Nghiên cứu, thiết kế, viết chương trình tính toán đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ và định hướng của dàn pin mặt trời lên điện năng do nó phát ra tại một số địa phương ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 000 - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ ĐỊNH HƯỚNG CỦA DÀN PIN MẶT TRỜI LÊN ĐIỆN NĂNG DO NÓ PHÁT RA TẠI MỘT SỐ ĐỊA PHƯƠNG Ở VIỆT NAM NGÀNH : VẬT LÝ KỸ THUẬT NGUYỄN TRƯỜNG MINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG ĐÌNH THỐNG HÀ NỘI 2007 Luận văn tốt nghiệp cao học DANH MỤC HÌNH ẢNH 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Cấu tạo Mặt trời Sự chuyển động Trái Đất xung quanh Mặt Trời Phổ xạ Mặt Trời Thang sóng điện từ Bức xạ mặt trời Các góc xác định tia mặt trời tới mặt ngang nghiêng Sự thay đổi góc lệch mặt trời theo thời gian năm 2.1 Các trình lượng tử hệ hai mức hai vùng 2.2 Hiệu suất biến đổi quang điện phụ thuộc vào độ rộng vùng cấm vật liệu 2.3 Năng lượng tổn hao hiệu suất biến đổi quang điện Si 2.4 Sự tạo thành dòng quang điện 2.5 Sự phụ thuộc số cặp e- - h+ tạo chiếu sáng lớp tiếp xúc p-n vào độ rộng vùng cấm vật liệu 2.6 Các mạch điện đo đặc trưng VA tiếp xúc bán dẫn p-n 2.7 Đặc trưng sáng & tối tiếp xúc bán dẫn p-n 2.8 Sơ đồ tương đương (a) đường đặc trưng sáng (b)của PMT 2.9 Sự phụ thuộc đặc trưng VA PMT vào CĐBX 2.10Sự phụ thuộc đặc trưng sáng VA PMT vào nhiệt độ PMT 2.11Sự phụ thuộc hiệu suất PMT vào nhiệt độ 2.12Cấu tạo Pin mặt trời Sơ đồ khối tổng quát hệ nguồn điện mặt trời độc lập 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Sơ đồ tương đương PMT Sự phụ thuộc hiệu suất PMT vào nhiệt độ Cường độ trực xạ mặt phẳng nghiêng Xác định góc cao mặt trời dàn Pin mặt trời Tán xạ mặt nghiêng Phản xạ mặt nghiêng 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Lưu đồ thuật tốn chương trình Giao diện lựa chọn thông số đầu vào Giao diện khối tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ Giao diện khối tính tốn ảnh hưởng định hướng dàn PMT Giao diện khối tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ định hướng dàn PMT Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh Luận văn tốt nghiệp cao học 6.1 Giao diện nhập liệu đầu vào tính tốn cho Tỉnh Đà Nẵng 6.2 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ tới cơng suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng 6.3 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới công suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng 6.4 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng 6.5 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ tới công suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh 6.6 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh 6.7 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới công suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh 6.8 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh 6.9 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Hồ Chí Minh 6.10 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Hồ Chí Minh DANH MỤC BẢNG BIỂU 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Các thông số thành phần Mặt trời Phân bố