Xây dựng mô hình thí nghiệm năng lượng mặt trời hòa lưới trực tiếp

Microsoft Word Ð? ÁN T?T NGHI?P ÐI?N M?T TR?I HÒA LU?I KHÔNG LUU TR? 1 KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI TRỰC TIẾP SVTH 1 NGUYỄN VĂN MINH ĐẠT MSSV 15093281 2 VÕ HOÀNG BỒI MSSV 15090041 3 HUỲNH NGỌC CHIẾN MSSV 15089911 4 LÝ XƯỚNG KY MSSV 15088061 GVHD Ths NGUYỄN HOÀI PHONG TP HCM, 062019 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD Ths Nguyễn Hoài Phong i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NG.

KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI TRỰC TIẾP SVTH: NGUYỄN VĂN MINH ĐẠT MSSV: 15093281 VÕ HOÀNG BỒI MSSV: 15090041 HUỲNH NGỌC CHIẾN MSSV: 15089911 LÝ XƯỚNG KY MSSV: 15088061 GVHD: Ths NGUYỄN HỒI PHONG TP HCM, 06/2019 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/nhóm sinh viên giao đề tài (1): Nguyễn Văn Minh Đạt MSSV: 15093281 (2): Võ Hoàng Bồi MSSV: 15090041 (3): Huỳnh Ngọc Chiến MSSV: 15089911 (4): Lý Xướng Ky MSSV: 15088061 Tên đề tài XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HỊA LƯỚI TRỰC TIẾP Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) Tìm hiểu tổng quan hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới Phân tích ngun lý hoạt động điều khiển lượng mặt trời hòa lưới Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới Xây dựng thí nghiệm lượng điện mặt trời hòa lưới Kết dự kiến Báo cáo tổng quan hệ thống điện lượng mặt trời Báo cáo nguyên lí hoạt động điều khiển điện lượng mặt trời hòa lưới Thiết kế, tính tốn chi phí tạo 1kWh điện hệ thống hịa lưới lượng mặt trời khơng lưu trữ Mơ hình hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới Hướng dẫn thực hành thí nghiệm lượng mặt trời hòa lưới Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 20… Sinh viên Trưởng mơn i Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN - ii Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN - iii Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP i  NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii  NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii  LỜI MỞ ĐẦU 1  TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3  1.1 Các dạng lượng tái tạo 3  1.1.1 Năng lượng mặt trời 3  1.1.2 Năng lượng địa nhiệt 3  1.1.3 Năng lượng thủy triều 4  1.1.4 Năng lượng gió 5  1.1.5 Năng lượng sinh khối 5  1.1.6 Nhiên liệu sinh học 6  1.2 Tình hình phát triển lượng mặt trời 6  1.2.1 Tình hình lượng mặt trời Thế giới 6  1.2.2 Tình hình lượng mặt trời Việt Nam 9  1.3 Giới thiệu hệ thống lượng mặt trời 12  1.3.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập 12  1.3.2 Hệ thống điện mặt trời kết hợp (Hybrid) 14  1.3.3 Hệ thống lượng mặt trời hịa lưới trực tiếp (khơng lưu trữ) 16  1.4 Những thuận lợi khó khăn điện mặt trời 17  1.4.1 Thuận lợi 17  1.4.2 Khó khăn 19  iv Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong CHƯƠNG 2: BỘ ĐIỀU KHIỂN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HỊA LƯỚI KHƠNG LƯU TRỮ 21  2.1 Nguyên lí hoạt động 21  2.1.1 Bộ hịa lưới có lưu trữ 21  2.1.3 Bộ hòa lưới khơng có lưu trữ 22  2.2 Các sở sản xuất thiết bị lượng mặt trời 23  2.3 Giới thiệu điều khiển hòa lưới không lưu trữ Suoer 300W 24  CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI KHÔNG LƯU TRỮ 27  3.1 Đặt vấn đề thiết kế hệ thống NLMT cho hộ gia đình 27  3.1.1 Tính tốn cơng suất lựa chọn thiết bị 28  3.1.2 Danh sách thiết bị cho hệ thống hịa lưới 1kWh sử dụng pin có cơng suất 100W 29  3.1.3 Sơ đồ đấu nối 30  3.2 Tính tốn chi phí tạo 1kWh 30  3.3 Đánh giá tiềm hệ thống 31  CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HỊA LƯỚI KHÔNG LƯU TRỮ SUOER 300W 32  4.1 Giới thiệu thiết bị thơng số kĩ thuật mơ hình 32  4.1.1 Bộ inverter Suoer 300W 32  4.1.2 Tấm pin lượng mặt trời 33  4.2 Tính tốn hồn vốn cho mơ hình hịa lưới khơng lưu trữ cơng suất 300W 37  4.3 Sơ đồ đấu nối mơ hình hòa lưới inverter 300W 38  4.4 Tính tốn lý thuyết với pin 110W 45  4.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến công suất pin 46  v Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong 4.4.2 Ảnh hưởng độ rọi đến cơng suất pin 46  4.4.3 Tính tốn cơng suất dựa theo độ rọi nhiệt độ 47  4.5 Khảo sát thực tế 49  4.6 Mẫu báo cáo thí nghiệm 53  CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 64  5.1 Kết luận 64  5.2 Hướng phát triển đề tài 65  PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 66  LỜI CẢM ƠN 67  vi Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 Điện lượng mặt trời 3  Hình 1.2 Quá trình khai thác lượng địa nhiệt 4  Hình 1.3 Khai thác lượng thủy triều 4  Hình 1.4 Khai thác lượng gió 5  Hình 1.5 Năng lượng sinh khối 5  Hình 1.6 Nhiên liệu sinh học 6  Hình 1.7 Nhà máy điện mặt trời loại hội tụ nhiệt Tây Ban Nha 7  Hình 1.8 Nhà máy ĐMT Topaz Solar Farm 8  Hình 1.9 Các panel thu lượng mặt trời sử dụng nhiều đảo nước ta 9  Hình 1.10 Dự án điện mặt trời Quảng Ngãi 11  Hình 1.11 Dự án điện mặt trời lịng hồ Đa Mi 12  Hình 1.12 Hệ thống PV độc lập 12  Hình 1.13 Hệ thống PV hybrid 14  Hình 1.14 Mơ hình hệ thống PV nối lưới không lưu trữ 16  Hình 2.1 Bộ hịa lưới có lưu trữ 21  Hình 2.2 Bộ hịa lưới khơng có lưu trữ 22  Hình 2.3 Cơng ty Firt Solar Củ Chi 23  Hình 2.4 Cơng ty HT Solar Hải Phịng 24  Hình 2.5 Công ty Vina Solar Lào Cai 24  Hình 2.6 Bộ hịa lưới điện khơng dự trữ 300W grid tie inverter suoer gti-h300b 25  Hình 3.1 Biểu đồ số nắng trung bình ngày Việt Nam 28  Hình 3.2 Sơ đồ đấu nối NLMT khơng lưu trữ cho hộ gia đình 30  Hình 4.1 Bộ inverter suoer 300w 32  vii Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong 33  Hình 4.2 Tấm pin mặt trời 33  Hình 4.3 Sơ đồ đấu nối NLMT hịa lưới trực tiếp 38  Hình 4.4 Bản vẽ tổng thể mơ hình 39  Hình 4.5 Tấm pin vẽ Cad 40  Hình 4.6 Cách ghép nối pin 41  Hình 4.7 Hình đồng hồ đo DC vẽ Cad 41  Hình 4.8 Đồng hồ đo điện chiều 42  Hình 4.9 Cách đấu nối đồng hồ đo chiều với inverter 42  Hình 4.10 Đồng hồ đo xoay chiều 43  Hình 4.11 Cách đấu nối đồng hồ điện xoay chiếu với inverter 43  Hình 4.12 Cầu chì 44  Hình 4.13 RCCB TAIANYAJA 44  Hình 4.14 Cách đấu nối đồng hồ điện xoay chiều với tải 45  Hình 4.15 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất pin 46  Hình 4.16 Lux kế 47  Hình 4.17 Sơ đồ tổng thể mơ hình hòa lưới 49  Hình 4.18 Mơ hình thí nghiệm thực tế 49  Hình 4.19 Chuẩn bị đo đạc thực tế 50  Hình 4.20 Các thơng số đo đạc thực tế 50  Hình 4.21 Biểu đồ khảo sát mơ hình hịa lưới Inverter suoer 300W sử dụng PV 200W 52  viii Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1 Công suất tiêu thụ hộ gia đình 27  Bảng 3.2 Các thiết bị cần mua để lắp đặt 29  Bảng 4.1 Thông số kĩ thuật inverter 32  Bảng 4.2 Thông số pin 33  Bảng 4.3 Thông số kĩ thuật thiết bị mơ hình thí nghiệm 34  Bảng 4.4 Giá vật tư thiết bị cho mô hình thí nghiệm 36  Bảng 4.5 Ảnh hưởng độ rọi đến công suất pin 51  ix Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong 1.1.6 Nhiên liệu sinh học Nhiên liệu sinh học loại nhiên liệu hình thành từ hợp chất có nguồn gốc động thực vật nhiên liệu chế xuất từ chất béo động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa,…), ngũ cốc (lúa mì, ngơ, đậu tương,…), chất thải nông nghiệp (rơm rạ, phân,…), sản phẩm thải công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải,…), v.v Hình 1.6 Nhiên liệu sinh học 1.2 Tình hình phát triển lượng mặt trời 1.2.1 Tình hình lượng mặt trời Thế giới Một tranh tổng quát tình hình phát triển lĩnh vực điện mặt trời giới sau: Phát triển chậm năm cuối kỷ 20 đầu kỷ 21 Trong khoảng năm trở lại phát triển mang tính đột phá Cụ thể, số lượng nước giới gia nhập cộng đồng điện mặt trời ngày nhiều thêm Và thứ bậc theo tổng công suất điện mặt trời biến động từ năm sang năm khác Chỉ năm trở lại cường quốc điện mặt trời có tên vị trí từ đến thay đổi liên tục Đức, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ Hai năm trước, tức đầu năm 2017 thứ bậc cường quốc điện mặt trời xếp theo thứ tự tổng cơng suất tính Gigawatt (con số đầu) tỷ lệ điện mặt trời tổng điện quốc gia (con số thứ hai) sau: Nước Đức (35,65 GW; 5,3%), Ý (18 GW; 9%), Trung Quốc (17,7 GW; 0,1%), Nhật (11,86 GW; 0,8%) Hoa Kỳ (11,42 GW; 0,3 %) Ở nước Mỹ (Hoa Kỳ) trường hợp đặc biệt Nước bước vào đường phát triển điện mặt trời Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong muộn, tốc độ cách ấn tượng thể tiềm lớn quốc gia cường quốc giàu mạnh giới Chỉ khoảng 4-5 năm gần nước Mỹ vượt qua nhiều nước để vươn lên vị trí thứ danh sách xếp hạng Và đặc biệt Mỹ tiến hành xây dựng nhà máy điện mặt trời “khủng” giới, chiếm hẳn vị trí đầu quy mơ điện mặt trời quang điện SVP điện mặt trời hội tụ nhiệt quang CSP Điều chứng tỏ tổng cơng suất diện tích lắp đặt nhà máy lượng mặt trời Mỹ tăng đột biến Cụ thể, theo số liệu từ quan thống kế, riêng năm qua 2017 tiêu Mỹ tăng gấp đôi khả năm 2018 tiếp tục tăng lên với tốc độ Hình 1.7 Nhà máy điện mặt trời loại hội tụ nhiệt Tây Ban Nha Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong Hình 1.8 Nhà máy ĐMT Topaz Solar Farm Nhà máy ĐMT Topaz Solar Farm (Hoa Kỳ) nhà máy điện quang số với công suất đến 550 MW, cung cấp đủ điện sử dụng cho khoảng 160.000 gia đình bang California Cung ứng lượng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội phải đối mặt với nhiều vấn đề thách thức, đặc biệt cạn kiệt dần nguồn nhiên liệu hóa thạch nội địa, giá dầu biến động tác động biến đổi khí hậu đến an ninh, an toàn cung ứng lượng,… Do vậy, bước đa dạng hóa nguồn cung lượng, nguồn điện dựa nguồn lượng tái tạo mà Việt Nam có tiềm Đặc biệt nguồn sinh khối, gió, lượng mặt trời,… Được coi giải pháp phát triển bền vững Xuất phát từ yêu cầu đó, “Đánh giá điện mặt trời quốc gia phát triển dự án điện mặt trời nối lưới Việt Nam tới năm 2020, tầm nhìn 2030” có ý