BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CHO CÔNG TY ĐỒ GỖ PHÚC THẮNG GVHD PGS TS VÕ VIẾT CƯỜNG SVTH CÙ HUY SƠN M.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CHO CÔNG TY ĐỒ GỖ PHÚC THẮNG GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG SVTH: CÙ HUY SƠN MSSV: 20342005 NGUYỄN VŨ NHẬT MINH Ngành: KĨ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Khóa: 2020 Lớp : 20342B Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 20342002 LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp, chúng em xin cảm ơn chân thành tới Thầy PGS.TS Võ Viết Cường- giảng viên khoa Điện-Điện tử, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ, góp ý bảo chúng em suốt thời gian làm đồ án Những lời nhận xét, hướng dẫn góp ý to lớn từ thầy động lực để chúng em hoàn thành đồ án thời hạn Em xin cảm ơn quý Thầy Cô trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM dạy cho chúng em kiến thức liên quan, kiến thức tảng cung cấp cho chúng em nguồn tài liệu để chúng em đúc kết áp dụng vào đồ án Cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bạn lớp nhiệt tình giúp đỡ nhóm lúc khó khăn học tập Với điều kiện thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nhóm, báo cáo đồ án khơng thể tránh thiếu sót Nhóm em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức mình, phục vụ tốt công việc thực tế sau Chúng em xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng năm 2022 Sinh viên thực Cù Huy Sơn Nguyễn Vũ Nhật Minh i TÓM TẮT ĐỀ TÀI Đề tài thực nhằm tìm hiểu tình hình điện mặt trời Việt Nam, tiến hành xây dựng quy trình giải pháp kỹ thuật phù hợp cho hệ thống pin lượng mặt trời cho nhà xưởng có mái ngang bê tông dựa phần mềm hỗ trợ mơ Kết hợp tính tốn kinh tế để thu hút nhà đầu tư, cho họ thấy lợi ích hiệu hệ thống Phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài phương pháp thu thập thông tin, phương pháp mô phỏng, phương pháp phân tích, tổng hợp, phương pháp quy nạp Nội dung đề tài gồm có phần Bước đầu, lựa chọn đối tượng nhà xưởng mẫu, xác định phân tích thơng số đầu vào cơng trình từ đưa đánh giá sơ ưu nhược điểm dự án yêu cầu chủ đầu tư Tiếp theo xây dựng lưu đồ thiết kế giải yêu cầu thiết kế Áp dụng lưu đồ vào tính tốn mẫu Sau phân tích kết quả, ưu nhược điểm phương án thiết kế, mô phần mềm PVSyst, so sánh kết mô thủ công xem độ sai số Cuối đưa giải pháp đầu tư hiệu quả, tính tốn lượng chi phí tiết kiệm, hiệu kinh tế ứng dụng giải pháp Kết nghiên cứu cuối đề tải quy trình tính tốn giải pháp kỹ thuật kết hợp phần mềm mô PVsyst, ứng dụng thiết kế hệ thống hệ thống pin lượng mặt trời cho nhà xưởng ii Mục Lục LỜI CÁM ƠN i TÓM TẮT ĐỀ TÀI ii DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Giải pháp cho vấn đề 1.1.3 Lý chọn đề tài 1.1.4 Giới hạn đề tài 1.1.5 Phạm vi đề tài 1.1.6 Phương pháp ứng dụng 1.1.7 Mục tiêu đạt 1.2 TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 1.2.1 Thơng tin cơng trình 1.2.2 Điều kiện tự nhiên 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI 12 2.1.1 Lý thuyết Năng Lượng Mặt Trời 12 2.1.2 Ưu điểm lượng mặt trời 12 2.1.3 Khuyết điểm lượng mặt trời 13 2.2 BỨC XẠ MẶT TRỜI 13 2.2.1 Lý thuyết xạ mặt trời 13 2.2.2 Cường độ xạ Việt Nam 14 2.2.3 Tiềm phát triển điện mặt trời theo khu vực Việt Nam 15 2.3 HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI 16 iii 2.3.1 Pin quang