Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời Di Động

Khám phá thiết kế và xây dựng mô hình sạc lưu động năng lượng mặt trời, giải pháp tiết kiệm và thân thiện với môi trường cho nhu cầu năng lượng.

• Tác giả: Hồ Thanh Thọ
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Thị Minh Thư
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Năng Lượng Tái Tạo
• Đề tài: Thiết Kế Và Xây Dựng Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời Di Động
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: GIẢI THIỆU
• 1.1. Giải thiệu đề tài
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Phương pháp thực hiện đề tài
• 1.4. Sản phẩm của đề tài
• 1.5. Mục tiêu của đề tài
• 1.6. Giới thiệu về thiết bị
• 1.6.1. Tổng quan về mô hình sạc lưu động bằng năng lượng mặt trời
• 1.6.2. Những thành phần cơ bản của mô hình
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì
• 2.2. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-Grid)
• 2.3. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid)
• 2.4. Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-Grid)
• 2.5. Ưu và nhược điểm của các hệ thống điện mặt trời
• 2.6. Những yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng của hệ thống điện mặt trời
• 2.6.1. Hiện tượng đổ bóng
• 2.6.2. Hướng và độ nghiêng của tấm PV
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH SẠC LƯU ĐỘNG
• 3.1. Thiết kế hệ cấp nguồn cho hệ thống
• 3.2. Mô phỏng trên phần mềm PVsyst
• 3.3. Danh sách thiết bị lắp đặt
• 3.4. Lắp đặt hệ thống thực tế
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Kết quả thực tế của hệ thống
• 4.2. Đánh giá, bàn luận và giải pháp đề xuất
• 4.2.1. Đánh giá và bàn luận
• 4.2.2. Đề xuất phát triển
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Thiết Kế Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời Di Động

Mô hình sạc năng lượng mặt trời di động đang trở thành một giải pháp hiệu quả cho việc cung cấp điện năng trong các hoạt động ngoài trời. Với sự phát triển của công nghệ năng lượng tái tạo, mô hình này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ môi trường. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận, và việc thiết kế mô hình sạc di động giúp tận dụng tối đa nguồn năng lượng này.

1.1. Năng lượng mặt trời và tiềm năng ứng dụng

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo dồi dào. Việc ứng dụng năng lượng mặt trời trong các mô hình sạc di động giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm chi phí điện năng. Các nghiên cứu cho thấy, năng lượng mặt trời có thể cung cấp điện cho nhiều thiết bị điện tử trong cuộc sống hàng ngày.

1.2. Lợi ích của mô hình sạc di động

Mô hình sạc di động mang lại nhiều lợi ích như tính linh hoạt, dễ dàng di chuyển và khả năng cung cấp điện ở những nơi không có nguồn điện lưới. Điều này đặc biệt hữu ích cho các hoạt động ngoài trời như cắm trại, du lịch và các sự kiện thể thao.

II. Vấn đề và Thách thức trong Thiết Kế Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời

Mặc dù mô hình sạc năng lượng mặt trời di động có nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như hiệu suất chuyển đổi năng lượng, chi phí đầu tư ban đầu và độ bền của thiết bị cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của tấm pin mặt trời là yếu tố quan trọng quyết định khả năng cung cấp điện. Các nghiên cứu cho thấy, hiệu suất này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như ánh sáng mặt trời, nhiệt độ và độ sạch của tấm pin.

2.2. Chi phí đầu tư và bảo trì

Chi phí đầu tư ban đầu cho mô hình sạc năng lượng mặt trời di động có thể cao. Tuy nhiên, chi phí này có thể được bù đắp qua thời gian nhờ vào việc tiết kiệm chi phí điện năng. Bên cạnh đó, việc bảo trì định kỳ cũng cần được thực hiện để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

III. Phương pháp Thiết Kế Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời Di Động

Thiết kế mô hình sạc năng lượng mặt trời di động cần tuân thủ một số phương pháp nhất định để đảm bảo hiệu quả và độ bền. Việc lựa chọn các thành phần phù hợp và tối ưu hóa quy trình lắp đặt là rất quan trọng.

3.1. Lựa chọn tấm pin mặt trời

Việc lựa chọn tấm pin mặt trời phù hợp là rất quan trọng. Tấm pin cần có hiệu suất cao và khả năng chịu đựng thời tiết khắc nghiệt. Các loại tấm pin như monocrystalline và polycrystalline đều có ưu nhược điểm riêng.

