BÁO cáo bài tập lớn hệ THỐNG NĂNG LƯỢNG XANH – EE3131 đề tài THIẾT kế hệ điện mặt TRỜI áp mái hòa lưới tại THÀNH PHỐ hồ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG XANH – EE3131 Đề tài: THIẾT KẾ HỆ ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI HỊA LƯỚI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GVHD: Trần Công Binh Học kỳ: 212 – Lớp: L01 – Nhóm: L01.01 Sinh viên thực hiện: STT Họ tên Trần Tuấn Kiệt Lê Đình Nhật Anh Phạm Hoàng Minh Nguyễn Thành Lu Nguyễn Thị Mỹ D TP.HCM, THÁNG NĂM 2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com MỤC LỤC 1.Điện mặt trời áp mái hoà lưới 1.1.Giới thiệu điện mặt trời 1.2.Giới thiệu điện mặt trời áp mái hoà lưới 1.3.Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ điện mặt trời 2.Đề thông số lựa chọn 2.1.Vị trí lắp đặt hệ điện mặt trời áp mái hoà lưới 2.2.Lựa chọn pin mặt trời 2.3 Lựa chọn INVERTER 3.Thiết kế hệ thống 3.1.Thông số pin nhiệt độ môi trường 3.2.Số lượng pin hệ thống 3.3.Thông số INVERTER string 4.Tổng kết TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Điện mặt trời áp mái hoà lưới 1.1 Giới thiệu điện mặt trời Năng lượng mặt trời Việt Nam thuộc nhóm ngành lượng nổi, kết hợp với phát triển lượng tái tạo chung giới đời khoa học công nghệ, đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển lượng Các nhà máy thủy điện nhỏ phát triển hồn thiện khơng đảm bảo lợi ích so với thiệt hại môi trường mà chúng gây Mặt khác, nằm gần đường xích đạo, vùng khơ hạn nhiều nắng tỉnh miền Trung miền Nam nên Việt Nam có tiềm lớn lượng mặt trời lượng gió Vì vậy, Chính phủ Việt Nam khuyến khích phát triển lượng mặt trời lượng gió, thể Quyết định số 2068 / QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ngày 25/11/2015 phê duyệt chiến lược phát triển lượng tái tạo Tầm nhìn Việt Nam phát điện từ năm 2030 đến năm 2050, đảm bảo phát triển nguồn điện đồng thời dừng dự án điện hạt nhân giảm nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch Các ưu đãi đầu tư xây dựng nhà máy điện giá bán điện Tập đoàn Điện lực Việt Nam thu hút quan tâm nhà đầu tư nước Vì vậy, từ năm 2015 việc xây dựng nhà máy điện mặt trời bắt đầu, đến năm 2019, có vài trăm dự án với công suất lắp đặt từ 20 đến 250 MW hồn thành hồn thành Theo EVN, tính đến ngày 30/5/2019, 47 dự án quang điện với tổng cơng suất 2.300 MW hịa vào lưới điện quốc gia Nhược điểm lượng mặt trời sản xuất điện có ánh sáng mặt trời công suất phát thay đổi liên tục theo mức độ ánh sáng Các khu vực thuận lợi cho việc đặt nhà máy thường xa khu vực tiêu thụ Điều giúp cho lưới điện tổ chức truyền tải điện có kế hoạch điều khiển nguồn thích hợp để cung cấp lượng cho phụ tải mà tiêu thụ 1.2 Giới thiệu điện mặt trời áp mái hoà lưới Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (nối lưới) hệ thống hoạt động kết hợp hệ thống điện lượng mặt trời hệ thống điện lưới quốc gia Không giống điện mặt trời độc lập, lượng từ hệ thống điện lượng mặt trời ưu tiên sử dụng trước hệ thống điệ n lưới quốc gia Hệ thống điện mặt trời hòa lưới gồm loại: TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com • Hệ thống điện mặt trời hịa lưới khơng lưu trữ • Hệ thống điện mặt trời hịa lưới có lưu trữ Mỗi loại có ưu điểm riêng, phù hợp với mục đích sử điện mặt trời khác n hau Quý khách hàng chọn cho giải pháp phù hợp với nhu