BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ    LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN DÙNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO HỘ GIA ĐÌNH CÔNG SUẤT kW CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: TS : Trần Trung Tính Mai Hoàng Nhi (MSSV: 1064087) Ngành: Kỹ Thuật Điện – Khóa 32 Tháng 05/2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ***** PHIẾU ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Năm học 2009 – 2010 Họ tên cán hướng dẫn: Trần Trung Tính Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Địa điểm, thời gian thực hiện: Địa điểm: Bộ môn Kỹ Thuật Điện – Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ Thời gian thực hiện: 14 tuần (bắt đầu từ ngày 01/02/2010 hoàn thành ngày 02/05/2010) Họ tên sinh viên thực hiện: Mai Hoàng Nhi MSSV: 1064087 Lớp: Kỹ Thuật Điện K32 Mục đích đề tài: Thiết kế hệ thống điện dùng Pin Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình, đảm bảo theo yêu cầu kỹ thuật, cung cấp đủ cho tải tiêu thụ tính kinh tế cao Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: 300.000 (đồng) Cán hướng dẫn Sinh viên thực Trần Trung Tính Mai Hoàng Nhi Duyệt Bộ môn Duyệt HĐ THI & XÉT TN SVTH: Mai Hoàng Nhi LỜI CẢM ƠN *** Sau 14 tuần bắt tay vào công việc, đến luận văn tốt nghiệp em hoàn thành Có kết hôm nay, phấn đấu thân, em nhận dạy dỗ tận tình, động viên, giúp đở gia đình, thầy cô, bạn bè Nhân đây, em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô Bộ môn Kỹ Thuật Điện, trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt thầy hướng dẫn Trần Trung Tính tận tình bảo, giúp đỡ em hoàn thành luận văn hạn Xin chân thành cảm ơn tất bạn bè người thân xung quanh động viên, giúp đỡ em nhiều trình học tập, giúp hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Cần Thơ, ngày 02 tháng năm 2010 Sinh viên thực Mai Hoàng Nhi SVTH: Mai Hoàng Nhi TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ***** NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn : Trần Trung Tính Đề tài: Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Sinh viên thực : Mai Hoàng Nhi Lớp : Kỹ Thuật Điện Nội dung nhận xét : a Nhận xét hình thức LVTN: b Nhận xét nội dung LVTN:………………………………… ……………………………………………………………………………………… c Nhận xét nội dung LVTN: (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ) * Đánh giá nội dung thực đề tài:………………… ……………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………… * Những vấn đề hạn chế: ……………………………………………………………………………………… d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: (ghi rỏ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có)………… ……………………………………………………………………………………… e Kết luận, đề nghị điểm :………………………………………… Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Cán chấm hướng dẫn Trần Trung Tính SVTH: Mai Hoàng Nhi TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ***** NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện : Đỗ Nguyễn Duy Phương Đề tài: Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Sinh viên thực : Mai Hoàng Nhi Lớp : Kỹ Thuật Điện Khóa 32 Nội dung nhận xét : a Nhận xét hình thức LVTN:………… b Nhận xét hình thức LVTN:………… ……………………………………………………………………………………… c Nhận xét nội dung LVTN: (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ) * Đánh