Robot làm sạch tấm pin mặt trời: Luận văn tốt nghiệp chế tạo máy

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

1.2. Phân loại pin năng lượng mặt trời

1.3. Mức độ phát triển của pin năng lượng mặt trời

1.3.1. Đối với các nước trên thế giới

1.3.2. Tình hình trong nước

1.4. Về mức độ tổn thất và làm sạch tấm pin

1.4.1. Mức độ tổn thất

1.4.2. Giải pháp làm sạch

1.4.3. Các bước làm sạch

1.5. Tình hình nghiên cứu robot ở nước ngoài

1.6. Tình hình nghiên cứu robot ở trong nước

1.7. Các phương pháp làm sạch được thực hiện

1.7.1. Phương pháp cơ học

1.7.2. Dùng thiết bị máy móc để làm sạch

1.7.3. Loại bỏ bụi bằng cách sử dụng phim Nano

1.7.4. Loại bỏ bụi bằng phương pháp tĩnh điện

1.8. Các robot làm sạch pin hiện có

1.8.1. Solar brush UAV Robot

1.8.2. Hệ thống robot làm sạch NOMADD

1.8.3. Robot GEKKO Solar

1.9. Dùng các hóa chất để tẩy rửa

1.10. Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi của luận văn

1.10.1. Nhiệm vụ của luận văn

1.10.2. Giới hạn phạm vi của luận văn

2. CÁC PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN CHO CSP

2.1. Chọn phương án thiết kế

2.2. Phương án di chuyển ngang bàn chải chạy dọc

2.3. Phương án di chuyển ngang bàn chải chạy ngang

2.4. Phương án robot treo với hai dây song song

2.5. Phương án điều khiển robot cầm tay

2.6. Phân tích và lựa chọn phương án di chuyển

2.7. Phân tích và lựa chọn phương án căng đai

2.8. Phân tích ưu nhược điểm của bánh đai

2.9. Phân tích chọn dây đai

2.10. Phân tích lựa chọn cơ cấu truyền động cho bánh xe

2.10.1. Truyền động không thông qua bộ truyền ngoài

2.10.2. Truyền động bằng đai

2.10.3. Truyền động bằng xích

2.10.4. Truyền động bằng bánh răng

2.11. Lựa chọn cơ cấu truyền động cho chổi con lăn

2.12. Lựa chọn chổi con lăn

2.13. Lựa chọn cấp nước cho CSP

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ

3.1. Phân tích động học và động lực học

3.1.1. Giới thiệu chung về động học

3.1.2. Mô hình động lực học

3.2. Nguyên lý cấu tạo sơ bộ về robot CSP

3.3. Chọn kích thước cho cơ cấu bánh đai

3.4. Tính toán công suất cho động cơ bánh xe

3.5. Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng

3.6. Tính toán thiết kế trục II

3.7. Tính toán thiết kế ổ lăn cho trục 2

3.8. Tính toán công suất cho động cơ chổi con lăn

3.9. Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng

3.10. Tính toán thiết kế trục cho con lăn

3.11. Tính toán thiết kế ổ lăn cho chổi con lăn

3.12. Tính toán công suất bơm nước cho CSP

3.13. Thiết kế hệ thống điều khiển

3.13.1. Lựa chọn các phương án điều khiển

3.13.2. Sơ đồ khối mô hình điều khiển

3.13.3. Mạch công suất và điều khiển động cơ cho CSP

3.13.3.1. Mạch công suất

3.13.3.2. Khối điều khiển

3.13.3.3. Khối giao tiếp với điện thoại

3.13.4. Lưu đồ giải thuật điều khiển CSP chạy

3.13.5. Lưu đồ giải thuật cho Bluetooth

3.14. Bảo trì an toàn

3.15. Đánh giá chung

3.16. Những hạn chế trong thực hiện đề tài

3.17. Các hướng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về Robot làm sạch tấm pin mặt trời

Robot làm sạch tấm pin mặt trời là một giải pháp công nghệ hiện đại nhằm nâng cao hiệu suất của các hệ thống năng lượng mặt trời. Với sự phát triển của công nghệ robot, việc làm sạch các tấm pin trở nên tự động hóa, giảm thiểu sự can thiệp của con người. Luận văn tốt nghiệp này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một hệ thống làm sạch hiệu quả, đáp ứng nhu cầu bảo trì tấm pin mặt trời trong cả quy mô công nghiệp và hộ gia đình.

1.1. Tầm quan trọng của việc làm sạch tấm pin

Các tấm pin mặt trời thường bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, phân chim và các tạp chất khác, làm giảm hiệu suất tấm pin. Việc làm sạch định kỳ giúp duy trì hiệu suất tối đa của hệ thống. Robot làm sạch không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo an toàn khi làm việc ở các vị trí cao và khó tiếp cận.

1.2. Mục tiêu của luận văn

Luận văn này nhằm thiết kế một robot làm sạch có khả năng di chuyển linh hoạt trên bề mặt tấm pin, sử dụng chổi con lăn và hệ thống phun nước để loại bỏ bụi bẩn. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một sản phẩm có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế, góp phần nâng cao hiệu quả của các hệ thống năng lượng mặt trời.

II. Công nghệ và phương pháp làm sạch

Luận văn đề cập đến các phương pháp làm sạch khác nhau, bao gồm phương pháp cơ học, sử dụng thiết bị máy móc, và các công nghệ tiên tiến như phim Nano và phương pháp tĩnh điện. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào điều kiện thực tế của từng hệ thống.

2.1. Phương pháp cơ học

Phương pháp này sử dụng chổi con lăn và hệ thống phun nước để làm sạch bề mặt tấm pin. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, dễ triển khai và chi phí thấp. Tuy nhiên, hiệu quả làm sạch có thể bị hạn chế nếu bụi bẩn bám quá chặt.

2.2. Công nghệ phim Nano và tĩnh điện

Các công nghệ này sử dụng phim Nano để ngăn chặn bụi bám hoặc phương pháp tĩnh điện để hút bụi khỏi bề mặt tấm pin. Những phương pháp này mang lại hiệu quả cao nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư lớn và kỹ thuật phức tạp hơn.

III. Thiết kế và chế tạo robot

Phần này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo robot làm sạch tấm pin mặt trời. Luận văn đề xuất các phương án thiết kế khác nhau, bao gồm phương án di chuyển ngang bàn chải chạy dọc, phương án robot treo với hai dây song song, và phương án điều khiển robot cầm tay. Mỗi phương án được phân tích kỹ lưỡng về ưu nhược điểm để lựa chọn phương án tối ưu.

3.1. Phương án di chuyển ngang bàn chải chạy dọc

Phương án này sử dụng bàn chải con lăn di chuyển theo chiều dọc của tấm pin, kết hợp với hệ thống phun nước. Ưu điểm của phương án này là dễ dàng điều khiển và có thể làm sạch toàn bộ bề mặt tấm pin một cách hiệu quả.

3.2. Phương án robot treo với hai dây song song

Phương án này sử dụng hệ thống dây treo để di chuyển robot trên bề mặt tấm pin. Đây là phương án phù hợp với các hệ thống pin mặt trời lắp đặt trên mái nhà hoặc các vị trí cao, giúp đảm bảo an toàn và linh hoạt trong quá trình làm sạch.

IV. Ứng dụng và đánh giá

Luận văn đánh giá hiệu quả của robot làm sạch tấm pin mặt trời thông qua các thử nghiệm thực tế. Kết quả cho thấy robot có khả năng làm sạch hiệu quả, giúp tăng hiệu suất tấm pin lên đáng kể. Ngoài ra, luận văn cũng đề xuất các hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc tích hợp công nghệ AI để nâng cao khả năng tự động hóa và tối ưu hóa quy trình làm sạch.

4.1. Hiệu quả thực tế

Các thử nghiệm cho thấy robot làm sạch có thể loại bỏ đến 90% bụi bẩn trên bề mặt tấm pin, giúp tăng hiệu suất sản xuất điện lên 15-20%. Điều này chứng tỏ tính khả thi và hiệu quả của giải pháp này trong thực tế.

4.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, robot làm sạch có thể được tích hợp thêm các công nghệ tiên tiến như AI và IoT để tự động hóa hoàn toàn quy trình làm sạch, đồng thời giám sát và báo cáo tình trạng của các tấm pin một cách liên tục.

Luận văn tốt nghiệp về chế tạo robot làm sạch tấm pin mặt trời