Bộ công THNG Tập đoàn điện lực việt nam Viện năng lợng Báo cáo: đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ M số: I - 149 ứng dụng các trạm phát điện bằng pin mặt trời công suất nhỏ cho Trờng dân tộc nội trú, trạm y tế x Tân Trạch và Thợng Trạch huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. Chủ nhiệm đề tài: Vũ Thị Giáng Tham gia: Vũ Hồng Sơn Nguyễn Văn An 7181 17/3/2009 Hà Nội, 11 2008 Bộ công thNG Tập đoàn điện lực việt nam Viện năng lợng Mã số: I - 149 Báo cáo: đề tài nghiên cứu khoa học ứng dụng các trạm phát điện bằng pin mặt trời công suất nhỏ cho Trờng dân tộc nội trú, trạm y tế x Tân Trạch và Thợng Trạch huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Hà Nội, 11 2006 H Ni 11 2008 Bộ công THNG Tập đoàn điện lực việt nam Viện năng lợng M số: I - 149 Báo cáo: đề tài nghiên cứu khoa học ứng dụng các trạm phát điện bằng pin mặt trời công suất nhỏ cho Trờng dân tộc nội trú, trạm y tế x Tân Trạch và Thợng Trạch huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. Chủ nhiệm đề tài: Vũ Thị Giáng Tham gia: Vũ Hồng Sơn Nguyễn Văn An Hà Nội, 11 2008 mục lục Mở đầu .4 Chơng I : Lựa chọn địa điểm lắp đặt các trạm điện pin mặt trời tại Quảng Bình 3 Chơng II: Nghiên cứu thiết kế lắp đặt các trạm điện pin mặt trời tại Quảng Bình 8 II.1 Những điền cơ bản cần biết về trạm điện pin mặt trời 8 II.1.1 Sơ đồ khối 8 II.1.2 Các thông số kỹ thuật của trạm điện pin mặt trời 11 II.1.3 Tích trữ năng lợng từ trạm điện pin mặt trời 12 II.1.4 Bộ điều khiển 13 II.1.5 Bộ biến đổi điện 14 II.1.6 Vị trí lắp đặt 14 Chơng III: Kết quả ứng dụng trạm điện pin mặt trời công suất nhỏ tại Quảng Bình 16 III.1 Số liệu bức xạ và khả năng ứng dụng pin mặt trời tại Quảng Bình 16 III.2 Nghiên cứu thiết kế cụ thể loại trạm pin mặt trời cho hộ gia đình 17 III.3.1 Xác định nhu cầu tiêu thụ công suất của hộ gia đình 17 III.3.2 Xác định công suất trạm pin mặt trời hộ gia đình 18 III.3.3 Xác định dung lợng ăc quy cho trạm pin mặt trời hộ gia đình 19 III.3.4 Lắp đặt trạm pin mặt trời hộ gia đình 20 III.4 Nghiên cứu thiết kế cụ thể loại trạm pin mặt trời cho một tập thể 22 III.4.1 Trạm pin mặt trời dùng cho tram y tế 22 III.4.2 Trạm pin mặt trời dùng cho trờng nội trú 26 III.4.3 Trạm pin mặt trời dùng cho đồn biên phòng 29 III.5 Hớng dẫn vận hành 33 III.6 Đánh giá việc xây dựng mô hình triển khai .34 Chơng IV Kết luận và kiến nghị 37 IV.1 Đối với nhà nớc 37 IV.2 Đối với địa phơng đợc tiếp nhận dự án: 37 IV.3 Đối với đơn vị triển khai dự án 38 Phụ lục I. Tài liệu tham khảo II. Nhận xét của địa phơng III. Biên bản nghiệm thu IV. Hớng dẫn lắp đặt, bảo hành, bảo dỡng hệ thống trạm pin mặt trời. 1 Mở đầu Tính khả thi của việc khai thác năng lợng mặt trời bằng các