cầu mì nh Điện lượng mặt trời đảm bảo ổn định, tiết kiệm chi phí tối ưu hóa đầu tư cho nh u cầu khách hàng Hệ thống điện mặt trời hịa lưới hình thức lắp đặt phổ biến nay, đặc biệt sau có chế khuyến khích phát triển điện mặt trời Việt Nam Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg ngày 06/04/2020 Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời hịa lưới có thuận lợi sau: Chi phí đầu tư ban đầu thấp (so với hình thức khác lắp đặt khác); khơng sử dụng pin lưu trữ ắc quy nên tuổi thọ hệ thống lâu chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp; tiết kiệm tối đa chi phí sử dụng điện hàng tháng; bán điện thừa cho Điện lực thông qua công tơ chiều với giá bán ưu đãi; hỗ trợ Điện lực việc giảm truyền tải điện Tuy nhiên, bị điện lưới hệ thống điện mặt trời ngắt, phụ tải không điện để sử dụng Do vậy, hệ thống phù hợp với khách hàng sử dụng điện từ lưới điện Điện lực Hình 1: Hệ thống điện mặt trời áp mái hồ lưới khơng lưu trữ Ưu điểm hệ thống hồ lưới khơng lưu trữ • Khai thác điện hiệu • Bền vững, lâu dài tuổi thọ hệ thống 30 năm TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com • Ứng dụng rộng rãi cho nơi • Khơng sử dụng bình acquy • Việc lắp đặt sử dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp • Thời gian thu hồi vốn rút ngắn tối đa 1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ điện mặt trời hoà lưới Hệ thống điện lượng mặt trời hòa lưới hệ thống điện mặt trời đấu nối với lưới điện Điện lực Cấu tạo hệ thống điện mặt trời hòa lưới gồm thành phần sau: • Tấm pin lượng mặt trời; • Biến tần hịa lưới (inverter); • Cơng tơ chiều Hình 2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống hồ lưới khơng lưu trữ TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Nguyên lý hoạt động: Năng lượng mặt trời hấp thụ trực tiếp pin mặt trời tạo dịng điện chiều Sau thông qua chuyển đổi nối lưới (bộ nghịch lưu DC / AC) Dòng điện biến đổi thành dòng điện xoay chiều có pha, tần số biên độ với lưới điện quốc gia Hệ thống hòa vào lưới điện quốc gia để cung cấp điện cho thiết bị điện Khi cơng suất hịa lưới cơng suất phụ tải (Phụ tải) phụ tải hoàn toàn tiêu thụ điện từ pin mặt trời Nếu công suất tiêu thụ điện lớn công suất nối lưới phụ tải chiếm nhiều cơng suất lưới để bù đắp Khi công suất phụ tải tiêu thụ nhỏ cơng suất nối lưới phát điện nối lưới cấp điện cho lưới điện Theo cơng văn Thủ tướng Chính phủ việc khuyến khích phát triển dự án lượng mặt trời Việt Nam, EVN nhận lại lượng điện vào lưới điện Nếu khách hàng không dùng hết, họ bán lại cho phủ tối ưu hóa chi phí tạo lợi nhuận TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Đề thơng số lựa chọn 2.1 Vị trí lắp đặt hệ điện mặt trời áp mái hoà lưới Hệ điện mặt trời áp mái hoà lưới lắp đặt TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Các thơng số quang đo TP Hồ Chí Minh sau: Hình 3: Thơng số quang TP.Hồ Chí Minh Nguồn:https://globalsolaratlas.info./map?c=9.94721,105.508025,7&s=10.779349,106.687 699&m=site Theo Hình 1, ta có thông số cần thiết cho việc lắp ghép dàn pin sau: • Góc nghiêng 12° phía Nam • Sản lương trung bình năm 1824 kWh/m2 tương ứng với 5h nắng đỉnh • Nhiệt độ mơi trường: 27.7°C TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 2.2 Lựa chọn pin mặt trời Chọn pin mặt trời loại HiKu6 Mono PERC hãng CandianSolar (Phụ Lục 1) bao gồm 144 tế bào ghép nối tiếp, có thơng số STC (1KW/ , 25℃, 1,5) sau: Bảng 1: Thông số pin Công suất cực đại( Điện áp ( ) ) Dòng điện ( ) Điện áp hở mạch ( ) Dòng điện ngắn mạch ( ) Hệ số nhiệt độ Hệ số nhiệt độ Hệ số nhiệt độ NOCT Diện tích Khối lượng Hiệu suất quang Nguồn: https://datsolar.com/p/tam-pin-nang-luong-mat-troi-canadian-550w 2.3 Lựa chọn INVERTER Chọn INVERTER SUNGROW 12KW (DÒNG RT) hãng SUNGROW (Phụ lục 2) với thông số sau: Bảng 2: Thông số INVERTER Đầu vào (DC) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Hiệu suất Nguồn: https://datsolar.com/p/inverter-sungrow-12kw-dong-rt/ TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Thiết kế hệ thống 3.1 Thông số pin nhiệt độ môi trường Nhiệt độ pin: = ô + ườ Điện áp hở mạch: ′ = × (1 + ệ ố ℎ ệ ×( − 25)) = 49.6 ∗ (1 − 0.26% × (53.95 − 25)) = 45.867 ( ) Dịng điện ngắn mạch: ′ = Cơng suất cực đại: ′ × (1 + ệ ố ℎ ệ ×( = 14 ∗ (1 + 0.05% ∗ (53.95 − 25)) = 14.16212 = × (1 + ệ ố ℎ ệ ×( − 25)) = 550 ∗ (1 − 0.34% × (53.95 − 25)) = 495.863 ( − 25)) ) 3.2 Số lượng pin hệ thống Công suất hệ thống điện mặt trời áp mái hoà lưới theo yêu cầu P ht = xyz = 422 (kW) Ta lắp đặt hệ thống với kết cấu sau: • Hệ thống với số pin làvà số string • Mỗi string với số pin • Ở string lắp đặt Inverter TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Số pin tối đa string: Lựa chọn string gồm có 22 Cơng suất string: = × ′ = 22 × 495.863 = 10.908 ( Số string tối đa: ℎ = = 422000 10908 ≈ 39 ( ) ) Tổng số pin sử dụng = × = 22 × 39 = 858 ( ấ ) Tổng công suất dàn pin = × ′ = 858 × 495.863 = 425.45 ( ) Diện tích lắp đặt: S = ncell ∗ S1 pin = 858 × 2.564 = 2199.9 (m2) Khối lượng dàn pin: M = ncell ∗ m1 pin = 858 × 27.8 = 23852.4 (kg) 3.3 Thông số INVERTER string Đầu vào INVERTER: Công suất đầu vào Inverter: 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com = _ = 10.908 ( ) Điện áp cực đại đầu vào DC Inverter: = _ × = 22 × 49.6 = 1091.2 ( ) Dòng điện cực đại đầu vào DC Inverter: _ = ′ = 14.16 ( ) Đầu INVERTER Công suất đầu vào Inverter: _ = _ × (ℎ ệ ấ ) = 10.908 × 98.5% = 10.744 ( ) Điện áp đầu AC Inverter string: VAC (pha) = VAC_lưới (pha) = 220 (V) VAC (dây) = VAC_lưới (dây) = 380 (V) Tần số: f = 50Hz 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Tổng kết Tổng công suất phát lên lưới: = _ × = 10.744 × 39 = 419 ( ) Sản lượng phát lên lưới năm: ă = ×( ố ắ đỉ ℎ ) × 365 = 419 × × 365 = 764.675 ( ℎ) Hiệu suất biến đổi: H = (hiệu suất quang pin) ×(hiệu suất inverter) = 21.5% × 98.5% = 21.17% Hình 4: Sơ đồ thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái hoà lưới 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... (nối lưới) hệ thống hoạt động kết hợp hệ thống điện lượng mặt trời hệ thống điện lưới quốc gia Không giống điện mặt trời độc lập, lượng từ hệ thống điện lượng mặt trời ưu tiên sử dụng trước hệ thống. .. thu hồi vốn rút ngắn tối đa 1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ điện mặt trời hoà lưới Hệ thống điện lượng mặt trời hòa lưới hệ thống điện mặt trời đấu nối với lưới điện Điện lực Cấu tạo hệ thống. .. skknchat123@gmail.com Đề thơng số lựa chọn 2.1 Vị trí lắp đặt hệ điện mặt trời áp mái hoà lưới Hệ điện mặt trời áp mái hoà lưới lắp đặt TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Các thơng số quang đo TP Hồ Chí Minh sau: