Sử dụng công nghệ biến tần giúp các thiết bị điện kiểm soát được công suất.. Vì thế, các thiết bị điện sử dụng công nghệ này có khả năng tiết kiệm điện tuyệt vời.. Quá trình phát triền T
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ TÀI TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁC THẾ HỆ INVETER, THỊ TRƯỜNG
CÔNG NGHỆ INVETER HIỆN NAY
Sinh viên thực hiện : HOÀNG ĐỨC VIỆT
Mã sinh viên : 1781420231
Giảng viên hướng dẫn : TS.LÊ XUÂN SANH
Ngành : CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG
Lớp : CLC.D12.ĐCN
Khóa : 2018-2022
Trang 2MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ INVERTER 2
1.1 Công nghệ inverter là gì? 2
1.2 Quá trình phát triền 2
1.3 Nguyên lí hoạt động của inverter 3
CHƯƠNG 2 THỊ TRƯỜNG CÔNG NGHỆ INVETER HIỆN NAY 5
2.1 Ứng dụng trong công nghệ điện tử 5
2.2 Ứng dụng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời 9
Trang 3CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ INVERTER
1.1 Công nghệ inverter là gì?
Công nghệ Inverter (hay còn gọi là biến tần) là công nghệ chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều
Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi vào các thiết bị điện gia dụng, thiết bị điện tử Bởi Inverter có khả năng chuyển đổi một trong hai số nhị phân hoặc tín hiệu vào đầu kia Sử dụng công nghệ biến tần giúp các thiết bị điện kiểm soát được công suất Vì thế, các thiết bị điện sử dụng công nghệ này có khả năng tiết kiệm điện tuyệt vời
1.2 Quá trình phát triền
Từ những năm 1960, các thyristors và các sản phẩm nâng cấp của chúng thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử công suất Tuy nhiên, hiệu suất kiểm soát tốc độ của nó không thể đáp ứng nhu cầu
Kể từ những năm 1970, hệ thống điều khiển tốc độ biến áp-biến tần (PWM-VVVF) được điều chỉnh độ rộng xung đã đạt được những đột phá Sau những năm
1980, việc cải tiến công nghệ vi xử lý đã giúp dễ dàng thực hiện các thuật toán tối
ưu hóa khác nhau
Vào giữa những năm 1980, công nghệ biến tần VVVF của các nước phát triển như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Đức và Anh đã được đưa vào sử dụng thực tế và hàng hóa được đưa vào thị trường và được sử dụng rộng rãi Biến tần sớm nhất có thể đã được phát triển bởi một người Nhật đã mua bằng sáng chế của Anh Tuy nhiên, Hoa
Kỳ và Đức dựa vào những lợi thế của sản xuất linh kiện điện tử và công nghệ điện
tử, và các sản phẩm cao cấp nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường
Sau khi bước vào thế kỷ 21, biến tần trong nước dần dần nổi lên và hiện đang dần dần chiếm lĩnh thị trường cao cấp Thượng Hải và Thâm Quyến đã trở thành vị trí hàng đầu cho sự phát triển của biến tần trong nước, và một số biến tần nội địa nổi tiếng như Biến tần Inovance, Biến tần Inventronics, Biến tần Anbang và Biến tần Oerlikon đã xuất hiện Trong số đó, Biến tần An Bangxin được thành lập vào năm
1998 và là một trong những nhà sản xuất biến tần sớm nhất tại Trung Quốc Trong hơn mười năm, Anbang Xinren đã xây dựng một nền tảng vững chắc về văn hóa và
hỗ trợ tăng trưởng Công ty đã thông qua chứng nhận hệ thống chất lượng ISO9000 của tổ chức TUV trước đó và được trao giải “Doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia” Nó đã được đánh giá là "sự hài lòng của khách hàng lái xe Trung Quốc trong nhiều năm"
Trang 4Hiện nay công nghệ biến tần đã phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng đặc biệt trong đó có công nghệ inveter đã đạt được nhiều thành tựu trong lĩnh vực điện tử, năng lượng mặt trời, …
