Chương 1: Tổng quanLý do chọn đề tài Tính cần thiết của việc tìm nguồn năng lượng tái tạo, cụ thể là nguồn năng lượng mặt trời Tình hình chung: Năng lượng được xem là máu của nền kinh tế
Trang 1TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2021
Thành viên:
Trần Đại Chính MSSV:
Nguyễn Thị Cẩm Tú MSSV: 18142414 GVHD: PGS.TS Võ Viết Cường
Học kỳ: 2 – Năm học: 2020 – 2021
Đề tài :
Thiết kế hệ thống PV 65kWp cho xưởng cơ điện Minh Đệ
BÁO CÁO CUỐI KỲ
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP HỒ CHÍ MINH
Trang 2Chương 1: Tổng quan
Lý do chọn đề tài
Tính cần thiết của việc tìm nguồn năng lượng tái tạo, cụ thể là nguồn năng lượng mặt trời
Tình hình chung:
Năng lượng được xem là máu của nền kinh tế Chúng ta đã và đang dựa chủ yếu vào năng lượng hóa thạch để phát triển Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng hiện nay đang ở mức báo động Hậu quả là các nguồn năng lượng hóa thạch bị cạn kiệt, đi kèm với hiện tượng biến đổi khí hậu, thiếu quan tâm đến vấn đề môi trường Đây là vấn đề cấp bách của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng
Để giảm thiểu việc phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch, cả thế giới đang đi theo một chiến lược chung đó là: 4R+P: Reduce – giảm thiểu, Reuse – sử dụng lại, Recycle – tái chế, Renewable (energy) – tái tạo (năng lượng) + Policy (Government) – chính sách (nhà nước)
Nguồn năng lượng thay thế:
Năng lượng tái tạo về cơ bản được hiểu là loại năng lượng có nguồn lực liên tục, có thể tái sử dụng vô hạn lần theo chuẩn mực hiện tại như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng, nhiên liệu sinh học,… trong đó năng lượng mặt trời (NLMT) ngày càng được xem là có triển vọng lớn nhất vì là nguồn năng lượng vô tận với thời gian
sử dụng còn hơn 6.5 tỷ năm và hoàn toàn miễn phí Tiềm năng của nguồn năng lượng này là vô cùng lớn, gấp 20.000 lần so với nhu cầu Hiện nay, NLMT có thể thay thế năng lượng hóa thạch do giá bán ngày càng cạnh tranh và hiệu suất ngày càng được nâng cao
Tiềm năng sử dụng NLMT ở Việt Nam
Việt Nam là quốc gia theo khảo sát của tổ chức GIZ (Đức), Ngân hàng Thế giới (WB),
… có tiềm năng tự nhiên rất lớn về năng lượng mặt trời vì có số giờ nắng trong năm trên 2.500h/năm, cường độ bức xạ trong năm đạt từ 4 đến 5.2kWh/m2/ngày ở hầu hết các tỉnh thành Việt Nam đã sớm có ứng dụng khai thác năng lượng mặt trời , ứng dụng về pin quang điện (PV)
Để thúc đẩy việc gia tăng sử dụng NLTT, Việt Nam ban hành “Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050” cùng với quyết định “Cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam” sẽ tạo ra “làn sóng” mới cho toàn xã hội đầu tư vào các hệ thống PV với quy mô lớn cũng như quy mô hộ gia đình
Trang 3Thiết kế pin quang điện (PV) cho xưởng cơ khí Minh Đệ (Tân Phú) trong kỷ nguyên 4.0
Đối tượng: xưởng cơ khí với nhiều máy móc với nhu cầu dùng điện lớn
Thông số:
Dài: 35m, rộng: 10m S = 35x10 = 350 (m2)
Mái: hướng đông - tây, nghiêng 130
Tiền điện: 20.000.000 đồng/tháng
Tổng năng lượng bức xạ:
Tháng
HT
(kWh/
m2/
ngày)
4.73 5.18 5.3
3 4.94 5.03 5.40 5.16 5.18 4.48 4.46 4.36 4.37
Mục tiêu đề tài
Biết cách khảo sát, thiết kế; đánh giá tính khả thi về mặt kinh tế, kỹ thuật và tác động môi trường của một dự án ngoài thực tế
Giới hạn đề tài
Tập trung tính toán thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa lưới, cụ thể là thiết
kế hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa lưới cho xưởng cơ điện Minh Đệ, quận Tân Phú, thành phố Hồ Chí Minh
Nội dung đề tài
Khảo sát đối tượng
Trang 4Chương 2: KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG, LỰA CHỌN HỆ THỐNG PV VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
Xác định số tiền điện mỗi tháng, xác định công suất điện tiêu dùng của xưởng
Lựa chọn công nghệ và công suất panel, xác
định diện tích đặt panel
Lựa chọn cấu trúc inverter
Tính toán lựa chọn thông số kỹ thuật inverter
Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn, CB
Bảo vệ chống sét, nối đất
Tính khả thi về kinh tế
Tác động môi trường
Trang 5Đối tượng:
Chi tiết thiết kế
Xác định tổng công suất pin lắp đặt cho phân xưởng
Số tiền điện: 20.000.000 đồng/ tháng
Sản lượng điện tiêu thụ mỗi tháng: 6000kWh
Sản lượng điện tiêu thụ trong 1 ngày: 6000/30 = 200 (kWh)
Hệ số tạo nắng để tạo ra điện là 3-5 giờ nắng lấy 4 giờ nắng
Công suất đầu tư: P=( 200*1.3)/4 = 65(kWp)
Vậy tổng công suất pin cần đầu tư cho phân xưởng là 65kW
Chọn công nghệ pin
Mái nghiêng 130, hướng đông – tây Tổng diện tích mái: (5.1240x35)x2 = 360 (m2)
Trang 6Để đánh giá về hiệu quả mặt kinh tế, đề tài này sẽ so sánh một số loại pin quang điện
về hiệu suất, giá thành và công suất
Công nghệ 1: Chọn module pin quang điện hãng Jinko Solar.