giá nội dung thực đề tài:………………… ……………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………… * Những vấn đề hạn chế: ……………………………………………………………………………………… d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (ghi rỏ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có)………… …………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… e Kết luận, đề nghị điểm :………………………………………… Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Cán chấm phản biện Đỗ Nguyễn Duy Phương SVTH: Mai Hoàng Nhi TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ***** NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện : Đinh Mạnh Tiến Đề tài: Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Sinh viên thực : Mai Hoàng Nhi Lớp : Kỹ Thuật Điện Khóa 32 Nội dung nhận xét : c Nhận xét hình thức LVTN:………… d Nhận xét hình thức LVTN:………… ……………………………………………………………………………………… c Nhận xét nội dung LVTN: (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ) * Đánh giá nội dung thực đề tài:………………… ……………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………… * Những vấn đề hạn chế: ……………………………………………………………………………………… d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (ghi rỏ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có)………… …………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… e Kết luận, đề nghị điểm :………………………………………… Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Cán chấm phản biện Đinh Mạnh Tiến SVTH: Mai Hoàng Nhi LỜI NÓI ĐẦU -000 Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển, nhu cầu lượng ngày tăng Trong nguồn nhiên liệu dự trữ than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên thủy điện có hạn khiến cho nhân loại đứng trước nguy thiếu hụt lượng Hơn việc khai thác sử dụng nguồn nhiên liệu gây ô nhiểm môi trường nghiêm trọng, nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà kính tượng nóng lên toàn cầu Việc tìm kiếm khai thác nguồn lượng lượng Mặt Trời hướng quan trọng kế hoạch phát triển lượng, nước phát triển mà với nước phát triển Năng lượng Mặt Trời - nguồn lượng tiềm tàng - loài người thực đặc biệt quan tâm Có thể vừa giải thay nguồn lượng thiên nhiên bị cạn kiệt, bảo vệ môi trường thiên nhiên, đồng thời giải phần ô nhiễm môi trường người tạo Việt Nam nước có tiềm lượng Mặt Trời lớn, nằm khu vực có cường độ xạ mặt trời tương đối cao việc sử dụng lượng nước ta đem lại hiệu kinh tế lớn Hiện nước ta có vài công trình “Pin Mặt trời” ứng dụng chủ yếu cấp điện cho đồng bào miền núi, vùng hải đảo…do nhà nước tài trợ Ngoài có vài nhà lắp Pin Mặt Trời (viện trợ nước ngoài), đem lại lợi ích lớn, cần nhân rộng Đó lý em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW” Khi mô hình mái nhà pin mặt trời ứng dụng rộng rãi giải tình trạng thiếu điện Nội dung luận văn gồm có 10 chương: Chương I: Năng lượng Mặt Trời nguồn lượng vô tận Chương II: Pin lượng Mặt Trời Chương III: Lý thuyết hệ thống Điện Mặt Trời Chương IV: Khảo sát, tính toán thành phần hệ thống SVTH: Mai Hoàng Nhi Chương V: Kết tính toán Chương VI: Lựa chọn thiết bị cho hệ thống điện Mặt Trời Chương VII: Đấu nối hệ thống Chương VIII: Bài toán kinh tế Chương IX: Vận hành, bảo dưỡng hệ thống Chương X: Kết luận Phụ lục SVTH: Mai Hoàng Nhi Mục lục MỤC LỤC Số trang Lời nói đầu Chương I: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NGUỒN NĂNG LƯỢNG SẠCH VÀ VÔ TẬN…………………………………………………………………………1 1.1 Cấu tạo Mặt Trời 1.2 Phản ứng hạt nhân Mặt Trời 1.3 Hằng số Mặt Trời 1.4 Năng lượng Mặt Trời 1.5 Năng lượng Mặt Trời tạo điện ? 