nghĩa quan trọng, xác định rõ tiềm nguồn lượng mặt trời toàn quốc, góp phần cụ thể hóa việc thực chiến lược phát triển lượng tái tạo quốc gia, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh, thành phố góp phần giảm nhiễm mơi trường khu vực góp phần đảm bảo mục tiêu vai trò phát triển kinh tế vùng Đánh giá tổng quan tiềm lý thuyết, kỹ thuật, kinh tế trạng khai thác, sử dụng nguồn lượng mặt trời thơng qua việc áp dụng cơng cụ phân tích khơng gian GIS (Geographical Information System); đánh giá, phân tích khả khai thác sử dụng nguồn lượng mặt trời đáp Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong ứng phần nhu cầu lượng tỉnh, thành phố; lập phương án kịch khai thác sử dụng nguồn lượng mặt trời tỉnh áp dụng cơng cụ phân tích nhóm (cluster analysis) GIS; đề xuất khu vực tiềm ưu tiên phát triển điện mặt trời toàn quốc Nguồn tham khảo :https://solarpower.vn/dien-mat-troi-dang-phat-trien-nhanh-trenthe-gioi/ 1.2.2 Tình hình lượng mặt trời Việt Nam Theo Hiệp hội Năng lượng Việt Nam, nước ta quốc gia có ánh nắng mặt trời nhiều biểu đồ xạ mặt trời giới Tại tỉnh Tây Nguyên Nam Trung Bộ, số nắng đạt từ 2.000 - 2.600 giờ/năm Bức xạ mặt trời trung bình kWh/m2/ngày, chiếm khoảng 2.000-5.000 giờ/năm Tuy nhiên, theo TS Nguyễn Huy Hoạch (Hiệp hội Năng lượng Việt Nam), dù tiềm lớn, việc khai thác nguồn lượng Việt Nam chưa đáng kể Hầu hết dự án điện mặt trời quy mơ nhỏ Hình 1.9 Các panel thu lượng mặt trời sử dụng nhiều đảo nước ta Ngày 19/8/2016, Văn phịng Chính phủ thơng báo ý kiến kết luận Thủ tướng Chính phủ họp Thường trực Chính phủ chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam Thủ tướng Chính phủ đồng ý với đề xuất Bộ Công Thương việc ban hành chế hỗ trợ phát triển dự án phát triển điện mặt trời Việt Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong Nam Bên cạnh đó, Chính phủ giao cho ngành hữu quan xây dựng chế hỗ trợ phát triển dự án điện mặt trời biểu giá điện kèm ưu đãi thuế Trong quy hoạch điện VII (điều chỉnh) nêu rõ yêu cầu đẩy nhanh tiến độ dự án nguồn điện sản xuất từ lượng tái tạo, có lượng mặt trời bao gồm nguồn lượng tập trung lắp đặt mặt đất nguồn riêng lẻ lắp đặt mái nhà Mục tiêu nhằm góp phần nâng cơng suất nguồn điện mặt trời từ mức không đáng kể lên khoảng 850MW vào năm 2020, khoảng 4.000MW vào năm 2025 khoảng 12.000MW đến năm 2030 Như vậy, theo lộ trình này, từ đến năm 2020, năm phải xây dựng dự án điện mặt trời với công suất 200MW, từ năm 2020 - 2025, năm phải lắp đặt 600MW năm tiếp theo, năm phải lắp đặt 1.600MW đạt kế hoạch đề Hiện nước có khoảng 30 nhà đầu tư bắt đầu xúc tiến lập dự án điện mặt trời có công suất từ 20 đến 300MW số địa phương, tập trung chủ yếu khu vực miền Trung Trong đáng ý dự án Công ty Đầu tư Xây dựng Thiên Tân (tại tỉnh Quảng Ngãi Ninh Thuận) dự án Tuy Phong Công ty TNHH DooSung Vina (Hàn Quốc) đầu tư với quy mô 66 triệu USD, công suất 30 MW tỉnh Bình Thuận Tập đồn Điện lực Việt Nam dự định triển khai nghiên cứu phát triển dự án đất liền thủy điện Trị An (tỉnh Đồng Nai) dự án mặt nước hồ thủy điện Đa Mi (tỉnh Bình Thuận) Ngồi EVN vừa đề xuất với tỉnh Ninh Thuận việc đầu tư dự án điện mặt trời với tổng vốn đầu tư khoảng 8.000 tỷ đồng, cơng suất 200MW diện tích 400 xã Phước Thái, huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận Dự kiến dự án tiến hành khởi công năm 2018 Tại hội thảo “Phát triển điện mặt trời Việt Nam - Cơ hội thách thức” Hiệp hội Năng lượng Việt Nam tổ chức Hà Nội ngày vừa qua, nhiều ý kiến chuyên gia cho thách thức lớn việc phát triển điện mặt trời Việt Nam biểu giá điện hành chưa hấp dẫn nhà đầu tư, chi phí đầu tư cịn cao Chính phủ chưa ban hành giá bán điện mặt trời Cùng với nhà đầu tư chưa tiếp cận nguồn vốn từ quỹ hỗ trợ lượng tái tạo mà phải dùng nguồn vốn nước, đa phần thiết bị phải nhập giá thành đơn vị sản phẩm cao Ông Diệp Bảo Cánh (Chủ tịch HĐQT Công ty CP Năng lượng Mặt trời Đỏ) cho thị trường điện mặt trời Việt Nam hấp dẫn Giá thiết bị điện mặt trời ngày rẻ (cách năm, giá 10 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong pin điện mặt trời từ 3-4 USD/Wp đến cịn khoảng 0,5 USD/Wp) Từ thực tế ơng Diệp Bảo Cánh kiến nghị ngồi đáp ứng nguồn nhân lực, Nhà nước cần sớm có tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến điện mặt trời đầy đủ (ví dụ tiêu chuẩn pin, inverter chuyển điện, giàn khung đỡ,…) để giúp người tiêu dùng mua sản phẩm chất lượng Chính phủ nên sớm ban hành giá mua điện lên lưới từ nguồn lượng mặt trời Theo ông Lê Vĩnh Sơn (Chủ tịch HĐQT Tập đoàn Sơn Hà), cấp thẩm quyền trước hết cần xây dựng công bố quy hoạch phát triển điện mặt trời Sau sớm công bố giá mua bán điện mặt trời hợp lý chế hòa lưới điện quốc gia, ban hành tiêu chuẩn cho thiết bị sử dụng thực thử nghiệm chất lượng để hạn chế lưu thông sản phẩm chất lượng, định hướng cho người dân hiệu sử dụng lượng mặt trời Nguồn tham khảo: http://www.ievn.com.vn/tin-tuc/Danh-gia-tiem-nang-nangluong-mat-troi-cho-phat-trien-dien-o-Viet-Nam-trien-vong-va-nhan-dinh-6-1357.aspx Hình 1.10 Dự án điện mặt trời Quảng Ngãi 11 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong Hình 1.11 Dự án điện mặt trời lòng hồ Đa Mi 1.3 Giới thiệu hệ thống lượng mặt trời 1.3.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập Là hệ thống sử dụng nguồn điện hoàn toàn độc lập với nguồn lưới điện quốc gia thông qua việc lưu trữ điện bình acquy tích điện Hình 1.12 Hệ thống PV độc lập 12 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong Cấu hình hệ thống lượng mặt trời độc lập bao gồm: - Các pin lượng mặt trời (solar panel): có nhiệm vụ biến đổi quang thành điện Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng có nhiều nhà sản xuất pin mặt trời, thị trường pin mặt trời ngày phát triển thị trường tiêu thụ mở rộng Tùy theo công suất hệ thống mà công suất pin mặt trời đa dạng có nhà sản xuất điển hình như: HT solar, IT solar, Trina Solar,…… - Hệ thống acquy lưu điện (battery bank): với pin mặt trời, acquy thành phần quan trọng hệ thống lượng mặt trời độc lập Nó có chức lưu trữ lại lượng điện thu từ pin sau cung cấp cho thiết bị có nhu cầu sử dụng Ta kể đến nhà sản xuất acquy như: Giva Solar, EcoTek, GP Solar,… - Bộ điều khiển sạc (solar charge): có nhiệm vụ làm trung gian pin bình acquy để điều khiển việc sạc acquy từ nguồn điện sinh từ mặt trời Các hãng sản xuất điều khiển sạc như: SolarV, Suoer, Phong Vũ Solar,… - Bộ chuyển đổi điện áp DC-AC (inverter): có nhiệm vụ làm biến đổi từ điện áp chiều DC sang điện áp xoay