 15 Sơ đồ tương đương của pin mặt trời gồm một nguồn dòng mắc song song với một diode lý tưởng - «+ ScsSc*+xsecsveeexes 15 Dong ngan MACH ͧc 5-6 2c 2221315113121 11 1E 2E EEkerreerreeee 16 Dòng hở mạch Ïsc «<6 1S SE nh rệt 16 Đồ thị V-A của pin mặt trời ¿-5-©ccccxeccxccrerrkeerseree 17 Đồ thị V-A của ví dụ .ccccerrriirrrrrrririrrrrriirerrree 17 Sơ đồ tương đương đơn giản với Rsh mắc song song 18

Đồ thị V-A của sơ đồ tương đương có Rạ; mắc song song 18

Sơ đồ tương đương đơn giản với Rs mắc nối tiếp - 19

Đồ thị V - A của mạch điện tương đương có R¿ mắc nối tiếp 19

Sơ đồ tương đương gồm R„¡ và R¿_ 2-22-5c2cccccrrrccee 20 Đồ thị V - A của sơ đồ tương đương trên với R;ụ = 1O, R¿ = 0,05 20 Mắc nối tiếp hoặc song song các pin mặt trời -e©cszcs+ 21

iv

Mắc nối tiếp các tắm pin mặt trời -2:©++2c2z2cxrerxrrrrxrrrrree 22

Mắc song song các tắm pin mặt trời - c:cccccccxeccsee+ 2 Các giá trị chuẩn của một tắm pin mặt trời trong điều kiện chuẩn 22

Đồ thị V - A và đồ thị công suất của pin mặt trời - 23

Đặc tuyến V-A của pin mặt trời

Đường đặc tuyến V-A, công suất và điểm cực đại công suất MPP

Đồ thị V - A với sự thay đổi của cường độ ánh sáng

Đặc tuyến V - A dưới sự thay đổi của nhiệt độ

Đồ thị V - A khi mắc nối tiếp các pin lại với nhau

Đồ thị V - A khi các pin được mắc song song

Mạch Inverter dùng công NAND IC SN7400

Mach Inverter dung 2N3055

Mach Inverter str dung dao động đơn - s6 «+ sseseeseee 29

Sơ đồ mạch cầu HH . + t+E2ESEE2EEE191111E2121115E11121 11212 txe, 29 Dạng sóng đầu ra - 2-52 SE SE 2E2E1221127112212211212 E121 tr 30 Một số loại ắc quy ©2c2cc2ck 2 22k 31 9i 1) 08 8Ẻ 6 4 32

Mô phỏng bản cực ắc quy a-xÍt 5: ©522cc22cckSrkSrkrkrerkeerrrre 33 Các trạng thái hóa học trong các quá trình phóng - nạp 33 Các bản cực của ắc quy được gắn song song nhau 34

Bố trí các ngăn ắc quy . -©:¿cse+Ek22E2EE2E12711211.11121E 211.1 ce 35

Sự phụ thuộc dung lượng vào mức điện áp -‹ 35 Ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trỜI 5555 ++<+++see++ 40

Sơ đồ khối MACH ITIV€FẨ€T - 2G 2 6322613231 1128 1118111811151 1x2 43

Sơ đồ nguyên lý mạch chuyền đổi -¿©225522c<c++ 44

Sơ đồ chân IC CD4047 -22-©222222+22E22231222112221222112211 221222 45

Sơ đồ khối bên trong IC_CD4047 2- 2+ +2+2E2+ES2Esrxerrerre 46

Dạng sóng đầu ra của IC CD 4047 2-:¿©c2++£+EE£+EEc£Eesrkerrerrk 47

Sơ đỗ phần tử khuếch đại thuật toán - -c-cccxcccxcrzrcrs 49

Sơ đồ chân transistor 2SC5200 - + +k+Et+k£E+EEEEEEEEEEEEEerkerkrxee 51

Sơ đồ khối biến Ap thuOng o ceececcecccecsesssesssesseessesssessesssesssessesssecseessees 52

Mạch sau khi gắn linh kiện

Bộ chuyên đổi DC-AC hoạt động

Kết quả đo điện áp pin năng lượng mặt trời

Kết quả đo điện áp đầu ra bộ chuyển đổi DC-AC

Do tan số đòng điện đầu ra của bộ chuyển đổi DC-AC 58

Đo điện áp bộ sạc ắc b0) ÖỐôốÔỐÔỐ - 58

vi

CHUONG I TONG QUAN VE NANG LUONG MAT TROI

1.1 Mat troi va nguon bức xạ mặt trời

Mặt trời là một khối khí hình cầu có đường kính 1,390.106km (lớn hơn 110 lần đường kính trái đất), cách xa trái đất 150.106km Khối lượng mặt trời khoảng

