Bài viết Mô phỏng hệ thống điện mặt trời nối lưới sử dụng PVsyst giới thiệu phương pháp mô phỏng hệ thống nhà máy điện mặt trời nối lưới quy mô công suất 40 MWp tại TP. Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa. Thông qua phần mềm PVsyst cùng dữ liệu Meteonorm để tính toán thông số thiết kế cơ bản về điện năng, hiệu suất (PR)... của nhà máy.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI SỬ DỤNG PVsyst Hồ Ngọc Dung, Trịnh Quốc Công Bộ môn Thủy điện Năng lượng tái tạo - Khoa Cơng trình - Trường Đại học Thủy lợi Email:hongocdung@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Việt Nam đánh giá quốc gia có tiềm lớn lượng mặt trời Theo NREL ước tính sản lượng điện mặt trời đạt 842 triệu MWh/năm đứng thứ hạng 66/248 giới tiềm Đặc biệt vùng miền Trung miền Nam đất nước, với xạ quanh năm tương đối ổn định đạt 5,0 kWh/m².ngày, số ngày nắng trung bình khoảng 300 ngày/năm Đây điêu kiện thuận lợi cho việc phát triển dự án điện mặt trời nối lưới Hiện nay, có nhiều dự án nhà máy điện mặt trời (NMĐMT) thiết kế đưa vào xây dựng Để tính tốn, thiết kế lựa chọn thông số thiết bị hợp lý cho dự án cần cơng cụ tính tốn đủ tin cây, sử dụng nhiều giới Nghiên cứu này, giới thiệu phương pháp mô hệ thống NMĐMT nối lưới quy mô công suất 40 MWp TP.Cam Ranh, tỉnh Khánh Hịa Thơng qua phần mềm PVsyst liệu Meteonorm để tính tốn thơng số thiết kế điện năng, hiệu suất (PR) nhà máy PVsyst để xác định thông số NMĐMT nối lưới 2.1 Thành phần NMĐMT nối lưới Hệ thống (HT) gồm: (i) HT pin mặt trời, công suất pin 350 Wp; (ii) HT inverter trung tâm công suất 1250 kW; (iii) HT MBA 0,4/22kV; (iv) TBA 22/110kV, Hệ thống lại, gồm: (i) Hộp đấu nối DC; (ii) Cáp điện DC; (iii) Thanh AC; HT nối đất, HT chiếu sáng, HT Scada, HT cấp thoát nước 2.2 Xác định thông số NMĐMT Điện sản xuất khoảng ti ngày tính theo công thức: ESPV ,i N mod ul,i Z t. SPV (1) Trong đó: Nmodul, Z, Δt, η SPV -công suất phát điện, số lượng, thời gian phát điện hiệu suất khoảng i ngày NMĐMT Thành phần công suất phát điện pin công thức (1) xác định vào đường đặc tính cơng suất pin [2]: (2) N mod ul ,i f G ,tt,i , N mod ul ,G PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong đó: G ,tt ,i tổng xạ chiếu xuống bề Một hệ thống NMĐMT nối lưới cần đáp mặt pin N mod ul,G công suất phát điện ứng yêu cầu phụ tải, với chi phí tối thiểu cho hệ thống Do để xây dựng dự án ứng với cường độ xạ chiếu tới bề măt cần phải đánh giá nhu cầu điện khu pin nhà sản xuất cung cấp Thành phần hiệu suất η SPV NMĐMT vực, liệu xạ, quy mơ cơng suất Nghiên cứu thực phân tích liệu xác đinh thông qua hiệu suất inverter; xạ từ nguồn thức NASA, MBA; tổn hao pin: (i) nhiệt độ Meteonorm [1] Ứng dụng phần mềm mô 0,4%/°C, (ii)chất lượng pin 0-1%,(iii) không 518 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 đồng 1-2%, (iv)suy giảm vận hành 1-3%,(v) Bụi bẩn: 1-3%; tổn hao cáp DC 1,5%, cáp AC 1% 2.3 Thiết kế hệ thống NMĐMT 2.3.1 Thiết kế hệ thống DC Hệ thống pin lượng mặt trời nhà máy bố trí theo mảng, mảng gồm chuỗi pin nối tiếp song song a) Các pin chuỗi: Tổng điện áp điểm công suất cực đại (MPP) nhiệt độ lớn pin > Điện áp nhỏ điểm MPP Inverter; - Tổng điện áp mạch hở nhiệt độ nhỏ pin < Điện áp lớn Inverter b) Các pin song song: - Dịng điện tối đa khơng lớn dòng điện vào lớn Inverter; - Số lượng hộp đấu nối chuỗi mảng phụ thuộc vào số lượng đầu vào (input) hộp đấu nối c) Hộp đấu nối chính: phụ thuộc vào số lượng Inverter 2.3.2 Thiết kế hệ thống AC Hệ thống AC gồm: Cáp AC; Thiết bị đóng, cắt; MBA 0,4/22 kV; MBA 22/110kV; HT đo lường, bảo vệ; ĐZ 110 KV 3.1.3 Inverter: Chức inverter trung tâm "tập trung" thu gom chuỗi pin mặt trời điểm, công suất thu thập từ 300-5000kWp tùy thuộc vào loại inverter Đầu vào (DC) Dải điện áp tối ưu công suất Điện áp tối đa Dịng điện tối đa Đầu (AC) Cơng suất định mức Hiệu suất 525 – 900 V 1000 V(1) 2400 A 1250 kW 98,6% 3.2 Mô thiết kế PVsyst Mô đánh giá hệ thống NMĐTM 40MWp phần mềm PVsyst 6.43 Tồn thơng số mô dùng làm liệu sở đầu vào, gồm: đặc điểm địa lý khí tượng, hướng bề mặt pin, phủ bóng, cấu hình mảng pin, inverter, tổn thất Dữ liệu địa lý khí tượng trích xuất từ hệ thống liệu Meteonorm (Hình 1) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Dữ liệu đầu vào Hình Dữ liệu khí tượng 3.1.1 Vị trí: Nhà máy xây dựng Kết khí tượng trung bình tháng thành phố Cam Ranh, tỉnh Khánh Hịa với diện tích: 46 Tọa độ địa lý sau: Vĩ đường mặt trời thể Bảng độ : 11°53'36.62" B; Kinh độ: 109°5'5.43" Đ Hình 3.1.2 Tấm pin: Hai dịng cơng nghệ Bảng Bảng khí tượng trung bình tháng thị trường pin PV (i) công nghệ tinh thể silic (đơn đa tinh thể) (ii) công nghệ phim mỏng Công nghệ tinh thể silic chiếm 90% lượng pin mặt trời sản xuất Trong mô phỏng, pin lựa chọn sau: Loại Công suất danh định (STC) Điện áp Pmax (Umpp) Dòng điện Pmax (Impp) Hiệu suất pin Nhiệt độ hoạt động M onocrystalline 350 Wp 38,14 V 9,18 A 17,70 % -40 ~ +85 Hình Solar paths Cam Ranh 519 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Tổng hiệu suất toàn nhà máy hiệu suất hệ thống nhà máy đánh giá thông qua thông số kỹ thuật thiết bị Hình Phát điện trung bình ngày Hình Thiết kế hệ thống Hình Hiệu suất phát điện NM (PR) 3.3 Kết tính tốn Bảng Thông số NMĐMT 40MWp TT Các hạng mục Đơn vị Công suất DC/AC MW Điện TBN 106kWh Sản lượng điện riêng kWh/kWp Công nghệ pin Số lượng cell cells module 10 11 12 Công suất M odule Số pin chuỗi Số lượng pin Góc nghiêng pin Hướng phương vị Inverter Cơng suất Inverter Wp pin pin độ Bộ kW Giá trị 40/35 64446 1611 Si-mono Hình Điện trung bình ngày lên lưới 72 KẾT LUẬN 350 18 114.282 Nam 28 1.250 Bảng Kết tính tốn trung bình tháng Phần mềm PVsyst sử dụng để mô cho NMĐMT nối lưới công suất 40MWp cho kết điện lớn 64,4 GWh/năm với số khoảng 1600 với giá điện 9,35 cent/kWh cho thấy hiệu tốt dự án PVsyst mô gần toàn hệ thống nhà máy, đưa thông số chủ yếu xác định tổn thất điện (nhiệt độ, bụi, cáp ảnh hưởng đến hiệu suất nhà máy để từ đưa giải pháp thiết kế phù hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kandasamy CP, Prabu P, Niruba K (2013) Solar Potential Assessment Using PVSYST Software IEEE 667-672 [2] Sulaiman SA, Hussain HH, (2011) Effects of Dust on the Performance of PV Panels World Academy of Science, Engineering and Technology 5: 2028-2033 520 ... 1% 2.3 Thiết kế hệ thống NMĐMT 2.3.1 Thiết kế hệ thống DC Hệ thống pin lượng mặt trời nhà máy bố trí theo mảng, mảng gồm chuỗi pin nối tiếp song song a) Các pin chuỗi: Tổng điện áp điểm công... Si-mono Hình Điện trung bình ngày lên lưới 72 KẾT LUẬN 350 18 114.282 Nam 28 1.250 Bảng Kết tính tốn trung bình tháng Phần mềm PVsyst sử dụng để mô cho NMĐMT nối lưới công suất 40MWp cho kết điện lớn... (ii) công nghệ phim mỏng Công nghệ tinh thể silic chiếm 90% lượng pin mặt trời sản xuất Trong mô phỏng, pin lựa chọn sau: Loại Công suất danh định (STC) Điện áp Pmax (Umpp) Dòng điện Pmax (Impp)