3.2. Thiết kế hệ thống lưu trữ năng lượng

Hệ thống lưu trữ năng lượng cần được thiết kế sao cho có thể lưu trữ đủ năng lượng cho các thiết bị sử dụng. Việc sử dụng ắc quy lithium-ion có thể là một lựa chọn tốt nhờ vào khả năng lưu trữ cao và tuổi thọ dài.

IV. Ứng dụng Thực Tiễn của Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời Di Động

Mô hình sạc năng lượng mặt trời di động đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Từ việc cung cấp điện cho các thiết bị điện tử cá nhân đến việc hỗ trợ các hoạt động ngoài trời, mô hình này đang chứng tỏ tính hiệu quả của mình.

4.1. Ứng dụng trong du lịch và cắm trại

Mô hình sạc di động rất hữu ích cho các hoạt động du lịch và cắm trại. Nó giúp cung cấp điện cho các thiết bị như đèn, quạt và các thiết bị điện tử khác mà không cần phụ thuộc vào nguồn điện lưới.

4.2. Ứng dụng trong các sự kiện ngoài trời

Trong các sự kiện ngoài trời, mô hình sạc năng lượng mặt trời di động có thể cung cấp điện cho âm thanh, ánh sáng và các thiết bị khác. Điều này giúp giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí.

V. Kết luận và Tương lai của Mô Hình Sạc Năng Lượng Mặt Trời Di Động

Mô hình sạc năng lượng mặt trời di động đang mở ra nhiều cơ hội mới cho việc sử dụng năng lượng tái tạo. Với sự phát triển của công nghệ, mô hình này hứa hẹn sẽ ngày càng hoàn thiện và phổ biến hơn trong tương lai.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ

Công nghệ năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng. Các nghiên cứu mới về tấm pin mặt trời và hệ thống lưu trữ năng lượng sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí.

5.2. Tương lai của năng lượng tái tạo

Năng lượng tái tạo sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Mô hình sạc năng lượng mặt trời di động sẽ là một phần không thể thiếu trong tương lai bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH SẠC LƯU ĐỘNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GVHD: TS. HUỲNH THỊ MINH THƯ SVTH: HỒ THANH THỌ PHAN VĂN ĐẠT SKL013081 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2024 TR¯àNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KĀ THUÀT THÀNH PHà Hâ CHÍ MINH KHOA C¡ KHÍ ĐàNG LĂC Đâ ÁN TàT NGHIÞP THI¾T K¾ VÀ XÂY DĂNG MÔ HÌNH S¾C L¯U ĐàNG NNG L¯ĀNG M¾T TRäI SVTH: Hâ THANH THà MSSV: 20154059 SVTH: PHAN VN Đ¾T MSSV: 20154031 GVHD: TS. HUỲNH THÞ MINH TH¯ Tp.

Hã Chí Minh, tháng 7 nm 2024 LäI CÀM ¡N Lái đầu tiên, chúng em xin đ°āc trân tráng bày tß lái cÁm ¡n chân thành đÁn Ban Giám Hiáu Tr°áng Đ¿i hác S° ph¿m Kā thuÁt thành phá Hã Chí Minh, khoa C¡ khí động lực, các thầy cô trong bộ môn Nng l°āng tái t¿o đã tÁn tình giúp đÿ chúng em trong suát quá trình hác tÁp t¿i tr°áng. Giúp chúng em rèn luyán đ°āc những kā nng phù hāp đá có phát trián trong công viác sau này. Đá khóa luÁn thành công tát đẹp, nhóm em xin gửi lái cÁm ¡n chân thành đÁn vßi cô TS. Huỳnh Thß Minh Th° và anh Nguyßn ViÁt Kiát đã giúp đÿ nhóm em đi đúng h°ßng vßi chuyên nghành, đãng thái chia sẻ kiÁn thāc hữu ích đá giúp chúng em hiáu rõ h¡n vß đã án cÿa mình.

