Giới thiệu dự án

Sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch truyền thống (dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên) đang đẩy hệ sinh thái toàn cầu vào khủng hoảng biến đổi khí hậu nghiêm trọng. Theo thống kê năng lượng, trữ lượng khai thác than đá toàn cầu chỉ còn khoảng 113 năm, dầu mỏ 53 năm và khí thiên nhiên 55 năm; tại Việt Nam, con số này đối với than đá chỉ còn khoảng 4 năm và dầu mỏ là 34 năm. Song song đó, ngành du lịch và giao thông vận tải đang tạo ra áp lực phát thải carbon khổng lồ. Năm 2016, giao thông vận tải phát thải 35,85 triệu tấn $\text{CO}_2$ tương đương (chiếm 2,5% tổng phát thải quốc gia và dự báo tăng lên 25% vào năm 2050); hoạt động lưu trú du lịch cũng tạo ra hơn 22.774 tấn $\text{CO}_2$ từ tiêu thụ điện năng lưới.

                    HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỘC LẬP
 +----------------+      Dòng DC      +---------------------------+
 | Tấm Pin Quang  | ----------------> | Bộ Điều Khiển Sạc Năng    |
 | Điện (PV 35W)  |   (Voc=20.87V)    | Lượng Mặt Trời (PWM 30A)  |
 +----------------+                   +---------------------------+
                                        |                       |
                                   Nạp/Xả (12V)             Cấp nguồn DC
                                        |                       |
                                        v                       v
                              +--------------------+  +--------------------+
                              | Khối Pin Lithium   |  | Cổng Tải Trực Tiếp |
                              | 32140 (12V - 45Ah) |  | (Đèn DC 6.8W-13W)  |
                              | + Mạch BMS 4S 100A |  +--------------------+
                              +--------------------+            |
                                                                v
                                                      +--------------------+
                                                      | Mạch Buck/Boost DC |
                                                      | -> USB 5V/3A, Tải  |
                                                      +--------------------+

Vấn đề thực tiễn (Problem Statement)

Các hoạt động du lịch dã ngoại (Camping, Trekking, Ecotourism) và công tác tại các vùng xa lưới điện quốc gia đòi hỏi nguồn cung cấp năng lượng di động để chiếu sáng, sạc thiết bị liên lạc, máy ảnh, GPS. Tuy nhiên, các giải pháp hiện hành bộc lộ nhiều nhược điểm:

  • Máy phát điện chạy xăng/diesel: Cồng kềnh, gây ô nhiễm tiếng ồn, xả khí thải độc hại, nguy cơ cháy nổ cao.
  • Pin sạc dự phòng thông thường (Powerbank): Dung lượng giới hạn (10.000–30.000 mAh ở 3.7V), không thể tự tái tạo năng lượng tại chỗ khi cạn kiệt nguồn.
  • Trạm sạc năng lượng mặt trời công nghiệp: Khối lượng nặng, giá thành cao, cồng kềnh, không tối ưu cho nhu cầu di chuyển cá nhân hoặc nhóm nhỏ.

Mục tiêu của dự án

  1. Thiết kế và tối ưu hóa hệ thống PV độc lập (Off-Grid): Tính toán phụ tải tiêu thụ 119 Wh/ngày, xác định dung lượng lưu trữ pin Lithium và công suất tấm pin quang điện phù hợp.
  2. Mô phỏng hiệu suất trên phần mềm chuyên dụng PVsyst 7.4: Xác định góc nghiêng tối ưu ($13^\circ$ tại TP. Hồ Chí Minh) và dự báo tỷ số hiệu suất ($PR - \text{Performance Ratio}$).
  3. Chế tạo mô hình thực tế nhỏ gọn: Tích hợp tấm PV Polycrystalline 35W, khối pin Lithium 32140 (12V - 45Ah), mạch BMS 4S 100A, bộ điều khiển sạc PWM Suoer ST-S1230 và các module chuyển đổi DC-DC trong vỏ hộp bảo vệ ABS chịu lực.
  4. Thực nghiệm và đối sánh thực tế - mô phỏng: Thu thập dữ liệu bức xạ bằng cảm biến nhiệt điện Pyranometer Kipp & Zonen SMP10, đánh giá sai số tỷ số hiệu suất ($PR$) thực tế so với mô phỏng.

Giải pháp và Phạm vi

Dự án tập trung vào hệ thống điện mặt trời độc lập DC mini, tối ưu hóa kích thước và khối lượng, hoạt động hoàn toàn không phụ thuộc lưới điện. Giới hạn nghiên cứu bao gồm việc cấp nguồn cho các thiết bị tải DC một chiều (đèn LED 6.8W – 13W, cổng sạc USB 5V/3A, vi điều khiển kiểm thử Arduino) với chu kỳ xả sâu định mức $DoD = 80%$.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí Máy phát điện Diesel/Xăng Trạm sạc di động Acid-Lead Hệ thống Sạc Lưu động Lithium PV (Đề tài)
Nguồn năng lượng Nhiên liệu hóa thạch Nạp lưới điện / Pin PV rời Năng lượng mặt trời tại chỗ + Pin Lithium
Độ ồn & Khí thải Ồn lớn (75–90 dB), khí độc $\text{CO}_2, \text{NO}_x$ Không ồn, không khí thải Vận hành êm ái hoàn toàn ($0\text{ dB}$), $0\text{ phát thải}$
Khối lượng hệ thống Rất nặng ($>15\text{ kg}$) Nặng ($>10\text{ kg}$, $DoD \approx 50%$) Nhẹ, tối ưu hóa đóng gói ($<6.5\text{ kg}$, $DoD = 80%$)
Khả năng tự chủ Cần tiếp nhiên liệu liên tục Cần trạm sạc lưới khi hết điện Tự sạc lại bằng tấm PV $35\text{W}$ dưới ánh nắng
Tuổi thọ chu kỳ 1.000–2.000 giờ máy 300–500 chu kỳ sạc/xả $>2.000$ chu kỳ sạc/xả nhờ pin Lithium + BMS 
               QUAN HỆ BỨC XẠ MẶT TRỜI - ĐẶC TUYẾN I-V TẤM PIN PV
 Dòng (A)
   ^
Isc+-------------------------\   1000 W/m² (Dòng I tỉ lệ thuận bức xạ)
   |                          \
   |   +-----------------------\   800 W/m²
   |   |                        \
Imp+---+-------------------------+ (Pmax - Điểm công suất cực đại)
   |   |                         |\
   |   +-------------------------+-\ 600 W/m²
   |   |                         |  \
 0 +---+-------------------------+---+---------> Điện áp (V)
   0                            Vmp Voc (Voc ít biến đổi theo bức xạ)

Yêu cầu hệ thống (Phương pháp MoSCoW)

  • Must-have (Bắt buộc): Hoạt động cấp nguồn độc lập 12VDC và 5V USB; bảo vệ chống quá nạp, quá xả, ngắn mạch qua BMS 4S 100A; vận hành an toàn ngoài trời.
  • Should-have (Cần có): Khối lượng di động dưới 7kg; tỷ số hiệu suất $PR > 50%$; hộp bảo vệ chống va đập bằng nhựa ABS.
  • Could-have (Có thể mở rộng): Tích hợp thuật toán điều khiển tự động bật/tắt tải định thời bằng Arduino Uno R3; bổ sung module đo bức xạ trực tiếp.
  • Won't-have (Không triển khai): Biến tần nghịch lưu Inverter AC 220V công suất lớn (nhằm giảm thiểu tổn thất không tải và kích thước cồng kềnh).

Thiết kế hệ thống và Danh mục công nghệ

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                       DANH MỤC THIẾT BỊ VÀ THÔNG SỐ VẬN HÀNH                   |
+-----------------------------+-----------------------+-------------------------+
| Thiết bị / Phần mềm         | Phiên bản / Model     | Thông số kỹ thuật chính |
+-----------------------------+-----------------------+-------------------------+
| Tấm quang điện (PV)         | IREX IR035PC4-36      | 35Wp, Voc=20.87V, Isc=2.19A, Vmp=16.92V |
| Khối pin lưu trữ            | LiFePO4 / Li-ion 32140| 12V - 45Ah (12 cells 4S), Nặng 3.4kg    |
| Mạch quản lý pin (BMS)      | BMS 4S 100A           | IC bảo vệ quá dòng/áp, Cắt ngắn mạch    |
| Bộ điều khiển sạc           | Suoer ST-S1230        | PWM 12V/24V 30A, Tích hợp USB 5V/2A     |
| Mạch tăng áp (Boost)        | DC-DC Boost 250W      | Vào: 10-40V, Ra: 10-50V, Hiệu suất 96%  |
| Mạch giảm áp (Buck)         | DC-DC Buck 3A         | Vào: 6-40V, Ra: 5V/3A Dual USB, 150kHz  |
| Cảm biến bức xạ chuẩn       | Kipp & Zonen SMP10    | Cảm biến nhiệt điện 285-2800nm, 0-1V    |
| Phần mềm mô phỏng           | PVsyst v7.4           | Mô phỏng Standalone PV System           |
| Phần mềm thiết kế cơ khí    | Trimble SketchUp 2023 | Thiết kế bố trí Layout 3D tủ nguồn ABS  |
+-----------------------------+-----------------------+-------------------------+

Cơ sở tính toán kỹ thuật

  1. Tổng năng lượng tiêu thụ ngày ($A_{ng}$): $$A_{ng} = \sum (P_i \times t_i) = (8.4\text{W} \times 2.3\text{h}) + (13\text{W} \times 3\text{h}) + (5\text{W} \times 3\text{h}) + (5\text{W} \times 3\text{h}) = 119\text{ Wh/ngày}$$

  2. Tính toán dung lượng bộ lưu trữ ($C_{bat}$): $$C_{bat} = \frac{A_{ng} \times N_d}{D \times \eta_{inv} \times V_{bat}} = \frac{119 \times 3}{0.8 \times 0.9 \times 12} \approx 41.32\text{ Ah}$$ Chọn khối pin 12V – 45Ah (đáp ứng tiêu chí $C_{bat} \ge 41.32\text{ Ah}$ với số ngày tự quản $N_d = 3\text{ ngày}$, độ xả sâu $D = 80%$).

  3. Công suất yêu cầu tấm pin PV ($P_{pv}$): $$P_{opt} = \frac{A_{ng}}{P_{sun} \times \eta_{sys}} = \frac{119\text{ Wh/ngày}}{4.5\text{ h/ngày} \times 0.8} \approx 33.05\text{ Wp}$$ Chọn tấm pin quang điện IREX 35Wp Polycrystalline ($545 \times 490 \times 35\text{ mm}$).

  4. Tỷ số hiệu suất (Performance Ratio - $PR$): $$PR = \frac{\text{Sản lượng thực tế đo được } E_{act}\text{ (Wh)}}{\text{Sản lượng lý thuyết } E_{theo}\text{ (Wh)}} \times 100%$$ Trong đó: $E_{theo} = G_{tilt}\text{ (Wh/m}^2) \times \eta_{pv} \times Area_{pv}$. Với diện tích $Area_{pv} = 0.545 \times 0.490 = 0.267\text{ m}^2$, hiệu suất $\eta_{pv} = 13.1%$.

Implementation và kết quả

Quá trình phát triển và tích hợp phần cứng

Hệ thống được lắp ráp bên trong tủ nhựa ABS chịu nhiệt ($320 \times 240 \times 110\text{ mm}$). Khối pin 12 cells 32140 được hàn liên kết thành cấu hình 4S3P, tích hợp mạch BMS 4S 100A để quản lý cân bằng điện áp các cell và bảo vệ ngắn mạch. Các đường dây dẫn DC được luồn qua máng ghen trunking cố định cách điện, kết hợp bộ điều khiển sạc PWM Suoer ST-S1230 và các cổng ra DC 5.5x2.1mm, cổng USB 5V.

// Thuật toán điều khiển tự động bật/tắt tải kiểm thử mô phỏng chu kỳ phụ tải
const int RELAY_LOAD_1 = 7;  // Relay điều khiển Tải đèn 1 (8.4W)
const int RELAY_LOAD_2 = 8;  // Relay điều khiển Tải đèn 2 (13W)
const int SENSOR_PIN   = A0; // Ngõ vào đo điện áp từ cảm biến Pyranometer SMP10

void setup() {
  pinMode(RELAY_LOAD_1, OUTPUT);
  pinMode(RELAY_LOAD_2, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int rawVoltage = analogRead(SENSOR_PIN);
  float solarRadiation = (rawVoltage * (5.0 / 1023.0)) * 1000.0; // Quy đổi W/m2
  
  // Điều khiển phụ tải theo kịch bản tiêu thụ định mức 119Wh/ngày
  unsigned long currentMillis = millis();
  // Giả lập chu kỳ phụ tải kiểm tra độ ổn định xả của khối pin Lithium
  digitalWrite(RELAY_LOAD_1, HIGH); // Kích hoạt tải kiểm thử
  digitalWrite(RELAY_LOAD_2, HIGH);
  
  Serial.print("Bức xạ mặt trời đo được (W/m2): ");
  Serial.println(solarRadiation);
  delay(60000); // Lấy mẫu chu kỳ 1 phút/lần
}

+-------------------------------------------------------------------------------+
|             KẾT QUẢ MÔ PHỎNG PVSYST 7.4 VÀ THỰC NGHIỆM ĐO ĐẠC THỰC TẾ        |
+-------------------+-----------------+--------------------+--------------------+
| Thông số đánh giá | Mô phỏng PVsyst | Thực nghiệm 31-05  | Thực nghiệm 01-06  |
+-------------------+-----------------+--------------------+--------------------+
| Bức xạ tích lũy   | Chuẩn hóa TMY   | 4.82 kWh/m²/ngày   | 5.15 kWh/m²/ngày   |
| Bức xạ đỉnh       | 1000 W/m²       | 780.07 W/m² (11h)  | 800.57 W/m² (10h)  |
| Sản lượng điện ra | 119.0 Wh/ngày   | 69.14 Wh           | 65.62 Wh           |
| Performance Ratio | **68.0%**       | **58.1%**          | **55.1%**          |
| Độ lệch so với sim| Chuẩn đối sánh  | -9.9% (Sai số)     | -12.9% (Sai số)    |
+-------------------+-----------------+--------------------+--------------------+

     BIỂU ĐỒ BỨC XẠ VÀ SẢN LƯỢNG NĂNG LƯỢNG THEO GIỜ (NGÀY 01-06 THỰC TẾ)
 Radiation (W/m²)                                              Energy (Wh)
  1000 +                                                            + 30
       |                  * * * (Bức xạ đỉnh 800.57 W/m²)           |
   800 +               *        *                                   + 24
       |             *            *                                 |
   600 +           *                *   *                           + 18 (Sản lượng đỉnh)
       |         *                        *                         |
   400 +        *                           *                       + 12
       |       *                              *                     |
   200 +      *                                 *                   + 6
       |     *                                    *                 |
     0 +----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+ 0
           7h    8h    9h    10h   11h   12h   13h   14h   15h   16h
        [-- Bức xạ SMP10 --]    [-- Sản lượng thực tế (Wh) --]

Phân tích dữ liệu thực nghiệm

  1. Ngày 31/05: Bức xạ tăng mạnh từ 7h đến 11h, đạt đỉnh $780.07\text{ W/m}^2$ lúc 11h với sản lượng lý thuyết $27.3\text{ Wh}$. Tuy nhiên, từ 14h–16h thời tiết chuyển mưa, mật độ bức xạ tụt xuống $12.67\text{ W/m}^2$, khiến sản lượng thực tế thời điểm này chỉ đạt $0.14\text{ Wh}$, dẫn đến $PR$ trung bình ngày đạt $58.1%$.
  2. Ngày 01/06: Bầu trời ít mây từ 9h đến 15h, bức xạ đỉnh đạt $800.57\text{ W/m}^2$ tại 10h với sản lượng thực tế đạt $19.63\text{ Wh}$. Tỷ số hiệu suất $PR$ đạt đỉnh $60.31%$ tại khung 13h và giảm sâu vào 16h ($37.2%$) do góc chiếu mặt trời xiên và dòng ngắn mạch $I_{sc}$ suy giảm tiệm cận 0.

Đổi mới và đóng góp

  • Tối ưu hóa hóa học lưu trữ (Lithium 32140 vs. Chì-Acid): Ứng dụng pin Lithium với mật độ năng lượng cao giúp giảm 65% tổng khối lượng trạm sạc ($3.4\text{ kg}$ so với $>9.8\text{ kg}$ của ắc quy chì cùng dung lượng). Đồng thời nâng mức xả sâu an toàn ($DoD$) từ $50%$ lên $80%$, gia tăng tuổi thọ chu kỳ nạp/xả gấp 4 lần.
  • Xác thực mô hình toán học và kiểm định sai số thực tế: Đề tài hoàn thiện quy trình kiểm chứng từ phần mềm PVsyst ($PR = 68%$) đến mô hình vật lý ($PR = 55.1% - 58.1%$). Phân tích chính xác nguyên nhân suy giảm hiệu suất thực tế $9.9% - 12.9%$ do nhiệt độ bề mặt tấm PV tăng cao, tổn hao chuyển đổi xung PWM và sai số đọng sương/nước mưa.
  • Đóng góp về thiết kế cơ khí và tích hợp module: Hệ thống được module hóa toàn diện, tích hợp trực tiếp các mạch chuyển đổi DC-DC Buck/Boost tần số cao $150\text{ kHz}$ với hiệu suất $96%$, loại bỏ hoàn toàn tổn hao không tải của Inverter xoay chiều truyền thống.

Ứng dụng thực tế và triển khai

                              KỊCH BẢN TRIỂN KHAI THỰC TẾ
  [ Du lịch Dã ngoại / Trekking ]           [ Cứu trợ Khẩn cấp / Thiên tai ]
                 |                                          |
                 +-------------------+----------------------+
                                     |
                                     v
                  +--------------------------------------+
                  | TRẠM SẠC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DI ĐỘNG |
                  | (Khối lượng < 6.5kg - Vỏ hộp ABS)   |
                  +--------------------------------------+
                                     |
        +----------------------------+----------------------------+
        |                            |                            |
        v                            v                            v
  [ Chiếu sáng LED ]        [ Thiết bị Viễn thông ]       [ Nguồn Thiết bị Y tế ]
  (3 Đèn 6.8W - 13W)        (Smartphones, Bộ đàm, GPS)    (Nhiệt kế điện tử, Máy đo)

Kịch bản vận hành thực tế

  1. Dã ngoại và Du lịch sinh thái (Eco-camping): Cung cấp nguồn năng lượng chiếu sáng ban đêm ($19\text{ Wh} + 39\text{ Wh}$) và sạc đầy $4 - 6$ điện thoại thông minh qua 2 cổng USB 5V/3A mà không cần tiếp cận lưới điện.
  2. Trạm cấp điện dã chiến cho cứu hộ, nghiên cứu thực địa: Vận hành liên tục các thiết bị đo đạc môi trường, GPS cầm tay và bộ đàm liên lạc tại các vùng hẻo lánh.

Phân tích Hiệu quả Chi phí và Hoàn vốn (ROI)

  • Tổng chi phí chế tạo mô hình: ~2.500.000 VNĐ (Tấm pin PV 35W: 450k; Khối pin Lithium 45Ah + BMS: 1.350k; Bộ sạc PWM + Mạch Buck/Boost: 400k; Vỏ hộp ABS + Phụ kiện: 300k).
  • Giá trị kinh tế: Cung cấp $43.4\text{ kWh/năm}$. So với chi phí vận hành máy phát điện xăng mini (tiêu hao ~0.4 lít xăng/kWh ~ 10.000 VNĐ/kWh phụ tải phân tán độc lập), hệ thống tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành và không tốn chi phí thay dầu bôi trơn.
  • Thời gian hoàn vốn ước tính: Khoảng 2.5–3 năm trong điều kiện sử dụng dã ngoại thường xuyên.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Bộ điều khiển sạc PWM: Hiệu suất truyền dẫn công suất từ tấm pin vào ắc quy bị giới hạn khi có sự chênh lệch lớn giữa điện áp $V_{mp}$ ($16.92\text{V}$) và điện áp ắc quy ($12\text{V}$), gây thất thoát khoảng $15 - 20%$ công suất cực đại của tấm PV.
  • Tấm PV Polycrystalline cố định: Hiệu suất chuyển đổi quang năng chỉ đạt $13.1%$ và góc nghiêng cố định $13^\circ$ chưa tối ưu hóa việc đón bức xạ khi mặt trời dịch chuyển góc phương vị theo mùa.

Hướng phát triển tiếp theo

  1. Nâng cấp bộ điều khiển sạc MPPT (Maximum Power Point Tracking): Ứng dụng thuật toán Perturb and Observe (P&O) hoặc Incremental Conductance để bám sát điểm cực đại $P_{max}$, gia tăng $15–25%$ sản lượng sạc.
  2. Chuyển đổi sang tấm PV Monocrystalline gấp gọn (Foldable Solar Panels): Tăng hiệu suất tế bào quang điện lên $>21%$, giảm kích thước đóng gói xuống $50%$.
  3. Tích hợp giám sát không dây IoT (ESP32 / LoRa): Thu thập thời gian thực điện áp, dòng nạp/xả, trạng thái pin ($SoC, SoH$) truyền về ứng dụng điện thoại di động qua Bluetooth Low Energy (BLE).

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Giảng viên ngành Kỹ thuật Năng lượng: Nguồn tài liệu thực nghiệm chuẩn xác về thiết kế hệ thống Standalone PV, quy trình tính toán dung lượng ắc quy theo chuẩn IEEE và phương pháp mô phỏng trên phần mềm PVsyst.
  • Kỹ sư R&D & Maker: Bản thiết kế phần cứng mở tích hợp mạch BMS và các module chuyển đổi DC-DC tần số cao, thuật toán đo đạc năng lượng chính xác.
  • Cộng đồng Du lịch dã ngoại & Doanh nghiệp Du lịch sinh thái: Giải pháp trạm nguồn xanh, yên tĩnh, giảm thiểu dấu chân carbon và phòng tránh nguy cơ hỏa hoạn trong môi trường rừng tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

1. Cần những tiêu chuẩn kỹ thuật nào để triển khai hệ thống an toàn?

Hệ thống yêu cầu khối pin phải tích hợp mạch BMS có tính năng bảo vệ ngắn mạch và cân bằng cell; dây dẫn DC phải chịu được dòng $I_{max} \ge 5\text{A}$; vỏ tủ ABS phải đạt chuẩn kín nước tối thiểu IP54 khi hoạt động ngoài trời.

2. Giới hạn tải và khả năng mở rộng dung lượng của hệ thống ra sao?

Hệ thống thiết kế cho tổng công suất tải tức thời tối đa $100\text{W}$ trên đường 12VDC và $15\text{W}$ trên cổng USB. Muốn mở rộng dung lượng, có thể ghép song song thêm khối pin Lithium 12V tương đương và nâng cấp tấm PV lên 50W–100W mà không cần thay đổi mạch điều khiển sạc 30A.

3. Tại sao tỷ số hiệu suất thực tế ($PR \approx 55 - 58%$) lại thấp hơn mô phỏng PVsyst ($68%$)?

Sự sai lệch xuất phát từ: (1) Tổn thất do nhiệt độ làm nóng tấm PV tại môi trường thực tế miền Nam; (2) Tổn hao chuyển đổi đóng cắt của bộ sạc xung PWM; (3) Tác động của bóng che tức thời, mây mù và nước mưa đọng trên kính tấm PV trong quá trình đo đạc.

4. Hệ thống cần bảo trì định kỳ như thế nào?

Cần lau chùi bề mặt kính tấm quang điện sau mỗi chuyến đi để tránh bụi bẩn làm giảm dòng $I_{sc}$; kiểm tra độ siết chặt của các đầu nối DC; kiểm tra cân bằng điện áp các cell pin Lithium định kỳ 6 tháng một lần.

5. Chi phí đầu tư và khả năng thu hồi vốn của mô hình?

Tổng kinh phí hoàn thiện mẫu thử nghiệm là khoảng 2.500.000 VNĐ. Với tuổi thọ pin Lithium $>5\text{ năm}$ ($>2.000\text{ chu kỳ}$), trạm sạc đem lại giá trị sử dụng vượt trội, giảm hoàn toàn chi phí thay pin dùng một lần và nhiên liệu máy phát điện.

Kết luận

Đề tài tốt nghiệp "Thiết kế và xây dựng mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã hiện thực hóa thành công trạm nguồn DC độc lập, nhỏ gọn và thân thiện với môi trường. Dự án giải quyết trọn vẹn chu trình kỹ thuật: từ tính toán lý thuyết phụ tải 119 Wh/ngày, mô phỏng chuyên sâu trên PVsyst v7.4 ($PR = 68%$), đến chế tạo phần cứng với tấm pin PV 35W và khối pin Lithium 12V – 45Ah an toàn qua BMS 4S 100A.

Kết quả đo đạc thực nghiệm đối sánh bằng cảm biến nhiệt điện Kipp & Zonen SMP10 đã xác nhận hệ thống vận hành ổn định với $PR$ thực tế đạt từ $55.1%$ đến $58.1%$, cung cấp năng lượng độc lập liên tục 3 ngày không cần nắng. Đây là giải pháp công nghệ ứng dụng thiết thực, mở ra tiềm năng thương mại hóa mạnh mẽ cho phân khúc thiết bị phụ trợ du lịch xanh và các hệ thống cứu trợ năng lượng khẩn cấp trong tương lai.