chiều AC Các hãng sản xuất biến đổi điện áp như: BK Solar, Suoer, PVSine,… Ứng dụng: - Cung cấp nguồn điện tiêu thụ cho hộ gia đình vùng nông thôn, vùng núi cao hay biển đảo cách độc lập không cần phụ thuộc vào điện lưới quốc gia - Có thể sử dụng cho đèn giao thông - Cho thiết bị chiếu sáng công cộng - Sử dụng làm nguồn lượng cho sân vận động - Sử dụng cho loại xe lượng mặt trời Ưu điểm: - Khi bị cắt điện có điện - Độc lập với điện lưới nên sử dụng cho ứng dụng lưu động 13 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong Nhược điểm: - Do sử dụng nhiều thiết bị phụ trợ kèm nên tồn hệ thống có chung nhược điểm chi phí đầu tư ban đầu lớn, thời gian hồn vốn lâu - Chi phí bảo trì sửa chữa cao - Hiệu suất chuyển đổi khơng cao - Lượng điện thu phụ thuộc vào thời tiết 1.3.2 Hệ thống điện mặt trời kết hợp (Hybrid) Là hệ thống có kết hợp hịa lưới độc lập sử dụng điện nguồn điện lưới quốc gia nhờ có acquy dự trữ với lấy điện từ nguồn điện lưới quốc gia để sử dụng công suất hệ thống không đủ đáp ứng để phục vụ cho việc sinh hoạt sử dụng Hình 1.13 Hệ thống PV hybrid Cấu tạo hệ thống điện mặt trời kết hợp (hybrid): - Các pin lượng mặt trời (solar panel): có nhiệm vụ biến đổi quang thành điện Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng có nhiều nhà sản xuất pin mặt trời, thị trường pin mặt trời ngày phát triển thị trường tiêu thụ mở rộng Tùy theo công suất hệ thống 14 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong mà cơng suất pin mặt trời đa dạng có nhà sản xuất điển hình như: HT solar, IT solar, Trina Solar,…… - Hệ thống acquy lưu điện (battery bank): với pin mặt trời, acquy thành phần quan trọng hệ thống lượng mặt trời độc lập Nó có chức lưu trữ lại lượng điện thu từ pin sau cung cấp cho thiết bị có nhu cầu sử dụng Ta kể đến nhà sản xuất acquy như: Giva Solar, EcoTek, GP Solar,… - Bộ inverter hybrid (hybrid inverter): có chức xếp ưu tiên thứ tự sử dụng lượng từ pin, acquy, nguồn lưới, bên cạnh cịn chống trả ngược lên lưới điện làm giảm lượng điện tiêu thụ nhờ chức hòa lưới Các hãng sản xuất là: Sofar Solar, PV Sine, Dat Solar,… Ứng dụng: - Giúp gia tăng công suất cho hệ thống lưới điện quốc gia tiết kiệm chi phí cho hộ gia đình cơng ty - Có thể sử dụng cho đèn giao thơng, camera giám sát - Cho thiết bị chiếu sáng công cộng - Sử dụng làm nguồn lượng cho sân vận động Ưu điểm: - Là kết hợp hai giải pháp điện mặt trời hòa lưới độc lập - Trường hợp cúp điện hệ thống sử dụng nguồn điện từ acquy để cung cấp cho tải ưu tiên - Tích hợp sẵn giúp hệ thống hoạt động hồn tồn tự động, khơng tốn chi phí vận hành - Hệ thống tích hợp nhiều tính bảo vệ để đảm bảo an toàn Nhược điểm: - Nhược điểm lớn hệ thống hòa lưới có lưu trữ chi phí đầu tư ban đầu cao, thời gian hoàn vốn lâu kết hợp hòa lưới độc lập - Hệ thống cần số lượng acquy, cần khơng gian bảo trì sửa chữa 15 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong 1.3.3 Hệ thống lượng mặt trời hòa lưới trực tiếp (không lưu trữ) Là hệ thống điện lượng mặt trời có chi phí đầu tư thấp có hệ thống đơn giản sử dụng cho hộ gia đình cơng suất cịn dư phát lại lên lưới làm giảm bớt chi phí điện cho hộ tiêu thụ Hình 1.14 Mơ hình hệ thống PV nối lưới không lưu trữ Cấu tạo hệ thống hòa lưới bao