Lái cuái cùng em xin trân tráng cÁm ¡n quý thầy cô trong bộ môn Nng l°āng tái t¿o đã chỉ d¿y chúng em trong 4 nm vừa qua. Và em mong ngành Nng l°āng tái t¿o s¿ còn tiÁp tục phát trián nhißu h¡n nữa. Chúng em xin chân thành cÁm ¡n ! i MĂC LĂC LäI CÀM ¡N .ii DANH MĂC HÌNH ÀNH. iv DANH MĂC BÀNG.

vi DANH MĂC CHĀ CÁI VI¾T TÀT. vii CH¯¡NG 1: GIâI THIÞU .1 Giãi thißu đề tài. Lý do chán đề tài. Ph°¢ng pháp thăc hißn đề tài.

SÁn phẩm của đề tài. Măc tiêu của đề tài. Giãi thißu về thi¿t bß. Tổng quan về mô hình s¿c l°u đáng bằng nng l°āng m¿t tråi.

Nhāng thành phần c¢ bÁn của của mô hình. 4 CH¯¡NG 2: C¡ Sæ LÝ THUY¾T. Hß tháng Đißn nng l°āng m¿t tråi là gì. Hß tháng đißn m¿t tråi hòa l°ãi (On-Grid).

Hß tháng đißn m¿t tråi hòa l°ãi có l°u trā (Hybrid). Hß tháng đißn m¿t tråi đác l¿p (Off-Grid). ¯u và nh°āc điểm của nhāng hß tháng đißn m¿t tråi. Nhāng y¿u tá Ánh h°çng đ¿n sÁn l°āng của hß tháng đißn m¿t tråi.

Hißn t°āng đổ bóng. H°ãng và đá nghiêng của tấm PV. 12 CH¯¡NG 3: TÍNH TOÁN THI¾T K¾ VÀ CH¾ T¾O MÔ HÌNH S¾C L¯U ĐàNG. Thi¿t k¿ hß cấp nguãn cho hß tháng.

Mô phßng trên phần mềm PVsyst. Danh sách thi¿t bß lÁp đ¿t thi¿t bß. LÁp đ¿t hß tháng thăc t¿. 30 CH¯¡NG 4: K¾T QUÀ VÀ BÀN LU¾N.

K¿t quÁ thăc t¿ của hß tháng. Đánh giá, bàn lu¿n và giÁi pháp đề xuất. Đánh giá và bàn lu¿n. Đề xuất phát triển.

41 CH¯¡NG 5: K¾T LU¾N. 43 TÀI LIÞU THAM KHÀO. 44 iii DANH MĂC HÌNH ÀNH Hình 2.1: S¢ đã hß tháng đißn m¿t tråi hòa l°ãi .2: S¢ đã hß tháng đißn m¿t tråi hòa l°ãi có l°u trā .3: S¢ đã hß tháng đißn m¿t tråi đác l¿p (Off-Grid) .4: Ành h°çng của nhißt đá đ¿n của tấm PV .5: Ành h°çng của bức x¿ đái vãi tấm PV .6: Ành h°çng của bóng đổ đ¿n công suất của hß tháng .7: H°ãng và góc nghiêng của tấm PV. S¢ đã nguyên lý của hß tháng đißn m¿t tråi đác l¿p .2: BÁn đã sÁn l°āng bức x¿ của tp.3: PR hß tháng của từng kích cÿ dung l°āng .5: Chán măc PV Modules & Bateries để thi¿t l¿p thông sá .6: măc quan cần thi¿t tr°ãc khi mô phßng .10: Lăa chán góc nghiêng của tấm PV .11: Chán măc User’s need.12: Điền các công suất của tÁi Hình 3.14: Chán vào măc System .15: Chán ch¿ đá cho bá điều khiển s¿c .16: Lăa chán sá ngày để theo dßi và l°u trā cho hß tháng .17: S¢ đã nguyên lí của hß tháng .18: K¿t quÁ PR của hß tháng PVsyst .19: Tấm pin PV lo¿i 35W .20: Khái pin lithium.21: M¿ch bÁo vß pin BMS.22: Bá điều khiển s¿c PWM SUOER 12V 24V 30A ST-S1230.23: CÁm bi¿n bức x¿ Pyranometer kipp & zonen SMP10 .24: Tủ đißn nhăa ABS.25: M¿ch tng áp DC-DC Boost Converter 250W.27: Jack đấu nguãn&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.28: Mô hình đ°āc mô phßng qua phần mềm SketchUp .29: Mô hình thăc t¿ của thi¿t bß .1: Biểu đã công suất tÁi .2: Dā lißu m¿t đá bức x¿ ngày 31-05 .3: Dā lißu sÁn l°āng lý thuy¿t – nng l°āng bức x¿ (31-05) .4: SÁn l°āng lý thuy¿t - thăc t¿ (31-05) .5: PR theo giå trong ngày 31-05 .6: Biểu đã bức x¿ m¿t tråi - dòng đißn .7: Biểu đã công suất tÁi ngày 01-06 .8: M¿t đá công suất bức x¿ m¿t tråi ngày 01-06.9: SÁn l°āng lý thuy¿t và nng l°āng bức x¿ trong ngày 01-06 .10: SÁn l°āng thăc t¿ - lý thuy¿t (01-06) .11: PR theo giå trong ngày 01-06 .12: Biểu đã dòng đißn PV – bức x¿.

