Đặt vấn đề Năng lượng là một phần rất quan trọng trong cuộc sống hiện nay, để đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng của con người, phần lớn là dựa vào việc khai thác nhiên liệu hóa thạch,. Tuy nhiên, việc khai thác quá mức nhiên liệu hóa thạch để đáp ứng cho mọi hoạt động của con người đã vô tình làm tăng lượng khí CO2 phát thải ra môi trường. Nhưng tiếp tục làm như vậy, những nguồn tài nguyên này sẽ cạn kiệt, đồng thời gây ô nhiễm môi trường. Trữ lượng dầu mỏ trên toàn thế giới chỉ đủ dùng trong 53 năm, 113 năm đối với than đá, đối với khí thiên nhiên là 55 năm.
Tại nước ta, trữ lượng than đá chỉ còn đủ dùng trong 4 năm, 34 năm đối với dầu mỏ, 63 năm đối với khí thiên nhiên 23. Chính vì quá lạm dụng việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng. Sự nóng lên toàn cầu, lũ lụt, hạn hán,. Diễn ra thường xuyên và mạnh mẽ hơn hơn.
Đây là một lời cảnh báo từ thiên nhiên gửi đến con người. Ở nước ta, phát triển du lịch có tác động lớn đến với phát triển kinh tế. Nhưng đi đôi với sự phát triển này, chính là những tác động đối với môi trường. Hai lĩnh vực phát thải khí các-bon chính đối với ngành du lịch là giao thông vận tải và nhà hàng, khách sạn.
Với nhu cầu di chuyển của một lượng lớn khách du lịch hằng ngày đã làm tăng lượng khí phát thải từ các phương tiện giao thông. Ngoài ra, việc tiêu thụ điện và những tài nguyên khác của các khách sạn, khu nghĩ dưỡng cũng góp phần vào lượng phát thải khí các-bon. Trong năm 2016, lĩnh vực giao thông vận tải đã phát thải khoảng 35,85 triệu tấn CO2 tương đương, chiếm khoảng 2,5% tổng lượng khí các-bon phát thải. Dự báo đến năm 2050, tỷ lệ này có thể tăng lên 25%.
Đối với lĩnh vực nhà hàng, khách sạn việc tiêu thụ điện tạo ra 22.774 tấn CO2 tương đương và 6,3 tấn CO2 tương đương đối với rác thải.24 Để giải quyết những vấn đề trên, giải pháp then chốt là chuyển đổi sang sử dụng năng lượng sạch và không bao giờ cạn kiệt. Trong vài năm trở lại đây, lĩnh vực năng lượng tái tạo phát triền với tốc độ chóng mặt. Tính đến năm 2022, năng lượng tái tạo ước tính 23 Năng lượng hóa thạch: Vai trò và những tác động đến môi trường - https://sunemit.com/ 24 Tác động của du lịch đến phát triển kinh tế và phát thải các-bon ở Việt Nam - https://isponre.vn/ 1 đóng góp 130 tỷ kWh, chiếm gần 48% tổng sản lượng phát điện của hệ thống điện nước ta. Trong đó, thủy điện chiếm 35%, điện gió, mặt trời và sinh khối chiếm 13%.
25 Và đến cuối năm 2022, tổng công suất lắp đặt của hệ thống điện nước ta là 80. Trong đó, công suất lắp đặt của điện mặt trời là khoảng 16.567 MW, chiếm khoảng 20,5%. 26 Cùng với sự phát triển của năng lượng tái tạo, du lịch xanh nổi lên như một giải pháp giảm thiểu tác động môi trường đối với ngành du lịch. Đồng thời, nước ta là một nước có tiềm năng lớn để phát triển du lịch xanh, nhờ vào nguồn tài nguyên phong phú và đa dạng, cùng với danh lam thắng cảnh đẹp.
Du lịch xanh là loại hình nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường, ít phát thải, sử dụng năng lượng tái tạo, bảo tồn và phát triển di sản thiên nhiên 1. Lý do chọn đề tài Nhận thấy những tác động của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và việc phát triển du lịch truyền thống đã tác động xấu đến môi trường. Chính vì thế, phát triển loại hình du lịch xanh là rất cần thiết trong việc bảo vệ môi trường. Du lịch xanh mang lại những trải nghiệm thú vị, mới lạ và đặc biệt rất gần gũi với thiên nhiên.
Không giống như những loại du lịch truyền thống, du lịch xanh mang lại sự linh hoạt, có thể tự khám phá những nơi thiên nhiên hùng vĩ và chưa được biết đến nhiều. Chính vì thế, những vật dụng mang theo đòi hỏi phải đơn giản và có thể phục vụ những nhu cầu cơ bản như: sạc điện thoại, chiếu sáng. Vì vậy, việc sử dụng mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời là rất hữu ích và tiện lợi, có thể mang đi mọi nơi, đồng thời cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện cần thiết trong quá trình đi du lịch. Do đó, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “thiết kế và xây dựng mô hình sạc lưu động năng lương mặt trời” làm đề tài nghiên cứu trong đồ án tốt nghiệp này.
Phương pháp thực hiện đề tài - Tìm hiểu các mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời sẵn có. Từ đó xác định nhu cầu hệ thống của nhóm. 25 Năng lượng tái tạo Việt Nam năm 2022: Các sự kiện, thành tựu và nhận diện thách thức - https://nangluongvietnam.vn/ 26 Điện mặt trời còn nhiều tiềm năng phát triển - https://vneconomy.vn/ 2 - Thực hiện việc tính toán và mô phỏng hệ thống trên phần mềm. - Tiến hành lắp đặt mô hình.
