Nghiên cứu mạch điện thỏa mãn được các yêu cầu sau: Khi có điện lưới Quốc gia thì mạch sẽ sử dụng nguồn năng lượng này để nạp cho bình ác quy. Vì đây là nguồn điện ổn định nên sử dụng để nạp cho bình sẽ nhanh hơn. Khi không có nguồn điện lưới Quốc gia. Hệ thống sẽ tự động sử dụng nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió để nạp cho bình. Nguồn năng lượng nào có điện áp lớn hơn sẽ được ưu tiên để nạp cho bình. Hệ thống mạch cung cấp nguồn điện cho các tải tiêu thụ với nhiều mức điện áp khác nhau: 12V, 9V, 5V. Hệ thống mạch phải có chức năng điều khiển để khi có hệ thống điện lưới Quốc gia thì các tải tiêu thụ điện sẽ sử dụng trược tiếp nguồn điện từ điện lưới này, nhưng khi nguồn điện lưới Quốc gia bị mất thì các tải tiêu thụ này sẽ được tự động chuyển sang sử dụng nguồn điện dự phòng.
ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 MỤC LỤC A MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI III.1 Mục tiêu chung III.2 Mục tiêu cụ thể IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU IV.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết .3 IV.2 Phương pháp thực nghiệm B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU II TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI II.3 Tìm hiểu IC 78xx II.6 Tìm hiểu pin lương mặt trời 13 II.7 Cách tính số lượng pin mặt trời số lượng bình ắc quy theo nhu cầu sử dụng 14 III MẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN DỰ PHÒNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN LƯỚI 15 III.1 Sơ đồ khối bố trí mạch hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới 15 III.2 Sơ đồ nguyên lý mạch Hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới 16 III.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển nạp 16 III.2.2 Sơ đồ mạch phân điện áp 17 III.4 Bo mạch in 18 IV NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 21 C KẾT LUẬN KHOA HỌC 21 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 A MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mất điện vào được mạng Intener, dùng Wifi, hệ thống camera giám sát hoạt động bình thường, Điện thoại, Laptop, iPad… không sợ hết pin, điều mà sống ngày mong muốn Trong năm vừa qua thấy, Việc cung cấp nguồn lượng không bắt kịp với tốc độ cơng nghiệp hóa, đại hóa, phát triển đất nước nhanh Chúng ta thấy rõ điều mùa hè, tình trạng cắt điện luân phiên xảy thường xuyên, liên tục, ảnh hưởng lớn đến ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 hoạt động sinh hoạt, kinh doanh sản xuất, hoạt động cần thiết hàng ngày bị ảnh hưởng, việc sử dụng điện thoại, laptop, việc truy cập Intener để trao đổi thơng tin, Ở có hai ngun nhân, thứ dung lượng pin thiết bị quá thấp nên thời gian sử dụng Thứ hai thiết bị không truy cập mạng Intener Modem kết nối mạng, modem wifi không cung cấp nguồn để hoạt động Rất nhiều gia đình lắp đặt hệ thống camera chống trộm lại sử dụng nguồn điện từ điện lưới Quốc gia mà khơng có nguồn điện dự phòng, kẻ trộm cắt nguồn điện hệ thống camera bảo vệ khơng cịn tác dụng Hậu nhiều vụ trộm cắp gây án mạng thương tâm mà phương tiện truyền thơng nhắc tới thời gian qua Nếu có nguồn lượng dự phịng cung cấp điện cho thết bị cần thiết mà không phụ thuộc vào nguồn điện lưới Quốc gia cơng việc trơi chảy hơn, sống bình n an tồn Xuât phát từ lý trên, đội chúng em chọn đề tài nghiên cứu chế tạo “Hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới” II Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Nếu đề tài nghiên cứu chế tạo thành công cung cấp nguồn điện dự phòng phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt làm việc hàng ngày người Sản phẩn hỗ trợ cho hoạt động hộ dân nghèo, hộ dân vùng sâu, vùng xa chưa có điều kiện để sử dụng hệ thống điện lưới Quốc gia ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI III.1 Mục tiêu chung Chế tạo mạch điện tử sử dụng ca ba nguồn lương: lượng mặt trời, lượng gió, lượng điên lưới để nạp cho bình acquy Nguồn lượng dự phịng đáp ứng u cầu thiết yếu sinh hoạt gia đình III.2 Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu mạch điện thỏa mãn yêu cầu sau: - Khi có điện lưới Quốc gia mạch sử dụng nguồn lượng để nạp cho bình ác quy Vì nguồn điện ổn định nên sử dụng để nạp cho bình nhanh - Khi khơng có nguồn điện lưới Quốc gia Hệ thống tự động sử dụng nguồn lượng mặt trời lượng gió để nạp cho bình Nguồn lượng có điện áp lớn ưu tiên để nạp cho bình - Hệ thống mạch cung cấp nguồn điện cho tải tiêu thụ với nhiều mức điện áp khác nhau: 12V, 9V, 5V - Hệ thống mạch phải có chức điều khiển để có hệ thống điện lưới Quốc gia tải tiêu thụ điện sử dụng trược tiếp nguồn điện từ điện lưới này, nguồn điện lưới Quốc gia bị tải tiêu thụ tự động chuyển sang sử dụng nguồn điện dự phòng IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU IV.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết Thông qua sách giáo khoa, sách tham khảo, hệ thống mạng intener tìm hiểu lý thuyết mạch chỉnh lưu, mạch xạc bình ác quy, cách sử dụng nguồn lượng gió, lượng mặt trời ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 IV.2 Phương pháp thực nghiệm Trên sở nghiên cứu lý thuyết, chúng em tiến hành vẽ sơ đồ mạch Lắp ráp bo mạch thí nghiệm, chạy thử, đo đạc, điều chỉnh số liệu bo mạch thí nghiệm Khi mạch chạy ổn định, tiến hành ráp hệ thống mạch cụ thể, cho hệ thống mạch chạy thử nghiệm, đo đạc, điều chỉnh thơng số lần cuối B NỢI DUNG NGHIÊN CỨU I TÌM HIỂU CÁC SẢN PHẨM CĨ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CỦA NHĨM Thơng qua hệ tống intener đội tìm hiểu số sản phẩn có liên quan đến đề tài, như: I.1 Bộ lưu điện: Trang web http://giaphat.vn/santak/index.php? page=shop.product_details&category_id=1&flypage=flypage.tpl&product_id=1 &option=com_virtuemart&Itemid=12 giới thiệu lưu điện santak TG500 Có điện áp vào 220V, điện áp 220V ± 10% , với thời gian lưu điện tối ưu điều kiện chuẩn phút, với công suất 300W Thích hợp cho máy vi tính, máy văn phịng, máy tính tiền siêu thị, thiết bị CNTT, điện tử khác Với mức giá bán 1.063.000 đồng Trang web http://sieuthiboluudien.net/ups-santak-true-online-c10ke10kva.html giới thiêu sản phẩm Bộ lưu điện UPS Santak True Online C10KE (10KVA) Có điện áp vào 220V, điện áp 220V, với công suất 7kW, thời gian lưu điện với 100% tải phút, 50% tải 12 phút Sử dụng bình ác quy 12V Với mức giá bán 74.600.000 đồng I.2 Năng lượng mặt trời ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Trang web http://diensach.com/diensach/chi-tiet-san-pham/he-thong-diennang-luong-mat-troi-1000W-18.html giớ thiệu sản phẩm “Hệ thống điện mặt trời công suất 1000W” với giá: 38.480.000 vnđ Trang web https://hethongtudong.vn/vn/bao-gia-mainmenu-155/bao-giahe-thong-dien-mat-troi-menu-165.html giới thiệu sản phẩm “Máy phát điện NLMT, công suất 22Wp, điện áp 12VDC với giá 2.700.000 vnđ I.3 Năng lượng gió Trang web http://diensach.com/diensach/chi-tiet-san-pham/may-phat-diengio-600w-71.html giới thiệu sản phẩm “Máy phát điện gió 600W”với giá 9.100.000 vnđ - Tua bin gió 600W, ngày trung bình sản xuất khoảng 1KWh điện với tốc độ gió từ 4.5 m/s; Nếu tốc độ gió trung bình 6.5m/s ngày sản xuất khoảng KWh điện; Nếu tốc độ gió trung bình 7.5 m/s ngày sản xuất khoảng KWh điện - Hệ thống ắc quy nên dùng từ 12V/150Ah trở lên Thơng qua tìm hiểu mạng intener, thị trường có nhiều sản phẩm lưu điện sử dụng lượng Mặt trời lượng