I. Nghiên cứu ứng dụng
Nghiên cứu ứng dụng trong đề tài này tập trung vào việc tối ưu hóa công suất đầu ra của hệ thống pin mặt trời độc lập. Hệ thống sử dụng bộ biến đổi công suất Cuk để chuyển đổi năng lượng từ pin mặt trời đến tải. Giải thuật MPPT (Maximum Power Point Tracking) được lập trình trên CCS kết hợp với vi xử lý PIC 16F887. Ứng dụng logic mờ vào giải thuật MPPT giúp cải thiện hiệu suất đầu ra của hệ thống. Mô hình thực nghiệm bao gồm mạch công suất và các giải thuật MPPT truyền thống và cải tiến.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu ứng dụng là tối ưu hóa công suất đầu ra của hệ thống pin mặt trời. Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng bộ biến đổi công suất Cuk và giải thuật MPPT. Logic mờ được áp dụng để cải thiện hiệu suất và thời gian đáp ứng của hệ thống. Kết quả mong đợi là hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả trong việc khai thác năng lượng mặt trời.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thiết kế và thi công mô hình thực nghiệm. Giải thuật MPPT được lập trình trên vi xử lý PIC 16F887. Logic mờ được tích hợp vào giải thuật để tối ưu hóa hiệu suất. Các thông số như điện áp, dòng điện và công suất được đo lường và phân tích để đánh giá hiệu quả của hệ thống.
II. Điều khiển thông minh
Điều khiển thông minh trong đề tài này được thực hiện thông qua việc sử dụng giải thuật MPPT kết hợp với logic mờ. Giải thuật MPPT giúp hệ thống luôn hoạt động tại điểm công suất cực đại của pin mặt trời. Logic mờ được áp dụng để cải thiện thời gian đáp ứng và độ chính xác của giải thuật. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống có thể bắt được điểm công suất cực đại trong thời gian ngắn hơn so với giải thuật MPPT truyền thống.
2.1. Giải thuật MPPT
Giải thuật MPPT được sử dụng để điều khiển hệ thống pin mặt trời hoạt động tại điểm công suất cực đại. Giải thuật này dựa trên phương pháp P&O (Perturbation and Observation). Logic mờ được tích hợp vào giải thuật để tối ưu hóa thời gian đáp ứng và giảm thiểu dao động xung quanh điểm công suất cực đại.
2.2. Ứng dụng logic mờ
Logic mờ được áp dụng để cải thiện hiệu suất của giải thuật MPPT. Các biến ngôn ngữ như sai lệch và tốc độ tăng được sử dụng để điều chỉnh độ rộng xung (D) của bộ biến đổi công suất. Kết quả thực nghiệm cho thấy thời gian đáp ứng của hệ thống được cải thiện đáng kể khi sử dụng logic mờ.
III. Tối ưu hóa vận hành
Tối ưu hóa vận hành là một trong những mục tiêu chính của đề tài. Hệ thống được thiết kế để hoạt động hiệu quả và ổn định trong việc khai thác năng lượng mặt trời. Bộ nguồn DC sử dụng pin mặt trời được tối ưu hóa thông qua việc sử dụng bộ biến đổi công suất Cuk và giải thuật MPPT. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống có thể đạt được công suất tối đa với độ dao động nhỏ.
3.1. Bộ nguồn DC
Bộ nguồn DC trong đề tài này được thiết kế để nhận điện áp đầu vào từ pin mặt trời và cung cấp điện áp đầu ra ổn định. Bộ biến đổi công suất Cuk được sử dụng để chuyển đổi năng lượng từ pin mặt trời đến tải. Giải thuật MPPT được áp dụng để tối ưu hóa công suất đầu ra của hệ thống.
3.2. Hiệu suất năng lượng
Hiệu suất năng lượng của hệ thống được cải thiện thông qua việc sử dụng giải thuật MPPT và logic mờ. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống có thể đạt được công suất tối đa với độ dao động nhỏ hơn 5%. Điều này chứng tỏ hiệu quả của việc tối ưu hóa vận hành trong đề tài.
IV. Hệ thống năng lượng tái tạo
Hệ thống năng lượng tái tạo trong đề tài này tập trung vào việc sử dụng pin mặt trời để tạo ra năng lượng sạch. Hệ thống được thiết kế để hoạt động độc lập và hiệu quả trong việc khai thác năng lượng mặt trời. Công nghệ điều khiển và tự động hóa được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống có thể đáp ứng được các yêu cầu về năng lượng trong thực tế.
4.1. Pin mặt trời
Pin mặt trời là nguồn năng lượng chính trong hệ thống. Đặc tính phi tuyến của pin mặt trời đòi hỏi việc sử dụng giải thuật MPPT để tối ưu hóa công suất đầu ra. Logic mờ được áp dụng để cải thiện hiệu suất và thời gian đáp ứng của hệ thống.
4.2. Công nghệ xanh
Công nghệ xanh được áp dụng trong đề tài thông qua việc sử dụng pin mặt trời và hệ thống năng lượng tái tạo. Hệ thống được thiết kế để hoạt động hiệu quả và ổn định, góp phần giảm thiểu tác động đến môi trường. Năng lượng sạch được khai thác và sử dụng một cách tối ưu trong đề tài này.
