I. Giới thiệu
Luận văn 'Tối ưu công suất phát hệ pin quang điện đa điểm cực trị' tập trung vào việc nghiên cứu và tối ưu hóa hiệu suất của hệ pin quang điện (PV) trong điều kiện đa điểm cực trị. Với sự phát triển của công nghệ năng lượng tái tạo, việc tối ưu hóa công suất phát từ hệ PV trở thành yếu tố quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh năng lượng mặt trời ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Luận văn sử dụng các phương pháp MPPT (Maximum Power Point Tracking) như P&O (Perturb and Observe) và FLC (Fuzzy Logic Controller) để giải quyết bài toán đa điểm cực trị, nhằm đạt được hiệu suất tối ưu.
1.1 Lý do chọn đề tài
Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, đặc biệt là năng lượng sạch như năng lượng mặt trời. Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời do vị trí địa lý thuận lợi. Tuy nhiên, hiệu suất của hệ pin quang điện còn thấp, đặc biệt trong điều kiện bóng râm gây ra hiện tượng đa điểm cực trị. Việc tối ưu hóa công suất phát từ hệ PV trở thành yêu cầu cấp thiết, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn là tìm ra điểm công suất cực đại toàn cục của hệ PV trong điều kiện đa điểm cực trị. Luận văn sử dụng các phương pháp MPPT như P&O và FLC để so sánh hiệu quả và đưa ra kết luận. Đồng thời, luận văn cũng đề xuất hướng phát triển cho các nghiên cứu tiếp theo.
II. Tổng quan
Luận văn tổng hợp các nghiên cứu liên quan đến hệ pin quang điện và tối ưu hóa công suất phát. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào hệ PV với một điểm cực đại công suất. Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế, hệ PV thường gặp hiện tượng đa điểm cực trị do bóng râm hoặc che chắn. Luận văn tập trung vào việc giải quyết bài toán này bằng các phương pháp MPPT hiện đại.
2.1 Những công trình đã nghiên cứu
Các nghiên cứu trước đây đã đề cập đến việc ổn định điện áp, điều khiển công suất, và ngăn ngừa hiện tượng islanding trong hệ PV. Tuy nhiên, việc tối ưu hóa công suất phát trong điều kiện đa điểm cực trị vẫn còn nhiều thách thức.
2.2 Hướng nghiên cứu của luận văn
Luận văn tập trung vào việc giải quyết bài toán MPPT cho hệ PV đa điểm cực trị, sử dụng các phương pháp P&O và FLC. Đồng thời, luận văn cũng mở rộng mô hình để giải quyết bài toán với nhiều điểm cực trị hơn.
III. Lý thuyết về pin quang điện
Chương này trình bày các kiến thức cơ bản về pin quang điện, bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, và các mạch tương đương của tế bào quang điện. Luận văn cũng phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ PV, như điện trở rò và điện trở nối tiếp.
3.1 Tế bào quang điện
Tế bào quang điện là đơn vị cơ bản của hệ PV, hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Các tế bào này được ghép lại thành module và dãy để tăng công suất phát.
3.2 Mạch tương đương
Mạch tương đương của tế bào quang điện bao gồm các thành phần như điện trở rò và điện trở nối tiếp, giúp mô phỏng chính xác hoạt động của hệ PV trong các điều kiện khác nhau.
IV. Tối ưu công suất phát của hệ PV đa điểm cực trị
Chương này tập trung vào việc tối ưu hóa công suất phát của hệ PV trong điều kiện đa điểm cực trị. Luận văn sử dụng các phương pháp MPPT như P&O và FLC để tìm điểm công suất cực đại toàn cục. Các kết quả mô phỏng được thực hiện trên MATLAB/Simulink để đánh giá hiệu quả của các phương pháp.
4.1 Phương pháp P O
Phương pháp P&O là một trong những phương pháp cổ điển để tìm điểm công suất cực đại. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là dễ bị mắc kẹt tại các điểm cực đại địa phương trong điều kiện đa điểm cực trị.
4.2 Phương pháp FLC
Phương pháp FLC sử dụng logic mờ để tìm điểm công suất cực đại toàn cục, giúp khắc phục nhược điểm của phương pháp P&O. Kết quả mô phỏng cho thấy FLC có hiệu quả cao hơn trong việc tối ưu hóa công suất phát.
V. Kết luận và hướng phát triển
Luận văn kết luận rằng việc sử dụng phương pháp FLC mang lại hiệu quả cao hơn trong việc tối ưu hóa công suất phát của hệ PV đa điểm cực trị. Đồng thời, luận văn cũng đề xuất hướng phát triển cho các nghiên cứu tiếp theo, bao gồm việc cải tiến các thuật toán MPPT và ứng dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo để nâng cao hiệu suất của hệ PV.