1.3 Nguyên lí hoạt động của inverter
Công nghệ ứng dụng để kiểm soát công suất của thiết bị Nhằm tránh hao phí năng lượng không đáng có Nó dựa vào chủ yếu các board mạch tiên tiến và hiện nay nó hoàn toàn thuộc về Nhật Bản Nguyên tắc căn bản của công nghệ biến tần là dựa trên kiểm soát từng tần số dao động tùy theo thiết kế của board mạch bên trong Nguyên lý hoạt động của công nghệ Interver tương đối đơn giản:
+ Đầu tiên, biến tần sử dụng nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha đã được chỉnh lưu
và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng
Công đoạn chuyển đổi này được thực hiện nhờ bộ chỉnh lưu cầu Diode và tụ điện Nhờ vậy hệ số công suất Cosphi của hệ biến tần luôn được đảm bảo không nhỏ hơn 0.96 và không phụ thuộc vào tải cấp
+ Tiếp đến điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua
hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM)
Để hình dung dễ hơn công nghệ Inverter là gì ta có thể tưởng tượng nó như một chiếc xe ô tô Công nghệ Inverter như một chiếc ô tô chạy liên tục trên cao tốc,
Hình1.1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của inveter
Trang 5có thể tự tăng giảm tốc độ mà không cần dừng đột ngột Nhờ vậy, hiệu suất làm việc tốt hơn, trong khi tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ động cơ máy hơn
Trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, công nghệ Inverter là một điều tất yếu Nó không chỉ mang đến sự tiện lợi cho người sử dụng mà còn mở ra hướng phát triển mới cho nhà sản xuất
Khi đã hiểu rõ hơn về công nghệ biến tần này sẽ giúp bạn có thể điều khiển 0-100% công suất của thiết bị Tùy theo yêu cầu của công việc mà bạn hoàn toàn có thể điều chỉnh thiết bị
Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm mang đến khả năng vận hành êm ái, giảm tiếng ồn cho động cơ, giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ và tiết kiệm được năng lượng trong quá trình vận hành
Trang 6CHƯƠNG 2 THỊ TRƯỜNG CÔNG NGHỆ INVETER HIỆN NAY
Hiện nay công nghệ inveter đã được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực thị trường nhưng đặc biệt hơn cả là trong lĩnh vực công nghệ điện tử và năng lượng mặt trời
2.1 Ứng dụng trong công nghệ điện tử
a) Đối với điều hòa, máy lanh.
+ Máy lạnh Inverter là máy lạnh sử dụng máy nén công nghệ biến tần với khả năng điều tiết độ lạnh trong phòng thông qua bộ mạch điện tử chứa vi xử lí thông minh thay cho công nghệ sử dụng rơ-le cảm biến nhiệt thường được sử dụng trên các dòng máy lạnh thông thường
Chính vì khả năng điều chỉnh máy nén phù hợp với công suất nên máy lạnh Inverter có thể đem lại hiệu quả tiết kiệm điện vượt trội, lên đến 60% so với máy lạnh thông thường Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hiệu quả tiết kiệm điện chỉ biểu hiện
rõ rệt khi bạn thường xuyên sử dụng máy lạnh (trong vòng từ 6 - 8 tiếng) và máy được lắp đặt đúng cách và nhiệt độ được thiết lập phù hợp
+ Ưu điểm của máy lạnh inverter:
• Tiết kiệm điện: Chính vì lý do không phải
tắt/mở động cơ liên tục mà máy lạnh Inverter
giúp tiết k iệm điện năng tiêu thụ cho máy, giúp
hạn chế tiền điện hiệu quả (theo thống kê máy
lạnh Inverter có thể tiết kiệm 30 - 60% điện
năng
Hình 2.1 Công nghệ inveter trên máy lạnh
Trang 7• Duy trì nhiệt độ ổn định: Cũng vì lý do không ngừng hẳn động cơ mà chỉ hoạt động chậm lại, nên máy lạnh Inverter giúp duy trì nhiệt độ ổn định, tránh tình trạng quá nóng hay quá lạnh
• Hoạt động êm ái: Nếu như
trước đây bạn từng phải “đau khổ” vì
chiếc máy lạnh quá ồn, thì với động
cơ Inverter điều đó không còn nữa
Nhờ vào động cơ luôn hoạt động ổn
định do đó tiếng ồn (do ma sát khi
tắt/mở cánh quạt) hầu như là không
có, mang đến người dùng cảm thấy
yên tĩnh, dễ chịu
+ Nhược điểm:
• Giá thành cao hơn
• Chi phí sửa chữa bảo dưỡng cao
Một số loại máy lạnh sử dụng công nghệ inverter:
Hình 2.1 Một số loại máy lạnh Hiện nay tùy vào công suất, loại máy, nhà sản xuất khác nhau mà giá thành mỗi chiếc máy lạnh trên thị trường dao động khoảng 8.000.000đ – 13.000.000đ
b) Đối với tủ lạnh
+ Công nghệ Inverter trong tủ lạnh sẽ giúp việc kiểm soát nhiệt độ trên ngăn đông và ngăn mát trở nên dễ dàng hơn Từ đó giúp thực phẩm của bạn tươi lâu hơn, đặc biệt là rau củ quả
Trang 8+ Bên cạnh đó, bạn cũng tiết kiệm được kha khá lượng điện năng tiêu thụ hằng tháng với công nghệ inverter này (tiết kiệm điện năng lên đến 30 - 50% so với tủ lạnh thông thường)
Hình 2.2 Tủ lạnh inveter giúp tiếm kiệm điện năng Một số loại tủ lạnh sử dụng công nghệ inverter:
Tùy vào công suất, kiểu dáng, dung tích và nhà sản xuất khác nhau mà giá cả trên thì trường của tủ lạnh sử dụng công nghệ inveter doa động từ 5.000.000đ-9.000.000đ đối với loại dung tích nhỏ cỡ 180 lít và từ 8.000.000đ-14.000.000đ với loại dung tích lớn hơn 180 lít
c) Đối với máy giặt
Trang 9+ Đối với các dòng máy giặt sử dụng công nghệ Inverter hiện đại này sẽ có khả năng vận hành êm ái, ổn định và tiết kiệm điện hơn so với các máy giặt thông thường Đặc biệt, công nghệ này còn mang lại hiệu suất giặt vượt trội giúp áo quần bạn sạch và tránh các vấn đề gây hư hỏng sợi vải
+ Một số loại máy giặt ứng dụng công nghệ inverter:
Giá thành hiện nay của loại tủ lạnh sử dụng công nghệ inverter:
+ Loại cửa trước: khoảng từ 6.000.000đ-8.000.000đ
+ Loại cửa trên: khoảng từ 8.000.000 trở lên
Trang 10d) Đối với lò vi sóng
+ Đối với lò vi sóng sử dụng công nghê Inverter, với khả năng vận hành êm và khả năng duy trì công suất ổn định và đều đặn kể cả khi sử dụng liên tục trong thời gian dài Nhờ vậy, hiệu suất nấu ăn của bạn cũng sẽ nhanh hơn, tiết kiệm điện năng
sử dụng hơn
Bên cạnh đó, nếu dùng lò vi sóng Inverter, bạn sẽ có thể đặt thêm nhiều thức
ăn bên trong lò hơn nhờ lượng nhiệt phân bố đều và ổn định Cách để bạn phân biệt được lò vi sóng Inverter là trên cánh cửa lò vi sóng phía dưới bên trái có dòng chữ
“Inverter”
+ Về giá cả hiện nay trên thị trường, loại lò vi sóng có ứng dụng công nghệ inveter thì có giá khoảng từ 3.000.000đ trở lên, đắt hơn một ít so với loại thông thường
e) Đối với nồi cơm điện, bếp từ và một số thiết bị công nghệ khác
Tích hợp công nghệ inverter vào thiết bị giúp chúng vận hành êm ái và giữ ổn định nhiệt tốt hơn, đồng thời sẽ giúp tiết kiệm 1 lượng điện năng đáng kể cho người
sử dụng
2.2 Ứng dụng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời
Để một hệ thống NLMT đi vào hoạt động ổn định và bền bỉ cần nhiều thiết
bị khác nhau (tấm pin, giá đỡ tấm pin, bộ biến tần Inverter, pin dự trữ, công tơ 2 chiều, hộp bảo vệ và cab đấu nối,…).Một bộ phận có chức năng đặc biệt quan trọng
và không thể thiếu đối với 1 hệ thống NLMT đó là bộ biến tần inverter (kể cả đó là
hệ thống NLMT hòa lưới hoặc không hòa lưới)
Bộ biến tần năng lượng mặt trời (Solar inverter): Inverter của một hệ thống năng lượng mặt trời (hay còn gọi là solar inverter hoặc gọi tắt là inverter) là thiết bị chuyển đổi dòng điện 1 chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều(AC) Để dễ hiểu ta hình dung dòng điện từ các tấm pin mặt trời sản xuất ra là dòng điện 1 chiều(DC) Trong khi đó các thiết bị máy móc, dân dụng trong gia đình đa số lại sử dụng dòng điện xoay chiều (AC), vì vậy cần phải có 1 thiết bị chuyên biệt có chức năng chuyển dòng điện này từ DC thành AC, thiết bị đó gọi là Inverter