1.5.1 Sử dụng nhiệt tạo điện 1.5.2 Sử dụng quang (dùng pin Mặt Trời) trực tiếp tạo điện 1.6 Những ứng dụng Pin Mặt Trời tiềm Pin Mặt Trời Việt Nam 1.6.1 Một số ứng dụng Pin Mặt Trời triển khai Việt Nam 1.6.1.1 Tấm panel lấy điện cấp cho hộ gia đình 1.6.1.2 Pin Mặt Trời cấp điện cho đồng bào miền núi, vùng sâu vùng xa, hải đảo, quan hành 1.6.1.3 Thắp sáng đèn đường, đèn tín hiệu 1.6.2 Tiềm Pin Mặt Trời Việt Nam Chương II: PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2.1 Hiệu ứng quang điện 2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Pin Mặt Trời 10 2.2.1 Cấu tạo 10 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 12 2.3 Các đặc trưng điện Pin Mặt Trời 14 2.3.1 Sơ đồ tương đương 14 2.3.2 Dòng đoản mạch ISC 15 2.3.3 Thế hở mạch VOC 16 2.3.4 Điểm làm việc công suất cực đại 17 2.4 Các tham số ảnh hưởng đến chế độ làm việc Pin Mặt Trời 18 SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang i Mục lục 2.5 Hiệu suất 18 2.6 Sơ lược công nghệ chế tạo Pin Mặt Trời Si 19 2.6.1 Sơ lọc cát thạch anh để có Silicon có độ kỹ thuật 19 2.6.2 Làm tiếp để có Silicon có độ bán dẫn 20 2.6.3 Tạo đơn tinh thể Si 20 2.6.4 Cắt thỏi Si đơn tinh thể thành phiến Si 20 2.6.5 Tạo lớp tiếp xúc p-n 20 2.6.6 Tạo lớp tiếp xúc Ohmic 21 2.6.7 Đóng gói Pin Mặt Trời thành modul 22 Chương III: LÝ THUYẾT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI……………… 23 3.1 Ghép dàn Pin Mặt Trời 23 3.1.1 Mắc nối tiếp modul giống 24 3.1.2 Mắc song song modul 25 3.2 Tích lũy lượng 25 3.2.1 Acquy chì 26 3.2.2 Các phương pháp phóng nạp Acquy 27 3.2.2.1 Phóng điện Acquy 27 3.2.2.2 Nạp điện Acquy 27 a Nạp với dòng điện không đổi 28 b Nạp với dòng điện giảm dần 28 c Nạp với điện không đổi 28 d Nạp thay đổi với điện không đổi 28 3.3 Các thiết bị bảo vệ, điều khiển 30 3.3.1 Bộ điều khiển phóng/nạp 30 3.3.2 Biến đổi DC/AC 30 3.3.3 Các diod bảo vệ 30 3.3.4 Khung giá, hộp nối dây điện 31 Chương IV: KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG 32 4.1 Bài toán thiết kế 32 4.2 Các bước tính toán 32 4.2.1 Lựa chọn sơ đồ khối cho hệ thống 32 4.2.2 Tính phụ tải điện theo yêu cầu 32 4.2.3 Tính hiệu suất truyền lượng hệ 33 SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang ii Chương VIII: Bài toán kinh tế Bảng 8.3: So sánh sử dụng hệ thống Điện Mặt Trời 216Wp với máy phát điện Chi phí ban đầu 38.324.000đ Tiền xăng/ngày Không có Tiền xăng tiêu thụ hàng tháng Không có Tiền xăng tiêu thụ năm Không có Thay nhớt hàng tháng Phí bảo trì sửa chữa hàng tháng Chi phí lại mua xăng nhớt mang máy sửa chữa ngày công lao động Không có Không có Máy phát điện (dùng xăng) Giá = 5.000.000 đ/ máy (a) 17.000 đ/lít x lít = 34.000đ 34.000đ x 30 ngày = 1.020.000đ 34.000đ x 365 x = 24.820.000đ (b) 30.000đ/lần 50.000đ Không có 80.000đ/tháng Stt Các khoản chi phí Hệ thống ĐMT 216Wp Chi phí nhớt, bảo trì sửa chữa năm Không có Tổng chi phí sử dụng năm 38.324.000đ 10 Tổng chi phí sử dụng năm (máy phát điện thay lần thứ 1, bình Acquy thay lần 1) 11 Tổng chi phí sử dụng 10 năm: - Máy phát điện: thay lần