Model: JKM410M-72H-V, loại pin đơn tinh thể, công suất 410Wp, hiệu suất 20,38% Giá tiền: 4.900.000(đồng)
Công nghệ 2: Chọn module pin quang điện hãng Canadian.
Model: CS3W-410MS, loại pin đa tinh thể, công suất 410Wp, hiệu suất 18,56% Giá tiền: 3.700.000(đồng)
Lựa chọn cấu trúc inverter và chọn inverter thích hợp
Tính toán các thông số kỹ thuật cho inverter và hệ thống PV
Công nghệ 1:
Pin quang điện: JKM410M-72H-V
Inverter: Growatt 18000TL3-HE
Tính toán lý thuyết
Số lượng module tối đa trên một chuỗi:
N mod max= V¿ INV
V OC (mod−t0
min )
=1000 49.6 = 20.1 (module) Các module pin quang điê ̣n mắc nối tiếp nhau trong mô ̣t chuỗi nên dòng điê ̣n tối đa trên mô ̣t chuỗi là: I array max=I module max=¿ 10.08(A)
Số lượng chuỗi tối đa:
N array max= I max INV
I max.array=
33 10.08 = 3.27 (chuỗi)
Trang 7Kết quả mô phỏng PV syst
Vậy ta cần có 3 trạm inverter, mỗi trạm kết nối với 3 chuỗi module, mỗi chuỗi gồm 18 module ghép nối tiếp Khi đó, công suất của hê ̣ thống PV là: P PV=66.5(kW )
Số module pin quang điê ̣n cần thiết là: 3x18x3 = 162 (module)
Diê ̣n tích lắp đă ̣t cần thiết của hê ̣ thống là:
S sys=2.008 x 1.002 x 162=325(m2)
Kiểm tra dòng vào mô ̣t inverter: mỗi inverter nối với 3 chuỗi nên dòng vào tối đa của inverter:
I INV max=3 × Iarray max=3 ×10.08=30.24( A)
Kiểm tra điện áp vào inverter: mỗi chuỗi gồm 18 module ghép nối tiếp, nên điện áp vào tối đa của inverter:
V INV = 18 × 49.6= 893 V
Nhâ ̣n xét:I INV max<33( A) ,V INV < 1000(V) (U mpp max ) nên inverter đã chọn đạt yêu cầu
Công nghệ 2:
Trang 8Pin quang điện: CS3W-410MS
Inverter: Growatt 18000TL3-HE
Tính toán lý thuyết
Số lượng module tối đa trên một chuỗi:
N mod max= V¿ INV
V OC (mod−t0
min )
=1000
47 6 = 21.01 (module) Các module pin quang điê ̣n mắc nối tiếp nhau trong mô ̣t chuỗi nên dòng điê ̣n tối đa trên mô ̣t chuỗi là: I array max=I module max=¿ 10.49(A)
Số lượng chuỗi tối đa:
N array max= I max INV
I max.array=
33 10.49 = 3.15 (chuỗi) Kết quả mô phỏng PV syst
Vậy ta cần có 3 trạm inverter, mỗi trạm kết nối với 3 chuỗi module, mỗi chuỗi gồm 18 module ghép nối tiếp Khi đó, công suất của hê ̣ thống PV là: P PV=66.5(kW )
Số module pin quang điê ̣n cần thiết là: 3x18x3 = 162 (module)
Diê ̣n tích lắp đă ̣t cần thiết của hê ̣ thống là:
S sys=2.108 x 1.048 x 162=358 (m2)
Trang 9Kiểm tra dòng vào mô ̣t inverter: mỗi inverter nối với 3 chuỗi nên dòng vào tối đa của inverter:
I INV max=3 × Iarray max=3 ×10.49=31.47( A)
Kiểm tra điện áp vào inverter: mỗi chuỗi gồm 18 module ghép nối tiếp, nên điện áp vào tối đa của inverter:
V INV = 18 × 47.6= 856.8 V
Nhâ ̣n xét:I INV max<33( A) ,V INV < 1000(V) (U mpp max ) nên inverter đã chọn đạt yêu cầu
Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn