Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Số 38, 2019 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN BẠCH THANH QUÝ Khoa Công Nghệ Điện, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh bachthanhquy@iuh.edu.vn Tóm tắt Trong xu hướng tìm kiếm nguồn lượng để thay cho nguồn lượng truyền thống, lượng mặt trời đánh giá có nhiều tiềm ưu điểm để khai thác phát triển nước ta Nhằm góp phần hiểu rõ tính chất nguồn lượng này, viết trình bày đặc tính hệ thống quang năng, đồng thời trọng đến phân tích đánh giá hai yếu tố tác động đến hiệu phát điện hệ thống solar nhiệt độ tượng phủ bóng Thơng qua kết phân tích, làm sở kỹ thuật cho đơn vị thực thi công, lắp đặt, vận hành, bảo trì hệ thống quang đảm bảo ngồi việc hệ thống hoạt động cịn phải tối ưu công suất phát hệ thống Từ khóa Năng lượng tái tạo, lượng mặt trời, pin mặt trời, hệ thống quang ANALYZING AND EVALUATING THE AFFECTIVE OF TEMPERATURE AND SHADING TO THE EFFICIENCY OF A SOLAR POWER GENERATION Abstract On the trend of seeking new energy soures in order to replace traditional energy, solar energy is considered to have high potential and advantages to be exploited and developed in our country In this paper, first, basic characteristics of a photovoltaic system are presented The affects of temperature and shadow to the efficiency of a solar power generation are analyzed and evaluated in the second part of the paper This results are then used as technical recommendation/materials for workers in order to install, operate and maintain solar systems such that the output energy generation is optimized Keywords Renewable energy, solar energy, solar cell, photovoltaic system ĐẶT VẤN ĐỀ Tăng cường khai thác nguồn lượng để thay nguồn lượng hoá thạch truyền thống xu hướng phát triển Các nguồn lượng có tính bền vững, gây nhiễm xem xét nước ta là: Các hồ thuỷ điện nhỏ, phong năng, quang lượng sinh khối Theo [1], chi phí sản xuất lượng tái tạo năm gần giảm đáng kể, thu hút nhà đầu tư tham gia vào phát triển nguồn lượng tái tạo Đầu tiên, với hồ thuỷ điện nhỏ đánh giá có giá thành đổi điện thấp nhất, khả sản xuất ổn định kết nối lưới tốt, nhiên nước ta nguồn tài nguyên lượng khai thác hết tiềm có Tiếp theo tài nguyên lượng gió, Việt Nam có vị trí địa lý thuận lợi, có đường bờ biển dài, nguồn lượng gió đánh giá tốt (năng lượng gió khai thác 6m/s), có vài nhà máy điện gió triển khai nối lưới, nhiên việc đổi điện nguồn lượng nhiều hạn chế trình khai thác vận hành hệ thống phát điện gió như: Ổn định tần số, cơng suất phát, tính ổn định hệ thống nối lưới, giá thành biến đổi điện cao …., nên việc khai thác phát triển nguồn lượng nhiều hạn chế cần khắc phục Kế đến nguồn phát điện từ sinh khối, bản, nước ta đánh giá mạnh khai thác nông nghiệp, nên nguồn nguyên liệu sinh khối có trữ lượng lớn, có tiềm việc chuyển đổi lượng sinh khối sang điện năng, nhiên cơng nghệ phát điện sinh khối cịn nhiều vấn đề phát sinh việc xử lý sinh khối, xử lý môi trường giá thành đổi điện cao, nên nguồn tài nguyên chưa mang lại hiệu khai thác © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 24 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN Về lượng quang năng, Việt Nam đánh giá nước có trữ lượng lượng mặt trời lớn Theo kết đánh giá sơ Chương trình Trợ giúp Năng lượng MOIT/GIZ năm 2016 [2], [3], tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam khoảng 130 GW, trữ lượng vô lớn cần khai thác phát triển để đáp ứng tốt nguồn cung lượng cho công nghiệp dân sinh, giảm bớt áp lực phụ thuộc lên nguồn lượng hố thạch, cơng nghệ khai thác chuyển đổi quang năm gần liên tục cải tiến làm giảm sâu giá thành biến đổi điện năng, đó, nguồn lượng xem nguồn lượng có khả khai thác phát triển Gần đây, với khuyến khích phủ văn quy phạm pháp luật cho phép khai thác kinh doanh lượng mặt trời hoà lưới, hàng loạt dự án lượng mặt trời cấp phép triển khai Song song với dự án lượng mặt trời lớn, phần khơng thể khơng nhắc đến lượng mặt trời mái nhà Việc lắp đặt quang điện mái nhà phát công suất điện cho phụ tải ngơi nhà đó, ngồi cịn hồ vào lưới thời điểm có nắng khơng sử dụng điện Tuy nhiên, việc lắp đặt quang điện lên mái nhà chạy theo cạnh tranh giá thành lắp đặt thi công nên thường lắp trực tiếp lên mái nhà mà không thi công khung giá đỡ riêng cho hệ thống lượng, dẫn đến có tích nhiệt cao phía bên quang điện, nhiệt độ tác động xấu đến hệ thống phát điện lâu dài không tốt cho hệ thống, làm giảm tuổi thọ hệ lượng mặt trời hay giảm công suất phát hệ thống mặt trời Ngồi tiết kiệm khơng gian, hệ thống lượng mặt trời thường không khảo sát tượng phủ bóng lên phần quang điện, yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến đặc tính phát điện hệ thống Trong viết này, tác giả phân tích hai yếu tố có ảnh hưởng lớn đến tính chất phát điện hệ thống lượng mặt trời nhiệt độ phủ bóng lên quang điện Kết phân tích cho thấy cần phải có biện pháp giảm tích nhiệt làm việc quang điện thực biện pháp bảo trì, bảo dưỡng quang điện cho giảm nhỏ hệ phủ bóng lên bề mặt làm việc quang điện MƠ HÌNH HỐ VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA TẾ BÀO QUANG ĐIỆN Cấu tạo tế bào quang điện gồm hai lớp bán dẫn n-p; ánh sáng mang hạt lượng photon chiếu vào tế bào quang điện làm giải phóng electron tự hợp chất bán dẫn, tạo nên hạt hạt mang điện tích âm lỗ trống mang điện tích dương, điện tích âm điện tích dương tập trung hai phía hai lớp bán dẫn n-p tạo phân cực tế bào quang điện Chính phân cực tạo nên điện hai bề mặt lớp n-p Nối hai điện cực với điện trở bên tạo nên dòng điện, gọi dòng phân cực Iph, hình Hình 1: Cấu tạo nguyên lý tế bào quang điện Như với tế bào quang điện xem tương đương với diode quang bán dẫn Tiến hành nối tắt hai điện cực tế bào quang điện, ta có mơ hình ngun lý hình © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 25 p Is c= -Iph V=0 Iph Hình 2: Sơ đồ nối ngắn mạch tế bào quang điện Theo hình 2, ngắn mạch, điện ngược hai đầu diode 0, tác động phân cực photon, sinh dòng điện chạy mạch, gọi dòng nguồn I ph (Photocurrent source) Dòng điện nguồn ngắn mạch xác định: (1) Dòng Iph hàm số phụ thuộc yếu tố vật liệu chế tạo, nhiệt độ làm việc, cường độ ánh sáng chiếu lên tế bào quang điện, theo [4], Iph xác định: (2) Trong đó: K số phụ thuộc thiết bị, bao gồm: Công nghệ chế tạo, vật liệu chế tạo nhiệt độ môi trường làm việc, I cường độ xạ ánh sáng Tiến hành nối hai điện cực tế bào quang điện với tải trở R, ta có mơ hình ngun lý hình p I=Idiod e - Iph Idiod e V Iph R Hình 3: Sơ đồ nối tế bào quang điện với tải R Theo hình 3, nối hai đầu điện cực tế bào quang điện với điện trở điện áp đặt lên hai đầu điện trở điện áp đặt thuận lên diode, xuất dịng điện qua diode, ngược chiều hồn tồn với dịng Iph Dòng điện lấy tế bào quang điện lúc I, I xác định theo công thức (3) (3) Để thuận tiện việc phân tích tính tốn mơ phỏng, tế bào quang điện xem nguồn dòng lý tưởng nối song song với diode sơ đồ hình I Isc Id V RL Hình 4: Sơ đồ mạch điện tương đương lý tưởng © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 26 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN Hình mơ hình với diode lý tưởng, nội trở nối tiếp R s = 0, nội trở song song Rsh = Tuy nhiên, với diode thực tế, hai giá trị nội trở R s Rsh luôn tồn tại, sơ đồ mạch điện tương đương tế bào quang điện trình bày hình I Isc Id Ish Vd Rs RL V Rsh Hình 5: Sơ đồ mạch điện tương đương thực tế solar cell Áp dụng định luật Kirchoff 1, để phân tích mạch tương đương hình 5, ta có: (4) Trong cơng thức (4), Isc cường độ dòng điện ngắn mạch phát từ tế bào quang điện tác động cường độ xạ ánh sáng, Id cường độ dòng điện qua diode ngược, Ish cường độ dòng điện qua nội trở song song tế bào quang điện Xem xét dịng điện qua diode, tính dịng điện qua nội trở shunt diode, thay vào công thức (4) ta có: ( ( ) ) (5) Trong (5), n hệ số đặc tính diode, k số Boltzmann, T nhiệt độ ( K), q điện tích Theo [5], I0 gọi dịng điện bảo hoà ngược qua diode I sat (Reverse saturation current), hay gọi dòng điện tối Dòng điện tối xác định công thức (6) * + * ( )+ (6) Trong (6), Tr nhiệt độ tham chiếu tế bào quang điện (0K), Irr dòng điện tối tương ứng với nhiệt độ tham chiếu, E gap lượng tối thiểu cần thiết vật liệu bán dẫn tạo Đặc tính dịng điện tối qua diode trình bày hình I Dark Photo V Voc I0 Pm Isc Hình 6: Đặc tính I-V Iph I0 Cũng theo [5], cường độ dòng ngắn mạch tế bào quang điện (Isc) xác định hàm xạ mặt trời bề mặt pin S i, nhiệt độ pin T, xác định theo công thức (7) ( ) (7) Trong (7), Iscr cường độ dòng điện ngắn mạch tế bào quang điện phát nhiệt độ tham chiếu Tr cường độ xạ tiêu chuẩn 1kWp/m2, Ki (mA/0C) hệ số ảnh hưởng nhiệt tế bào quang điện ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN CÔNG SUẤT PHÁT Từ sơ đồ mạch tương hình 5, cơng suất điện phát tải tế bào quang điện xác định theo cơng thức (8) ( © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ) (8) PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 27 Trong cơng thức (8), thành phần Rs Rsh không gây ảnh hưởng nhiều đến kết tính tốn nên lượt bỏ Tiến hành phân tích loại tế bào quang điện tiêu chuẩn, với cường độ xạ tiêu chuẩn S = 1000W/m2, tương ứng thành phần nhiệt độ thay đổi theo mức 60 0C, 250C, 00C, -100C, ta có đặc tính I-V, đặc tính P-V hình hình Current (A) 60o C 25o C 0o C -10o C 0 10 20 30 Voltage (V) 40 50 Hình 7: Đặc tính I-V theo nhiệt độ Hình 8: Đặc tính P-V theo nhiệt độ Từ kết mơ hình hình 8, nhận thấy nhiệt độ thay đổi, công suất phát pin mặt trời thay đổi lớn, điện áp dòng điện thay đổi theo hướng nhiệt độ giảm đặc tuyến I-V mở rộng, điểm làm việc có cơng suất cực đại pin lớn Tính chất cần đặc biệt ý tiến hành thiết kế, thi công lắp đặt quang điện, việc thơng gió giải nhiệt để giảm nhiệt độ làm việc quang điện cho phép ta thu công suất điện cao HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG BỀ MẶT HỆ THỐNG QUANG NĂNG Một hệ thống lượng bao gồm mạch nối tiếp song song nhiều tế bào quang điện để tạo nên hệ thống phát điện quang có dịng điện điện áp cần thiết, gọi hệ thống quang Khi gắn nối tiếp làm tăng điện áp tổng mạch, gắn song song làm tăng cường độ dòng điện tổng mạch Vấn đề phủ bóng lên phần toàn phần tử mạch nối tiếp song song quang điện, làm ảnh hưởng đến công suất phát quang Hiện tượng phủ bóng lên hệ thống lượng mặt trời vận hành thường xuyên xãy ra, nguyên nhân thường che khuất nhành cây, nhà, đám mây, cây, bóng chim, bụi bẩn hay vật thể lạ khác [6, 7, 8],… Sự che khuất làm cho vài pin hệ thống lượng trở nên xấu đi, không phát cơng suất, ảnh hưởng đến cơng suất tồn hệ thống Sự xấu phần tử hệ thống đến từ xuống cấp sản phẩm, sản phẩm lỗi từ nhà sản xuất lắp đặt,…, phần tử lổi nối tiếp song song hệ thống, cần tiến hành phân tích hai trường hợp: Hai phần tử song song hai phần tử nối tiếp © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 28 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN Trường hợp 01: Hai phần tử quang điện ghép song song hình V Cell Cell Hình 9: Hai phần tử quang điện nối song song Trong hình 9, phần tử cell cell bình thường hoạt động tốt, phát dòng điện I I2 cấp điện áp V, dòng điện tổng mạch I = I1+I2 Vì lý phủ bóng, giả sử cell trở nên xấu đi, đặc tính I-V hai phần tử quang điện trình bày hình 10 Isc Imp=Imp1+Imp2 Cell Cell Current Isc1 Isc2 I2 I1 Voltage Vmp Voc2 Voc Voc1 Hình 10: Đặc tuyến I-V hai phần tử quang điện khơng đồng nối song song Dịng điện phát phần tử cell nhỏ so với bình thường, ảnh hưởng đến dịng điện tổng mạch Điện áp phát phần tử cell nhỏ bình thường so với phần tử cell 1, hai cell nối song song, tổng điện áp hai cell phải khơng (Định luật Kirchoff 2) Bằng phương pháp đảo đồ thị đặc tính I-V trục điện áp cell ta xác định giao điểm hai đặc tính, giao điểm điện áp hai cell song song, hình 11 Current Cell Voltage Voc2 Voc Voc1 Cell Hình 11: Xác định giao điểm điện áp hai cell không đồng ghép song song Từ hình 11, nhận thấy hai phần tử quang điện ghép song song, điện áp xác lập mạch giảm theo điện áp phần tử lỗi, việc ảnh hưởng khơng nhỏ đến tính phát điện hệ thống quang năng, yếu tố sụt áp gây ảnh hưởng lớn đến thiết bị tải hệ thống điện mặt trời hoà lưới © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 29 Trường hợp 02: Hai phần tử quang điện ghép nối tiếp hình 12 I V2 Cell I V1 Cell Hình 12: Hai phần tử quang điện nối nối tiếp Current Tương tự trường hợp 1, ghép nối tiếp hai phần tử quang điện với mục đích tăng điện áp mạch V = V1+V2, với dòng điện I Giả sử, phần tử quang điện cell mạch trở thành phần tử lỗi, đặc tuyến I-V hai phần tử quang điện trình bày hình 13 Vmp2 Vmp1 Cell Cell Vmp=Vmp1+Vmp2 Imp Voltage Voc2 Voc1 Voc Hình 13: Đặc tính I-V hai phần tử quang điện không đồng ghép nối tiếp Nhận thấy điện áp phần tử lỗi cell hồn tồn giảm so với bình thường, điện áp điểm làm việc mạch Vmp bị tác động giảm Dòng điện ngắn mạch hai cell lúc bị ảnh hưởng, dòng điện chạy mạch lúc dịng Isc2, tổng công suất phát mạch bị ảnh hưởng nhiều KIỂM NGHIỆM HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG BẰNG BỘ KIT THÍ NGHIỆM QUANG NĂNG Kiểm chứng thực nghiệm, tiến hành xây dựng Kit thí nghiệm lượng mặt trời, mô gần giống thực tế để tiến hành kiểm nghiệm đánh giá tính chất hệ thống quang Các thành phần Kit trình bày hình 14 © 2019 Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 30 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN Hình 14: Mơ hình Kit thí nghiệm lượng mặt trời Các khối thiết bị mơ hình tháo rời, nguồn xạ nhân tạo sử dụng bóng đèn halogen sợi đốt, phát ánh sáng nhiệt độ màu gần với nguồn sáng mặt trời nhất, điều chỉnh độ sáng dimmer để thay cơng suất chiếu sáng Nguồn sáng xoay quanh hệ thống lượng 1800 cho mục đích chuyển động mô từ đông sang tây mặt trời Hệ thống quang chế tạo thành riêng biệt để tiến hành ghép nối tiếp song song cần, bảng chứa quang điện nghiêng từ đến 900 dùng mơ độ nghiêng hệ thống thực, quang điện lựa chọn kích thước 86x150mm, phát công suất tối đa 1.8W (ở xạ tiêu chuẩn), điện áp hở mạch 6V, dòng ngắn mạch 350mA Ngồi hai thành phần nêu trên, cịn có thiết bị khác thiết bị đo, loại tải, lưu điện, đổi điện DC-AC, loại chắn ánh sáng dùng cho mô tượng phủ búng (gn ẳ tm, ẵ tm v ph ton b), dây nối … Trong trình thực nghiệm thiết bị đo chọn đồng hồ số CD771 hiệu sanwa, đo dịng tầm A đến 10A xoay chiều lẫn chiều Lựa chọn trường hợp thực nghiệm phù hợp sau: Trường hợp 1: Điện áp hở mạch Voc [mV] dòng ngắn mạch Isc [mA] quang điện có mức độ phủ bóng khác Mơ hình có quang điện, theo thứ tự gọi cell 1, 2, 4, cell vị trí ngồi nên chịu mức độ chiếu sáng yếu hai cell 2, nguồn sáng đặt vng góc bề mặt quang điện Lựa chọn cell tiến hành thực nghiệm với mức độ phủ bóng khác nhau, nguồn xạ điều chỉnh mức chiếu sáng tối đa, nguồn sáng vng góc với bề mặt quang điện Sử dụng đồng hồ đo dòng điện điện áp đo giá trị điện áp hở mạch Voc dòng ngắn mạch Isc hình 15 kết trình bày bảng Cell V A Hình 15: Sơ đồ thí nghiệm đo Voc Isc với cell Bảng 1: Bảng ghi giá trị Voc Isc cho cell theo mức độ che phủ Bể mặt quang Uoc [V] Isc [mA] Phủ hoàn toàn 0,05 Phủ 1/2 Phủ 1/4 Không phủ 3,315 40 4,87 178 5,78 215 © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 31 Theo bảng 1, tiết diện bề mặt quang điện bị phủ bóng tăng lên khả phát điện quang điện giảm xuống, chí hồn tồn khơng phát (Trường hợp bị phủ bóng hoàn toàn) Trường hợp 2: Sử dụng quang điện ghép nối tiếp, thực nghiệm trường hợp có khơng có phủ bóng Ghép nối tiếp quang