thứ - Hệ thống Điện Mặt Trời: Đã thay lần bình Acquy, lần điều khiển, lần Inverter 38.324.000đ + 3x1.500.000đ = 42.524.000đ (3 bình Acquy) 38.324.000đ + 3x1.500.000đ/ x 4lần + 1.815.000đ/cái +940.000đ/cái = 59.079.000đ 160.000 đ x 24 = 3.840.000đ (c) (a +b+c) = 33.660.000 đ (a+b+c) = 67.320.000 đ 3a+5b+5c = 158.300.000đ Với tính toán sơ trên, sử dụng điện lượng Mặt Trời vừa lượng lại vừa có hiệu kinh tế so với máy phát điện dùng xăng Sau tính toán, lựa chọn hiết bị đấu nối Kết đạt hệ thống đảm bảo yêu cầu đặt yêu cầu kỹ thuật yêu cầu tính kinh tế SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 48 Chương IX: Vận hành bảo dưỡng hệ thống Chương IX VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG 9.1 Vận hành Trước đưa vào vận hành phải kiểm tra lại dây nối chưa, tuyệt đối không nối ngược, phải đảm bảo tất thiết bị tắt hoàn toàn trước thao tác Vận hành chia làm giai đoạn: Kiểm tra hệ thống: Phải tuân thủ yêu cầu an toàn điện, nắm vững quy tắc đấu nối, vận hành thiết bị Tiến hành đo đạt, kiểm tra hệ thống Pin Mặt Trời có cung cấp đủ cho tải tiêu thụ không, lúc đầu phải kết nối với nguồn dự phòng (điện lưới chẳng hạn) trước chuyển hoàn toàn sang sử dụng Điện Mặt Trời trường hợp lượng từ hệ thống Pin Mặt trời cung cấp không đủ cho sinh hoạt cấp điện lưới Đưa vào hoạt động: Nếu hệ thống hoạt động tốt ngắt khỏi lưới hoạt động độc lập, kết nối lưới dự phòng (trong trường hợp có cố, thời tiết xấu…) 9.2 Bảo dưỡng 9.2.1 Kiểm tra Acquy định kỳ Để kiểm tra Acquy cần kiểm tra đại lượng sau: -Nhiệt độ: Nhiệt độ dung dịch Acquy không nên thay đổi 100C -Điện thế: Điện Acquy phải nằm khoảng ± 0,05V so với điện trung bình Mật độ dung dịch điện phân Chì-Axit nằm giới hạn: Acquy nạp no, ρ = 1240 Kg/m3 Acquy bị phóng điện hoàn toàn, ρ = 1130kg/m3 Quan sát mắt Acquy :  Sự giãn nỡ cực: Làm tăng chiều cao cực phần  Màu cực : Bản cực dương có màu đen, cực âm có màu xám  Có gắn nối hai cực: Gây phóng điện bên Acquy SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 49 Chương IX: Vận hành bảo dưỡng hệ thống  Sự dung dịch: Do nạp no làm bay mạnh dung dịch, cần phải đổ thêm dung dịch  Đóng cạn đáy bình: Do vật liệu hoạt hóa cực bị hao hụt, dung lượng Acquy giảm đáng kể  Sự sulfat hóa: Là tượng xuất lớp bột màu trắng bề mặt cực, thường Acquy bị phóng điện sâu chậm, nạp điện chưa đủ thời gian dài  Các đầu nối phải không bị hoen rỉ tiếp xúc điện tốt 9.2.2 Kiểm tra dàn Pin Mặt Trời  Nứt gãy modun Pin Mặt Trời: Hư hỏng học thông trình chế tạo, vận chyển, cất kho lắp đặt Nó nóng cục hay mưa đá gây  Sự biến đổi màu lớp keo dán: Sự biến đổi màu phần lớp keo dán ép Pin Mặt Trời làm giảm cường độ xạ tới pin, làm giảm dòng  Sự bong rộp keo dán: làm giảm cường độ xạ tới pin, làm tăng phản xạ, làm nước xâm nhập vào modun Kết làm dòng ra, giảm thời gian sử dụng  Lớp bụi bẩn bao phủ bề mặt: làm giảm cường độ xạ tới pin Đặc biệt bụi bẩn che phủ phần modun dẫn tới hiệu ứng nung nóng cục làm hư hỏng modun  Han, gỉ: Nếu phần kim loại pin bị han rỉ điện trở nội modun bị tăng lên, làm giảm dòng modun Sự han rỉ làm đứt mạch nối modun làm hỏng modun  Nóng cục bộ: Có thể gây nứt gãy pin, làm già hóa keo dán (làm biến màu làm bong rộp keo), làm chảy chất hàn Để khắc phục hư hỏng cần dùng diod bảo vệ 9.2.3 Kiểm tra đặc trưng