phổ xạ Mặt Trời bên ngồi khí Bảng hệ số truyền qua theo bước sóng Phân bố phổ xạ mặt trời theo bước sóng Màu sắc bước sóng ánh sáng mặt trời Nhu cầu điện 4.1 Các giá trị Eg(0), a b vài vật liệu PMT điển hình 4.2 Giá trị Hệ số phản xạ phụ thuộc vào bề mặt Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh Luận văn tốt nghiệp cao học PHẦN MỞ ĐẦU Ngày nay, mà nguồn lượng truyền thống than, dầu khí…đang dần bị khai thác cạn kiệt, với việc ô nhiễm môi truờng ngày trở nên nghiêm trọng vấn đề cung cấp lượng đảm bảo an ninh lượng quốc gia cải thiện tình hình mơi trường chủ đề hết súc nóng bóng quốc gia giới Đã có nhiều biện pháp đưa sử dụng tiết kiệm, chống khai thác lãng phí nguồn lượng… Tuy nhiên, giải pháp giải vấn đề trước mắt, lâu dài, bắt buộc phải tìm nguồn lượng tích cực nghiên cứu nhằm thúc đẩy khai thác sử dụng lượng tái tạo nhiều Năng lượng mặt trời số nguồn lượng tái tạo quan tâm Nó khơng nguồn lượng khai thác vơ tận mà nguồn lượng thân thiện với mơi trường Ngồi ra, có ưu điểm dễ vận chuyển thích hợp khu vực vùng cao, vùng sâu vùng xa, hải đảo nơi mà nguồn điện lưới quốc gia không tới có tới chi phí tốn khó khăn Trên giới việc nghiên cứu, ứng dụng nguồn lượng mặt trời để cung cấp điện hay cụ thể pin mặt trời có từ lâu trở nên phổ biến sôi động Đã có nhiều nơi, nhiều lĩnh vực ứng dụng pin mặt trời cơng trình đèn chiếu sáng giao thông, pin cấp điện cho tàu vũ trụ, cấp điện cho hộ dân…Tuy nhiên, ưu điểm pin mặt trời có nhược điểm lớn vấn đề hiệu suất phát điện chưa cao giá thành đắt Do mà pin mặt trời chủ yếu ứng dụng rộng rãi nước phát triển Còn Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh Luận văn tốt nghiệp cao học nước phát triển Việt Nam việc triển khai ứng dụng cịn gặp nhiều khó khăn Hiện Việt Nam, có nhiều dự án cấp điện lượng mặt trời, chủ yếu cho khu vực vùng sâu, vùng xa hải đảo Tuy nhiên nhiều nơi tính tốn, lắp đặt chưa hiệu làm giảm hiệu suất gây lãng phí Có nhiều ngun nhân ngân hàng liệu xạ mặt trời số nắng địa phương thiếu chưa xác trạm đo chủ yếu trạm đo không chuyên dụng số lượng lớn cũ Ngồi cịn có yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất phát điện pin mặt trời địa điểm lắp đặt nhiệt độ định hướng dàn pin Việc xét ảnh hưởng nhiệt độ giúp nhiều việc lựa chọn chủng loại pin công suất cho phù hợp, việc xét ảnh hưởng định hướng dàn pin mặt trời giúp lựa chọn góc nghiêng tốt cho dàn pin để đạt hiệu suất phát điện tốt Hiện có nhiều phần mềm tính tốn, thiết kế lắp đặt pin mặt trời giới, nhiên hầu hết phần mềm tập trung vào việc thiết kế lắp đặt dàn pin chưa xét đến ảnh hưởng nhiệt độ định hướng dàn pin, có việc ứng dụng phần mềm dựa vào kết thu mà không hiểu bước thực tính tốn Do mà vấn đề cấp bách đặt việc ứng dụng pin mặt trời phải nghiên cứu, tính tốn yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phát điện dàn pin để từ lựa chọn giải pháp tốt nhất, tiết kiệm chi phí lớn cho việc sử dụng pin Trong khn khổ luận văn này, vấn đề tính tốn lý thuyết cấu trúc phần mềm tính toán ảnh hưởng nhiệt độ định hướng Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh Luận văn tốt nghiệp cao học dàn pin mặt trời lên cơng suất phát trình bày cụ thể Đồng thời qua đây, áp dụng tính tốn thử nghiệm số tỉnh đại diện cho ba miền Bắc, Trung, Nam Việt Nam Quảng Ninh, Đà Nẵng thành phố Hồ Chí Minh Và để hồn thành luận văn này, ngồi nỗ lực thân, tơi nhận nhiều góp ý giúp đỡ thầy cô giáo, đồng nghiệp bạn bè Qua đây, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn tận tình chu đáo cho tơi PGS TS Đặng Đình Thống – Giám đốc Trung tâm lượng mới, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Xin chân thành gửi lời cảm ơn tới tất thầy cô, đồng nghiệp bạn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh Luận văn tốt nghiệp cao học CHƯƠNG I NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI I.1 Nguồn lượng mặt trời I.1.1 Cấu tạo Mặt trời Năng lượng mặt trời (NLMT) nguồn lượng gần vô tận, nói nguồn lượng tương lai khơng xa Ngay từ năm 1970, người sử dụng nguồn NLMT nguồn lượng để thay cho nguồn lượng hoá thạch cạn kiệt Để hiểu khai thác nguồn NLMT tìm hiểu qua Mặt trời Nhật miện Sắc cầu Quang cầu 2.500km 500km Miền đối lưu Tầng trung gian 0,86R0 R0/4 Lõi mặt trời R = 1,4.10 K M = 1,989.1027 1,5.107K R0 Hạt dạng kim 8.106K Hạt 106K 10-14g/cm3 Hình 1.1 Cấu tạo Mặt trời Ngày nay, với tiến vượt bậc khoa học, thiết bị đo đạc vật lý có độ xác cao biết rõ cấu tạo đặc trưng Mặt trời Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 10 Luận văn tốt nghiệp cao học Mặt Trời hình thành cách khoảng Ga (5 tỷ năm) trước theo kết tính tốn ngành niên đại vũ trụ học Mặt Trời quay xung quanh tâm Ngân Hà khoảng cách khoảng 25.000 đến 28.000 năm ánh sáng tính từ tâm thiên hà này, hồn thành chu kỳ quay vào khoảng 226 Ma (226 triệu năm) Vận tốc quỹ đạo 217 km/s, có nghĩa năm ánh sáng 1.400 năm đơn vị thiên văn (bằng khoảng cách từ Mặt trời tới trái đất) ngày di chuyển Mặt trời tự quay quanh trục hết 28 ngày đêm không giống với tự quay vật rắn, chu kỳ quay xích đạo Mặt trời 27 ngày đêm, hai cực lại 30 ngày đêm Mặt trời khối cầu gần hoàn hảo với độ dẹt khoảng phần triệu chủ yếu lực hấp dẫn Mộc tinh Mặt Trời khơng có ranh giới rõ ràng hành tinh có đất đá Đường kính Mặt trời 1,39.106km (gấp khoảng 109 lần đường kính Trái đất) Thành phần khí cấu tạo Mặt trời chủ yếu Hydro (chiếm tới 80%) nguyên tố Heli chiếm gần 20%, phân tử khí liên kết với nhờ lực hấp dẫn Mật độ khí giảm dần xuống theo quan hệ số mũ theo khoảng cách tính từ tâm Mặt Trời Khoảng cách trung bình Mặt trời Trái đất sấp xỉ 1,5.108km Sau số thông số Mặt trời Bảng 1.1 Các thông số thành phần Mặt trời Thông số vật lý Đường kính Thành phần 1,392.106 km Hidro Độ dẹt 73,46% 9.10-6 Heli 24,85% Diện tích bề mặt 6,09.1012km2 Oxy 0,77% Thể tích 1,41.1018 km3 Cacbon 0,29% Khối lượng 1,9891.1030kg Sắt 0,16% Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 11 Luận văn tốt nghiệp cao học Tỷ trọng 1,408g/cm3 Neon 0,12% Gia tốc trọng 273,95m/s2 Nito 0,09% 617,54km/s Silic 0,07% trường Vận tốc thoát ly Nhiệt độ bề mặt 5.780K Magie Nhiệt độ nhật 5MK Lưu huỳnh 0,05% 0,04% hoa Nhiệt độ tâm Độ trưng Cường đô sáng 13,6MK 3,827.1026W 2,009.107W/m2 I.1.2 Năng lượng Mặt trời Mặt trời thực chất lò phản ứng nhiệt hạch khổng lồ Tại tâm Mặt Trời, mật độ khoảng 150 g/cm³ nhiệt độ khoảng từ 8.106K đến 40.106K