điện lại với nhau, nguồn xạ sử dụng mức chiếu sáng tối đa, sơ đồ thực nghiệm hình 16 Cell V V V V Cell A A A Cell Cell Cell Cell Cell Cell Đo điện áp Voc Đo dịng điện Isc A Hình 16: Sơ đồ ghép nối tiếp quang điện Đầu tiên, tiến hành đo Voc Isc quang điện riêng biệt, kết trình bày bảng Bảng 2: Bảng ghi giá trị Voc Isc cell riêng lẻ Cell Cell Cell Cell Uoc [V] 5,13 5,78 5,65 5,10 Isc [mA] 125 235 220 110 Tiếp theo, tiến hành đo Voc Isc quang điện gắn nối tiếp nhau, kết đo bảng Bảng 3: Bảng ghi giá trị Voc Isc cell gắn nối tiếp Cell Uoc [V] Isc [mA] 5,2 126 Nối tiếp cell 1, 11,25 130 Nối tiếp cell 1, 2, 16,69 172 Nối tiếp cell 1, 2, 3, 21,82 160 Để kết thúc thực nghiệm trường hợp này, tiến hành sử dụng phủ bóng, lần lược tiến hành trường hợp đo: cell khơng phủ; cell phủ ¼; cell ph ẳ v cell ph ẵ; cell ph ẳ , cell ph ẵ v cell phủ hoàn toàn Kết đo Voc Isc ghi bảng Bảng Bảng ghi giá trị Voc Isc cho trường hợp phủ bóng mạch nối tiếp Uoc [mV] Isc [mA] Tất khụng ph ẳ (cell 2) ẳ (cell 2)+ ẵ (cell 3) 21,65 145 19,8 120 16,22 60 ¼ (cell 2)+ ½ (cell 3)+phủ cell 9,82 Kết có từ bảng 2, nhận thấy quang điện có thơng số kích thước, nhiên xạ khác nhau, cho điện áp dòng điện khác Kết từ bảng cho thấy nối tiếp quang điện, điện áp tổng tổng điện áp, dòng điện tổng phát mạch bị giới hạn theo dòng quang điện có dịng phát nhỏ Bảng 4, cho thấy cố phủ bóng ảnh hưởng nặng nề đế hệ thống, quang điện bị phủ bóng lần lược trở thành phụ tải hệ thống nối tiếp, trường hợp cell bị phủ hồn tồn mạch tổng giá trị dòng điện xuống 0, trường hợp hở mạch © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 32 Trong hệ thống quang điện thực tế, trường hợp cần xem xét đến phương án sử dụng diode by pass Trường hợp 3: Sử dụng quang điện ghép nối song song, thực nghiệm trường hợp có khơng có phủ bóng Ghép song song quang điện lại với nhau, nguồn xạ sử dụng mức sáng tối đa, sơ đồ thực nghiệm hình 17 V Đo điện áp Voc A Đo dịng điện Isc Hình 17: Sơ đồ ghép song song quang điện Tiến hành nối song song quang đo Voc Isc, kết đo trình bày bảng sau: Bảng Bảng ghi giá trị Voc Isc cell nối song song Cell Uoc [mV] Isc [mA] 5,25 112 Song song cell cell 5,30 350 Song song cell 1, 2, 5,25 550 Song song cell 1, 2, 3, 5,05 675 Vẫn sử dụng quang điện gắn song song trên, tiến hành sử dụng phủ bóng, lần lược tiến hành trường hợp đo: tất khơng phủ; cell phủ ¼; cell ph ẳ v cell ph ẵ; cell ph ẳ , cell ph ẵ v cell phủ hoàn toàn Kết đo V oc Isc ghi bảng Bảng Bảng ghi kết thí nghiệm Voc Isc có cell bị phủ bóng Uoc [mV] Isc [mA] Tất khơng ph ẳ (cell 2) ẳ (cell 2)+ ẵ (cell 3) 5,1 680 5,00 620 5,1 600 ẳ (cell 2)+ ẵ (cell 3)+phủ cell 5,1 570 Kết từ bảng 5, nhận thấy quang điện ghép song song, điện áp hở mạch chung toàn mạch bị ảnh hưởng quang điện có điện áp phát thấp, dòng điện ngắn mạch mạch tổng dịng phát Có trường hợp khác biệt, cột bảng cột bảng 4, trường hợp phủ bóng hồn tồn nối tiếp trường hợp phủ bóng hồn tồn song song Trường hợp nối tiếp, công suất phát không, trường hợp song song có cơng suất phát Hình ảnh thực tế lắp đặt đo lường trình bày hình 18 Hình 18: Hình ảnh thực nghiệm phịng thí nghiệm © 2019 Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 33 KẾT LUẬN Thơng qua kết phân tích ảnh hưởng nhiệt độ lên công suất phát hệ thống lượng mặt trời, nhận thấy hệ thống nhiệt độ giảm, điện áp, dòng điện cơng suất phát hệ thống tăng Do đó, lắp đặt hệ thống, cần ý quan tâm đến vấn đề tản nhiệt hệ thống, hệ thống lượng mặt trời áp mái Trong trình phát điện, phản ứng hố học quang điện tích luỹ nhiệt lượng phía quang điện cao, khơng ý tản nhiệt tốt nhiệt lượng làm hệ thống quang mau chóng xuống cấp, cơng suất phát điện hệ thống giảm đáng kể Sự phủ bóng lên bề mặt quang điện thường xuyên xảy ra, cần ý nhiều đến thiết kế giá đỡ cho hệ thống, quang điện không che phủ quang điện khác hoạt động Ngồi cần ý mơi trường lắp đặt quang điện bụi bẩn, rác, phủ lên bề mặt quang điện làm ảnh hưởng đến công suất phát hệ thống, cần xây dựng chế độ bảo trì bảo hành thường xuyên liên tục cho hệ thống lượng mặt trời để không làm giảm công suất phát điện hệ thống theo thời gian./ LỜI CẢM ƠN Bài viết kết nghiên cứu thuộc đề tài “Bộ KIT thí nghiệm lượng mặt trời phục vụ giảng dạy” năm 2018 Tác giả cộng xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Cơng Nghiệp TP.HCM cấp kinh phí triển khai thực đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Thư, "Chi Phí Sản Xuất Năng Lượng Tái Tạo Đang Giảm Đáng Kể," Forbes Việt Nam, 2018 [2] N M Hiền, "Tổng quan tiềm triển vọng phát triển lượng tái tạo Việt Nam," Năng Lượng Việt Nam, 2019 [3] N.D.Cuong, WB, MoIT, IE and EVN, "Renewable Energy in Vietnam – potential and current utilization," MOIT/GIZ Energy Support Programme, 2016 [4] S.O.Kasap, “Optoelectronics and Photonics: principles and Practices”, Second Edition, 2013, Pearson Education, USA [5] A D Rajapakse and D Muthumuni, "Simulation Tools for Photovoltaic System Grid Integration Studies," IEEE Electrical Power and Energy Conference, EPEC, 2009 [6] R Ramaprabha and B L Mathur, “A Comprehensive Review and Analysis of Solar Photovoltaic Array Configurations under Partial Shaded Conditions,” International Journal of Photoenergy, 2012 [7] R Ramaprabha and B L Mathur, “Effect of Shading on Series and Parallel Connected Solar PV Modules,” Modern Applied Science, Vol.3, No.10, October 2009 [8] R Ramaprabha and B L Mathur, “Impact of Partial Shading on Solar PV Module Containing Series Connected Cells,” International Journal of Recent Trends in Engineering, Vol 2, No 7, November 2009 Ngày nhận bài:07/08/2019 Ngày chấp nhận đăng:01/10/2019 © 2019 Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ... Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 33 KẾT LUẬN Thơng qua kết phân tích ảnh hưởng nhiệt độ lên công suất phát. .. Chí Minh PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN 32 Trong hệ thống quang điện thực tế, trường hợp cần xem xét đến phương...24 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ HIỆN TƯỢNG PHỦ BÓNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CỦA TẤM QUANG ĐIỆN Về lượng quang năng, Việt Nam đánh giá nước có trữ lượng