40 v DANH MĂC BÀNG BÁng 2.1: ¯u và nh°āc điểm của hß tháng đißn m¿t tråi .1: Công suất tiêu thă đißn nng trong 1 ngày của hß tháng cần làm. 14 vi DANH MĂC CHĀ CÁI VI¾T TÀT COP26: Conference of the Parties 26 DC: Dòng đián một chißu ĐMT: Đián mÁt trái ISC: Dòng đián ngắn m¿ch PV: Photovoltaic PR: Performance Ratio VOC: Đián áp hã m¿ch MW: Mega Watts kWh: Kilo Watts giá vii CH¯¡NG 1: GIâI THIÞU 1.1 Giãi thißu đề tài 1. Đ¿t vấn đề Nng l°āng là một phần rÃt quan tráng trong cuộc sáng hián nay, đá đáp āng nhu cầu sử dụng nng l°āng cÿa con ng°ái, phần lßn là dựa vào viác khai thác nhiên liáu hóa th¿ch,. Tuy nhiên, viác khai thác quá māc nhiên liáu hóa th¿ch đá đáp āng cho mái ho¿t động cÿa con ng°ái đã vô tình làm tng l°āng khí CO2 phát thÁi ra môi tr°áng.

Nh°ng tiÁp tục làm nh° vÁy, những nguãn tài nguyên này s¿ c¿n kiát, đãng thái gây ô nhißm môi tr°áng. Trữ l°āng dầu mß trên toàn thÁ gißi chỉ đÿ dùng trong 53 nm, 113 nm đái vßi than đá, đái vßi khí thiên nhiên là 55 nm. T¿i n°ßc ta, trữ l°āng than đá chỉ còn đÿ dùng trong 4 nm, 34 nm đái vßi dầu mß, 63 nm đái vßi khí thiên nhiên 23. Chính vì quá l¿m dụng viác sử dụng nhiên liáu hóa th¿ch đã d¿n đÁn những hÁu quÁ nghiêm tráng.

Sự nóng lên toàn cầu, lũ lụt, h¿n hán,. Dißn ra th°áng xuyên và m¿nh m¿ h¡n h¡n. Đây là một lái cÁnh báo từ thiên nhiên gửi đÁn con ng°ái. â n°ßc ta, phát trián du lßch có tác động lßn đÁn vßi phát trián kinh tÁ.

Nh°ng đi đôi vßi sự phát trián này, chính là những tác động đái vßi môi tr°áng. Hai lĩnh vực phát thÁi khí các-bon chính đái vßi ngành du lßch là giao thông vÁn tÁi và nhà hàng, khách s¿n. Vßi nhu cầu di chuyán cÿa một l°āng lßn khách du lßch hằng ngày đã làm tng l°āng khí phát thÁi từ các ph°¡ng tián giao thông. Ngoài ra, viác tiêu thụ đián và những tài nguyên khác cÿa các khách s¿n, khu nghĩ d°ÿng cũng góp phần vào l°āng phát thÁi khí các-bon.

Trong nm 2016, lĩnh vực giao thông vÁn tÁi đã phát thÁi khoÁng 35,85 triáu tÃn CO2 t°¡ng đ°¡ng, chiÁm khoÁng 2,5% tổng l°āng khí các-bon phát thÁi. Dự báo đÁn nm 2050, tÿ lá này có thá tng lên 25%. Đái vßi lĩnh vực nhà hàng, khách s¿n viác tiêu thụ đián t¿o ra 22.774 tÃn CO2 t°¡ng đ°¡ng và 6,3 tÃn CO2 t°¡ng đ°¡ng đái vßi rác thÁi.24 Đá giÁi quyÁt những vÃn đß trên, giÁi pháp then chát là chuyán đổi sang sử dụng nng l°āng s¿ch và không bao giá c¿n kiát. Trong vài nm trã l¿i đây, lĩnh vực nng l°āng tái t¿o phát trißn vßi tác độ chóng mÁt.

Tính đÁn nm 2022, nng l°āng tái t¿o °ßc tính 23 Năng l°ợng hóa th¿ch: Vai trò và những tác động đến môi tr°ờng - https://sunemit.com/ 24 Tác động của du lịch đến phát triển kinh tế và phát thÁi các-bon ở Việt Nam - https://isponre.vn/ 1 đóng góp 130 tÿ kWh, chiÁm gần 48% tổng sÁn l°āng phát đián cÿa há tháng đián n°ßc ta. Trong đó, thÿy đián chiÁm 35%, đián gió, mÁt trái và sinh khái chiÁm 13%. 25 Và đÁn cuái nm 2022, tổng công suÃt lắp đÁt cÿa há tháng đián n°ßc ta là 80. Trong đó, công suÃt lắp đÁt cÿa đián mÁt trái là khoÁng 16.567 MW, chiÁm khoÁng 20,5%.

26 Cùng vßi sự phát trián cÿa nng l°āng tái t¿o, du lßch xanh nổi lên nh° một giÁi pháp giÁm thiáu tác động môi tr°áng đái vßi ngành du lßch. Đãng thái, n°ßc ta là một n°ßc có tißm nng lßn đá phát trián du lßch xanh, nhá vào nguãn tài nguyên phong phú và đa d¿ng, cùng vßi danh lam thắng cÁnh đẹp. Du lßch xanh là lo¿i hình nhằm giÁm thiáu tác động đÁn môi tr°áng, ít phát thÁi, sử dụng nng l°āng tái t¿o, bÁo tãn và phát trián di sÁn thiên nhiên 1. Lý do chán đề tài NhÁn thÃy những tác động cÿa viác sử dụng nhiên liáu hóa th¿ch và viác phát trián du lßch truyßn tháng đã tác động xÃu đÁn môi tr°áng.

Chính vì thÁ, phát trián lo¿i hình du lßch xanh là rÃt cần thiÁt trong viác bÁo vá môi tr°áng. Du lßch xanh mang l¿i những trÁi nghiám thú vß, mßi l¿ và đÁc biát rÃt gần gũi vßi thiên nhiên. Không giáng nh° những lo¿i du lßch truyßn tháng, du lßch xanh mang l¿i sự linh ho¿t, có thá tự khám phá những n¡i thiên nhiên hùng vĩ và ch°a đ°āc biÁt đÁn nhißu. Chính vì thÁ, những vÁt dụng mang theo đòi hßi phÁi đ¡n giÁn và có thá phục vụ những nhu cầu c¡ bÁn nh°: s¿c đián tho¿i, chiÁu sáng.

Vì vÁy, viác sử dụng mô hình s¿c l°u động nng l°āng mÁt trái là rÃt hữu ích và tián lāi, có thá mang đi mái n¡i, đãng thái cung cÃp nng l°āng cho các thiÁt bß đián cần thiÁt trong quá trình đi du lßch. Do đó, nhóm chúng em quyÁt đßnh chán đß tài <thi¿t k¿ và xây dăng mô hình s¿c l°u đáng nng l°¢ng m¿t tråi= làm đß tài nghiên cāu trong đã án tát nghiáp này. Ph°¢ng pháp thăc hißn đề tài - Tìm hiáu các mô hình s¿c l°u động nng l°āng mÁt trái s¿n có. Từ đó xác đßnh nhu cầu há tháng cÿa nhóm.

25 Năng l°ợng tái t¿o Việt Nam năm 2022: Các sự kiện, thành tựu và nhận diện thách thức - https://nangluongvietnam.vn/ 26 Điện mặt trời còn nhiều tiềm năng phát triển - https://vneconomy.