gió lượng điện lưới Nhưng theo tìm hiểu đội chưa có sản phẩm lưu điện sử dụng đồng thời ba loại lượng đội nghiên cứu II TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI II.1 Nghiên cứu về Diot Điốt bán dẫn linh kiện điện tử thụ động phi tuyến, cho phép dịng điện qua theo chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng tính ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 chất chất bán dẫn Có nhiều loại điốt bán dẫn, điốt chỉnh lưu thông thường, điốt Zener, LED Chúng có nguyên lý cấu tạo chung khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N Điốt dẫn điện theo chiều từ a-nốt sang ca-tốt Theo nguyên lý dòng điện chảy từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp, muốn có dịng điện qua điốt theo chiều từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp, cần phải đặt a-nốt điện cao ca-tốt Khi ta có U AK > ngược chiều với điện áp tiếp xúc (UTX) Như muốn có dịng điện qua điốt điện trường UAK sinh phải mạnh điện trường tiếp xúc, tức là: U AK > UTX Khi phần điện áp UAK dùng để cân với điện áp tiếp xúc (khoảng 0.6V), phần lại dùng để tạo dòng điện thuận qua điốt Nếu Diode cịn tốt khơng dẫn điện theo chiều ngược ca-tốt sang anốt Thực tế tồn dòng ngược điốt bị phân cực ngược với hiệu điện lớn Tuy nhiên dòng điện ngược nhỏ (cỡ μA) thường không cần quan tâm ứng dụng công nghiệp Mọi điốt chỉnh lưu không dẫn điện theo chiều ngược điện áp ngược lớn (V BR ngưỡng chịu đựng Diode) điốt bị đánh thủng, dịng điện qua điốt tăng nhanh đốt cháy điốt Vì sử dụng cần tuân thủ hai điều kiện sau đây: - Dòng điện thuận qua điốt không lớn giá trị tối đa cho phép (do nhà sản xuất cung cấp, tra cứu tài liệu hãng sản xuất để xác định) ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 - Điện áp phân cực ngược (tức UAK) không lớn VBR (ngưỡng đánh thủng điốt, nhà sản xuất cung cấp) II.2 Tìm hiểu về LED LED (viết tắt Light Emitting Diode, có nghĩa điốt phát quang) điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n Đối với led thường điện áp sử dụng thường là: - Với led dỏ: 1.4 - 1.8v - Led xanh, vàng loại: 2.2 - 2.8v - Dịng led thường thấp khoảng - 10mA Đối với led siêu sáng: - Đỏ, vàng: 2.2 -2.4v - Xanh loại: 3.2 -3.4v - Trắng: 4.0 - 4.4v - Dòng điện led siêu sáng 17 - 20mA Đối với số loại led chân thường 35 đến 50mA Các loại led công suất cao từ 135 đến 700mA * Cách mắc led vào điện áp 12V Để tính tốn số led giá trị điện trở có số quy ước sau: V = điện áp nguồn Vl = điện áp led ( điện áp led) ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Vr = điện áp điện trở I = dòng điện = dòng điện qua led n = số led R = giá trị điện trở phải mắc Ở tính cho cách mắc nối tiếp Cơng thức: R = (V - Vl*n)/I có nghĩa giá trị điện trở mắc nối tiếp giá trị nguồn trừ tổng điện áp led tất chia cho dòng điện qua led - Trong mạch mắc led đỏ nguồn 12 V, giá trị điện trở là: R= 12 − 2*1 ≈ 666, 6Ω chọn điện trở 660 Ω 0.015 - Mắc nối tiếp 03 led xanh vào nguồn 11,3 V, giá trị điện trở cần mắc là: R= 11,3 − 3*3 ≈ 153,3Ω chọn điện trở 180 Ω 0.015 II.3 Tìm hiểu về IC 78xx 78xx loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương Theo thơng số datasheet ta thấy thông số làm việc 78xx sau : + Giải điện áp đầu vào lớn 40V + Giải nhiệt độ hoạt động từ đến 125 độ C Cần phải tản nhiệt tốt + Điện áp ổn định đầu tương ứng với loại 78xx Dòng họ 78xx cho nhiều loại ổn áp điện khác : 7805 ổn áp 5V,7806 cho ổn áp 6V + Điện áp đầu vào họ 78xx điện áp chiều max chọn Is=0.5A, thực tế tran cấu tạo bán dẫn silic UEB ≈ 0.5V tran mở - Cơng thức tính dòng ra: IOUT = IS+IQ1 (A) Dòng max Q1 định dịng mạch - Cơng thức tính RS: RS = UEB/IS - Cơng suất trở Rs: PRs= Is*Rs Nên chọn điện trở có công suất lớn để đảm bảo làm việc ổn định - Tranzito Q1 mạch mà đội sử dụng loại B688, có dịng lớn 8A II.4 Tìm hiểu về Tranzito Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N , ghép theo thứ tự PNP ta Transistor thuận , ghép theo thứ tự NPN ta Transistor ngược phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều cực phát( Cấu tạo Transistor Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực, lớp gọi cực gốc ký hiệu B ( Base ), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp Hai lớp Emitter) bán viết dẫn tắt bên E, cực thu nối hay cực thành góp (Collector) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P ) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên khơng hốn vị cho * Ký hiệu & hình dáng Transistor 10 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 * Tìm hiểu về Tranzitor B688 Transistor B688 transistor thuộc loại transistor PNP Các thông số nhà sản suất đưa ra: Hệ số khuếch đại: hFE = 160, UC max = 120V, IC max = 8A Sơ đồ chân transistor B688: II.5 Tìm hiểu về máy phát điện chiều Cấu tạo máy phát điện chiều Máy điện Một chiều bao gồM stato với cực từ, rơto cổ góp với chổi than Phần tĩnh (STATO) Stato gọi phần cảM gồM lõi thép thép đúc, vừa Mạch từ vừa vỏ Máy Gắn với stato cực từ có dây quấn kích từ Phần quay (RƠTO) Rơto Máy điện Một chiều gọi phần ứng bao gồM lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp chổi than Lõi thép hình trụ, làm thép kỹ thuật điện ghép lại với Các thép kỹ thuật điện có lỗ thơng gió rãnh để đặt dây quấn phần ứng Mỗi phần tử dây quấn phần ứng có nhiều vịng dây, hai đầu nối với hai phiến góp Các phiến góp đặt cổ góp 11 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Cổ góp gổm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục rơto Các đầu dây phần tử dây quấn rôto nối với phiến góp Chổi than làm than graphit, chổi than tỳ chặt lên cổ góp nhờ lị xo Nguyên lý làm việc máy phát điện chiều Ta xét Máy phát điện Một chiều có dây quấn phần ứng gồm hai dẫn ab cd nối với hai phiến góp Khi động sơ cấp quay phần ứng, dẫn dây quấn phần ứng cắt từ trường cực từ, cảm ứng sức điện động Chiều sức điện động xác định quy tắc bàn tay phải Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí hai dẫn phần tử hai phiến góp thay đổi cho Sức điện động dẫn đổi chiều chiều dịng điện Mạch ngồi khơng đổi Cổ góp chổi than đóng vai trị chỉnh lưu dịng điện I tải có chiều khơng đổi Phương trình cân điện áp: U = Eư –Rư Iư Rư điện trở dây quấn phần ứng; U điện áp hai đầu cực Máy ; E sức điện động phần ứng * Các thông số máy phát điện chiều đội Thông số kỹ thuật: - Khối lượng: 395g - Điện áp ra: 5V-24V - Dịng tối đa: 1500mA - Cơng suất tối đa: 20W 12 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 II.6 Tìm hiểu về pin lương mặt trời Pin lượng mặt trời (pin mặt trời/pin quang điện) thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành lượng điện (điện năng) dựa hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện khả phát điện tử (electron) ánh sáng chiếu vào vật chất Tấm pin mặt trời, có bề mặt lớn thu thập ánh nắng mặt trời biến thành điện năng, làm nhiều tế bào quang điện có nhiệm vụ thực trình tạo điện từ ánh sáng mặt trời Silicon biết đến chất bán dẫn "Chất bán dẫn vật liệu trung gian chất dẫn điện chất cách điện Chất bán dẫn hoạt động chất cách điện nhiệt độ thấp có tính dẫn điện nhiệt độ phịng" Với tính 13 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 chất vậy, silicon thành phần quan trọng cấu tạo pin lượng mặt trời * Các thông số kỹ thuật 01 pin lượng mặt trời đội sử dụng - Công suất cực đại Pmax=10W - Điện áp mạch hở (Voc): 22,41V - Dòng ngắn mạch (Isc): 0,61A - Điện áp tối đa (Vpm): 17,9V - Dòng điện tối đa (Ipm): 0,56A - Kích thước (mm): 350 x 20 x 18 II.7 Cách tính số lượng pin mặt trời số lượng bình ắc quy theo nhu cầu sử dụng Ví dụ: Yêu cầu xác định số lượng pin mặt trời dung lượng bình ắc quy theo nhu cầu sử dụng để thắp sáng 02 bóng đèn 3W thời gian 30 phút - Xác định tổng lượng điện tiêu thụ 30 phút 3W x x 5,5 = 33 Wh - Tính ốt pin mặt trời phải cung cấp cho toàn tải 30 phút Do tổ hao hệ thống nên số Wh pin phải cao tổng số Wh toàn tải Số Wh pin (Pv) = 1,3 x tổng số Wh toàn tải Pv = 33x1,3 = 42,9 Wh 14 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Tra cứu hệ số panel generation (hệ số phát điện pin mặt trời) địa điểm lắp đặt = 4,58, ta có: Tổng cơng suất pin mặt trời = 42,9/4,58 = 9,36 Wh Vậy chọn loại pin mặt trời có cơng suất 10W - Tính tốn số lượng ắc quy Dung luong binh( Ah) = tong Wh 0,85 × 0,6 × dien ap Binh Dung luong binh( Ah) = 33 = 5,39( Ah) 0,85 × 0,6 ×12 Như vậy, chọn loại bình 12V/6Ah cho hai bóng đèn sử dụng 30 phút III MẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN DỰ PHÒNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN LƯỚI III.1 Sơ đồ khối bố trí mạch hệ thống điện dự phịng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới Năng lượng điện lưới Năng lượng Mặt Trời Năng lượng gió Biến áp Chỉnh lưu Bộ kết nối Mạch điều khiển Mạch nạp Tải tiêu thụ Bình Ác quy * Nguyên tắc hoạt động: 15 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Cả ba nguồn lượng đưa vào mạnh điều khiển Khi có điện lưới, mạch điều khiển sử dụng nguồn điện lưới để nạp cho bình ắc quy Khi khơng có nguồn điện lưới, mạch điều khiển sử dụng lượng mặt trời lượng gió để nạp cho bình ắc quy (nguồn lượng có điện áp lớn lựa chọn) Khi bình Ác quy đầy, mạch nạp tự động ngắt khơng xạc bình Thơng qua mạch nạp, điện dự trữ từ bình Ác quy đưa sang mạch điều khiển Tại đây, điện áp chia thành nhiều mức khác đưa tải tiêu thụ Các tải tiêu thụ nối thẳng vào mạch điều khiển nối vời mạch điều khiển thông qua kết nối Bộ kết nối có nhiệm vụ điều khiển thiết bị sử dụng trực tiếp điện lưới, điện lưới tự động chuyển sang sử dụng nguồn điện dự phịng III.2 Sơ đờ ngun lý mạch Hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới III.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển nạp 16 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 III.2.2 Sơ đồ mạch phân điện áp * Nguyên lý làm việc mạch Hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới Năng lượng điện lưới, lượng mặt trời lượng gió nối với nạp thông qua điot D3, D4, D9, D10 Các diot có chức lựa chọn mức điện áp cao chân cho chạy sang nạp (Diot D9, D10 cịn có chức chỉnh lưu) Điện từ bình Ác quy thơng qua mạch nạp đưa đến mạch phân điện áp Tại đây, thông qua ic ổn áp 78xx, điện áp phân thành mức 12V, 9V, 5V Thông qua Tranzitor cơng suất B688, dịng max mức điện áp đạt đến 8A 17 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 III.3 Cấu tạo máy phát điện sức gió Đội tiến hành chế tạo máy phát điện sức gió với bội phận: + Cánh: để hứng gió làm quay máy phát điện + Cánh đn: điều chỉnh cánh quạt ln hứng gió tốt + Thân: Nơi gắn máy phát điện + Trụ thẳng đứng: Đỡ phần thân máy phát Phần thân quay tự quanh trục trụ III.4 Bo mạch in Sau mạch chạy ổn định bo mạch thí nghiệm, chúng em tiến hành làm bo mạch in lắp ráp linh kiện bo mạch III.5 Sản phẩm mẫu Sau có bo mạch in phận liên quan, nhóm tiến hành lắp ráp sản phẩm mẫu, với thông số kỹ thuật: 18 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Thông số kỹ thuật máy biến áp - Điện áp vào: 220V (AC) - Điện áp ra: 18V (AC) - Cường độ dòng xạc tối đa: 5A Thông số kỹ thuật 01 pin mặt trời - Công suất cực đại Pmax=10W - Điện áp mạch hở (Voc): 22,41V - Dòng ngắn mạch (Isc): 0,61A - Điện áp tối đa (Vpm): 17,9V - Dòng điện tối đa (Ipm): 0,56A Thông số kỹ thuật máy phát điện sức gió - Khối lượng: 395g - Điện áp ra: 5V-24V - Dịng tối đa: 1500mA - Cơng suất tối đa: 20W Tốc độ quay Điện áp Vòng/phút 900 1800 3600 7200 (vôn) 12 24 Thông số kỹ thuật xạc ắc quy - Có thể nạp cho bình 12V 24V - Tự động ngắt bình đầy - Tự động nạp lại bình yếu - Có thể nạp cho loại bình 200AH 19 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Thông số bình Ắc quy: - Điện áp 12V - Dung lượng ắc quy 6AH Thông số mạch điều khiển: - Cung cấp cho tải mức điện áp 12V, 9V 5V - Mức điện áp 5V có cổng kết nối USB - Dòng điện cực đại mức điện áp 8A III.6 Thực nghiệm Đội tiến hành sử dụng mạch để nạp bình ắc quy sử dụng lượng bình ắc quy cung cấp cho tải tiêu thụ * kết thực nghiệm - Sử dụng biến áp để nạp bình, thời gian bình đầy 2h30 phút - Sử dụng pin lượng mặt trời để nạp bình Do cơng suất pin thấp nên thời gian nạp gần 10 tiếng Nếu có kinh phí mua pin đấu song song với cường độ dịng tăng thời gian nạp rút ngắn đáng kể - Sử dụng máy phát điển sức gió để nạp Do kinh phí hạn hẹp, đội mua máy phát cơng suất nhỏ để làm mơ hình nên điện áp thực tế đo thấp, thời gian nạp lâu Nếu đầu tư máy phát điện có cơng suất lớn thời gian nạp nhanh - Khi sử dụng lượng từ bình ắc quy cung cấp cho tải, thì: Nếu tải Modem mạng (9V - 1A), thời gian sử dụng gần tiếng Tải điện thoại 20 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 Mobiistar prime x, thời gian xạc đầy gần tiếng Tải bóng đèn tiết kiện điện 12V – 3W, thời gian sử dụng gần 12 tiếng IV NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI Hệ thống điện dự phòng đề tài sử dụng kết hợp ca nguồn lượng, lợi lớn hệ thống so với sản phẩm khác Hiên nay, số đoạn đường thường hay xảy tai nạn, quan quản lý lắp đèn báo nguy hiển sử dụng lượng mặt trời (do xa khu dân cư nên khơng có điên lưới, ví dụ đèo Đá Đẽo thuộc đường mịn Hồ Chí Minh, giáp ranh huyện Minh Hóa huyện Bố Trạch) Với ngày đẹp trời, nắng to đèn cảnh báo hoạt động tốt Nhưng với ngày mưa gió, đường trơn trượt, điều kiện lại khó khăn đèn cảnh báo lại không hoạt động Nếu kết hợp lượng mặt trời lượng gió đèn báo hiệu hoạt động tốt điều kiện thời tiết Có chế tự động chuyển qua sử dụng điện dự phòng điện lưới bị tắt, tức thiết bị tiêu thụ điện sử dụng nguồn điện tử bình ắc quy điện lưới bị tắt, điều giúp tăng tuổi thọ bình Hệ thống chia nhiều mức điện áp, phù hợp cho hầu hết thiết bị điện tử Mạch điều khiển thiết kế nhỏ gọn, linh kiện đơn giản, dễ kiếm, tận dụng đồ điện tử khác C KẾT LUẬN KHOA HỌC Có thể chế tạo “Hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới” sử dụng linh kiện điện tử kiến thức mạch điện tử học cấp trung học đáp ứng tiêu chí đặt D TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách công nghệ lớp lớp 12, nhà xuất Giáo dục 21 ĐINH NGỌC TRAI - 0912777259 web: www.dientuvietnam.vn https://www.youtube.com/watch?v=d1V2swaq65k Giáo trình Linh kiện điện tử ứng dụng, tác giả TS Nguyễn Viết Nguyên, nhà xuất giáo dục tháng 11/2004 22 ... HỆ THỐNG ĐIỆN DỰ PHÒNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN LƯỚI III.1 Sơ đồ khối bố trí mạch hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới. .. dụng trực tiếp điện lưới, cịn điện lưới tự động chuyển sang sử dụng nguồn điện dự phòng III.2 Sơ đờ ngun lý mạch Hệ thống điện dự phịng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới III.2.1... điện áp * Nguyên lý làm việc mạch Hệ thống điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió lượng điện lưới Năng lượng điện lưới, lượng mặt trời lượng gió nối với nạp thơng qua điot D3, D4,