lan truyền dần lớp vỏ ngoài, sau phát xạ dạng sóng điện từ lan truyền khắp không gian vào vũ trụ, nhiệt độ bề mặt Mặt trời khoảng 6000K xác 5762K Vùng trung tâm thể tích ứng với 0,23R (R-bán kín Mặt Trời) chứa khoảng 40% khối lượng 15% thể tích Mặt Trời, chiếm tới 90% lượng Ở khoảng cách 0,7R nhiệt độ giảm xuống 130.000K, khối lượng riêng giảm xuống 0,07kg/m3 bắt đầu xảy tượng đối lưu Lớp vỏ từ 0,7R đến R vùng đối lưu nhiệt độ vùng khoảng 5000K, khối lượng riêng giảm xuống khoảng 10-8kg/m3 Lớp phí vùng đối lưu gọi mặt phát quang hay quang cầu (photosphere) Mép quang cầu đường vành rõ nét, có cấu tạo tương tự tập hợp nhiều “hạt” gọi tế bào đối lưu khơng bình thường Đường kính tế bào ước tính khoảng 1000 đến 3000km, thời gian tồn chúng vài phút Lớp sát Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 12 Luận văn tốt nghiệp cao học mặt quang cầu với chiều dày khoảng vài trăm km có khối lượng riêng tăng đột ngột, đạt đến khoảng 10-4 lần so với khối lượng riêng khơng khí mặt biển nên gọi lớp đảo Tiếp theo lớp đảo vành lửa (chromosphere) có chiều dày khoảng 104km nhiệt độ lớp khoảng 5000K Cuối vành nhật hoa (Corona) có khối lượng riêng thấp nhiệt độ cao khoảng 106K Trên tranh mô tả đơn giản cấu trúc vật lý Mặt Trời (về nhiệt độ gradien khối lượng riêng nó) Vì vậy, cách xác ta khơng thể nói Mặt Trời vật đen Vì vật đen phát xạ xạ nhiệt độ xác đinh Cịn Mặt Trời phát xạ xạ từ nhiều lớp, lớp ứng với nhiệt độ khác nên tạo dãy phổ liên tục có bước sóng λ = ÷ ∞μm Tuy nhiên lĩnh vực nghiên cứu q trình nhiệt người ta coi Mặt Trời vật đen, phát xạ nhiệt độ 6000K Còn lĩnh vực nghiên cứu khác, chẳng hạn trình quang hợp, trình quang điện v.v… có phụ thuộc vào chiều dài sóng nên phân bố quang phổ lại trở nên quan trọng, khơng thể coi Mặt Trời vật đen Các phản ứng tổng hợp hạt nhân (nuclear fusion) chuyển hóa Hydro thành Heli Cứ giây có khoảng 8,9×1037 prơton (hạt nhân hiđrơ) chuyển hóa thành hạt nhân Heli Nó giải phóng lượng theo tỷ lệ chuyển hóa khối lượng-năng lượng 4,26 triệu giây hay 383 yota watt (9,15×1016 TNT giây) thoát khỏi bề mặt Mặt Trời dạng xạ điện từ trường nơtrino (và quy mô nhỏ động nhiệt plasma gió mặt trời lượng từ trường Mặt Trời) Do nhiệt độ áp suất bên Mặt Trời cao nên vật chất nhanh chóng bị ion hố chuyển dộng với lượng lớn Chúng va Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 88 Luận văn tốt nghiệp cao học Trên giao diện nhập liệu, tiến hành nhập liệu cần thiết cho trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ định hướng dàn Pin mặt trời vị trí lắp đặt thuộc khu vực Đà Nẵng Có hai thơng số bắt buộc tối cần thiết để tính tốn vị trí chủng loại Pin mặt trời - Ở khảo sát khu vực tỉnh Đà Nẵng, phần tỉnh thành lựa chọn Đà Nẵng Khi đó, giao diện thể vị trí tỉnh Đà Nẵng đồ nước, đồng thời có kèm theo bảng số liệu tổng lượng tổng xạ, nhiệt độ môi trường Đà Nẵng - Tiếp theo tiến hành lựa chọn chủng loại Pin cần sử dụng nghiên cứu Ở đây, lấy ví dụ loại Pin SW100 hãng SunWire có cơng suất 100Wp, kích thước 1446 x 646 mm, trọng lượng 11,8kg hình dáng thể giao diện b Kết sau tính tốn phần mềm b.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Để có kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến công suất phát dàn Pin mặt trời (100Wp) vị trí tỉnh Đà Nẵng kích chuột vào nút bấm nhiệt độ giao diện nhập liệu đầu vào Trên giao diện biểu diễn kết nhận thấy rõ rệt khác lượng phát Pin mặt trời khơng tính đến ảnh hưởng nhiệt độ trường hợp có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ bề mặt nằm ngang Đà Nẵng, theo kết thấy, lượng có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ 89% lượng phát không xét đến ảnh hưởng nhiệt độ Năng lượng phát Pin đạt giá trị cao vào tháng thấp vào tháng 12 hàng năm Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 89 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.2 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ tới cơng suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng b.2 Ảnh hưởng góc nghiêng Kết phần thể trực quan qua bảng số liệu đồ thị ứng với góc khác (100, 300, 500 so với mặt phẳng nằm ngang) dàn Pin mặt trời Qua bảng kết nhận thấy góc nghiêng 100, tổng lượng tổng xạ mà dàn Pin thu chí cịn cao so với trường hợp dàn Pin nằm ngang, cịn góc cịn lại, giá trị tổng xạ thu nhỏ so với giá trị mặt phẳng ngang Ngoài nhận thấy rằng, giá trị lượng thay đổi nhiều theo góc đặc biệt vào tháng mùa hè (tháng 6, 7, 8), cịn tháng mùa đơng thay đổi khơng đáng kể Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 90 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.3 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng b.3 Ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng Đây phần tổng hợp ảnh hưởng hai yếu tố tới công suất phát dàn Pin mặt trời khu vực tỉnh Đà Nẵng Tại khu vực này, cường độ xạ tập trung hầu hết vào tháng mùa hè, nhiên độ chênh lệch xạ mùa đông mùa hè lớn Qua đồ thị số liệu, chương trình phân tích đưa cho góc nghiêng tốt dàn Pin mặt trời đặt tỉnh Đà Nẵng hợp lý (vừa thu lượng xạ tốt nhất, vừa đáp ứng công suất phụ tải đồng theo mùa năm) Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 91 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.4 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng VI.2 Khu vực Quảng Ninh: VI.2.1 Điều kiện tự nhiên [7]: a Vị trí địa lý: Diện tích tồn tỉnh Quảng Ninh 8.239,243 km², Quảng Ninh tỉnh miền núi, ven biển, hải đảo, vùng duyên hải Đông Bắc Việt Nam, có toạ độ địa lý khoảng 20o40' đến 21o44' vĩ độ bắc, 106o25' đến 108o25' kinh độ đông, phía bắc giáp với tỉnh Quảng Tây - Trung Quốc, với đường biên giới quốc gia dài 132 km Hướng đơng nhìn vịnh Bắc Bộ với hải giới 250 km, phần bờ biển quốc gia Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 92 Luận văn tốt nghiệp cao học b Khí hậu: Mang đặc điểm chung khí hậu miền Bắc nước ta số đặc điểm riêng tỉnh miền núi ven biển Khí hậu Quảng Ninh bị phân hố thành mùa Mùa hạ nóng ẩm gần trùng với mùa mưa, mùa đơng lạnh giá gần trùng với mùa mưa (mùa khơ) Nhiệt độ khơng khí: Mùa hạ nóng, nhiệt độ trung bình ổn định 25oC Mùa đơng lạnh, nhiệt độ trung bình ổn định 20oC Lượng mưa: Quảng Ninh tỉnh có lượng mưa trung bình hàng năm tỉnh lân cận Lượng mưa đo trạm năm 1994 sau: Trạm Quảng Hà: 3833,0 mm; Trạm Cửa Ông: 2960,3 mm; Trạm Bãi Cháy: 2255,9 mm; Trạm ng Bí: 1869,9 mm Độ ẩm: Độ ẩm trung bình năm 1994 đo trạm: Trạm Cửa Ông: 84,8%; trạm Bãi Cháy: 83,6%; trạm ng Bí: 83,25% Độ ẩm trung bình mùa khác Về mùa mưa, độ ẩm trung bình cao ngược lại với mùa mưa (mùa khơ) độ ẩm trung bình thấp VI.2.2 Ứng dụng phần mềm tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ độ nghiêng dàn Pin mặt trời lên cơng suất phát địa bàn tỉnh Quảng Ninh Về bản, bước thực giống thực tỉnh Đà Nẵng a Nhập liệu đầu vào: Phần nhập liệu đầu vào lựa chọn tỉnh thành “Quảng Ninh” lựa chọn chủng loại Pin Để tiện so sánh chọn loại Pin SW100 b Kết tính tốn phần mềm Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 93 Luận văn tốt nghiệp cao học b.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Hình 6.5 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ tới công suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh Qua bảng số liệu đồ thị nhận thấy lượng phát Pin mặt trời khu vực Quảng Ninh có dạng giống khu vực Đà Nẵng, lượng xạ lượng thu chủ yếu tập trung vào tháng mùa hè Tuy nhiên khu vực Quảng Ninh lượng xạ lượng thu Pin mặt trời nhiều so với khu vực Đà Nẵng, Đối với khu vực Đà Nẵng lượng phát cao có tháng lên đến khoảng 450W/ngày, cịn Quảng Ninh cao 350W/ngày Điều dễ hiểu khu vực Đà Nẵng có vĩ độ nhỏ so với Quảng Ninh (gần xích đạo hơn) nên lượng xạ số nắng ngày cao Hiệu suất ảnh hưởng nhiệt độ vào khoảng 0,89 Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 94 Luận văn tốt nghiệp cao học b.2 Ảnh hưởng góc nghiêng Hình 6.6 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh Qua kết bảng số liệu tính tốn phân tích đồ thị lượng phát Pin theo tháng nhận thấy hầu hết với góc nghiêng thu lượng tổng xạ lớn so với bề mặt nằm ngang b.3 Ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng Quảng Ninh tỉnh thuộc khu vực phía Bắc Việt Nam nên nhiệt độ mơi trường cường độ xạ thấp xa với đường xích đạo Vì qua thấy qua ảnh hưởng góc nghiêng tác động đến lượng phát Pin mặt trời lớn Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 95 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.7 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Tỉnh Quảng Ninh VI.3 Khu vực Hồ Chí Minh: VI.3.1 Điều kiện tự nhiên: a Vị trí địa lý: Thành phố Hồ Chí Minh nằm toạ độ địa lý khoảng 10 10’ – 10 38 vĩ độ bắc 106 22’ – 106 054 ’ kinh độ đơng Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh , Đông Đông Bắc jgiáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu, Tây Tây Nam giáp tỉnh Long An Tiền Giang b Khí hậu: Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 96 Luận văn tốt nghiệp cao học Khí hậu thành phố có hai mùa rõ rệt: • mùa mưa từ tháng đến tháng 11, lượng mưa bình qn năm: 1.979 mm • mùa khơ từ tháng 12 đến tháng năm sau, nhiệt độ trung bình năm: 27,55°C Thành phố có hệ thống sơng Sài Gịn-Đồng Nai, chảy theo hướng Đơng Bắc-Tây Nam đổ biển Đơng Thành phố có khu dự trữ sinh Cần Giờ UNESCO công nhận năm 2000 VI.3.2 Ứng dụng phần mềm tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ độ nghiêng dàn Pin mặt trời lên cơng suất phát địa bàn TP Hồ Chí Minh a Nhập liệu đầu vào: Cũng tương tự khu vực Đà Nẵng Quảng Ninh, giao diện nhập liệu đầu vào lựa chọn khu vực Hồ Chí Minh lựa chọn chủng loại Pin Và để trực quan dễ so sánh lựa chọn chủng loại Pin mặt trời SW100 b Kết tính toán phần mềm b.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Riêng khu vực thành phố Hồ Chí Minh, nhiệt độ cao chênh lệch tháng mùa đông mùa hè khơng lớn Do lượng phát Pin mặt trời khu vực việc tính đến ảnh hưởng nhiệt độ khơng tính đến ảnh hưởng nhiệt độ tương đối đồng tháng Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 97 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.8 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ tới cơng suất phát PMT Hồ Chí Minh b.2 Ảnh hưởng góc nghiêng Riêng khu vực Hồ Chí Minh, vị trí địa lý tương đối gần xích đạo nên lượng xạ thu cao khơng chịu ảnh hưởng góc nghiêng nhiều Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 98 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.9 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Hồ Chí Minh b.2 Ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 99 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 6.10 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ góc nghiêng tới cơng suất phát PMT Hồ Chí Minh VI Nhận xét kết quả: Qua kết ứng dụng phần mềm tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ định hướng dàn pin đến cơng suất phát tỉnh khác đại diện cho ba miền Việt Nam nhận thấy, cường độ xạ số nắng nhiệt độ môi trường tăng dần từ phía Bắc vào Nam Theo khả ứng dụng pin mặt trời tốt từ tỉnh thuộc miền Nam miền Bắc Tuy nhiên mà ảnh hưởng nhiệt độ khiến công suất Pin giảm đáng kể khoảng 0.05% cho độ C Từ mà có nhìn cụ thể công suất phát điện dàn pin tuỳ theo tùng địa điểm mà có lựa chọn chủng loại công suất cho phù hợp Ngoài qua kết thấy việc chọn góc nghiêng tốt giúp cho thu hiệu suất phát Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 100 Luận văn tốt nghiệp cao học điện tối đa dàn Pin mặt trời Hầu hết kết cho giá trị góc nghiêng gần với giá trị vĩ độ Tuy nhiên lĩnh vực pin mặt trời ngồi việc thu lượng xạ tốt việc bảo dưỡng lau chùi thường xun đóng góp phần lớn vào cơng suất phát điện nó, việc làm công phải thực liên tục nên thường người ta nâng cao góc nghiêng mặt trời để tạo khả tự rửa bề mặt pin Ở đây, qua ba tỉnh chọn góc nghiêng góc nghiêng tốt cộng thêm khoảng 10 độ để tạo hiệu ứng tự rửa bề mặt VI.5 Kết luận kiến nghị: a Kết luận: Luận văn đề tài mẻ Việt Nam lĩnh vực lượng mặt trời Tuy chưa phải sản phẩm thực hồn hảo (do cịn thiếu sở liệu) giải yêu cầu mà đề tài đặt Cụ thể là: - Khái quát nguồn lượng mặt trời- nguồn lượng tái tạo, thân thiện với môi trường cho nguồn lượng kỷ 21 - Đã nghiên cứu tính chất xạ mặt trời ngồi bầu khí quyển, tính tốn, lượng hố xạ chiếu xuống bề mặt thu đặt mặt đất - Đã giới thiệu công nghệ chế tạo Pin mặt trời hệ thống cung cấp điện mặt trời độc lập Nguyên lý hoạt động chất trình quang điện bên Pin - Nghiên cứu, phân tích tính tốn lý thuyết ảnh hưởng nhiệt độ định hướng dàn pin mặt trời lên công suất phát Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 101 Luận văn tốt nghiệp cao học - Tính tốn thuật tốn, xây dựng cấu trúc chương trình phần mềm tính tốn ảnh hướng nhiệt độ định hướng dàn Pin mặt trời lên công suất phát Tìm hiểu, lựa chọn ngơn ngữ lập trình thiết kế hồn chỉnh phần mềm - Kết tính toán ứng dụng cho tỉnh đại diện cho miền đất nước cho kết khả quan Tiết kiệm thời gian chi phí tính tốn b Kiến nghị: Trên số kết đạt luận văn, sản phẩm có ý nghĩa việc nghiên cứu tính tốn cho việc cung cấp điện lượng mặt trời Tuy nhiên để sản phẩm phần mềm chấp nhận ứng dụng rộng rãi, thiết cần phải nghiên cứu hoàn thiện nhiều mặt giao diện, liệu cấu trúc chương trình Qua luận văn này, phần thấy tầm quan trọng việc ứng dụng lượng mặt trời giai đoạn tương lai sau Vì nguồn lượng sạch, thân thiện với mơi trường thích hợp cho khu vực khơng có lưới điện quốc gia vùng sâu, vùng xa va hải đảo Hơn nước phát triển, kinh tế nhiều khó khăn nước ta việc sử dụng kết để lựa chọn phương pháp ứng dụng lượng mặt trời cách tốt giúp giảm chi phí đầu tư cách đáng kể, đặc biệt trường hợp ứng dụng rộng rãi tất dàn pin mặt trời Việt Nam Do qua đây, luận văn muốn kiến nghị nhà nước nên có sách, phương thức khuyến khích thúc đẩy phát triển ngành lượng tái tạo nói chung lượg mặt trời nói riêng góp phần đảm bảo nhu cầu an ninh lượng quốc gia Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh 102 Luận văn tốt nghiệp cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Castello (1999), The photovoltaic Technology, ENEA, energy Department, Renewable Energy Sources Division, Photovoltaic Project, Hanoi, pp 17-45 [2] Trần Huy Khang (1980), Sách tra cứu xạ mặt trời, Viện khí tượng thuỷ văn, Hà Nội [3] Đặng Đình Thống (2005), Pin mặt trời ứng dụng, Trung tâm nghiên cứu lượng - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, [4].Đậu Quang Tuấn (2000), Visual Basic 6.0, Nhà xuất trẻ, Hà Nội [5] Viện Khoa học Năng lượng - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam (2003), Cơ sở liệu Năng lượng tái tạo Việt Nam, Viện Khoa học Năng lượng - Viện Khoa học công nghệ Việt Nam, Hà Nội [6] Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên (2006) Cơ sở lượng tái tạo, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, NXB Khoa học kỹ thuật, [7] Viện Khoa học Năng lượng - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam (2006), Nghiên cứu giải pháp cấp điện cho xã đảo Quan lạn huyện đảo Cồn cỏ, Báo cáo khoa học, Viện Khoa học Năng lượng - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội Đai học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Trường Minh ... đặt nhiệt độ định hướng dàn pin Việc xét ảnh hưởng nhiệt độ giúp nhiều việc lựa chọn chủng loại pin công suất cho phù hợp, việc xét ảnh hưởng định hướng dàn pin mặt trời giúp lựa chọn góc nghiêng... kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ tới công suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng 6.3 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng góc nghiêng tới công suất phát PMT Tỉnh Đà Nẵng 6.4 Giao diện kết tính tốn ảnh hưởng nhiệt. .. mặt nghiêng Phản xạ mặt nghiêng 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Lưu đồ thuật toán chương trình Giao diện lựa chọn thơng số đầu vào Giao diện khối tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ Giao diện khối tính tốn ảnh hưởng