Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯äNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ---------------------------------------------- Đâ ÁN TàT NGHIÞP NGÀNH ĐIÞN Tþ ĐàNG CÔNG NGHIÞP Sinh viên : Nguyßn Đąc Khoa GiÁng viên h°ãng dÁn: ThS. Ph¿m Đąc ThuÃn HÁi Phòng - 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯äNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ---------------------------------------------- ĐÀ TÀI : NGHIÊN CĆU PH¯¡NG PHÁP ĐIÀU KHIÂN MÁY MÀI GAOCE GC-950L ĆNG DĂNG ĐÁNH BÓNG BÀ M¾T TINH TH SILICON CĄA CELL PIN NNG L¯ĀNG M¾T TRäI Đâ ÁN TàT NGHIÞP Đ¾I HâC HÞ LIÊN THÔNG NGÀNH ĐIÞN Tþ ĐàNG CÔNG NGHIÞP Sinh viên thực hián : Nguyßn Đąc Khoa GiÁng viên h°ãng dÁn : ThS. Ph¿m Đąc ThuÃn HÁi Phòng - 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯äNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ---------------------------------------------- NHIÞM VĂ ĐÀ TÀI TàT NGHIÞP Sinh viên : Nguyßn Đąc Khoa - MSV : 2113102007 Lãp : DCL - K25 Ngành : Đián Tự Đáng Công Nghiáp Tên đÁ tài: Nghiên cąu ph°¡ng pháp điÃu khiển máy mài GAOCE GC-950l ąng dāng đánh bóng bà mặt tinh thể silicon căa cell pin năng l°ÿng mặt tråi NHIàM VĀ Đ TÀI 1.Nái dung và các yêu cầu cần giÁi quyÁt trong nhiám vā đà tài tát nghiáp ( và lý luÃn, thực tißn, các sá liáu cần tính toán và các bÁn v¿). Các sá liáu cần thiÁt để tính toán.
Đßa điểm thực tÃp tát nghiáp. &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& CÁC CÁN Bà H¯âNG DÀN Đ TÀI TàT NGHIàP Há và tên : Ph¿m Đąc ThuÃn Hác hàm, hác vß : Th¿c s* C¡ quan công tác : Tr°ång Đ¿i hác quÁn lý và công nghá HÁi Phòng Nái dung h°ãng dÁn: &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&. &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& && Đà tài tát nghiáp đ°ÿc giao ngày tháng năm 2024 Yêu cầu phÁi hoàn thành xong tr°ãc ngày tháng năm 2024 Đã nhÃn nhiám vā ĐTTN Đã giao nhiám vā ĐTTN Sinh viên Giảng viên h°ớng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2024 TR¯æNG KHOA CàNG HÒA Xà HàI CHĂ NGH)A VIàT NAM Đác lÃp - Tự do - H¿nh phúc ------------------------------------- PHIÀU NHÂN XÉT CĂA GIÀNG VIÊN H¯âNG DÀN TàT NGHIàP Há và tên giÁng viên: Ph¿m Đąc ThuÃn Đ¡n vß công tác: Tr°ång Đ¿i hác QuÁn lý và Công nghá HÁi Phòng Há và tên sinh viên: Nguyßn Đąc Khoa Chuyên ngành: Đián Tự Đáng Công Nghiáp Nái dung h°ãng dÁn : Toàn bá đà tài 1. Tinh thần thái đá căa sinh viên trong quá trình làm đà tài tát nghiáp &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2.
Đánh giá chÃt l°ÿng căa đồ án/khóa luÃn ( so vãi nái dung yêu cầu đã đà ra trong nhiám vā Đ.N, trên các mặt lý luÃn, thực tißn, tính toán sá liáu. Ý kiÁn căa giÁng viên h°ãng dÁn tát nghiáp Đ°ÿc bÁo vá Không đ°ÿc bÁo vá Điểm h°ãng dÁn Hải Phòng, ngày.năm 2024 GiÁng viên h°ãng dÁn CàNG HÒA Xà HàI CHĂ NGH)A VIàT NAM Đác lÃp - Tự do - H¿nh phúc ------------------------------------- PHIÀU NHÂN XÉT CĂA GIÀNG VIÊN CHÂM PHÀN BIàN Há và tên giÁng viên Đ¡n vß công tác:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Há và tên sinh viên:. Phần nhÃn xét căa giÁng viên chÃm phÁn bián &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2. Những mặt còn h¿n chÁ &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 3.
Ý kiÁn căa giÁng viên chÃm phÁn bián Đ°ÿc bÁo vá Không đ°ÿc bÁo vá Điểm phÁn bián Hải Phòng, ngày.năm 2024 GiÁng viên chÃm phÁn bián Đồ án tát nghiáp GVHD: Ph¿m Đąc ThuÃn MĂC LĂC CH¯¡NG I. 9 GIâI THIÞU CHUNG PIN NNG L¯ĀNG M¾T TRäI .3 VÀT LIÞU VÀ HIÞU SUÂT .4 Sþ CHUYÂN ĐäI ÁNH SÁNG .5 QUY TRÌNH SÀN XUÂT. 12 CH¯¡NG II. 17 TäNG QUAN VÀ MÁY MÀI .1 THÔNG Sà THI¾T Bà .2 TIÊU CHUÀN THI¾T K¾ .3 ĐIÀU KIÞN SĊ DĂNG .4 K¾T CÂU THI¾T Bà .5 CHĆC NNG CĄA TĈNG Bà PHÀN.
19 CH¯¡NG III. 24 HÞ THàNG ĐIÀU KHIÂN MÁY MÀI .1 HÞ THàNG ĐIÀU KHIÂN ĐIÞN.2-GIAO TI¾P ĐIÀU KHIÂN HMI .3 TRUYÀN THÔNG SĊ DĂNG TRONG MÁY MÀI .4: HÞ THàNG ĐIÀU KHI¾N KHÍ NÉN. 74 8 Sinh viên: Nguyßn Đąc Khoa Lãp: DCL K25 Mã sinh viên: 2113102007 Khoa: Đián – Đián tử Đồ án tát nghiáp GVHD: Ph¿m Đąc ThuÃn CH¯¡NG I GIâI THIÞU CHUNG PIN NNG L¯ĀNG M¾T TRäI 1. KHÁI NIÞM Pin Mặt Tråi, tÃm năng l°ÿng Mặt Tråi hay tÃm quang đián (tiÁng Anh: solar panel) bao gồm nhiÃu tÁ bào quang đián (solar cells) - là phần tử bán dÁn có chąa trên bà mặt mát sá l°ÿng lãn các cÁm biÁn ánh sáng là điát quang, thực hián biÁn đổi năng l°ÿng ánh sáng thành năng l°ÿng đián.
C°ång đá dòng đián, hiáu đián thÁ hoặc đián trç căa pin Mặt Tråi thay đổi phā thuác bçi l°ÿng ánh sáng chiÁu lên chúng. TÁ bào quang đián đ°ÿc ghép l¿i thành khái để trç thành pin Mặt Tråi (thông th°ång 60 hoặc 72 tÁ bào quang đián trên mát tÃm pin Mặt Tråi). TÁ bào quang đián có khÁ năng ho¿t đáng d°ãi ánh sáng Mặt Tråi hoặc ánh sáng nhân t¿o. Chúng có thể đ°ÿc dùng nh° cÁm biÁn ánh sáng (ví dā cÁm biÁn hồng ngo¿i), hoặc các phát x¿ đián từ gần ng°ỡng ánh sáng nhìn thÃy hoặc đo c°ång đá ánh sáng.1: T¿ bào quang đißn Hình Ánh mát tÁ bào quang đián thông dāng đ°ÿc làm từ tinh thể silicon.
Trên bà mặt pin đ°ÿc phă các đ°ång dÁn bằng kim lo¿i vãi các nhánh nhß h¡n toÁ ra trên bà mặt pin để thu thÃp electron sinh ra bçi hiáu ąng quang đián. Sự chuyển đổi này thực hián theo hiáu ąng quang đián. Ho¿t đáng căa pin Mặt Tråi đ°ÿc chia làm ba giai đo¿n: • Đầu tiên năng l°ÿng từ các photon ánh sáng đ°ÿc hÃp thā và hình thành các cặp electron-hole trong chÃt bán dÁn. Các cặp electron-hole sau đó bß phân chia bçi ngăn cách t¿o bçi các lo¿i chÃt bán dÁn khác nhau (p-n junction).
Hiáu ąng này t¿o nên hiáu đián thÁ căa pin Mặt Tråi. Pin Mặt Tråi sau đó đ°ÿc nái trực tiÁp vào m¿ch ngoài và t¿o nên dòng đián. 9 Sinh viên: Nguyßn Đąc Khoa Lãp: DCL K25 Mã sinh viên: 2113102007 Khoa: Đián – Đián tử Đồ án tát nghiáp GVHD: Ph¿m Đąc ThuÃn Các pin năng l°ÿng Mặt Tråi có nhiÃu ąng dāng trong thực tÁ. Do giá thành còn đắt, chúng đặc biát thích hÿp cho các vùng mà đián l°ãi khó v°¡n tãi nh° núi cao, ngoài đÁo xa, hoặc phāc vā các ho¿t đáng trên không gian; cā thể nh° các vá tinh quay xung quanh quỹ đ¿o Trái ĐÃt, máy tính cầm tay, các máy đián tho¿i cầm tay từ xa, thiÁt bß b¡m n°ãc,.
Các tÃm pin năng l°ÿng Mặt Tråi đ°ÿc thiÁt kÁ nh° những modul thành phần, đ°ÿc ghép l¿i vãi nhau t¿o thành các tÃm năng l°ÿng Mặt Tråi có dián tích lãn, th°ång đ°ÿc đặt trên nóc các tòa nhà n¡i chúng có thể có ánh sáng nhiÃu nhÃt, và kÁt nái vãi bá chuyển đổi căa m¿ng l°ãi đián. Các tÃm pin Mặt Tråi lãn ngày nay đ°ÿc lắp thêm bá phÃn tự đáng điÃu khiển để có thể xoay theo h°ãng ánh sáng, giáng nh° loài hoa h°ãng d°¡ng h°ãng và ánh sáng Mặt Tråi. NÀN TÀNG Tìm hiểu và pin Mặt Tråi, thì cần mát chút lý thuyÁt nÃn tÁng và vÃt lý chÃt bán dÁn. Để đ¡n giÁn, miêu tÁ sau đây chỉ giãi h¿n ho¿t đáng căa mát pin năng l°ÿng tinh thể silic.
Nguyên tá Silic thuác nhóm IVA trong bÁng tuần hoàn các nguyên tá hóa hác, tąc là có 4 electron lãp ngoài cùng. Silic nguyên tá không tìm thÃy trong tự nhiên mà tồn t¿i d¿ng hÿp chÃt phân tử ç thể rắn. C¡ bÁn có hai lo¿i chÃt rắn silicon, là vô đßnh hình (không có trÃt tự sắp xÁp) và tinh thể (các nguyên tử sắp xÁp theo thą tự dãy không gian 3 chiÃu). Pin năng l°ÿng Mặt Tråi phổ biÁn nhÃt là d¿ng đa tinh thể silicon.
Silic là vÃt liáu bán dÁn. Ngh*a là trong thể rắn căa silic, t¿i mát tầng năng l°ÿng nhÃt đßnh, electron có thể đ¿t đ°ÿc, và mát sá tầng năng l°ÿng khác thì không đ°ÿc. Đ¡n giÁn hiểu là có lúc dÁn đián, có lúc không dÁn đián. Lý thuyÁt này căn cą theo thuyÁt c¡ hác l°ÿng tử.
æ nhiát đá phòng thí nghiám (khoÁng 28 °C), Silic nguyên chÃt có tính dÁn đián kém (c¡ hác l°ÿng tử giÁi thích mąc năng l°ÿng Fermi trong tầng tráng). Trong thực tÁ, để t¿o ra các phân tử silic có tính dÁn đián tát h¡n, chúng đ°ÿc thêm vào mát l°ÿng nhß các nguyên tử nhóm III hay V trong bÁng tuần hoàn hóa hác. Các nguyên tử này chiÁm vß trí căa nguyên tử silic trong m¿ng tinh thể, và liên kÁt vãi các nguyên tử silic bên c¿nh t°¡ng tự t¿o thành mát m¿ng silic (m¿ng tinh thể). Tuy nhiên các phân tử nhóm III có 3 electron ngoài cùng và nguyên tử nhóm V có 5 electron ngoài cùng, vì thÁ nên có chß trong m¿ng tinh thể có d° electron còn có chß thì thiÁu electron.
Vì thÁ các electron thừa hay thiÁu electron (gái là lß tráng) không tham gia vào các kÁt nái m¿ng tinh thể. Chúng có thể tự do di chuyển trong khái tinh thể. Silic kÁt hÿp vãi nguyên tử nhóm III (nhôm hay gali) đ°ÿc gái là lo¿i bán dÁn p bçi vì năng 10 Sinh viên: Nguyßn Đąc Khoa Lãp: DCL K25 Mã sinh viên: 2113102007 Khoa: Đián – Đián tử Đồ án tát nghiáp GVHD: Ph¿m Đąc ThuÃn l°ÿng chă yÁu mang đián tích d°¡ng (positive), trong khi phần kÁt hÿp vãi các nguyên tử nhóm V (phosphor, asen) gái là bán dÁn n vì mang năng l°ÿng âm (negative). L°u ý rằng cÁ hai lo¿i n và p có năng l°ÿng trung hòa, tąc là chúng có cùng năng l°ÿng d°¡ng và âm, lo¿i bán dÁn n, lo¿i âm có thể di chuyển xung quanh, t°¡ng tự ng°ÿc l¿i vãi lo¿i p.3 VÀT LIÞU VÀ HIÞU SUÂT Đã có nhiÃu lo¿i vÃt liáu khác nhau đ°ÿc thử nghiám chÁ t¿o pin Mặt Tråi.
Có hai tiêu chu¿n đánh giá, là hiáu suÃt và giá cÁ. Hiáu suÃt là tỉ sá giữa năng l°ÿng đián từ và năng l°ÿng ánh sáng Mặt Tråi. Vào buổi tr°a mát ngày tråi trong, ánh Mặt Tråi tßa nhiát khoÁng 1000 W/m². trong đó 10% hiáu suÃt căa 1 module 1 m² cung cÃp năng l°ÿng khoÁng 100 W.
hiáu suÃt căa pin Mặt Tråi thay đổi từ 6% từ pin Mặt Tråi làm từ silic vô đßnh hình, và có thể lên đÁn 30% hay cao h¡n nữa. Ngày nay thì vÃt liáu chă yÁu chÁ t¿o pin Mặt Tråi (và cho các thiÁt bß bán dÁn) là silic d¿ng tinh thể. Pin Mặt Tråi từ tinh thể silic chia ra thành ba lo¿i: • Mát tinh thể hay tinh thể đ¡n (module) sÁn xuÃt dựa trên quá trình Czochralski. Đ¡n tinh thể lo¿i này có hiáu suÃt tãi 16%.
Chúng th°ång rÃt đắt tiÃn do đ°ÿc cắt từ các thßi silic hình áng, các tÃm đ¡n thể này có các mặt tráng ç góc nái các module. • Đa tinh thể làm từ các thßi đúc - đúc từ silic nung chÁy c¿n thÃn đ°ÿc làm nguái và làm rắn. Các pin này th°ång rẻ h¡n các đ¡n tinh thể, tuy nhiên hiáu suÃt kém h¡n.