Mẹ =2.10°°kg Nhiệt độ Tụ ở trung tâm mặt trời thay đổi trong khoảng từ 10.10%K

đến 20.105K, trung bình khoảng 15,6.10%K Ở nhiệt độ này vật chất không thẻ giữ được cấu trúc trật tự thông thường gồm các nguyên tử và phân tử Nó trở thành plasma trong đó các hạt nhân của nguyên tử chuyển động tách biệt với các electron Khi các hạt nhân tự do có va chạm với nhau sẽ tạo ra những vụ nỗ nhiệt hạch Khi quan sát tính chất của vật chất nguội hơn trên bề mặt nhìn thấy được của mặt trời, các nhà khoa học đã kết luận rằng có phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở trong

lòng mặt trời Mặt Trời không có ranh giới rõ ràng như ở các hành tinh có đất đá

Ngược lại, mật độ các khí giảm dần xuống theo quan hệ số mũ theo khoảng cách tính từ tâm Mặt Trời Bán kính của Mặt Trời được đo từ tâm tới phần rìa ngoài của

quang quyền

Hình 1.1: Cấu trúc mặt trời [9]

Về cấu trúc, mặt trời có thể chia làm 4 vùng, tất cả hợp thành một

khối cầu khí không lồ Vùng giữa gọi là nhân có những chuyển động đối lưu, nơi xảy ra những phản ứng nhiệt hạt nhân tạo nên nguồn năng lượng mặt trời, vùng này

có bán kính khoảng 175.000km, khối lượng riêng 160kg/dmỶ, nhiệt độ ước tính từ

1

14 đến 20 triệu độ, áp suất vào khoảng hàng trăm tỷ atmotphe Vùng kế tiếp là vùng

trung gian còn gọi là vùng “đổi ngược” năng lượng truyền từ trong ra ngoài, vật chất ở vùng này gồm có sắt (Fe), can xi (Ca), nát ri (Na), stronti (Sr), crôm (Cr), kền (Ni), cacbon ( C), silic (Si) và các khí như hiđrô (H;), hêli (He), chiều đày vùng này khoảng 400.000km Tiếp theo là vùng “đối lưu” dày 125.000km và vùng “quang

cầu” có nhiệt độ khoảng 6000K, dày 1000km, ở vùng này gồm các bọt khí sôi sục,

có chỗ tạo ra các vết đen, là các hế xoáy có nhiệt độ thấp khoảng 4500K và các tai lửa có nhiệt độ từ 7000K -10000K Vùng ngoài cùng là vùng bắt định và gọi là “khí quyên” của mặt trời [9]

Trong toàn bộ bức xạ của Mặt trời, bức xạ liên quan trực tiếp đến các phản ứng hạt nhân xảy ra trong Mặt trời không quá 3% Bức xạ y ban đầu khi đi qua 5.10

km chiều đài của lớp vật chất Mặt trời của biến đổi rất mạnh Tắt cả các dạng của bức

xạ điện từ đều có bản chất sóng và chỉ khác nhau ở bước sóng Bức xạ y là sóng ngắn nhất trong các sóng đó, phát ra từ tâm Mặt trời Do sự va chạm hoặc tán xạ mà năng lượng của chúng giảm đi và chuyên thành bức xạ Rơnghen có bước sóng đài hơn

| Tia gammar fad ngoai | Radio, TV, Radar

Tiacosmic | TiaX , ,Tỉa hồng ngoại ;

Năng lượng mặt trời

{

Hình 1.2: Dai bức xạ điện từ Đặc trưng của bức xạ Mặt trời truyền trong không gian bên ngoài Mặt trời là một phổ rộng trong đó cực đại của cường độ bức xạ nằm trong dải 10”-10um

nhưng một nửa tống năng lượng Mặt trời tập trung trong khoảng bước sóng cửa số

nhìn thay 0,38 - 0,78 pm

Chùm tia truyền thắng từ Mặt trời gọi là bức xạ trực xạ Tống hợp các tia

trực xạ và tán xạ gọi là tổng xạ Mật độ dòng bức xạ trực xạ ở ngoài lớp khí quyền,

tính đối với Imˆ bề mặt đặt vuông góc với tia bức xạ, được tính theo công thức [4]:

q= $prCo(T/100)! (LD

Trong đó: @p.r: Hệ số góc bức xạ giữa Trái đất và Mặt trời

$pr =⁄4

B: Góc nhin mat troi=32’

Co = 5,67 W/m’K?: Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối

T= 5762°K: Nhiệt độ bề mặt Mặt trời

=> q=l353W/m?

Do khoảng cách giửa Trái đất và Mặt trời thay đôi theo mùa trong năm nên 8 cũng thay đổi, do đó q cũng thay đổi nhưng độ thay đối không lớn nên có thể xem q

là không đổi và được gọi là hằng số Mặt trời

Khi truyền qua lớp khí quyền bao bọc quanh Trái đất, các chùm tỉa bức xạ bị hấp thụ và tán xạ ở tầng ozon, hơi nước và bụi trong khí quyền, chỉ một phần năng lượng được truyền trực tiếp đến Trái đất Toàn bộ bức xạ tử ngoại được sử dụng để duy trì quá trình phân ly và hợp nhất của O, O; và O; đó là quá trình ổn định Do

đó, khi đi qua khí quyên, bức xạ tử ngoại biến đổi thành bức xạ với năng lượng nhỏ

hơn Bức xạ mặt trời khi đi qua khí quyên còn bị sự hấp thụ của các phần tử hơi nước, khí cacbônic và các hợp chất khác, mức độ của sự hấp thụ này phụ thuộc vào bước sóng, mạnh nhất ở khoảng giữa vùng hồng ngoại của phố Phần năng lượng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất trong những ngày quang đãng (không có mây) ở thời điểm cao nhất vào khoảng 1000W/m2

Ứng dụng của năng lượng mặt trời: Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu Có thể chuyển năng lượng các photon của Mặt Trời thành điện năng, như trong pin Mặt Trời Năng lượng của các photon cũng có thể được hấp thụ để làm nóng (chuyển thành nhiệt năng) sử dụng cho bình đun nước Mặt Trời, hoặc làm sôi nước trong các máy nhiệt điện của tháp Mặt Trời

1.2 Tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam

Trong bối cảnh nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá dầu thế giới tăng

cao và sự phụ thuộc ngày càng nhiều hơn vào giá năng lượng thế giới, khả năng đáp ứng năng lượng đủ cho nhu cầu trong nước ngày càng khó khăn và trở thành một

thách thức lớn Như vậy, “việc xem xét khai thác nguồn năng lượng tái tạo sạch có

ý nghĩa hết sức quan trọng cả về kinh tế, xã hội, an ninh lượng thực và phát triển bền vững”, Thứ trưởng Bộ Công thương Nguyễn Nam Hải phát biểu trong một buổi hội thảo về các nguồn năng lượng mới, vừa được tổ chức tại Hà Nội Ông cũng cho rằng “Việt Nam là nước có nguồn tài nguyên tái tạo sạch khá dồi đào, có khả năng thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm thiểu tác động tới môi trường” [6] Theo đánh giá của các chuyên gia, cùng với năng lượng gió, năng lượng mặt trời là 2 trong số các nguồn năng lượng tái tạo khả thi và có nhiều tiềm năng khai thác, phát triển nhất của Việt Nam Số liệu điều tra tính toán của ngành khí tượng thủy văn cho thấy, cường độ bức xạ mặt trời trung bình ngày trong năm ở khu vực

phía Bắc là 3,69 kWh/m” và ở phía Nam là 5,9 kWh/m” Tính trung bình toàn quốc

thì bức xạ mặt trời dao động từ 3,8- 5,2 kWh/m’/ngay Số giờ nắng trung bình năm

ở phía Bắc là 1.600 giờ và ở phía Nam là 2700 giờ Miền Trung và miền Nam hầu

như nang quanh năm, bức xạ nhiệt ồn định, rất phù hợp và thuận lợi để phát triển điện mặt trời [6]

Những năm qua, Chính phủ đã quan tâm đầu tư cho nghiên cứu khai thác sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, trong đó có điện mặt trời Tuy nhiên, các thành tựu đạt được cho đến nay mới chỉ là bước đầu triển khai ứng dụng các công nghệ tiên tiến quang điện để cấp điện và quang nhiệt đề cấp nhiệt phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội Hiện tại, cả nước mới chỉ khai thác được khoảng 2,5 MWp, chủ yếu là các tắm pin mặt trời được lắp đặt trên nóc các công trình xây dựng, các trạm thu phát sóng viễn thông, các cơ quan an ninh quốc phòng, giao thông vận tải tại vùng sâu vùng xa, hải đảo chưa có điện lưới quốc gia [6]

Nhiều quốc gia đã và đang đầu tư mạnh mẽ cho nghiên cứu triển khai, nên công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được hoàn thiện, đa dạng, giá thành ngày càng hạ, phạm vi ứng dụng ngày càng rộng Thị trường điện mặt trời hàng năm tăng trưởng từ 50-60% với sản lượng năm 2012 ước khoảng 30GW Nếu thị trường điện mặt trời được hình thành sẽ là một trong những giải pháp quan trọng đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng trong khi các nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt của nước ta [6]

1.3 Ưu điểm và nhược điểm của điện năng lượng mặt trời

1.3.1 Uu điểm

a Khả năng kinh tế:

- Các hệ thống năng lượng mặt trời ít phải bảo dưỡng và tuổi thọ kéo dài

trong nhiều năm

- Sau xây dựng, sản phẩm thu được từ chuyên hóa năng lượng mặt trời sẽ mang lại hiệu qua kinh tế cao và không phải tiếp tục đầu tư

- Được hưởng sự ưu đãi của chính phủ

- Nếu hệ thống pin mặt trời sản xuất năng lượng nhiều hơn sử dụng, chính

phủ có thể mua lại phần điện đó

- Sản xuất điện từ Năng lượng mặt trời không phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu nào khác

b Thân thiện với môi trường:

- Năng lượng mặt trời sạch, tái tạo (không giống như đầu, khí đốt và than đá)

và bền vững, góp phần báo vệ môi trường

- Không gây ô nhiễm không khí do khí carbon dioxide phát ra, oxit nitơ, khí lưu huỳnh, thủy ngân vào khí quyền giống như nhiều hình thức sản xuất điện truyền thống khác Vì vậy năng lượng mặt trời góp phần ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu, mưa axit và sương mù, giảm phát thải khí nhà kính có hại

c Hoạt động độc lap:

- Năng lượng Mặt trời có thé duoc str dung dé bu đắp năng lượng tiêu thụ, giảm chi phí sử dụng điện và tiếp tục cung cấp điện trong trường hợp bị mắt điện

- Một hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời có thể hoạt động hoàn toàn độc

lập, không cần một kết nối đến một mạng lưới điện khác Hệ thống có thể được cài

đặt từ xa

- Việc sử dụng năng lượng mặt trời làm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng cung cấp từ nước ngoài, ảnh hưởng do thiên tai vì thế góp phần vào một tương lai bền vững

- Sau khi xây dựng hệ thống hoạt động độc lập Việc nâng cấp hệ thống đơn giản bằng cách gắn thêm các tắm pin mặt trời, các bộ điều khiển khi có nhu cầu phát triển

nghệ xây dựng hệ thống điện mặt trời phát triển sẽ làm giám giá thành

Tắm pin năng lượng mặt trời đòi hỏi diện tích khá một vùng rộng lớn

Hiệu quả của hệ thống cũng phụ thuộc vào vị trí của pin hướng tới mặt trời,

do đó phải cài đặt các thành phần điều khiển hướng thu của các tắm pin và cần có

thêm một hệ thống lưu trữ năng lượng

1.4 Ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất điện ở Việt Nam

Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời

(NLMT) qua thiết bị biến đổi quang điện Pin mặt trời (PMT) có ưu điểm là gọn nhẹ, có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời, đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ

trụ Ứng dụng NLMT dưới được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là ở các nước phát triển Ngày nay ứng dụng NLMT để chạy xe thay thế dần nguồn năng lượng

truyền thống Tuy nhiên giá thành thiết bị pin mặt trời còn khá cao, trung bình hiện

nay khoảng 2 - 4 USD/Wp, nên ở những nước đang phát triển, pin mặt trời hiện mới chỉ có khả năng duy nhất là cung cấp năng lượng điện sử dụng cho các vùng sâu, vùng xa, nơi đường điện quốc gia chưa có [6]

Ở Việt Nam, với sự hỗ trợ của nhà nước (các bộ, ngành) và một số tổ chức quốc tế đã thực hiện thành công việc xây dựng các trạm pin mặt trời có công suất

khác nhau phục vụ nhu cầu sinh hoạt và văn hóa của các địa phương vùng sâu, vùng

xa, các công trình nằm trong khu vực không có lưới điện Tuy nhiên hiện nay giá

pin năng lượng mặt trời vẫn đang khá cao

Đi đầu trong việc phát triển ứng dụng này là ngành bưu chính viễn thông Các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện cho các thiết bị thu phát sóng của các bưu điện lớn, trạm thu phát truyền hình thông qua vệ tỉnh Ở ngành hàng hải, các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện cho các thiết bị chiếu sáng, cột hải đăng, đèn báo sông Trong ngành công nghiệp, các trạm

pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện dự phòng cho các thiết bị điều

khiển trạm biến áp 500 kV, thiết bị máy tính và sử dụng làm nguồn cấp điện nối với điện lưới quốc gia Trong sinh hoạt của các hộ gia đình vùng sâu, vùng xa, các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng để thắp sáng, nghe đài, xem vô tuyến Trong ngành giao thông đường bộ, các trạm pin mặt trời phát điện được sử dụng làm nguồn cấp điện cho các cột đèn đường chiếu sáng [6]

6

CHUONG II CAC THANH PHAN CO BAN CUA HE THONG BIEN ĐÔI

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THÀNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

Hình 2.1: Các thành phần của một hệ thống điện năng lượng mặt trời

Bảng 2.1: Các thành phần trong hệ thống biến đối năng lượng mặt trời

thành năng lượng điện

TT | Tên thiết bị Ghi chú

1_ | Pin năng lượng mặt Monocrystalline (đơn tính thể ) Polycrytalline (đa trỜI tinh thé)

2 | BO diéu khiến sạc Lựa chọn tùy mức điện thế và công suất của hệ

thống pin năng lượng mặt trời

Hình 2.2: Cấu tạo cúa pin năng lượng mặt trời

7

Cho tới hiện tại thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời (và cho các thiết bị bán

dẫn) là các silic tỉnh thể Pin mặt trời từ tỉnh thể silic chia ra thành 3 loại:

- Don tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski Pin mặt trời

đơn tinh thê có thé đạt hiệu suất từ 11% - 16% Chúng thường rất đắt tiền do được

cắt từ các thỏi hình ống, các tắm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các

module

- Da tinh thể làm từ các thỏi đúc từ silic nung chảy được làm nguội và làm

rắn Các pin này thường rẻ hơn loại don tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn, từ

8% - 11% Chúng có thể tạo thành các tắm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn

tỉnh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó

- Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa

tinh thé Hiệu suất thấp, từ 3% - 6%, tuy nhiên giá thanh sản xuất rẻ vì không cần phải cắt từ thỏi silicon

Cấu trúc đơn tinh thể Cấu trúc đa tỉnh thể Câu trú tính thể võ định hình

Hình 2.3: Các loại cấu trúc tinh thể của pin mặt trời

Silic thuộc nhóm IV, tức là có 4 electron lớp ngoài cùng Silic có thể kết hợp với silicon khác để tạo nên chất rắn Cơ bản có 2 loại chất rắn silicon, đa thù hình (không có trật tự sắp xếp) va tinh thé (các nguyên tử sắp xếp theo thứ tự dãy không

gian 3 chiều) Pin năng lượng mặt trời phd biến nhất dùng da tinh thé silicon

Ở nhiệt độ phòng, Silic nguyên chất có tính dẫn điện kém Để tạo ra silic có tính dẫn điện tốt hơn, có thể thêm vào một lượng nhỏ các nguyên tử nhóm III hay V trong bảng tuần hoàn hóa học Các nguyên tử này chiếm vị trí của nguyên tử silic trong mang tinh thé, và liên kết với các nguyên tử silic bên cạnh tương tự như là một silic Tuy nhiên các phân tử nhóm III có 3 electron ngoài cùng và nguyên tử nhóm V có 5 electron ngoài cùng, vì thế nên có chỗ trong mạng tinh thể có dư electron còn có chỗ thì thiếu electron Vì thế các electron thừa hay thiếu electron

§

(gọi là lỗ trống) không tham gia vào các kết nối mang tinh thể Chúng có thé ty do

di chuyển trong khối tinh thể Silic kết hợp với nguyên tử nhóm III (nhôm hay gali) được gọi là loại bán dẫn p bởi vì năng lượng chủ yếu mang điện tích đương (positive), trong khi phần kết hợp với các nguyên tử nhóm V (phốt pho, Asen) gọi

là bán dẫn n vì mang năng lượng âm (negative)

Các tỉnh thé silic (Si) hay gali asenua (GaAs) là các vật liệu được sử dụng làm pin mặt trời Gali asenua đặc biệt tạo nên để dùng cho pin mặt trời, tuy nhiên

thỏi tỉnh thể silic cũng có thể đùng được với giá thành thấp hơn, sản xuất chủ yếu để

tiêu thụ trong công nghiệp vi điện tử Đa tinh thé silic có hiệu quả kém hơn nhưng giá tiền cũng thấp hơn

Khi đề trực tiếp đưới ánh sáng mặt trời, một pin silic có đường kính 6 em có thé sản xuất đòng điện khoảng 0,5 ampe 6 0,5 volt Các tắm tinh thể mỏng hình đĩa,

được đánh bóng để loại bỏ các khuyết tật trong quá trình cắt, chất kích thích được dùng cho các pin, và các tắm kim loại dẫn truyền đặt vào một mặt: một lưới mỏng trên bề mặt chiếu ánh sáng mặt trời, và mặt phẳng trên mặt còn lại Tấm năng lượng mặt trời tạo thành từ các pin như vậy cắt theo hình dạng thích hợp, được bảo vệ khỏi tia bức xạ và hư hại trên mặt trước bằng các miếng gương, dán vào chất nền

Hình 2.4: Cấu tao tinh thé silic

Hình 2.5: C: au Á tạo tỉnh thé silic pha tap Buron

10

Q = electron L Điện cực dưới

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời [9]

Bình thường điện tử chiếm mức năng lượng thấp hơn EI Khi chiếu sáng hệ

thống, lượng tử ánh sáng (photon) mang năng lượng hv (h là hằng số Plank và v là tần số ánh sáng) bị điện tử hấp thụ và chuyển lên mức E2 [1]

Phương trình cân bằng năng lượng:

Khi ánh sáng chiếu đến vật rắn có vùng năng lượng hóa trị, photon có năng

lượng hV tới và bị điện tử của vùng hoá trị hấp thụ, nó có thể chuyển lên vùng dẫn

để trở thành điện tử tự do e-, lúc này vùng hoá trị sẽ có một lỗ trống có thể di

chuyền như “hạt“ mang điện tích dương nguyên tố (kí hiệu h”) Lỗ trống này có thé

di chuyển và tham gia vào quá trình dẫn điện

vùng hóa trị

Hình 2.10: Các vùng năng lượng Phương trình hiệu ứng lượng tử:

eV+hv— e +hỶ (2.2)

Điều kiện để điện tử có thể hấp thụ năng lượng của photon và chuyển từ vùng hoá trị lên vùng dẫn, tạo ra căp điện tử -16 trống là:

12

hv > Ey = Ec - Ey (2.3)

Suy ra bước sóng tới hạn Ac của ánh sáng dé có thể tạo ra cặp e - h' là:

Ac = he/( Ec - Ey) (2.4) Vay khi chiéu sang vao vat rắn, điện tử ở vùng hoá trị hấp thụ năng lượng

photon hv và chuyển lên vùng dẫn tạo ra cặp hạt dẫn điện tử - lỗ trống e - h”, tức là

tạo ra một điện thế Hiện tượng đó gọi là hiện tượng quang điện bên trong

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời chính là hiện tượng quang điện xảy ra

Hình 2.11: Hiện tượng quang điện xảy ra trên lớp tiếp xúc p-n

Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ Xảy ra:

- Photon truyền xuyên qua mảnh silic khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ đề đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn

- Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic Xảy ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong mang tinh thể, thông thường là các electron ở lớp ngoài cùng và được kết dính với

các nguyên tử lân cận Khi electron được kích thích, trở thành dẫn điện, các electron

này có thể tự đo di chuyển trong bán dẫn Khi đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron gọi

là lỗ trống Lỗ trống này tạo điều kiện cho các electron của nguyên tử bên cạnh di

chuyên đến điền vào lỗ trống, và tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có "lỗ trống"

Cứ tiếp tục như vậy lỗ trống di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn

13

Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng luợng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện Bức xạ của mặt trời thường tương đương 6000°K,

vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic Hầu hết năng lượng mặt trời chuyển đổi thành năng lượng nhiệt nhiều hơn năng lượng điện

Khi được chiếu sáng, nếu nối các bán dẫn p và n của một tiếp xúc p-n bằng

một dây dẫn, thì pin Mặt Trời phát ra một dòng quang điện I„ Pin mặt trời có thể xem như một nguồn dòng Lớp tiếp xúc bán dẫn p-n có tính chỉnh lưu tương đương

một diode Khi phân cực ngược, do điện trở lớp tiếp xúc có giới hạn, nên có một

dòng rò qua nó Đặc trưng cho dòng rò qua lớp tiếp xúc p-n người ta đưa vào đại lượng điện trở shunt R¿¡ Dòng quang điện chạy trong mạch phải đi qua các lớp bán dẫn p và n, các điện cực, các tiếp xúc, Đặc trưng cho tổng các điện trở của các lớp đó là một điện trở Rs nói tiếp trong mạch (có thể coi là nội trở của pin mặt trời)

14

Id: Dong qua diode (A/m’)

Is: Dong bao hoa cita diode (A/m’)

q: Dién tich electron, q = 1,602.10"? (C)

k: hang s6 Boltzmann’s, k = 1,381.107? (J/K)

T: Nhiệt độ lớp tiếp xúc (K)

n: Hệ số lý tưởng của diode phụ thuộc vào các mức độ hoàn thiện công nghệ chế tạo pin Mặt Trời Gần đúng có thé lay n= 1 Phương trình đặc trưng Volt - Ampere của pin mặt trời: H

nKT h ,

T= Ign - Ta - Ish = Ipn - Is [ exp

Rs: Nội trở của pin mặt trời (ohm)

R¿: Điện trở shunt (ohm)

Hình 2.14: Sơ đồ tương đương cúa pin mặt trời gồm một nguồn

dòng mắc song song với một diode lý tướng

15

V=z0

ON @ thn

Hình 2.15: Dòng ngắn mạch ISC Dòng điện ngắn mạch Isc là dòng điện trong mạch của pin mặt trời khi làm ngắn mạch ngoài (chập các cực ra của pin) Lúc đó hiệu điện thế mạch ngoài của pin bằng V=0

Đặt giá trị V = 0 ta được:

qÑls - _ RI

aT 1) R, (2.7) Isc = Ipn- Is(exp - 1) - IS(exp

Ở các điều kiện chiếu sáng bình thường (không có hội tụ) thì hiệu ứng điện

trở nối tiếp Rs có thể bỏ qua, và lạ =0 và do đó có thể suy ra:

Dòng điện bão hòa: I=10°12,100 = 1010 A

Dòng điện ngắn mạch: Ig¢ = 40.10°3.100 =4 A (full sun, 100%

Như hình 2.18 là mô hình đơn giản của 2 pin mặt trời mắc nối tiếp nhau

nhưng chỉ có 1 pin được chiếu sáng, pin còn lại bị khuất hắn Khi đó chỉ có một pin

có dòng điện chạy qua, pin bị khuất sáng không có dòng điện chạy qua (I=0) Mặt khác, điode của các mô hình trên ngăn không cho dòng chạy ngược qua tắm pin bị khuất sáng nên đòng qua tải lúc này I=0 Qua đó ta đã xây dựng các sơ đồ tương đương sau [9]:

- Sơ đỗ có dién tro Ry, mac song song voi diode

- Sơ đồ có điện trở Rs mắc nói tiếp

- Sơ đồ có cả hai điện trở trên

C) l_TœV

Hình 2.19: Sơ đồ tương đương đơn gián với R„, mắc song song

Từ công thức 2.10 ta thấy dòng điện lý tưởng mà pin mặt trời cấp cho tải bị giảm đi một lượng bằng V/R.¡ Để tổn hao trên pin nhỏ hơn 1% thì giá trị cua Ry,

100Vo¢

sc

thỏa điều kiện: R,,

Với Isc = 4A, Vọc khoảng 0,6V thì điện trở R¿, có giá trị khoảng 16 là

Load

Hình 2.21: Sơ đồ tương đương đơn gián với Rs mắc nối tiếp

Với sơ đồ tương đương như hình 2.21 ta có:

Hình 2.22: Đồ thị V - A cúa mạch điện tương đương có Rs mắc núi tiếp [9]

Từ hình 2.22 ta thấy đồ thị V - A bị lệch nghiêng về phía bên trái với một lượng là AV = IR, Để tốn hao của pin mặt trời nhỏ hơn 1% thì Rs phải thỏa điều kiện:

(2.13)

V6i Isc = 4A, Voc khoang 0,6V thì điện trở R¿ị có giá trị khoảng 0.0015 là

tốt nhất

19

Xét sơ đồ tương đương gồm cả điện trở mắc song song R„› và điện trở mắc

O diéu kién chuan 1a 25°C:

T= Igo - 10 [e271] - VALS (2.15)

Hinh 2.24: Dé thi V- A cúa sơ đồ tuong duong trén voi Ry, = 10, R, = 0,050 [9]

Trong thực tế pin mặt trời có R„, cao hon nhiéu, vao khoang 300Q, R, có giá

trị khoảng 0,010 Khi đó đường biểu diễn đồ thị V - A sẽ được cải thiện hơn

20

Cell Module Array

Hình 2.25: Mắc nối tiếp hoặc song song các pin mặt trời

Hình 2.26: Đồ thị V - A của một tắm pin mặt trời [9]

Tắm pin mặt trời trên gồm 36 cell xếp thành 9 cột và 4 hàng Trong đó,4 cell trong cột mặc nôi tiêp với nhau và 9 cột mặc song song với nhau

Áp Hình 2.29: Mắc song song các tắm pin mặt trời [9]

Khi mắc song song các tắm pin mặt trời, dòng điện ngắn mạch của hệ thống

sẽ bằng tổng dòng điện ngắn mạch của tất cả tắm pin mặt trời trong hệ thống, điện

áp hở mạch của hệ thống bằng điện áp hở mạch của một tắm

2.1.4 Diém céng sudat cwc dai MPP (max power point)

—=-+

Hình 2.30: Các giá trị chuẩn cúa một tắm pin mặt trời trong điều kiện chuẩn

22

Ta xét một tắm pin mặt trời trong điều kiện chuẩn

Trong trường hợp hở mạch, điện áp ra của pin mặt trời là áp hở mạch Vọc, nhưng dòng điện ]=0 nên công suất của pin P = 0

Trong trường hợp ngắn mạch, V = 0, I= Isc nén công suất của pin P= 0

Khi mắc tải vào pin thì giá trị dong điện, điện áp khác 0 hay pin cấp nguồn

cho tải với công suất là P

Dang Công suất

N I a Điểm cực đại công suất ; i ñ :

(MPP) i

P=0 ' / ‘ Ƒ 0

0

0 i Va Vọc

Hình 2.31: Đồ thị V - A va dé thi cong suất của pin mặt trời

Từ đồ thị trên ta thấy, tại hai điểm đầu cuối của đồ thị V - A ứng với hai

điểm Isc va Voc, P = 0 Diém công suất cực đại (MPP) nằm gần đoạn gấp khúc của

đồ thị V - A, là điểm mà tại đó tích của giá trị điện áp và dòng điện là cực đại Giá trị điện áp và dòng điện tại điểm công suất cực đại được ký hiệu là V,, va In trong tat cả các điều kiện khảo sát, Vạ và lạ (rated voltage: điện áp định mức và rated current: đòng điện định mức) trong điều kiện khảo sát lý tưởng

Một cách khác để tìm vị trí của điểm công suất cực đại là tìm hình chữ nhật nằm đưới đường đồ thị V - A có diện tích lớn nhất như ở hình 2.32 Diện tích của

những hình chữ nhật đó chính là công suất ứng với một đỉnh nằm trên đường đồ thị

Tại điểm công suất cực đại:

dP © -T1—1,[exp av * clexp nkT ] nKT °*” nKT qY, T=-1]— đổ» ay, av, m

Từ công thức trên ta có giá trị dòng điện và điện áp tại điểm cực đại là:

Một thông số đặc trưng khác của pin mặt trời vẫn thường được sử dụng, đó

là hệ số lấp đầy Hệ số lấp đầy FF (fill factor) là tỷ số giữa công suất cực đại

Pạ= Vạ.Iạ và tích số Voc.lsc:

FF = (Valạ) /( Voclsc ) (2.19)

Như ở hình 2.32, hệ số lấp đầy là tỉ số điện tích của hai hình chữ nhật ứng

với điểm MPP và hình chữ nhật ứng với điểm (Voc.lsc)

Hiệu suất của pin mặt trời r là tỉ số giữa công suất cực đại của pin và công suất bức xạ mặt trời trên diện tích bề mat cua pin

= Nan _ pp Noctse _ pp Yoctse Pin Pin EA (2.20)

7

2.1.6 Khéo sat đặc tinh pin mặt trời ở điều kiện lý trồng

Phương trình đặc trưng Volt - Ampere của pin mặt trời:

##g 20-sim Simulator on: PV.exp

Hình 2.33: Đặc tuyến V-A của pin mặt trời [9]

#g 20-sim Simulator on: PV.exp

Hình 2.34: Đường đặc tuyến V-A, đồ thị công suất

và điểm cục đại công suất MPP [9]

25

Để khảo sát sự phụ thuộc của pin mặt trời vào cường độ ánh sáng, ta lần lượt thay đổi các giá trị cường độ ánh sáng mặt trời từ 1000, 800, 500, 300 va 150

(W/m2) Kết quả như sau:

Hình 2.35: Đồ thị V - A với sự thay đối cúa cường độ ánh sáng [9]

Từ đồ thị 2.35 ta thấy cường độ dòng điện I cung cấp cho tai giảm tuyến tinh theo cường độ ánh sáng E khi E giảm, đúng theo công thức: lsc = ơ.E

Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến điện dp, dong điện và công suất của pin mặt trời Các đại lượng trên phụ thuộc vào nhiệt độ theo các công thức sau:

I =ls;c(1 +ølAT) (2.22) V=Vzzc- VAT (2.23) P.=Ps;:c(1 + øIAT) (2.24)

Hinh 2.36: Dac tuyén V- A dưới sự thay đối cúa nhiệt độ [9]

26

Từ đồ thị 2.36 ta thấy khi nhiệt độ tăng thì điện áp giảm khá lớn trong khi

dòng điện tăng không đáng kể

Pune eas aoe) ia

fle Vew Properties Simulation Tool Help -

sHaRe rman MOND et &

‘Simulation finished after 541 steps in 0.097 seconds A

Hinh 2.37: D6 thi V- A khi mic néi tiép cdc pin lại với nhau [9]

zz 20-sim Simulator on: PV.exp

file View Properties Simulation Tools Help

Hình 2.38: Đồ thị V - A khi các pin được mắc song song [9]

2.2 Bộ chuyển đổi DC-AC (Inverter)

Những đặc tính cơ bản của Inverter:

- Sử dụng ắc quy (12, 24 hay 48V DC )

- Điện áp đầu ra có đặc tính giống như điện áp của lưới điện quốc gia: 220V, xoay chiều, tần số 50 Hz

Inverter là bộ chuyển đổi dong điện một chiều 12V, 24V, 48V thành dòng

điện xoay chiều 110V, 220V tần số 50Hz Tùy theo cách thức biến đổi mà ta chia

làm hai loại đó là bộ biến đối một bước và bộ biến đổi hai bước

27