Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Hệ Thống Điều Hướng Pin Năng Lượng Mặt Trời Bằng PLC S7-1200

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Cầm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Trung
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Năng Lượng Tái Tạo
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Điều Hướng Pin Năng Lượng Mặt Trời Bằng PLC S7-1200
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 1.5. Mục tiêu đạt được
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hệ thống điện mặt trời cố định
• 2.2. Phương pháp tracking
• 2.2.1. Phương pháp tracking 1 trục
• 2.2.2. Phương pháp tracking 2 trục
• 2.2.3. Nguyên lý hoạt động
• 2.2.4. PLC và ứng dụng trong hệ thống điều khiển
• 2.2.4.1. Phần mềm lập trình PLC
• 2.2.4.2. Ứng dụng trong hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời
• 2.2.5. Các công thức liên quan
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO
• 3.1. Thiết kế mô hình
• 3.2. Hệ thống điện và động cơ
• 3.2.1. Lựa chọn thiết bị điều khiển
• 3.2.2. Lựa chọn động cơ
• 3.2.3. Lựa chọn các thiết bị điện
• 3.3. Thiết kế, bố trí bên trong tủ điện
• 3.3.1. Thiết kế tủ điện
• 3.3.2. Lập trình PLC
• 3.3.2.1. Thuật toán tính toán vị trí của mặt trời
• 3.3.2.2. Thuật toán cấp xung động cơ
• 3.3.2.3. Thuật toán điều khiển động cơ
• 3.4. Thiết kế giao diện
• 3.4.1. Giới thiệu về Win CC
• 3.4.2. Yêu cầu giám sát hệ thống
• 3.4.3. Thiết kế giao diện SCADA
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM
• 4.1. Phân tích đánh giá
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Hướng phát triển
• Tài liệu tham khảo

I. Tổng quan về Thiết Kế Hệ Thống Điều Hướng Pin Năng Lượng Mặt Trời Bằng PLC S7 1200

Hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời bằng PLC S7-1200 đang trở thành một giải pháp hiệu quả trong việc tối ưu hóa năng suất thu năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo vô hạn, và việc thiết kế hệ thống điều hướng giúp tăng cường hiệu suất thu năng lượng. Việc áp dụng công nghệ PLC S7-1200 trong thiết kế này không chỉ mang lại tính chính xác mà còn giúp giảm thiểu chi phí đầu tư.

1.1. Lợi ích của Năng Lượng Mặt Trời và Hệ Thống Điều Hướng

Năng lượng mặt trời mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí điện năng và bảo vệ môi trường. Hệ thống điều hướng giúp tối ưu hóa việc thu nhận ánh sáng mặt trời, từ đó tăng hiệu suất sản xuất điện lên đến 35%.

1.2. Giới thiệu về PLC S7 1200 trong Hệ Thống Điều Khiển

PLC S7-1200 là một trong những thiết bị điều khiển thông minh, có khả năng tích hợp dễ dàng với các thiết bị khác. Sự ổn định và độ tin cậy của PLC trong môi trường khắc nghiệt là một điểm mạnh lớn cho hệ thống điều hướng.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Điều Hướng

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư ban đầu cao, yêu cầu bảo trì thường xuyên và khả năng hoạt động trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Chi Phí Đầu Tư và Bảo Trì Hệ Thống

Chi phí lắp đặt hệ thống điều hướng thường cao hơn so với hệ thống cố định. Tuy nhiên, lợi ích lâu dài từ việc tối ưu hóa năng suất có thể bù đắp cho chi phí này.

2.2. Ảnh Hưởng của Thời Tiết Đến Hiệu Suất

Hệ thống điều hướng cần phải hoạt động hiệu quả trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Việc thiết kế cần đảm bảo tính bền vững và khả năng chống chịu với các yếu tố môi trường.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Điều Hướng Pin Năng Lượng Mặt Trời

Phương pháp thiết kế hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời bao gồm việc sử dụng thuật toán để xác định vị trí của mặt trời và điều chỉnh góc nghiêng của tấm pin. Việc áp dụng PLC S7-1200 giúp tự động hóa quá trình này, từ đó tối ưu hóa hiệu suất thu năng lượng.

3.1. Thuật Toán Xác Định Vị Trí Mặt Trời

Thuật toán xác định vị trí mặt trời dựa trên dữ liệu về vĩ độ, kinh độ và thời gian. Điều này giúp hệ thống điều chỉnh chính xác hướng của tấm pin để thu được lượng ánh sáng tối đa.

3.2. Thiết Kế Cơ Cấu Điều Khiển Hệ Thống

Cơ cấu điều khiển bao gồm động cơ và bộ truyền động, giúp điều chỉnh góc nghiêng và hướng của tấm pin. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời bằng PLC S7-1200 có thể tăng hiệu suất thu năng lượng lên đến 8.5% so với hệ thống cố định. Các thử nghiệm thực tế cho thấy tính khả thi và hiệu quả của giải pháp này trong điều kiện thực tế.

4.1. Kết Quả Thử Nghiệm Hiệu Suất

Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống điều hướng mang lại hiệu suất cao hơn, giúp tiết kiệm chi phí và tài nguyên. Điều này chứng tỏ tính khả thi của việc áp dụng công nghệ này tại Việt Nam.

4.2. Ứng Dụng Trong Các Dự Án Thực Tế

Hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời đã được áp dụng trong một số dự án tại Việt Nam, cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển năng lượng tái tạo và giảm thiểu chi phí điện năng.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Hệ Thống Điều Hướng

Hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời bằng PLC S7-1200 không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất thu năng lượng mà còn mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển năng lượng tái tạo tại Việt Nam. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho ngành năng lượng.

5.1. Tiềm Năng Phát Triển Năng Lượng Tái Tạo

Với sự phát triển của công nghệ, năng lượng tái tạo sẽ ngày càng trở nên phổ biến. Hệ thống điều hướng pin năng lượng mặt trời sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa nguồn năng lượng này.

5.2. Hướng Phát Triển Công Nghệ Mới

Công nghệ điều hướng pin năng lượng mặt trời sẽ tiếp tục được cải tiến, với các giải pháp thông minh hơn và hiệu quả hơn, giúp giảm thiểu chi phí và tăng cường hiệu suất.