điện modun hay dàn pin  Đo dòng đoản mạch: Để xác định nhanh chóng tình trạng dàn pin: Bị chập mạch, bị rò điện hay bị hư hỏng phần Dòng đoản mạch dàn pin lớn nên cẩn thận đo đạt kiểm tra  Đo hiệu điện dàn pin: Đo hiệu điện làm việc dàn pin (các tải Acquy làm việc bình thường) cho biết hư hỏng hệ nguồn Nếu hiệu điện đo thấp hiệu điện thiết kế hệ nguồn SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 50 Chương IX: Vận hành bảo dưỡng hệ thống phận hệ nguồn bị hư hỏng sau đo hiệu điện modun dàn p-n, ta tìm nguyên nhân hư hỏng  Đo kiểm tra hệ thống tiếp đất, điện trở tiếp đất Nếu việc kiểm tra bão dưỡng thực tốt tuổi thọ dàn pin 30 năm Đối với Acquy chì loại hay hư hỏng làm việc từ 2,5 đến năm Nếu Acquy kín khí không cần bảo dưỡng tuổi thọ cao nhiều SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 51 Kết luận Chương X KẾT LUẬN 10.1 Kết luận “Điện lưới quốc gia ngày tải việc cung cấp điện kinh doanh cho sinh hoạt bình thường Thiếu điện dẫn đến cắt điện luân phiên việc tăng giá điện gây ảnh hưởng không nhỏ tới sống người dân nói riêng hoạt động sản xuất kinh doanh nói chung Việc sử dụng nguồn lượng Mặt Trời dồi vô tận trở thành vấn đề mà người dân doanh nghiệp bắt đầu quan tâm Các chuyên gia lượng dự báo Việt Nam thời gian tới, tốc độ tăng trưởng lượng Mặt Trời vượt 60%/năm, gấp đôi so với giá dầu tăng cao ảnh hưởng có đến giá nguyên vật liệu tiêu dùng Một hệ thống thu lượng Mặt Trời từ hệ thống Điện Mặt Trời phục vụ cho thiết bị sử dụng điện hộ gia đình Đặc điểm bật lượng Mặt Trời đầu tư lần ban đầu để sử dụng cho nhiều năm sau Ngoài ra, việc sử dụng lượng Mặt Trời thuận lợi chỗ thu lượng sử dụng chỗ, không cần hệ thống dây điện truyền tải Đối với môi trường chung, hệ thống lượng Mặt Trời thân thiện, thường dùng lợp mái, chất thải, không gây ồn sử dụng an toàn Trong người ngày lo âu giá dầu mỏ ngày leo thang, hậu từ hiệu ứng nhà kính gây nên nhiều biến động đến khí hậu toàn cầu, việc sử dụng nguồn lượng nhằm bảo vệ môi trường quản lý chi phí mà không hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày cạn kiệt trở thành vấn đề nóng bỏng mà cần quan SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 52 Kết luận 10.2 Kết Sau ba tháng thực đến tập luận văn “Thiết kế hệ thống điện dùng Pin Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW” hoàn thành Việc thực luận văn giúp em có thêm nhiều kiến thức củng cố kiến thức học Đây đề tài hoàn toàn mẽ sinh viên nghành điện, từ trước đến chưa có làm nên trình thực em gặp không khó khăn - Khó khăn: Do hạn chế mặt kiến thức kiến thức thực tế, hạn chế tài liệu tham khảo, điều kiện để quan sát thu thập số liệu thực tế, giá thành thiết bị cao nên điều kiện để lắp đặt thực tế - Thuận lợi: Bên cạnh khó khăn, việc thực đề tài gặp nhều thuận lợi Trước hết hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn, thầy Trần Trung Tính, ra, em nhận giúp đở thầy, cô môn, hỗ trợ nhà trường với động viên giúp đở bạn bè giúp em hoàn thành tập luận văn Việc làm luận văn, tìm hiểu Pin Mặt trời giúp em có kiến thức bổ ích, bổ sung vào kiến thức học trường Tuy nhiên nhiều hạn chế kiến thức, kinh nghiệm, thiết bị thực tế, hạn chế tài liệu tham khảo, thời gian thực đề tài, nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy hướng dẫn, thầy cô Bộ môn Kỹ Thuật Điện, tất bạn góp ý xây dựng để luận văn ngày hoàn thiện Chân thành cảm ơn !  SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 53 Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo Ngô Minh An, “Đồ án Mô thi cônghệ thống Pin Mặt Trời nuôi tải DC - Tìm hiểu vận hành hệ thống Pin Mặt Trời độc lập (AA10-121107_ISOLE)” TS Hoàng Dương Hùng, “ Năng lượng Mặt Trời - Lý thuyết Ứng dụng” Ngô Hồng Quang (2007), “Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV”, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội PGS Đặng Đình Thống (2005), “Pin Mặt Trời ứng dụng”, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 54 Phụ lục PHỤ LỤC Đổi đơn vị 1J = 1W s 10 1MJ = Wh 3600 Một số định nghĩa: Bức xạ trực tiếp (trực xạ): tia sáng Mặt Trời thẳng từ Mặt Trời đến mặt đất, không bị thay đổi hướng qua lớp khí quyển.(INh) Bức xạ nhiễu xạ (tán xạ): xạ Mặt Trời nhận sau hướng thay đổi phát tán bầu khí (IDh) Tổng xạ: tổng trực xạ tán xạ bề mặt (thường mặt phẳng ngang).(ITh) Ta có: ITh = INh + IDh Cường độ xạ (W/m2): cường độ lượng xạ Mặt Trời đến bề mặt tương ứng với đơn vị diện tích bề mặt Năng lượng xạ (J/m2): lượng xạ Mặt Trời truyền tới đơn vị diện tích bề mặt Góc nghiêng  : góc mặt phẳng bề mặt tính toán phương nằm ngang    1800 Góc lệch  : vị trí góc Mặt Trời tương ứng với Mặt Trời 12 so với mặt phẳng xích đạo Trái Đất - 23.450    23.450 Tính góc lệch   tính phương trình Cooper  = 23,45sin(360 Trong đó: 284  n ) 365 n thứ tự ngày năm Nếu lấy ngày 10/05 n = 160 vào phương trình tính   230 SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 55 Phụ lục PHỤ LỤC 1: Số nắng trung bình năm nước ta SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 56 SVTH: Mai Hoàng Nhi Phú Hộ Sơn La Láng Phủ Diễn Yên Định Vinh Đà Nẳng 10 Cần Thơ Móng Cái 12 Lai Châu Đà Lạt Cao Bằng 11 Trạm KTTV STT 7,16 7,88 5,32 6,37 6,03 6,08 6,12 5,41 5,61 5,36 5,66 5,78 7,75 7,79 6,79 7,29 6,24 6,37 6,96 6,24 6,29 6,29 6,37 6,16 8,55 8,38 6,91 8,09 7,16 6,63 7,50 7,96 7,37 6,95 7,75 7,58 8,92 9,72 8,55 9,30 9,22 8,67 9,39 9,30 9,05 8,09 9,26 8,92 8,63 10,27 7,71 10,01 8,84 9,85 10,06 10,10 10,56 9,39 9,89 10,27 9,30 10,89 7,25 11,02 10,52 10,27 11,06 11,02 10,77 9,85 11,10 10,94 9,13 12,95 7,25 9,55 10,14 9,39 10,31 10,60 9,93 8,63 10,31 10,60 8,76 11,23 7,79 9,97 9,93 9,18 10,01 10,01 9,85 7,92 9,60 9,97 8,59 10,14 7,25 9,26 8,55 8,13 8,80 8,80 8,63 7,00 8,97 9,09 8,21 10,01 6,20 7,79 7,92 7,25 7,79 7,42 7,71 6,45 7,42 7,79 10 11 7,42 8,46 5,74 6,83 6,75 6,45 6,83 6,33 6,66 6,16 6,16 6,58 PHỤ LỤC Lượng tán xạ ngày trung bình tháng năm số địa phương Việt Nam (Đơn vị: MJ/m2.ngày) 7,29 7,58 4,40 6,29 5,99 6,24 6,37 5,41 6,24 5,53 5,74 5,74 12 Phụ lục Trang 57 SVTH: Mai Hoàng Nhi Phú Hộ Sơn La Láng Phủ Diễn Yên Định Vinh Đà Nẳng 10 Cần Thơ Móng Cái 12 Lai Châu Đà Lạt Cao Bằng 11 Trạm KTTV STT 17,51 20,78 12,44 8,88 9,72 9,13 8,76 11,23 8,04 8,96 10,56 8,21 20,07 23,72 14,87 8,13 9,55 7,92 8,63 12,65 8,09 8,99 13,16 8,72 20,95 24,26 18,02 9,34 10,18 8,21 9,09 14,45 8,96 9,38 15,40 10,43 20,88 20,41 20,28 14,50 13,53 11,23 12,44 16,84 12,15 11,61 16,72 12,70 16,72 17,05 22,17 20,03 20,66 17,05 18,94 17,89 17,73 15,89 16,02 16,81 15,00 14,33 21,04 19,78 20,32 17,69 19,11 17,47 18,23 16,68 16,63 