- Đánh giá và phân tích hệ thống. Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu và phân tích mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời hiện có. - Tính toán và mô phỏng thông qua phần mềm Pvsyst. - Thiết kế và lắp đặt mô hình.
Sản phẩm của đề tài - Kết quả mô phỏng và thực tế. - Mô hình thực tế. Mục tiêu của đề tài - Tính toán, mô phỏng được hệ cung cấp năng lượng của mô hình thông qua phần mềm PVsyst. - Xây dựng và thử nghiệm mô hình.
Từ đó so sánh kết quả PR giữa thực tế và mô phỏng trên PVsyst 1. Giới thiệu về thiết bị 1. Tổng quan về mô hình sạc lưu động bằng năng lượng mặt trời Mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời là một hệ thống phát điện bằng chuyển đổi quang năng mặt trời thành điện năng thông qua tấm quang điện (Photovoltaic – PV). Có thể được sử dụng để kết nối phụ tải điện, chúng rất phù hợp và hữu ích nếu không có nguồn điện ở gần khu vực đó.4 Trên thị trường hiện nay có 2 loại sạc lưu động bằng năng lượng mặt trời khác nhau: (1) Loại dùng để cung cấp dòng điện một chiều, đây thường là loại có công suất nhỏ thích hợp cho việc sử dụng những thiết bị như đèn, quạt, hay sạc các thiết bị di động.4 (2) Loại dùng để cung cấp dòng điện xoay chiều, thích hợp cho hầu hết các thiết bị trong gia đình.4 Ưu điểm: 4 Máy phát điện năng lượng mặt trời siêu bền từ 15-20 năm - https://vietnamsolar.vn/ 3 Thân thiện với môi trường: Mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời sử dụng hoàn toàn là nhiên liệu tự nhiên, và trong quá trình hoạt động không sinh ra khí thải gây ô nhiễm môi trường như các nguồn nhiên liệu khác như xăng, dầu, khí đốt.1 Vận hành êm ái: Không sử dụng động cơ nên trong quá trình hoạt động ít gây ra tiếng ồn.
Do đó không làm ảnh hưởng đến quá trình sinh hoạt, học tập và làm việc của người dùng.1 Tiện lợi: với kích thước nhỏ gọn, có thể mang đi du lịch khắp mọi nơi không cần phải lo lắng về việc sử dụng các thiết bị điện. Tránh làm gián đoạn công việc khi xảy ra tính trạng mất điện.1 Nhược điểm: Giới hạn về công suất: Những thiết bị có công suất lớn như điều hòa, máy giặt, tủ lạnh không phù hợp cho việc sử dụng với trạm năng lượng mặt trời lưu động trong thời gian dài.6 Độ ổn định không cao: mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời phụ thuộc nhiều vào thời tiết, vào những ngày có bức xạ không cao thì sản lượng của hệ thống cũng sẽ giảm. Điều đó sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng của những thiết bị điện.6 Chi phí đầu tư ban đầu cao6 1. Những thành phần cơ bản của của mô hình - Mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời bao gồm có những thành phần như sau: Tấm PV: Tấm pin mặt trời luôn là thành phần cơ bản nhất của những hệ thống điện mặt trời.
Có chức năng chuyển đổi quang năng mặt trời thành điện năng. Bộ lưu trữ năng lượng: vào những thời điểm nhu cầu sử dụng tải thấp mà lượng điện năng do tấm PV sản sinh ra quá lớn thì sẽ được lưu trữ lại để sử dụng vào buổi tối hoặc những thời điểm điều kiện thời tiết không tốt. 2 1 5 Advantages and Disadvantages of Solar Generators - https://energytheory.com/ 6 Portable Solar Generators: Pros and Cons - https://www.com/ 4 Bộ điều khiển sạc ( Solar charge controller): là một bộ phận trung gian giữa tấm PV và pin lưu trữ. Được dùng để điều khiển quá trình sạc và xả pin, giúp cho pin không bị sạc quá mức cũng như không xả quá mức giúp kéo dài tuổi thọ của pin lưu trữ.
2 Biến tần (inverter): Chuyển đổi dòng điện một chiều đi ra từ tấm PV thành dòng điện xoay chiều để phù hợp với các thiết bị điện trong nhà. 2 A Guide To Understanding Solar Power Generators - https://www.com/ 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Hệ thống Điện năng lượng mặt trời là gì Hệ thống ĐMT là hệ thống chuyển đổi quang năng mặt trời thành điện năng thông qua tấm quang điện. Dòng điện một chiều được sản sinh ra từ tấm PV sẽ được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều thông qua Inverter.
Có 3 loại hệ thống điện mặt trời phổ biến hiện nay: Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-Grid), hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid), hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-Grid). Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-Grid) Hệ thống điện mặt trời hòa lưới là hệ thống hoạt động song song với lưới điện quốc gia3. Khi nguồn điện từ hệ thống ĐMT phát ra lớn hơn so với công suất tiêu thụ của các thiết bị điện thì phần dư sẽ được đẩy lên lưới điện và ngược lại khi công suất đầu ra ĐMT không cung cấp đủ cho tải thì phần thiếu sẽ lấy từ lưới điện.1: Sơ đồ hệ thống điện mặt trời hòa lưới 3 7 Phân biệt sự khác nhau giữa các hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới không lưu trữ, hòa lưới có lưu trữ và hệ thống điện mặt trời độc lập - https://sepower.vn/ 3 Tổng quan về các hình thức lắp đặt điện mặt trời - https://evnspc. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid) Hệ thống này thực chất là sự kết hợp giữa hệ thống off-grid và on-grid 3.