gồm: - Các pin lượng mặt trời (solar panel): có nhiệm vụ biến đổi quang thành điện Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng có nhiều nhà sản xuất pin mặt trời, thị trường pin mặt trời ngày phát triển thị trường tiêu thụ mở rộng Tùy theo công suất hệ thống mà cơng suất pin mặt trời đa dạng có nhà sản xuất điển hình như: HT solar, IT solar, Trina Solar,…… - Bộ inverter hòa lưới (grid tie inverter): có chức biến đổi dịng điện chiều DC sang dòng điện xoay chiều AC Các hãng sản xuất inverter hòa lưới là: Suoer, Megasun,SolarV,… Ứng dụng: - Cung cấp nguồn điện tiêu thụ cho gia đình có dư hịa vào lưới điện quốc gia 16 Khóa Luận Tốt Nghiệp - GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong Sử dụng cho hệ thống bơm nước Ưu điểm: - So với hệ thống lượng mặt trời độc lập hệ thống hịa lưới có lưu trữ hệ thống hịa lưới khơng lưu trũ có ưu điểm vượt bậc chi phí đầu tư ban đầu thấp - Chi phí bảo trì thấp, hiệu chuyển đổi lượng cao - Hoạt động theo chế “tiếp sức” nên khả hoạt động tải bị ảnh hưởng thời tiết Nhược điểm: - Ngừng cấp điện lưới bị điện hệ thống khơng có acquy lưu trữ 1.4 Những thuận lợi khó khăn điện mặt trời 1.4.1 Thuận lợi Khả tái tạo: Điện mặt trời nguồn lượng tái tạo, không giống nhiên liệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí đốt,… nguồn nhiên liệu khơng thể phục hồi Theo tính tốn NASA, mặt trời cịn cung cấp lượng cho khoảng 6,5 tỉ năm Sự phong phú, dồi dào: Tiềm năng lượng mặt trời lớn - ngày, bề mặt trái đất hưởng 120.000 tetrawatts (TW) ánh sáng mặt trời, cao gấp 20.000 lần so với nhu cầu người toàn giới (1TW = 1.000 tỉ W) Nguồn cung bền vững vô tận: Năng lượng mặt trời vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu lượng nhân loại, đủ dùng cho mn vàn hệ sau Tính khả dụng: Năng lượng mặt trời tiếp nhận sử dụng nơi giới, khơng vùng gần xích đạo trái đất mà cịn vĩ độ cao thuộc phía bắc phía nam Ví dụ, Nước Đức chiếm vị trí hàng đầu giới việc sử dụng lượng mặt trời có kế hoạch tận dụng tối đa tiềm 17 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong Sạch sinh thái: Theo xu hướng phát triển gần đấu tranh cho việc làm môi trường trái đất, lượng mặt trời lĩnh vực hứa hẹn nhất, thay phần lượng từ nguồn nhiên liệu không tái tạo đó, đóng vai trị quan trọng công bảo vệ môi trường từ tăng nhiệt độ toàn cầu Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt vận hành nhà máy điện mặt trời không phát thải loại khí độc hại vào khí Ngay có phát thải lượng nhỏ so sánh với nguồn lượng truyền thống, lượng khí không đáng kể Không gây tiếng ồn: Trên thực tế, việc sản xuất lượng mặt trời không sử dụng loại động máy phát điện, việc tạo điện không gây tiếng ồn Hiệu cao, chi phí hoạt động thấp: Chuyển sang sử dụng pin mặt trời, hộ gia đình có khoản tiết kiệm đáng kể ngân sách chi tiêu Việc bảo trì, trì hệ thống cung cấp lượng mặt trời cho hộ gia đình địi hỏi chi phí thấp - năm, bạn cần vài lần lau chùi pin lượng mặt trời chúng nhà sản xuất bảo hành khoảng thời gian lên tới 20-25 năm Áp dụng rộng rãi: Phổ ứng dụng lượng mặt trời rộng cung cấp điện khu vực khơng có kết nối với lưới điện quốc gia (ngay quốc gia phát triển cao Mỹ, Nga, Pháp,… có vùng sâu vùng xa gọi “điểm mù điện” ), dùng để khử muối nước biển nhiều quốc gia châu Phi khan nước chí việc cung cấp lượng cho vệ tinh quỹ đạo trái đất Điện mặt trời gần gọi "năng lượng toàn dân", phản ánh đơn giản việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống cung cấp điện nhà, song song với điện lưới điện từ nguồn cung khác Công nghệ tiên tiến: Công nghệ sản xuất pin mặt trời ngày tiến mô-đun màng mỏng đưa trực tiếp vào vật liệu từ giai đoạn sơ chế ban đầu Tập đoàn Sharp Nhật Bản nhà sản xuất pin mặt trời, vừa giới thiệu hệ thống sáng tạo yếu tố lưu 18 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hồi Phong trữ lượng cho kính cửa sổ Những thành tựu lĩnh vực công nghệ nano vật lý lượng tử cho phép kỳ vọng khả tăng công suất pin mặt trời lên gấp lần so với 1.4.2 Khó khăn Chi phí cao: Có ý kiến cho rằng, điện mặt trời thuộc loại lượng đắt tiền, có lẽ vấn đề gây tranh cãi việc sử dụng nguồn lượng Do việc lưu trữ lượng mặt trời hộ gia đình địi hỏi khoản chi phí đáng kể giai đoạn ban đầu, nhiều quốc gia khuyến khích việc sử dụng nguồn lượng cách cho vay tín dụng để thực cho thuê pin mặt trời theo hợp đồng có lợi cho người th Khơng ổn định: Có thực tế bất khả kháng: vào ban đêm hay ngày nhiều mây mưa khơng có ánh sáng mặt trời Vì lượng mặt trời khơng thể nguồn điện yếu Tuy nhiên, so với điện gió, điện mặt trời lựa chọn có nhiều ưu Chi phí lưu trữ lượng cao: Giá acquy tích trữ điện mặt trời để lấy điện sử dụng vào ban đêm hay trời khơng có nắng cao so với túi tiền đại đa số người dân Vì thế, thời điểm tại, điện mặt trời chưa có khả trở thành nguồn điện hộ gia đình mà nguồn bổ sung cho điện lưới nguồn khác Vẫn gây ô nhiễm mơi trường, dù ít: Mặc dù so với việc sản xuất điện từ loại lượng khác, điện mặt trời thân thiện với môi trường hơn, số quy trình cơng nghệ để chế tạo pin mặt trời kèm với việc phát thải loại khí nhà kính, nitơ trifluoride hexaflorua lưu huỳnh Ở quy mô lớn, việc lắp đặt cánh đồng pin mặt trời chiếm nhiều diện tích đất mà lẽ dành cho cối thảm thực vật Sử dụng nhiều thành phần đắt tiền quý hiếm: Việc sản xuất pin mặt trời màng mỏng đòi hỏi phải sử dụng cadmium telluride (CdTe) gallium selenide indi (CIGS) - chất quý đắt tiền, điều dẫn đến gia tăng chi phí 19 Khóa Luận Tốt Nghiệp GVHD:Ths Nguyễn Hoài Phong Mật độ lượng thấp: Một thông số quan trọng nguồn điện mặt trời mật độ cơng suất trung bình, đo W/m2 mô tả lượng điện thu từ đơn vị diện tích nguồn lượng Chỉ số điện mặt trời 170 W/m2 nhiều nguồn lượng tái tạo khác, thấp dầu, khí, than điện hạt nhân Vì lý này, để tạo 1kW điện từ nhiệt mặt trời đòi hỏi diện tích lớn pin mặt trời 20 ... khiển lượng mặt trời hòa lưới Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới Xây dựng thí nghiệm lượng điện mặt trời hòa lưới Kết dự kiến Báo cáo tổng quan hệ thống điện lượng mặt. .. 15088061 Tên đề tài XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HỊA LƯỚI TRỰC TIẾP Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) Tìm hiểu tổng quan hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới Phân tích ngun... nguồn lượng mặt trời để nâng cao hiệu sử dụng lượng tình hình cần thiết Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng mơ hình thí nghiệm hịa lưới khai thác nguồn lượng mặt trời nhằm cho tối ưu hóa nguồn lượng