17,56 16,68 18,94 22,84 21,79 20,87 18,94 20,11 17,47 18,39 17,56 17,51 18,81 15,29 16,51 20,78 16,39 18,96 17,14 18,23 18,02 17,89 18,23 17,88 19,11 16,38 15,00 17,93 15,92 18,44 16,09 17,22 17,68 16,22 16,10 17,60 17,60 15,54 14,87 14,29 13,16 15,71 14,46 15,04 19,88 14,41 15,75 15,00 13,57 10 11 15,25 15,75 10,43 10,22 12,19 12,36 12,40 12,65 11,65 12,91 11,06 11,27 PHỤ LỤC Lượng tổng xạ ngày trung bình tháng năm số địa phương Việt Nam (Đơn vị: MJ/m2.ngày) 16,38 10,07 8,47 9,01 11,35 10,31 10,66 11,90 10,01 10,35 10,10 9,37 12 Phụ lục Trang 58 Phụ lục PHỤ LỤC 4: Pin Mặt Trời REDSUN (Việt Nam) sản xuất SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 59 Phụ lục PHỤ LỤC 5: Thông số kỹ thuật Bộ Điều khiển sạt BP-SOLAR SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 60 Phụ lục PHỤ LỤC 6: Inverter 24 VDC PM-A-3000AH-24 (Đài Loan Sản xuất) CÔNG TY CỔ PHẦN – DYNAMIC (Hà Nội) phân phối Thông số kỹ thuật : Tên Model 24DVC PM-A-3000AH-24 Công suất liên tục 3000W Công suất khởi động 6000W Dòng Chờ 24DVC < 0.6A Điện áp vào DC 24DVC 20~30V Điện áp 100V/110V/115V/120Vac or 220V/230V/240Vac Sai số +/- 5% Tần số 50Hz or 60Hz +/- 0.05% Hiệu suất >85% Mức điện áp thấp bắt đầu cảnh báo 24DVC < 21.5V +/- 0.5VDC Mức điện áp thấp bắt đầu báo động tắt nguồn Cảnh báo nhiệt độ nóng 24DVC < 20.5V +/- 0.5VDC > 600 C Cảnh báo nhiệt độ nóng tắt > 650 C nguồn Cảnh báo tải tắt >3200W Chế độ bảo vệ điện áp vào thấp Có Khởi động mềm Có Ngõ DC/AC Độc lập Có Chế độ AVR Có Bảo vệ ngắn mạch Có Tự động điều chỉnh quạt làm mát Có Điều khiển từ xa Có Bảo vệ phụ Có (dùng cầu chì) Cầu chì 15A × 16cái Kích thước (L x W x H mm) 360 × 169 × 152 Cân nặng (kg) 8.25 Sóng Sóng sine chuẩn SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 61 Phụ lục PHỤ LỤC 7: Một số hình ảnh lắp đặt Pin Mặt Trời lên mái nhà SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 62 [...]... với công suất 30Wp, Nhà văn hóa Điện Mặt Trời xã Bình Mỹ, huyện Củ Chi với tổng công suất 1.000Wp, trạm Điện Mặt Trời Bệnh viện Hóc Môn với công suất 300Wp, trạm Điện Mặt Trời đảo Thạnh An với công suất 500Wp Công trình Điện Mặt Trời trên đảo Thiềng Liềng, xã Cán Gáo (công suất 3.000Wp) cung cấp điện cho 50% số hộ dân sống trên đảo và dự án SVTH: Mai Hoàng Nhi Trang 6 Chương I: Năng lượng Mặt Trời. .. phòng Phát triển Điện Mặt Trời - Phân viện Vật lý TP.HCM) ở số 72/1 Nhất Chi Mai, phường 13, quận Tân Bình, TP HCM Hệ thống Điện Mặt Trời cung cấp 250-300kWh điện/ tháng, với chi phí đầu tư thiết kế khoảng 20.000USD Với 40 tấm Pin Mặt Trời được lắp vào mái nhà, toàn bộ bề mặt khoảng 20m2 Qua những tấm Pin Mặt Trời, năng lượng Mặt Trời chuyển hóa thành Điện Mặt Trời được dẫn xuống trữ vào hệ thống các bình... đêm vào giờ cao điểm (từ 18 đến 22h), hệ thống điện tự động phụ tải vào lưới điện Hình 1.5: Ngôi nhà Pin Mặt Trời tại Việt Nam 1.6.1.2 Pin Mặt Trời cấp điện cho đồng bào miền núi, vùng sâu vùng xa, hải đảo, cơ quan hành chính… Hiện nay đã có hơn 3.000 hộ dân vùng sâu, vùng xa được điện khí hóa bằng hệ thống Điện Mặt Trời gia đình, 8.500 hộ sử dụng Điện Mặt Trời qua các trạm sạc Acquy và hàng trăm làng,... Thông thường giá trị điện trở Rsh khá lớn, nên có thể bỏ qua dòng rò Điện trở RS là tổng cá điện trở: Điện trở tiếp xúc giữa các điện cực