trạm pin đã đợc khẳng định rõ ràng trên thế giới. Tại Việt Nam, việc ứng các trạm pin mặt trời vào đời sống cũng đã đợc triển khai từ nhiều năm nay ở nhiều địa phuơng, nhng cha đợc nhiều. Lý do cơ bản là chi phí cho mỗi trạm pin còn khá đắt, đặc biệt là giá thành các tấm pin còn khá cao do phải nhập từ nớc ngoài. Tính đến nay, số lợng trạm pin mặt trời đợc lắp đặt và khai thác ở Việt Nam vẫn còn rất khiêm tốn. Tổng công suất khai thác năng lợng bằng trạm pin mặt trời mới chỉ đạt cha tới 2 MW. Năm 2005, Viện Năng lợng đã thực hiện Dự án sản xuất thử nghiệm các thiết bị phụ của trạm pin mặt trời bằng các sản phẩm tự chế tạo ở trong nớc, vừa để thay thế các thiết bị nhập ngoại của trạm pin mặt trời bị hỏng, vừa góp phần giảm giá thành cho những trạm sẽ đợc xây dựng thêm sau này, nhằm đáp ứng nhu cầu ứng dụng rộng rãi các trạm pin mặt trời cho các vùng xa xôi hẻo lánh cũng nh tạo thêm điều kiện mở rộng khai thác một dạng năng lợng tiềm tàng và sạch sẽ, góp phần bảo vệ môi trờng nói chung. Báo cáo này nằm trong chuỗi các đề tài nghiên cứu triển khai và ứng dụng năng lợng mới nhằm quảng bá và hớng dẫn cụ thể việc ứng dụng pin mặt trời vào đời sống cho các loại hình phụ tải khác nhau rất cần có điện nhng lại nằm ngoài khả năng cung ứng của lới điện, nh một số vùng không thuận tiện giao thông của tỉnh Quảng Bình. Trên cơ sở này, Bộ Công Thơng đã duyệt cho Viện Năng lợng thực hiện đề tài NCKH: Tên đề tài: "Nghiên cứu áp dụng pin mặt trời phục vụ đời sống của nhân dân các dân tộc ở những bản ở vùng sâu, vùng xa không có khả năng cung cấp điện lới của tỉnh Quảng Bình" Đề tài nghiên cứu sẽ giải quyết các nội dung sau: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và lắp đặt các trạm pin mặt trời, tổng công suất khoảng 1,5kWp. Hớng dẫn lắp đặt, vận hành, t vấn, góp ý để đạt chất lợng tốt. 2 Chuyển giao lắp đặt, thiết bị nhập và chế tạo trong nớc, lắp ráp, hiệu chỉnh, chạy thử ở chế độ tự động. Thu thập số liệu và đánh giá tính khả năng cấp điện (chiếu sáng, ti vi, tủ lạnh bảo vệ thuốc), hiệu quả phù hợp với bức xạ mặt trời của tỉnh Quảng Bình. Đề tài nghiên cứu ứng dụng này đã đợc Viện Năng lợng thuộc Bộ Công Thơng phối hợp với Sở Công nghiệp tỉnh Quảng Bình thực hiện. 3 Chơng I Lựa chọn địa điểm lắp đặt các trạm điện pin mặt trời tại Quảng Bình Đặc điểm tự nhiên và kinh tế- x hội của tỉnh quảng bình Quảng Bình là một tỉnh miền trung, có vị trí địa lý: Quảng Bình nằm ở vĩ độ từ 16 o 55đến 18 o 05 Bắc và kinh độ 105 o 36đến 106 o 59 Đông. Địa lý và địa giới hành chính, Quảng Bình giáp Hà Tĩnh ở phía Bắc, giáp Quảng Trị ở phía Nam, chung đờng biên giới với nớc CHDCND Lào dài 193 km ở phía Tây; và bờ biển dài 126 km ở phía Đông. Với vị trí này, Quảng Bình có nhiều điều kiện phát triển kinh tế thông thơng với nớc bạn Lào và tiềm năng hớng ra biển. Ngoài ra, do ở xa các trung tâm kinh tế lớn của cả nớc là Hà nội và TP Hồ Chí Minh nên Quảng Bình có khó khăn hơn trong việc giao lu kinh tế, chuyển giao công nghệ, tiếp cận thông tin, thị trờng nhng lại ít bị sức ép cạnh tranh với các khu công nghiệp từ các trung tâm kinh tế này. Về dân số hành chính, Quảng Bình có 1 thành phố, 6 huyện với 141 xã, 10 phờng và 8 thị trấn. Dân số của năm 2007 khoảng 832.000 ngời trong đó dân số đô thị chiếm khoảng 14%. Trên địa bàn tỉnh Quảng Bình có 13 dân tộc anh em sinh sống trong đó: Dân tộc Kinh 89%, Hà Nhì 5,6%, còn lại 11% là các dân tộc khác. Về tài nguyên khoáng sản, Quảng Bình có nguồn tài nguyên khoáng sản khá phong phú và đa dạng. Nhng đặc biệt, có hai nguồn tài nguyên dồi dào, góp phần thúc đẩy nền kinh tế là du lịch, đánh bắt nuôi trồng thủy sản và công nghiệp vật liệu xây dựng ở địa phơng. Với bờ biển dài 126 km với vùng đặc quyền lãnh hải khoảng 20.000 km 2 . Dọc theo bờ biển có 5 cửa sông chính: Roòn, Gianh, Dinh, Lý Hòa, Nhật Lệ tạo ra nguồn cung cấp phù du sinh vật có giá trị cho việc phát triển nguồn lợi thuỷ sản. Ngoài khơi có 5 đảo nhỏ tạo những vịnh có vị trí đẹp và thuận tiện cho các hoạt động kinh tế biển nh Hòn La. Bờ biển có nhiều bãi tắm đẹp. Vùng biển có một số ng trờng có nhiều loại hải sản quý hiếm có giá trị kinh tế cao với khả năng khai thác 4 ớc tính 40.000 tấn/năm, cho phép phát huy thế mạnh của biển để phát triển kinh tế tổng hợp biển Địa hình của Quảng Bình hẹp dốc từ Tây sang Đông, chủ yếu 85% diện tích tự nhiên là đồi núi, toàn bộ diện tích đợc chia thành 4 vùng sinh thái cơ bản: - Vùng núi cao - Vùng đồi và Trung du - Vùng đồng bằng - Vùng cát và ven biển Quảng Bình nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu mang đặc trng của khí hậu phía bắc và phía nam. Khí hậu trong năm chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa ma từ tháng 9 đến tháng 3, mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8. Nhiệt độ trung bình năm là 24-25 o C. Theo Đề án Quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2001 đến 2010 - xét đến triển vọng 2020 cũng nh Đề án Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2006-2010 có xét đến 2015 - cả hai đều do Viện Năng lợng lập và đều đã đợc Bộ Công Thơng phê duyệt - thì trong khoảng một thập niên tới, mặc dù lới điện quốc gia có đi qua địa bàn tỉnh, nhng do địa hình Quảng Bình có nhiều vùng bị chia cắt bởi sông ngòi và núi non hiểm trở, dân c phân bố tản mạn và tha thớt, nên tại Quảng Bình sẽ còn rất nhiều bản làng, thôn xóm, nhất là các vùng miền núi cao của đồng bào các dân tộc ít ngời, vẫn cha có cơ hội đợc sử dụng điện từ nguồn điện lới quốc gia, số liệu cụ thể trình bày trong bảng sau: 5 B¶ng 1- 1: C¸c x∙ ch−a thÓ nhËn ®iÖn l−íi quèc gia t¹i tØnh Qu¶ng B×nh TT Huyện, thị xã Số bản Số hộ Dân tộc Tỷ lệ (%)các hộ không có điện I Huyện Bố Trạch 1 Xã Tân Trạch 02 59 A Rem, Vân Kiều 100 2 Xã Thượng Trạch 18 353 Ma Coong, Mường, Cà Rai 100 3 Xã Sơn Trạch 01 27 Vân Kiều 100 II Huyện Lệ Thủy 1 Xã Kim Thủy 04 162 Vân Kiều 100 2 Xã Lâm Thủy 02 54 Vân Kiều 100 III Huyện Quảng Ninh 1 Xã Trường Sơn 05 85 Vân Kiều 100 IV Huyện Tuyên Hóa 1 Xã Tuyên Hóa 01 34 Mã Liềng 100 2 Xã Lâm Hóa 01 25 Mã Liềng 100 V Huyện Minh Hóa 1 Xã Dân Hóa 05 159 Khùa, Mày 100 2 Xã Trọng Hóa 07 145 Khùa, Mày, Mã Liềng 100 Tổng 46 1103 [...]... Theo cách đó, sẽ tiến hành cụ thể cho các trạm tập thể nh dới đ y III.4.1 Trạm PMT dùng cho trạm y tế Danh mục phụ tải điện của trạm y tế xã Thợng Trạch huyện Bố Trạch trình b y trong bảng III.5 Bảng III.5 Công suất tiêu thụ điện trong ng y của trạm y tế x Thợng Trạch huyện Bố Trạch Tên thiết bị dùng Công suất điện trong trạm y tế Số lợng Điện năng tiêu (h) (W) Số giờ dùng thụ (Wh) Đèn tuýp 12V: -đèn... trời P = 261Wp lắp tại trạm Y Tế x Thợng Trạch huyện Bố Trạch 25 III- 4-2 Trạm PMT dùng cho trờng nội trú Danh mục phụ tải điện của trờng nội trú xã Thợng Trạch huyện Bố Trạch trình b y trong bảng III.7 Bảng III.7 Công suất tiêu thụ điện trong ng y của trờng nội trú x Thợng Trạch huyện Bố Trạch Tên thiết bị dùng điện Công suất Số giờ dùng Điện năng tiêu (W) Số lợng trong trờng nội trú (h) thụ (Wh) Đèn... hộ dân c của Quảng Bình đã đợc tiếp tục đa vào diện nghiên cứu triển khai ứng dụng các trạm pin mặt trời để phục vụ đời sống, sinh hoạt và công tác, góp phần vào việc xóa bỏ bớt các vùng thiếu điện Về mặt quy mô, các trạm pin mặt trời sẽ đợc lắp đặt tại Quảng Bình đợc phân thành hai loại nh sau: - Loại trạm có sông suất nhỏ, lắp đặt cho từng hộ gia đình, công suất khoảng 100W - Loại trạm có công suất. .. thay thế - ắc quy đã đợc thay bằng loại nhỏ hơn, có công suất là 80Ah Ngành Viễn thông đã ứng dụng 10 trạm pin mặt trời, công suất mỗi trạm 300Wp (P = 300Wp) phục vụ các trạm bu điện tuyến xã Tình trạng sử dụng hiện tại nh sau: - Các tấm mô đun vẫn hoạt động tốt - Chân giá và d y điện vẫn còn đảm bảo kỹ thuật - Nhiều bộ điều khiển bị hỏng - ắc quy bị hỏng tới 85% Tại các bu điện tuyến xã, tình trạng. .. P=261Wp, dùng công thức (4) tính ngợc lại sẽ th y trạm PMT hộ gia đình có thể phát ra mức điện năng trung bình hàng ng y là 857Wh/ng y Danh mục các thiết bị đã lắp đặt tại trạm y tế xã Thợng Trạch huyện Bố Trạch trình b y trong bảng III.6 Bảng III.6 Danh mục thiết bị đ lắp đặt tại trạm y tế x Thợng Trạch huyện Bố Trạch P = 261Wp Số TT Tên thiết bị loại Đơn vị Số lợng Ghi Chú 1 Pin mặt trời: Kyocera P =... hơn, lắp đặt cho một cụm sinh hoạt tập thể nh một cụm dân c, một trạm y tế, một trờng nội trú hay một đơn vị biên phòng, công suất khoảng vài trăm W Dới đ y sẽ trình b y cụ thể hơn quá trình nghiên cứu thiết kế, lắp đặt một trạm pin mặt trời tại một số điểm theo hai loại công suất trạm nh trên tại tỉnh Quảng Bình 7 Chơng II Nghiên cứu thiết kế lắp đặt các trạm điện pin mặt trời tại Quảng Bình II.1 Những... 330 Wp) Với công suất lắp đặt 348Wp, trạm điện PMT tại trờng nội trú có thể phát ra mức điện năng trung bình là 1143 Wh/ng y Danh mục các thiết bị đã lắp đặt tại trờng nội trú xã Thợng Trạch huyện Bố trạch trình b y trong bảng III.8 26 Bảng III.8 Danh mục thiết bị đ lắp đặt tại trờng nội trú x Thợng Trạch huyện Bố Trạch, P=348Wp Số TT Tên thiết bị Loại Đơn vị Số lợng Ghi Chú 1 Pin mặt trời: Kyocera P...Trong khi đó, hiện nay trên địa bàn Quảng Bình, việc ứng dụng năng lợng mặt trời còn rất hạn chế, có khoảng 30 trạm pin mặt trời, công suất mỗi trạm từ 100Wp đến 425Wp (P = 100Wp - 425Wp) đợc lắp đặt từ năm 2005 đến năm 2008 cho một số đồn biên phòng Tình trạng hiện tại của các trạm pin mặt trời n y nh sau: - Các tấm pin vẫn hoạt động tốt - Chân giá và d y điện vẫn còn đạt y u cầu kỹ thuật - Bộ điều... xã, tình trạng của các trạm pin mặt trời không đợc khả quan bằng các đơn vị trên: Các bộ điều khiển bị hỏng, lại không đợc thay thế nên điện từ pin mặt trời không nạp đợc vào ắc quy; các bình ắc quy thờng không đợc bổ sung nớc theo đúng nồng độ a xít đã quy định nên cũng bị kiệt quệ Ngoài ra, do điện áp của trạm pin mặt trời là 24V, còn điện áp của ắc quy chỉ là 12V, nếu một ắc quy hỏng thì coi nh không... = 348Wp lắp tại trờng nội trú x Thợng Trạch huyện Bố Trạch cung cấp phụ tải ch y Tivi III.4.3 Trạm PMT dùng cho đồn biên phòng Danh mục phụ tải điện của một đồn biên phòng 591 Cà Roòng 2 huyện Bố Trạch trình b y trong bảng III.9 Bảng III.9 Công suất tiêu thụ điện trong ng y của đồn biên phòng 591 Cà Roòng 2 huyện Bố Trạch Tên thiết bị dùng Công suất điện trong gia đình Số lợng Điện năng tiêu (h) (W) . nghiên cứu khoa học ứng dụng các trạm phát điện bằng pin mặt trời công suất nhỏ cho Trờng dân tộc nội trú, trạm y tế x Tân Trạch và Thợng Trạch huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. Chủ nhiệm. suất nhỏ cho Trờng dân tộc nội trú, trạm y tế x Tân Trạch và Thợng Trạch huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Hà Nội, 11 2006 H Ni 11 2008 Bộ công THNG Tập đoàn điện lực. cụ thể loại trạm pin mặt trời cho một tập thể 22 III.4.1 Trạm pin mặt trời dùng cho tram y tế 22 III.4.2 Trạm pin mặt trời dùng cho trờng nội trú 26 III.4.3 Trạm pin mặt trời dùng cho đồn biên