Phân loại inverter NLMT: có 3 loại phổ biến như sau
+ Biến tần năng lượng mặt trời
chuỗi (String Inverter):
String Inverter là một biến tần
trung tâm đóng vai trò là đầu vào của
nguồn năng lượng điện, được tạo ra bởi
Trang 11chuỗi những tấm pin năng lượng, từ đó chạy đến từng đơn vị riêng lẻ Những tấm pin mặt trời được liên kết với nhau thành chuỗi và điểm cuối là kết nối vào biến tần Như vậy một biến tần chuỗi có thể có nhiều đầu vào khác nhau
+ Biến tần năng lượng mặt trời vi mô (Micro Inverter):
Biến tần NLMT vi mô là loại biến
tần kết hợp với một tấm pin năng lượng
mặt trời duy nhất để quản lý cũng như
đảm nhiệm công việc chuyển đổi dòng
điện DC thành dòng điện AC cho tấm
pin riêng lẻ đó Trong các hệ thống biến
tần vi mô sẽ không có biến tần chuỗi
Thay vào đó mỗi tấm pin sẽ được nối
với biến tần micro của chính nó
+ Biến tần năng lượng mặt trời tối ưu DC (DC Optimizer Power):
Bộ tối ưu hóa được gắn vào trực
tiếp các tấm pin mặt trời cho phép bạn có
thể kiểm soát từng đầu ra của tấm pin đó
một cách độc lập với những tấm pin khác
của chuỗi Vì lẽ đó, biến tần loại này sẽ
giải quyết được những hạn chế của bộ
biến tần chuỗi Không may một tấm pin
bị giảm khả năng sản xuất điện do bóng
râm hoặc trục trặc kỹ thuật thì bộ tối ưu hóa đảm bảo các pin khác trong chuỗi không bị ảnh hưởng theo
Lựa chọn loại inverter phù hợp:
Lựa chọn biến tần năng lượng thường xem xét nhiều yếu tố và phụ thuộc nhu cầu và khả năng của người dùng Có thể tham khảo các tiêu chí sau:
1 Chất lượng & Độ tin cậy: tìm hiểu về thương hiệu, xuất xứ, chất lượng,…
2 Dịch vụ & hỗ trợ: tìm hiểu chính sách bảo hành, thời gian bảo hành, hỗ trợ dịch vụ của nhà sản xuất lẫn đơn vị thi công lắp đặt
3 Tính năng, đặc điểm: dùng cho ứng dụng hoà lưới, độc lập, độc lập có tương tác lưới, so sánh các tiêu chuẩn, thông số kỹ thuật
4 Chức năng hệ thống Giám sát: nhu cầu hệ thống cơ bản,hoặc có nhiều tiện ích, tính năng hiện đại
Trang 125 Giá bán: cân đối lựa chọn giá dựa trên nhu cầu và tiêu chí quan tâm.
Một số loại Solar Inverter:
+ Inverter Growatt:
Inverter Growatt Hòa Lưới 20kW 20000TL3-S
Model Sản Phẩm: Growatt 20000TL3-S
Sử dụng trong mạng điện 3 pha
Công suất đầu vào cực đại từ pin mặt
trời: 25000Wp
Điện áp bắt đầu làm việc: 250VDC
Điện áp DC vào tối đa: 1000V
Hiệu suất: 99.5%
Hỗ trợ nhiều kết nối: RF, WiFi, RJ45
Tích hợp sẵn card WIFI cho phép theo
dõi từ xa qua Internet
Bảo hành 5 năm
Inverter Growatt Hòa Lưới 15kW 15000TL3-S
Model Sản Phẩm: Growatt
18000TL3-S
Sử dụng trong mạng điện 3
pha
Công suất đầu vào cực đại từ
pin mặt trời: 13200Wp
Điện áp bắt đầu làm việc:
160VDC
Điện áp DC vào tối đa: 1000V
Hiệu suất: 99.5%
Hỗ trợ nhiều kết nối: RF,
WiFi, RJ45
Tích hợp sẵn card WIFI cho phép theo dõi từ xa qua Internet
Bảo hành 5 năm
Inverter Growatt Hòa Lưới 5kW 5000MTL-S
Model Sản Phẩm: Growatt 5000MTL-S
Sử dụng trong mạng điện 1 pha
Công suất đầu vào cực đại từ pin mặt trời:
5980Wp
Điện áp bắt đầu làm việc: 100VDC
Điện áp DC vào tối đa: 500V
Trang 13 Hiệu suất: 97.9%
MPP độc lập: 1
Hỗ trợ nhiều kết nối: RF, WiFi, RJ45
Tích hợp sẵn card WIFI cho phép theo dõi từ xa qua Internet
Bảo hành 5 năm
+ Inverter Hex:
Inverter Hex 3kW Grid-Connect
Mã code: H103A
Công suất: 3kw
Loại: On grid nối lưới
Xuất sứ : Hàn quốc
Inverter Hex 10kW Grid-Connect
Công suất: 10kw
Loại: On-grid
Xuất xứ: Hex (Hàn Quốc)
Mã code: C310ML