dưới và trên với lớp bán dẫn, điện trở của lớp bán dẫn, điện trở của các thanh nối Sự tăng RS hay giảm Rsh ảnh hưởng xấu đến công suất phát điện của Pin Mặt Trời 2.5 Hiệu suất Công suất đỉnh (peak power) của Pin Mặt Trời là công suất do Pin Mặt Trời phát ra khi nó... cho 5 làng Dự án phát điện lai ghép giữa pin Mặt Trời và động cơ gió phát điện với công suất là 9kW (trong đó pin Mặt Trời là 7kW) được lắp đặt tại làng Kongu 2, huyện Đak Hà, tỉnh Kon Tum, đưa vào sử dụng từ tháng 11/2000, cung cấp điện cho một bản người dân tộc thiểu số với 42 hộ gia đình Dự án Pin Mặt Trời cho các cơ quan hành chính và một số hộ dân của huyện đảo Cô Tô công suất 15kWp do Viện Năng... phát triển Điện Mặt Trời phục vụ cho rừng phòng hộ huyện Cần Giờ (công suất 150Wp – 300Wp) đã cung cấp Điện Mặt Trời cho các hộ giữa rừng và các tiểu khu quản lý bảo vệ rừng, bảo đảm thông tin liên lạc 24/24 giờ Dự án phát điện ghép giữa pin Mặt Trời (100kWp) và thuỷ điện nhỏ (125 kW) được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai đưa vào vận hành từ cuối năm 1999, đã cung cấp điện cho 5 làng... 1.5.2 Sử dụng quang năng (dùng tấm pin Mặt Trời) trực tiếp tạo ra điện Pin năng lượng Mặt Trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện) , là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n khi ánh sáng Mặt Trời chiếu vào sẽ có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được Sự chuyển đổi này gọi là “hiệu ứng quang điện Các tấm Pin Mặt Trời hấp thụ ánh sáng Mặt Trời sau đó chuyển hóa thành điện một chiều (DC), qua... 1.7: Trụ đèn dùng năng lượng Mặt Trời 7 Hình 1.8: Nhà máy sản xuất tấm Pin Mặt Trời 8 Hình 2.1: Hiệu ứng quang điện trong tế bào Pin Mặt Trời 8 Hình 2.2: Một tế bào quang điện 9 Hình 2.3: Cấu tạo của Pin Mặt Trời 10 Hình 2.4: Các loại cấu trúc tinh thể của Pin Mặt Trời 11 Hình 2.5 : Nguyên lý hoạt động của Pin Mặt Trời 12 Hình 2.6 : Hệ thống 2 mức năng... đương của Pin Mặt Trời 13 Hình 2.9: Dòng đoản mạch ISC 15 Hình 2.10: Điện áp hở mạch VOC 16 Hình 2.11: Đặt trưng V-A của Pin Mặt Trời 17 Hình 2.12: Quy trình chế tạo Pin Mặt Trời 19 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống Pin Mặt Trời độc lập 23 Hình 3.2: Mắc nối tiếp, song song các Pin Mặt Trời thành dãy 22 Hình 3.3: Đồ thị V - A của một tấm Pin Mặt Trời ... II: Pin năng lượng Mặt Trời 2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Pin Mặt Trời 2.2.1 Cấu tạo Pin năng lượng Mặt Trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện) , là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, dưới sự hiện diện của ánh sáng Mặt Trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được Sự chuyển đổi này gọi là “hiệu ứng quang điện Hình 2.2: Một tế bào quang điện Hình 2.3: Cấu tạo của Pin Mặt Trời ... hệ thống Chương IV KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG 4.1 Bài toán thiết kế Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Căn hộ cần thiết. .. Tính Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Địa điểm, thời gian thực hiện: Địa điểm: Bộ môn Kỹ Thuật Điện – Khoa Công Nghệ - Trường Đại... nhà lắp Pin Mặt Trời (viện trợ nước ngoài), đem lại lợi ích lớn, cần nhân rộng Đó lý em chọn đề tài Thiết kế hệ thống điện dùng pin lượng Mặt Trời cấp điện cho hộ gia đình công suất 3kW Khi