Hệ thống điện năng lượng mặt trời và gió cho hộ gia đình

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

MỤC LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Năng lượng mặt trời và tiềm năng phát triển

1.1.1. Khái niệm về năng lượng mặt trời

1.1.2. Sự cần thiết phát triển năng lượng mặt trời

1.1.3. Các ứng dụng của năng lượng mặt trời

1.1.4. Tình hình sử dụng NLMT trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.4.1. Tình hình phát triển NLMT trên thế giới

1.2. Năng lượng gió ở Việt Nam và tiềm năng phát triển

1.2.1. Năng lượng gió ở Việt Nam

1.2.2. Tiềm năng phát triển NL gió công suất nhỏ tại Việt Nam

1.2.3. Tổng quan về hệ thống chuyển đổi NL gió

1.2.4. Tổng quan về các kiểu tua bin gió

1.3. Các hệ thống điện kết hợp các nguồn NL

1.3.1. Sơ đồ đấu nối hệ kết hợp

1.3.2. Tổng quan về kết nối tua bin gió và NLMT trong lưới điện công suất nhỏ

1.3.3. Tổng hợp một số kết quả nghiên cứu về hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió trên thế giới và trong nước từ trước đến nay

1.4. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.4.1. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.4.3. Đối tượng nghiên cứu

1.4.4. Nội dung nghiên cứu

1.4.5. Phương pháp nghiên cứu

1.4.5.1. Phương pháp điều tra thu thập số liệu

1.4.5.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

1.4.5.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

1.4.5.4. Phương pháp chuyên gia

1.5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.5.1. Năng lượng gió và công suất tua bin

1.5.2. Năng lượng gió

1.5.3. Hiệu suất tua bin gió

1.5.4. Đường cong hiệu suất tua bin gió

1.5.5. Máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu

1.5.6. Pin NLMT và phương trình toán của pin NLMT

1.5.6.1. Phương trình tương đương của pin NLMT

1.5.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến pin NLMT

1.5.6.3. Phương trình tương đương của pin NLMT

1.5.7. Ắc quy lưu trữ NL

1.5.7.1. Ắc quy axít chì

1.5.7.2. Quá trình nạp và xả của pin axít – chì

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Đặc điểm địa bàn nghiên cứu

4.1.1. Vị trí địa lý địa lý tỉnh Quảng Ngãi

4.1.2. Điều kiện khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Ngãi

4.2. Tính toán thiết kế và phân tích kinh tế hệ thống ĐMT kết hợp điện gió

4.2.1. Tính tổng lượng điện năng tiêu thụ của tất cả các thiết bị trong ngày

4.2.2. Tính số điện năng các tấm PMT phải cung cấp cho toàn tải mỗi ngày

4.2.3. Tính toán công suất tấm PMT cần sử dụng

4.2.4. Tính toán công suất tua bin gió có công suất nhỏ

4.2.5. Tính toán dung lượng AQ

4.2.6. Tính toán bộ điều khiển nạp AQ

4.2.7. Tính toán bộ đổi nguồn điện

4.2.8. Tính toán hệ thống ĐMT kết hợp điện gió cho các hộ dân ở tại nông thôn tỉnh Quảng Ngãi

4.3. Thiết kế, chế tạo hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió

4.3.1. Thiết kế hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió

4.3.2. Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển góc nghiêng của tấm PMT theo hướng nắng

4.3.3. Thiết kế, chế tạo mô đun phát điện gió

4.3.4. Hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió

4.3.5. Tính sơ bộ hiệu quả kinh tế của hệ thống

4.4. Thí nghiệm khảo sát giá trị của hệ thống

4.4.1. Dụng cụ thí nghiệm

4.4.2. Bố trí thí nghiệm và kết quả đo

4.4.3. Nhận xét chung

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về hệ thống điện năng lượng tái tạo

Hệ thống điện năng lượng tái tạo, bao gồm hệ thống điện mặt trời và hệ thống điện gió, đang trở thành một giải pháp quan trọng cho nhu cầu năng lượng của hộ gia đình. Việc sử dụng năng lượng tái tạo không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn đảm bảo nguồn cung năng lượng bền vững. Năng lượng mặt trời và năng lượng gió đều có những ưu điểm riêng, nhưng khi kết hợp, chúng có thể tạo ra một hệ thống điện ổn định và hiệu quả hơn. Theo nghiên cứu, việc kết hợp này có thể giúp giảm thiểu chi phí điện năng cho hộ gia đình và tăng cường khả năng tự chủ về năng lượng.

1.1. Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào và có khả năng tái tạo vô hạn. Tấm pin mặt trời (PMT) là thiết bị chính để thu thập và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời không chỉ giúp tiết kiệm chi phí điện mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Theo thống kê, năng lượng mặt trời có thể cung cấp một phần lớn nhu cầu điện cho hộ gia đình, đặc biệt là trong những khu vực có ánh sáng mặt trời dồi dào.

1.2. Năng lượng gió

Năng lượng gió là một nguồn năng lượng tái tạo khác, có thể được khai thác thông qua tuabin gió. Hệ thống điện gió có khả năng hoạt động hiệu quả trong những khu vực có tốc độ gió cao. Việc lắp đặt hệ thống điện gió không chỉ giúp giảm chi phí điện mà còn tạo ra một nguồn năng lượng sạch. Tuy nhiên, năng lượng gió thường không ổn định và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, do đó việc kết hợp với năng lượng mặt trời sẽ giúp tạo ra một nguồn điện ổn định hơn.

II. Thiết kế và chế tạo hệ thống điện năng lượng tái tạo cho hộ gia đình

Thiết kế và chế tạo hệ thống năng lượng cho hộ gia đình là một quá trình phức tạp, bao gồm nhiều bước từ khảo sát, tính toán đến lắp đặt. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống có công suất phù hợp, khả năng làm việc ổn định và giá thành hợp lý. Việc tính toán công suất cần thiết cho hộ gia đình là rất quan trọng, bao gồm việc xác định tổng lượng điện năng tiêu thụ hàng ngày và công suất của các thiết bị điện. Hệ thống cần được thiết kế sao cho có thể hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện thời tiết.

2.1. Tính toán công suất hệ thống

Tính toán công suất hệ thống là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế. Cần xác định tổng lượng điện năng tiêu thụ của tất cả các thiết bị trong hộ gia đình. Dựa trên số liệu này, có thể tính toán số lượng tấm pin mặt trời và tuabin gió cần thiết để đáp ứng nhu cầu điện. Việc này không chỉ giúp đảm bảo cung cấp đủ điện cho hộ gia đình mà còn tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu.

2.2. Lắp đặt và bảo trì hệ thống

Sau khi hoàn tất thiết kế và tính toán, bước tiếp theo là lắp đặt hệ thống. Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời và hệ thống điện gió cần được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có kinh nghiệm để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Bên cạnh đó, việc bảo trì định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Các hộ gia đình cần được hướng dẫn cách sử dụng và bảo trì hệ thống để tối ưu hóa hiệu suất.

III. Lợi ích và ứng dụng thực tiễn của hệ thống điện năng lượng tái tạo

Hệ thống điện năng lượng tái tạo mang lại nhiều lợi ích cho hộ gia đình, từ việc tiết kiệm chi phí điện đến bảo vệ môi trường. Việc sử dụng năng lượng xanh không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào việc giảm biến đổi khí hậu. Hệ thống này cũng giúp các hộ gia đình chủ động hơn trong việc sử dụng điện, đặc biệt là trong bối cảnh giá điện ngày càng tăng.

3.1. Tiết kiệm chi phí điện

Một trong những lợi ích lớn nhất của việc sử dụng hệ thống điện năng lượng tái tạo là khả năng tiết kiệm chi phí điện. Các hộ gia đình có thể giảm đáng kể hóa đơn điện hàng tháng nhờ vào việc tự sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn tạo ra một nguồn thu nhập bổ sung nếu có thể bán lại điện cho lưới điện quốc gia.

3.2. Bảo vệ môi trường

Việc sử dụng năng lượng tái tạo giúp giảm thiểu lượng khí thải carbon và các chất ô nhiễm khác vào môi trường. Hệ thống điện năng lượng mặt trời và gió không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững. Các hộ gia đình có thể tham gia vào việc bảo vệ môi trường thông qua việc sử dụng năng lượng sạch, từ đó nâng cao ý thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

Luận văn thạc sĩ về thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió cho hộ gia đình