Chương 1. Tổng quan về pin mặt trời 16 1. Giới thiệu hệ thống cung cấp điện 16 1. Giới thiệu năng lượng mặt trời 16 1.
Sự phát triển về năng lượng mặt trời 18 1. Cấu hình hệ thống điện mặt trời 19 1. Hệ thống độc lập, ngoài lưới điện 19 1. Hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện 20 1.
Hệ thống nối với lưới điện và dự phòng 23 1. Hệ thống bổ sung lưới điện 24 1. Các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời 25 1. Tấm pin mặt trời 25 1.
Bộ điều khiển 27 1. Bộ biến tần 27 1. Trang thiết bị điện 28 1. Cách kết nối các bộ phận với nhau 28 1.
Hệ thống điện mặt trời độc lập 28 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN 1. Hệ thống nối điện với điện lưới sử dụng bộ biến tần tầm trung 29 1. Hệ thống nối với lưới sử dụng nhiều vi bộ biến tần 30 1. Ứng dụng năng lượng mặt trời 30 1.
Nhà máy điện mặt trời 30 1. Nguồn điện cho toà nhà 31 1. Nguồn điện di động 31 1. Tích hợp vào thiết bị 32 1.
Tại sao phải làm mát pin mặt trời 32 1. Các phương pháp làm mát pin mặt trời 33 1. Giải nhiệt không khí 33 1. Bộ tản nhiệt 33 1.
Kênh không khí (Air Channels) 35 1. Giải nhiệt nước 37 1. Bộ trao đổi nhiệt 39 1. Làm mát bề mặt mở rộng (Fins Cooling) 40 1.
Làm mát pin mặt trời bằng hệ thống phun nước 42 Chương 2. Tính toán thiết kế hệ thống điện mặt trời 43 2. Thuật toán đơn xác định kích thước hệ thống điện mặt trời dung phương pháp tính tay (theo [1]) 43 2. Xác định bức xạ mặt trời trên giàn pin mặt trời 43 2.
Xác định năng lượng cần thiết từ tấm PV 44 2. Xác định kích thước ắc quy 45 2. Xác định kích thước bộ chuyển đổi điện năng 45 2. Nghiên cứu thực tế 46 2.
Tính toán thiết kế hệ thống điện mặt trời cho khu tự học B10 47 2. Các thông số cần thiết ban đầu 47 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN 2. Thực hiện tính toán 50 2. Khảo sát khu vực lắp đặt hệ thống điện mặt trời 55 2.
Xác định vị trí các tấm pin 55 2. Bài toán kinh tế về hệ thống pin mặt trời cho khu tự học B10.56 Chương 3: Thiết kế hệ thống giải nhiệt bằng nước cho pin mặt trời 59 3. Nhìn lại vấn đề 59 3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống giải nhiệt 60 3.
Lựa chọn phương án thiết kế 60 3. Nguyên lý hoạt động 60 3. Tính toán, thiết kế 63 3. Thông số đầu vào 63 3.
Tính toán số lượng béc phun và lựa chọn bơm 63 3. Xây dựng công thức tính toán nhiệt độ, công suất và thời gian 65 3. Tính toán lựa chọn nhiệt độ bật bơm 67 3. Mô hình đo đạc và thực nghiệm 69 3.
Chế tạo mô hình 69 3. Đo đạc thực nghiệm 71 3. Kết quả đo và nhận xét 73 Chương 4: Tổng kết và hướng phát triển đề tài 76 Tài liệu tham khảo 77 Phụ lục 79 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một tế bào quang điện làm từ tinh thể silicon 17 Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điện mặt trời độc lập 19 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện 21 Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điện mặt trời nối lưới điện và dự phòng .5: Sơ đồ các tấm pin mặt trời mắc nối tiếp 26 Hình 1.6: Sơ đồ các tấm pin mặt trời mắc song song 26 Hình 1.7: Sơ đồ kết nối các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời độc lập 29 Hình 1.8: Sơ đồ kết nối các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời nối lưới 30 Hình 1.9: Cánh đồng điện mặt trời 30 Hình 1.10: Hệ thống điện mặt trời sử dụng như tôn 31 Hình 1.11: Balo sử dụng pin mặt trời để tạo sạc điện thoại 32 Hình 1.12: Một số hình ảnh về ứng dụng pin mặt trời trong các hoạt động 32 Hình 1.13: Bộ tản nhiệt ở phía sau modul PV 34 Hình 1.14: So sánh giữa nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ trung bình của modul PV khi có và không có bộ tản nhiệt 34 Hình 1.15: Hiệu suất điện dựa theo nhiệt độ modul PV 34 Hình 1.16: Nhiệt độ modul PV dựa theo bức xạ mặt trời 35 Hình 1.17: Mặt cắt ngang của các mô hình bộ thu PVT/AIR. Hướng dòng chảy vuông góc với trang 36 Hình 1.18: (a) Sơ đồ hệ thống không khí PV/T đã nghiên cứu.
(b) Ảnh chụp thiết lập thí nghiệm của hệ thống không khí PV/T đã nghiên cứu 36 Hình 1.19: Ảnh hưởng của tốc độ dòng khí đến hiệu suất điện của hệ thống THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN được nghiên cứu trong các điều kiện môi trường tương tự 37 Hình 1.20: Sơ đồ bố trí lắp đặt 38 Hình 1.21: So sánh giữa các hiệu suất phun nước tác động tới nhiệt độ modul38 Hình 1.22: Hiệu suất lưu lượng nước dựa trên hiệu suất điện của tấm pin mặt trời 39 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN Hình 1.23: Sự thay đổi hiệu suất chuyển đổi cho tấm pin mặt trời với làm mát hệ thống RHX và không được làm mát 39 Hình 1.24: Sự thay đổi nhiệt độ chuyển đổi cho tấm pin mặt trời với làm mát hệ thống RHX và không được làm mát 40 Hình 1.25: Ảnh chụp modul PV thử nghiệm với các giai đoạn chế tạo. (a) Mặt sau của modul PV (b) vị trí của cặp nhiệt điện (c) cánh tản nhiệt kết hợp với cấu trúc cotton (d) chi tiết của chất làm cứng và (e) thiết lập thử nghiệm được chế tạo cuối cùng với các đầu tấm pin 40 Hình 1.26: So sánh nhiệt độ pin mặt trời khi có và không có làm mát Fins 41 Hình 1.27: So sánh công suất đầu ra pin mặt trời khi có và không có làm mát Fins 41 Hình 2.1: Biểu đồ nhiệt độ trung bình theo tháng (dự báo) trong năm 2022 47 Hình 2.2: Biểu đồ bức xạ trung bình theo tháng (dự báo) trong năm 2022 48 Hình 2.3: Đèn LED panel MPE tròn RPL-6 49 Hình 2.4: Đèn LED chiếu điểm thanh ray MPE 49 Hình 2.5: Quạt treo tường Asia 55W 49 Hình 2.6: Khu tự học B10 – Đại học Bách Khoa HCM 50 Hình 2.7: bộ inverter hoà lưới 1 kW Goodwe GW1000-NS 51 Hình 2.8: ắc quy GS L100 52 Hình 2.9: Pin mặt trời Helios 135P 53 Hình 2.10: Khu vực trên cao của khu tự học B10 55 Hình 3.1: Đặc tính P-V như một hàm của nhiệt độ T m của PMT [2] 59 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống giải nhiệt PMT 61 Hình 3.3: Quá trình biến đổi nhiệt của hệ thống giải nhiệt PMT 62 Hình 3.4: thông số kích thước béc phun 64 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN Hình 3.5: Sơ đồ bố trí béc phun 65 Hình 3.6: Bức xạ mặt trời và nhiệt độ tấm pin ghi nhận được vào ngày 11/02/2022 68 Hình 3.7: Thiết kế mạng béc phun 69 Hình 3.8: Mạch điều khiển bơm và bơm 70 Hình 3.9: Mô hình thực nghiệm thực tế 71 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN Hình 3.10: Máy đo nhiệt độ EXTECH SDL200 72 Hình 3.11: Máy đo bức xạ mặt trời: PCE - SPM 1 72 Hình 3. Công suất hai tấm pin; c. 74 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh thông số của pin mặt trời cho các trường hợp làm mát được kiểm tra khác nhau 30 Bảng 2.1: Danh sách cơ sở vật chất tại khu tự học B10 41 Bảng 2.2: Danh sách số lượng và giá tiền các thiết bị trong hệ thống điện mặt trời tại khu tự học B10 49 Bảng 2.3: Giá tiền điện theo EVN công bố năm 2022 49 Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật tấm pin Helios 135P 55 Bảng 3.2: Giá trị các thông số tính toán ứng với các nhiệt độ bật bơm khác nhau 61 Bảng 3.3: Kết quả tính toán 67 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN PHỤC VỤ CHO KHU TỰ HỌC B10 Ở ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM VÀ BỘ GIẢI NHIỆT BẰNG NƯỚC CHO PIN MẶT TRỜI NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT TẤM PIN Chương 1.
Tổng quan về pin mặt trời 1. Giới thiệu hệ thống cung cấp điện Hệ thống năng lượng là tập hợp các nhà máy điện, lưới điện và lưới nhiệt được nối với nhau liên tục trong quá trình sản xuất, chúng có liên hệ mật thiết với nhau. Hệ thống điện là hệ thống năng lượng không có lưới nhiệt. Hay nói cách khác, hệ thống điện là hệ thống bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối và cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ Điện năng là một dạng năng lượng rất phổ biến và quan trọng đối với cuộc sống,điện năng được sản xuất từ các nhà máy được truyền tải và cung cấp cho các hộ tiêu thụ.
Trong việc truyền tải tới các hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp điện là một khâu rất quan trọng. Với thời đại hiện nay,nền kinh tế nước ta đang phát triền mạnh mẽ theo sự hội nhập của thế giới,đời sống xã hội của người dân được nâng cao nên những tiện nghi trong cuộc sống đòi hỏi mức tiêu thụ về điện năng tăng cao, do đó việc thiết kế cung cấp điện không thể thiếu trong xu thế hiện nay.