điện mặt trời 17 2.3.2 Bộ đổi nguồn DC/AC 21 2.3.3 Các thiết bị khác 27 2.4 QUY ĐỊNH ĐẤU NỐI 29 2.4.1 Yêu cầu kỹ thuật nhà máy điện Mặt Trời 29 2.4.2 Cơ sở pháp lý 30 2.4.3 Trình tự thỏa thuận đấu nối 31 2.4.4 Thời hạn xem xét kí thỏa thuận đấu nối 31 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG THỰC TẾ 32 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG 32 3.2 LƯU ĐỒ THIẾT KẾ 33 3.3 THIẾT KẾ KĨ THUẬT 38 3.3.1 Phương án lắp đặt theo trạng cơng trình 38 3.3.2 Các loại mặt thường sử dụng 38 3.3.3 Sử dụng phần mềm 43 3.3.4 Tính tốn lựa chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ 43 3.3.5 Tính tốn nối đất chống sét cho hệ thống 45 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI PHÂN XƯỞNG 49 4.1 PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 49 4.2 TÍNH TỐN CƠNG SUẤT LẮP ĐẶT 50 4.3 LỰA CHỌN TẤM PIN QUANG ĐIỆN 53 4.4 LỰA CHỌN INVERTER 56 4.5 SẢN LƯỢNG ĐIỆN CỦA DỰ ÁN 61 4.5.1 Tính sản lượng điện 61 4.5.2 So sánh với kết mô 61 4.5.3 Điện tạo ngày 65 4.6 TÍNH TỐN THIẾT BỊ 66 4.6.1 Tính tốn lựa chọn dây dẫn DC cho phương án 66 4.6.2 Lựa chọn dây dẫn AC thiết bị bảo vệ cho phương án 67 iv 4.7 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO PHƯƠNG ÁN 68 4.8 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHI TIẾT 70 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ 72 5.1 DỰ TỐN VÀ PHÂN TÍCH CÁC VẤN ĐỀ TÀI CHÍNH 72 5.1.1 Tính giá điện bình quân 72 5.1.2 Danh sách thiết bị 73 5.1.3 Tổng mức đầu tư 74 5.1.4 Các thông số đầu vào 74 5.1.5 Kết dự án 75 5.1.6 Doanh thu dự án 76 5.1.7 Quan điểm đầu tư theo góc nhìn EPV/TIPV 77 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 78 6.1 TÍNH TỐN LƯỢNG CO2 PHÁT THẢI CỦA DỰ ÁN 78 6.2 TÁI CHẾ TẤM QUANG ĐIỆN 79 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN, NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 81 7.1 KẾT LUẬN 81 7.2 NHẬN XÉT KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 81 7.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 81 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1: VẬT TƯ PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG PHỤ LỤC 3: BẢN VẼ THIẾT KẾ PHỤ LỤC 4: TÍNH TỐN TÀI CHÍNH PHỤ LỤC 5: DATASHEET 15 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Số liệu bổ sung công suất tái tạo trung bình hàng năm cơng suất lắp đặt tích lũy 2009-2026 Hình 1.2 Công suất điện mặt trời theo quốc gia lãnh thổ (MW) 2019 Hình 1.3 Top 10 quốc gia theo tổng công suất PV lượng mặt trời năm 2021 Hình 1.4 Bổ sung công suất PV theo quốc gia vào năm 2019 Hình 1.5 Bổ sung công suất PV theo quốc gia vào năm 2021 Hình 1.6 Cơng trình nhìn từ cao 10 Hình 2.1 Thành phần xạ mặt trời 14 Hình 2.2 Bản đồ xạ nhiệt Mặt Trời Việt Nam 15 Hình 2.3 Cấu trúc hệ thống pin quang điện mặt trời nối lưới 16 Hình 2.4 Cấu tạo pin quang điện 17 Hình 2.5 Hộp đấu dây 18 Hình 2.6 Cổng MC4 19 Hình 2.7 Tóm tắt đặc điểm pin 19 Hình 2.8 Bảng xếp hạng nhà cung cấp pin Quý 3/2020 21 Hình 2.9 Inverter 22 Hình 2.10 Sơ đồ khối mạch inverter 22 Hình 2.11 Vùng điện áp, công suất tối đa inverter phụ thuộc vào nhiệt độ xạ 26 Hình 2.12 Chống sét lan truyền DC 27 Hình 2.13 Tủ gom dây DC 28 Hình 2.14 MCCB 28 Hình 2.15 Chống sét lan truyền AC 28 Hình 2.16 Cáp DC 29 Hình 2.17 Cáp AC 29 vi Hình 2.18 Trình tự thực thủ tục thực đấu nối 31 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống lượng mặt trời 32 Hình 3.2 Lưu đồ thiết kế hệ thống lượng mặt trời 33 Hình 3.3 Giá đỡ PV 40 Hình 3.4 Các loại kẹp rail 41 Hình 3.5 Vị trí lắp đặt bát, kẹp rail nhơm 41 Hình 3.6 Lắp đặt quang điện lên rail nhôm 41 Hình 3.7 Kẹp seamlock 42 Hình 3.8 Lắp đặt quang điện lên bát Z 42 Hình 3.9 Lắp đặt rail mái ngói 42 Hình 3.10 Hệ thống trung tính nối đất trực tiếp TT 47 Hình 3.11 Các kiểu nối đất 48 Hình 4.1 Hình ảnh cơng ty Đồ Gỗ Phúc Thắng nhìn từ vệ tinh 50 Hình 4.2 Máy biến áp phân xưởng 51 Hình 4.3 Phiếu tiền điện kì tháng 52 Hình 4.4 Phiếu tiền điện kì tháng 52 Hình 4.5 Phiếu tiền điện kì tháng 52 Hình 4.6 Tấm pin quang điện 55 Hình 4.7 Inverter SMA 110kW Sunny Tripower CORE2 | STP 110-60 58 Hình 4.8 Dữ liệu khí tượng cơng trình 62 Hình 4.9 Kết tính tốn Pvsyst 63 Hình 4.10 Loss diagram Pvsyst 64 Hình 4.11 Biều đồ điện lưới, pin NLMT 66 Hình 4.12 Sơ đồ nguyên lý 70 Hình 6.1 Quy trình tái chế pin 80 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh giá bán lẻ điện cấp điện áp kV Bảng 2.1 Thời hạn xem xét thực thỏa thuận đấu nối 31 Bảng 3.1 Check list dự án 34 Bảng 4.1 Năng lượng xạ trung bình theo ngày tháng vị trí cơng trình 50 Bảng 4.2 Điện tiêu thụ phân xưởng 51 Bảng 4.3 So sánh tính kinh tế kỹ thuật hãng PV hàng đầu 54 Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật pin LONGi 450W LR4-72HPH-450M 56 Bảng 4.5 So sánh tính kinh tế kỹ thuật hãng Inverter hàng đầu 57 Bảng 4.6 Thông số Inverter SMA 110kW Sunny Tripower CORE2 STP 110-60 59 Bảng 4.7 Công suất hoạt động lưới pin 65 Bảng 5.1 Biểu giá bán điện cho ngành sản suất 72 Bảng 5.2 Danh sách thiết bị dự án 73 Bảng 5.3 Tổng mức đầu tư 74 Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật 74 Bảng 5.5 Kết dự án 75 Bảng 5.6 Kết tính tốn EPV 77 Bảng 5.7 Kết tính tốn TIPV 77 Bảng 6.1 Lượng CO2 phát thải từ dạng lượng phổ biến 78 Bảng 6.2 Bảng số liệu sản lượng điện lượng phát thải CO2 20 năm 78 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam ĐMT: Điện mặt trời ĐH: Đại học PV (Photovoltaic): Quang quang điện IEA (International Energy Agency): Cơ quan lượng quốc tế FIT (Feed-in-tariff): Biểu giá điện hỗ trợ BCT: Bộ Công Thương TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh NLMT: Năng lượng mặt trời KH: Khách hàng CS: Công suất SX: Sản xuất PA: Phương án DA: Dự án STC: Tiêu chuẩn pin lượng thử nghiệm mơi trường thí nghiệm chuẩn NOCT: Tiêu chuẩn pin lượng thử nghiệm môi trường thực tế MPP (Maximum Power Point): Điểm công suất tối đa CB (Circuit Breaker): Máy cắt MCB (Main Circuit Breaker): Máy cắt tổng ix PHỤ LỤC 4: TÍNH TỐN TÀI CHÍNH PHỤ LỤC 5: DATASHEET Longi-LR4-72HPH-425~450M Inverter SMA SUNNY TRIPOWER CORE2 STP 110-60 ... 1.1.7 Mục tiêu đạt Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái cho công ty đồ gỗ Phúc Thắng Xác nhận phương án khả thi hiệu công suất, khả hồi vốn Quy trình tái chế hệ thống điện mặt trời tương lai Cung... dòng điện AC - Dòng điện phân phối, cung cấp cho thiết bị điện tử tòa nhà, hệ thống - Điện dư thừa cấp lưới điện Các thành phần thiết kế nhà máy điện mặt trời sau: - Hệ thống panel lượng mặt trời. .. 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống lượng mặt trời Các pin lượng mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời chuyển hóa thành dịng điện chiều (DC) (qua q trình quang điện) Dịng điện chiều