BÁO CÁO MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG MICRO – GRID TRONG MỘT TÒA NHÀ

hotrotailieu247@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA: ĐIỆN-ĐIỆN TỬ 🙟🕮🙝 BÁO CÁO MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG MICRO – GRID TRONG MỘT TÒA NHÀ Giảng viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện: PGS.TS: Trương Việt Anh MSSV: Bùi Minh Ý 19142422 Nguyễn Tuấn Vũ 19142420 Hồ Quốc Việt 19142051 Nhóm 07_Đề 37_ST7 (tiết 1-4) hotrotailieu247@gmail.com Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 hotrotailieu247@gmail.com MỤC LỤC PHẦN I: SỐ LIỆU PHẦN II: NỘI DUNG Câu 1: Tính tốn số lượng PV cần thiết cho tồn nhà tính tốn điện áp Voc mạch pin quang điện Câu 2: Khảo sát đặc tuyến I(V) P(V) hệ thống pin quang điện xạ mặt trời thay đổi Câu 3: Khảo sát dòng điện nạp cho hệ thống Acquy có {n1} {n2} bình 12V phần mềm giải tích tốn học hệ thống PV kết nối trực tiếp với Acquy? Câu 4: Khảo sát khả mạch có tượng xạ mặt trời PV không đồng đều? Cách để lấy công suất cực đại ? 10 Câu 5: Nếu tải 1,2 loại khơng có linh hoạt, xác định lượng công suất theo thời gian mà microgrid trao đổi với lưới điện quốc gia số tiền trả tháng với thông số sau 15 Câu 6: Nếu microgrid không kết nối với lưới điện quốc gia, xác định công suất hệ thống PV lắp đặt bổ sung cho hệ thống biết hiệu suất nạp/xả acquy 90% ? 16 Câu 7: Xác định công suất bi-direction dung lượng acquy cần lưu trữ lúc 17 Câu 8: Nếu lý kinh tế công suất bi-direction dung lượng acquy cần lưu trữ 50% tính toán câu Khảo sát câu 17 Câu 9: Nếu chi phí PV triệu VND/kWp, chi phí bi-direction 1.5 triệu VNĐ/kW acquy triệu VNĐ/kWh, giá mua điện theo bảng bán điện 1900VNĐ/kWh Xác định lại câu để sau năm hoàn vốn đầu tư 18 Câu 10: Điều chỉnh tải loại tải loại để cực tiểu chi phí vận hành sau hotrotailieu247@gmail.com đầu tư câu 20 hotrotailieu247@gmail.com NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… hotrotailieu247@gmail.com ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Điểm……………… Chữ ký GVHD hotrotailieu247@gmail.com PHẦN I: SỐ LIỆU Đề tài 37 Thông số PV Thông số Công suất cực đại (Pmax - W) Điện áp điểm công suất đỉnh (Vmp - V) Dịng điện cơng suất đỉnh (Imp - A) Điện áp hở mạch (Voc - V) Dòng điện ngắn mạch (Isc - A) PV1 200 38.71 5.17 45.2 5.53 PV2 300 30 10 36 11.34 PV3 335 37.7 8.9 45.6 9.4 PV4 450 40.5 11.12 48.7 11.65 hotrotailieu247@gmail.com PHẦN II: NỘI DUNG Câu 1: Tính tốn số lượng PV cần thiết cho tồn nhà tính tốn điện áp Voc mạch pin quang điện Với đồ thị phát điện mặt trời ta có cơng suất tối đa pin mặt trời 𝑃𝑚𝑎𝑥=810 kW = 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 810 = 900 kW Suy công suất lắp đặt 𝑃 đă𝑡 0.9 µ Chọn PV4 Vậy số pin cần có n= 𝑃đă𝑡 =900∗1000 = 2000 𝑡ấ𝑚 𝑚𝑎𝑥 1𝑐𝑒𝑙𝑙 450 Chọn điện áp bus DC là: 𝑉𝑑𝑐= 600V Chọn điện áp cách điện : 𝑉𝑐á𝑐ℎ đ𝑖ệ𝑛 =1000V min(600,1000) min(𝑉𝑑𝑐,𝑉𝑐á𝑐ℎ đ𝑖ệ𝑛) 𝑛 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 = 𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑( 𝑂𝐶 𝑃𝑉 1𝑐𝑒𝑙𝑙 48.7 , 0)= 𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑( , 0)=25 Điện áp 𝑉1𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖=𝑉1𝑐𝑒𝑙𝑙 * 𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 =48.7*12=584.4 V 𝑂𝐶 𝑂𝐶 = 𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑( Số chuỗi cần thiết 𝑛 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑛 = = 𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑(2000)=80 25 hotrotailieu247@gmail.com Câu 2: Khảo sát đặc tuyến I(V) P(V) hệ thống pin quang điện xạ mặt trời thay đổi Mạch mô pin mặt trời hotrotailieu247@gmail.com Đặc tuyến I(V) hotrotailieu247@gmail.com Khảo sát mô Psim ta thu kết quả: Đối chiếu với đặc tuyến dòng sạc sử dụng phương pháp giải tích tốn học ta thấy điểm cắt đặc tuyến dòng sạc đường xạ 1000 W/m2 trùng với kết mô phần mềm: (867.92 ; 1010.39395) Ta thu giá trị V=1010.39395 (V), I= 867.92 (A) Công suất P = 876941,11 (W) hotrotailieu247@gmail.com Câu 4: Khảo sát khả mạch có tượng xạ mặt trời PV không đồng đều? Cách để lấy công suất cực đại ? Mô phần mềm PSIM ta có: hotrotailieu247@gmail.com Lấy liệu từ phần mềm PSIM thực vẽ đồ thị EXCEL Khi lắp nối tiếp, ta đặc tuyến I(V) P(V) hình vẽ Đặc tuyến I(V) Đặc tuyến P(V) Nhận xét: Nếu lắp mạch việc xác định điểm làm việc cực đại gặp khó khăn có nhiều điểm cực trị đồ thị P(V), mà ta cần xác định điểm làm việc lớn hotrotailieu247@gmail.com Lắp song song, ta thu đặc tuyến I(V) P(V) hình vẽ Đặc tuyến I(V) Đặc tuyến P(V) Nhận xét : Ta thấy đặc tuyến P(V) việc xác định điểm làm việc cực đại dễ dàng Nhưng dịng lớn làm cho hao phí cao Vì vậy, để thu điểm làm việc cực đại tốt hao phí thấp ta nên xác định lại số lượng pin mắc song song nối tiếp xấp xỉ 𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 = 45 𝑝𝑖𝑛, 𝑛𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 = 45 hotrotailieu247@gmail.com Lắp song song pin 𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 = 45 𝑝𝑖𝑛, 𝑛𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 = 45 Ta thu đặc tuyến I(V) P(V) hình vẽ hotrotailieu247@gmail.com Đặc tuyến I(V) Đặc tuyến P(V) Nhận xét: ta nhận thấy dịng làm việc giảm, dẫn đến hao phí thấp hotrotailieu247@gmail.com Câu 5: Nếu tải 1,2 loại khơng có linh hoạt, xác định lượng công suất theo thời gian mà microgrid trao đổi với lưới điện quốc gia số tiền trả tháng với thông số sau: - Bức xạ mặt trời gió thay đổi theo đồ thị 1, 2, - Hiệu suất MPPT gió mặt trời 92%, hiệu suất bidirection 95% Nếu tải 1,2 loại khơng có linh hoạt thì: Hiệu suất MPPT gió mặt trời 92%, hiệu suất bi-direction 95% 🡺 P(t) = ( P1(t) + P2(t) + P3(t) – 0.92 x Pgió – 0.92 x Psolar ) Mà lấy lượng từ lưới, không lấy lượng từ lưu trữ 🡺 Công suất mua lưới : X Pgió – 0.92 X Psolar ) Pđiệnlực = P(t) =( P1(t) + P2(t) + P3(t) – 0.92 0.95 🡺 Tổng công suất mua lưới : ∑𝑡=24(P(t)) = 16047.8 (W) Tiền điện cần phải trả cho điện lực là: T= ∑𝑡=24(P(t)𝑥 𝑠ố 𝑡𝑖ề𝑛 𝑡ạ𝑖 𝑡ừ𝑛𝑔 𝑡ℎờ𝑖 đ𝑖ể𝑚) Tổng tiền điện cần trả : 41,875,578.9 VNĐ hotrotailieu247@gmail.com Đồ thị phụ tải công suất mua lưới: Câu 6: Nếu microgrid không kết nối với lưới điện quốc gia, xác định công suất hệ thống PV lắp đặt bổ sung cho hệ thống biết hiệu suất nạp/xả acquy 90% ? Lúc này, ta cần phải tăng công suất pin mặt trời 🡺 PPvmoi = K x PPv Ta nên lựa chọn K cho công suất mua lưới 🡺 P(t) = ( P1(t) + P2(t) + P3(t) – 0.92 X Pgió – 0.92 X PPvmoi ) 0.9 Ta dùng EXCEL chạy xuất liệu data, ta tìm với K = 3.97 tổng cơng suất mua lưới hotrotailieu247@gmail.com Câu 7: Xác định công suất bi-direction dung lượng acquy cần lưu trữ lúc Công suất bidirection Pb = max P(t) ngày Công suất bi-direction = 2,129.2 (W) Năng lượng lưu trữ : 5948.9 (Wh) Năng lượng lưu trữ Abattery= max Tổng P(t) liên tiếp không đổi dấu ngày = 5948.9 (Wh) Câu 8: Nếu lý kinh tế cơng suất bi-direction dung lượng acquy cần lưu trữ 50% tính tốn câu Khảo sát câu Tính lại câu hotrotailieu247@gmail.com + = 2.484864423 Ta có: Kmới = ( K – 1) 🡺 P(t) = ( P1(t) + P2(t) + P3(t) – 0.92 X Pgió – 0.92 X Psolar ) 0.95 Tiền điện phải trả bán cho điện lực T= ∑𝑡=24(P(t)𝑥 𝑠ố 𝑡𝑖ề𝑛 𝑡ạ𝑖 𝑡ừ𝑛𝑔 𝑡ℎờ𝑖 đ𝑖ể𝑚) Tổng tiền điện cần trả : 21.718.454 VNĐ Ta có đồ thị phụ tải: Câu 9: Nếu chi phí PV triệu VND/kWp, chi phí bi-direction 1.5 triệu VNĐ/kW acquy triệu VNĐ/kWh, giá mua điện theo bảng bán điện 1900VNĐ/kWh Xác định lại câu để sau năm hoàn vốn đầu tư Câu yêu cầu xác định công suất bi – direction ắc quy sau lắp đặt hệ thống PV bổ sung Vì câu ta sử dụng lại giá trị công suất hotrotailieu247@gmail.com PV hotrotailieu247@gmail.com Đầu tiên, để xác định xem công suất bi – direction ắc quy để sau năm hồn vốn đầu tư ta tính tiền điện khi: + Không sử dụng nguồn lượng tái tạo: Theo câu tính trên: Tiền điện phải trả ngày: 41,875,578.9 (VNĐ) Tiền điện phải trả năm : 76,422,931,578.95 (VNĐ) + Khi có đầu tư nguồn lượng tái tạo hệ thống lưu trữ lượng: hotrotailieu247@gmail.com Khi tiền điện phải trả sau năm: X (VNĐ) Số tiền đầu tư cho lượng tái tạo : Y (VNĐ) Để hoàn vốn: X + Y = 76,422,931,578.95 (VNĐ) Câu 10: Điều chỉnh tải loại tải loại để cực tiểu chi phí vận hành sau đầu tư câu Do tải loại phép di dời nhanh hay chậm so với đồ thị phụ tải 🡺 Nên ta dời tải loại chậm để chi phí vận hành thấp Do tải loại tải linh hoạt 🡺 Nên ta chọn tải loại theo ngày Ta xác định lại công suất nạp xả lưu trữ cho đồ thị phụ tải P(t) dao động quanh vị trí 0(W) hotrotailieu247@gmail.com Ta xác định công suất tải công suất nạp xả lưu trữ theo thời gian: Hệ số K2 lưu trữ: 2.09 Hệ số K1 PV : 3.97 hotrotailieu247@gmail.com Số tiền chưa đầu tư cần trả điện lực năm :T0 = 365 x 41,875,578.9 (VNĐ) Số tiền sau đầu tư trả điện lực năm : -56323.71008 x 365 (VNĐ) Số tiền đầu tư thiết bị = tiền bidirection + tiền accquy + tiền PV = 27,832,237,812.30 (VNĐ) Gọi số năm thu hồi vốn Y Ta có: T0 x Y = T1 x Y + số tiền đầu tư thiết bị Thì sau 1,8 ta thu hồi vốn ... nguồn lượng tái tạo: Theo câu tính trên: Tiền điện phải trả ngày: 41,875,578.9 (VNĐ) Tiền điện phải trả năm : 76,422,931,578.95 (VNĐ) + Khi có đầu tư nguồn lượng tái tạo hệ thống lưu trữ lượng: ... Đồ thị phụ tải công suất mua lưới: Câu 6: Nếu microgrid không kết nối với lưới điện quốc gia, xác định công suất hệ thống PV lắp đặt bổ sung cho hệ thống biết hiệu suất nạp/xả acquy 90% ? Lúc này,... lượng PV cần thiết cho tồn nhà tính tốn điện áp Voc mạch pin quang điện Câu 2: Khảo sát đặc tuyến I(V) P(V) hệ thống pin quang điện xạ mặt trời thay đổi Câu 3: Khảo sát dòng điện nạp cho hệ thống