CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
2.2 Chi tiết c c thiết bị cần thiết của hệ thống năng lƣợng mặt trời
2.2.2 Bộ điều khiển sạc (solar charge controller)
Hình 2.7 Bộ điều khiển sạc
Bộ điều khiển sạc là một thiết bị trung gian giữa hệ c c tấm pin mặt trời và hệ c c bình ắc-quy lưu trữ. Nhiệm v chính của bộ điều khiển sạc là điều khiển việc sạc bình ắc- quy từ nguồn điện sinh ra từ pin Mặt Trời.
17
Bộ điều khiển còn thực hiện việc bảo vệ nạp qu điện thế (>13,8V) hoặc điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển x c nhận bình ắc-quy đã đƣợc nạp đầy hoặc điện p bình qu thấp.
Bảo vệ tấm pin mặt trời: nguyên lý củ dòng điện là chảy tƣ nơi điện p c o đến nơi điện p thấp. B n ngày trời nắng thì điện p tấm pin c o hơn điện p ắc quy nên dòng điện sẽ đi tƣ pin xuống ắc quy. Nhƣng b n đêm khi không có nắng, điện p pin sẽ thấp hơn điện p ắc quy và dòng điện sẽ đi ngƣợc từ ắc-quy lên tấm pin. Làm giảm hiệu suất tấm pin và gây hƣ hỏng tấm pin vậy nên bộ điều khiển sạc ngăn không để cho dòng đi ngƣợc lên tấm pin gây hƣ hỏng.
Là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc cho ắc-quy, bảo vệ cho ắc-quy chống nạp qu tải và xả qu sâu nhằm nâng c o tuổi thọ củ bình ắc-quy, và giúp hệ thống pin mặt trời sử d ng hiệu quả và lâu dài. Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của Panel mặt trời vào ắc-quy giúp cho người sử d ng kiểm so t được c c ph tải.
2.2.3 Battery (Ăc quy)
Là thiết bi lưu trữ điện để sử d ng vào b n đêm hoặc lúc trời ít hoặc không còn nh nắng. Ăc quy có nhiều loại, kich thước và dung lượng kh c nh u, tùy thuộc vào công suất và đặc điểm của hệ thống tấm pin mặt trời. Hệ thống có công suất càng lớn thì cần sử dung ắc quy có dung lƣợng lớn hoặc dung nhiều bình ắc quy kết nối lại với nhau.
Hình 2.8 Ac quy
Bình ắc-quy được chi làm nhiều ngăn, thông thường là 6 ngăn. Mỗi ngăn ắc-quy có điện p đầu r là 2V. Nhƣ vậy nếu nối tiếp tất cả 6 ngăn với nhau ta sẽ có bộ ắc-quy là 12V.
18
Vỏ bình ắc-quy đƣợc chế tạo bằng vật liệu cứng có tính chịu axit, chịu nhiệt, do đó người t đúc bằng nhựa cứng hoặc ebonite. Phí trong vỏ bình có c c v ch ngăn để tạo c c ngăn riêng biệt, mỗi ngăn riêng gọi là một ắc-quy đơn. Dưới đ y bình t làm 2 yên đỡ gọi là yên đỡ bản cực. M c đính để c c bản cực tì lên đó, tr nh bị ngắn mạch khi đ y bình có lắng đọng cặn bẩn.
Ắc-quy có nhiều loại, kích thước và dung lượng kh c nh u, tùy thuộc vào công suất và đặc điểm của hệ thống pin panel mặt trời . Hệ thống có công suất càng lớn thì cần sử d ng ăc-quy có dung lƣợng lớn hoặc dùng nhiều bình ắc-quy kết nối lại với nhau.
Có nhiều loại c-quy: Ắc quy khô, ắc quy nước, ắc quy kiểu hở, ắc quy kiềm...
2.2.4 Bộ ích điện (inverter)
Hình 2.9 Inverter
Bộ kích điện là một thiết bị biến đổi điện p một chiều (DC) củ bình ắc-quy (12V – 24V – 48V hoặc lên đến 240V) thành điện p xo y chiều (AC) có tần số phù hợp với lưới điện Việt N m đ ng sử d ng là 220V, 50Hz. Bộ kích điện được thiết kế với nhiều loại công suất từ 300VA – 10kVA tuỳ yêu cầu sử d ng.
Bộ kích điện có h i dạng: sóng điện hình sin mô phỏng và hình sin thực. Loại đầu có ưu điểm là gi rẻ, nhỏ gọn, thường dùng cho m y vi tính, đèn comp ct, tivi, nhưng gây hại cho c c thiết bị sử d ng. Loại s u sử d ng n toàn hơn với c c thiết bị điện dân d ng, nhƣng có gi c o hơn .
19 2.2.5 Bộ hòa lưới
Hình 2.10 Bộ hò lưới
Thiết bị hò lưới cho hệ thống điện năng lượng mặt trời là thiết bị có chức năng chuyển đổi năng lượng mặt trời hò chung vào mạng lưới điện quốc gi . Vào b n ngày khi mà năng lƣợng mặt trời chuyển hó thành điện năng nhiều nhƣng chúng t lại không dùng đến hoặc không dùng hết điện. Thiết bị hò lưới sẽ giúp đẩy lượng điện dư thừ vào lưới điện quốc gi khi đó chỉ số trên công tơ điện sẽ đếm lùi (ngược).
Vào b n đêm khi hệ thống pin năng lƣợng mặt trời không sản sinh r điện nữ mà trong khi nhu cầu sử d ng điện lại tăng, khi đó thiết bị hò lưới sẽ giúp bù điện lưới vào mạng điện gi đình để sử d ng c c thiết bị, khi đó chỉ số công tơ sẽ đếm tăng. Điều đó có nghĩ là khi bạn tiêu th lƣợng điện bằng năng lƣợng điện của hệ thống pin mặt trời tạo ra thì bạn không phải trả bất cứ chi phí tiền điện nào cho điện lực. Nếu lƣợng điện do hệ thống điện mặt trời của bạn tạo ra lớn hơn nhu cầu sử d ng điện của bạn thì khi đó điện lực sẽ phải mu điện của bạn để b n cho c c kh ch hàng kh c. Chỉ khi nhu cầu sử d ng của bạn lớn hơn lƣợng điện do hệ thống pin mặt trời tạo ra, bạn sẽ phải trả phần chi phí đối trừ ph t sinh tăng cho điện lực.
Thiết bị hò lưới cho hệ thống điện năng lượng mặt trời mang lại lợi ích như: nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lƣợng mặt trời thành năng lƣợng điện tr nh hiện tƣợng dƣ thừ năng lƣợng vô ích: nếu ta nạp vào acquy thì acquy cũng sẽ đầy, c c thiết bị điện có
20
lúc dùng lúc không Những lúc như vậy việc xảy r dư thừ năng lương vô ích. Khi hò vào lưới điện thì khi thừ năng lượng sẽ chia sẻ cho nơi kh c h y đư vào sản xuất, đư vào phương tiện vận chuyển( xe điện, tàu điện ngầm ) khi t cần lại có điện sử d ng.
2.2.6 Khung gi , dây c p và phu iện lăp đặt
Để đảm bảo cho hệ thống tấm pin mặt trời đặt đung vi trí tốt nhất (Ánh nắng nhiều nhất và lâu nhất) và hiệu suất sử dung hệ thống luôn đƣợc ôn đinh lâu dài, chúng ta cần dùng đến bộ khung g và dây c p chuyên d ng.
Để tối đ ho hiệu suất của hệ thống, c c tấm pin mặt trời cần đƣợc đặt theo một góc nghiêng và một hướng nhất đinh (Tùy thuộc tưng vi trí lắp đặt cu thể).
C c phu kiện đông bộ kèm theo: ống, công tắc, bảng điện, domino, ô cắm để lắp hoàn chỉnh hệ thống điện mặt trời.
Hình 2.11 hệ thống gi đỡ pin năng lương măt trời