112 142 1 pb 7941

Phạm Anh Tn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 190(14): 127 - 133 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PVSYST VÀO THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI HOÀ LƯỚI Phạm Anh Tuân* Trường Đại học Điện lực TÓM TẮT Nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng phần mềm PVSyst để hỗ trợ thiết kế, mơ phân tích dự án cho hệ thống điện mặt trời có cơng suất đỉnh 210 kWp gồm nhiều Pin mặt trời kết nối với làm việc song song với lưới điện để cấp điện cho phụ tải theo cấu hình On-Grid Phần mềm PVSyst sử dụng công cụ để tính tốn lựa chọn chủng loại, số lượng Pin mặt trời, diện tích lắp đặt, hướng lắp đặt, loại công suất inverter cho hệ thống điện mặt trời Ngoài PVSyst sử dụng để mô hệ thống điện mặt trời điều kiện thay đổi cường độ, nắng hướng lắp đặt Pin mặt trời để người dùng khai thác hệ thống hiệu Từ khoá: Năng lượng mặt trời, Pin mặt trời, phần mềm thiết kế hệ thống điện mặt trời, phần mềm PVSyst MỞ ĐẦU* Khai thác nguồn lượng tái tạo thân thiện môi trường vấn đề nóng tồn giới năm gần Với lợi Quốc gia có tiềm tốt lượng mặt trời, trung bình vào khoảng 1500-2500 nắng năm [1]; Việt Nam đầu tư vào phát triển khai thác nguồn lượng tương lai gần [2] Dự báo đến năm 2030 tổng điện khai thác từ điện mặt trời vào khoảng 6% đến năm 2050 lượng điện chiếm 20%, ứng với khoảng 210 MWh/năm [3] Việc ứng dụng phần mềm vào thiết kế mơ nhằm mục đích khai thác điện mặt trời xu tất yếu giới Hiện có nhiều Viện nghiên cứu Hãng sản suất Pin mặt trời phát triển phần mềm PVSyst [4], Solar Pro [5], Sunny Design [6]… Trong nghiên cứu này, phần mềm PVSyst khai thác để tính tốn thiết kế, mơ phân tích cho hệ thống điện mặt trời với công suất đỉnh 210 kWp ỨNG DỤNG PVSYST VÀO THIÊT KÉ, MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI Phần mềm PVSYST * Phần mềm PVSyst nghiên cứu đặt móng phát triển nhà vật lý người thuỵ sĩ Andre Mermoud kỹ sư điện Michel Villoz; sau phát triển thành nhóm nghiên cứu Phần mềm diễn đàn điện mặt trời đánh giá phần mềm hỗ trợ phân tích dự án tốt Phiên PVSyst 6.76, phiên cho phép thực chức sau [7]: - Quản lý dự án điện mặt trời; - Chọn modul PV, Inverter; - Tính diện tích lắp đặt; - Tính tốn, phân tích thơng số kỹ thuật hệ thống điện mặt trời; - Mô báo cáo phân tích hiệu dự án… Hệ thống điện mặt trời cần thiết kế, mô phân tích Các ứng dụng điện mặt trời Việt Nam phổ biến dạng nguồn phân tán với công suất khoảng vài kWp cho qui mô gia đình khoảng vài chục đến vài trăm kWp cho qui mô trung tâm thương mại, phân xưởng, nhà máy nhà; bao gồm hệ thống điện mặt trời làm việc độc lập với lưới điện (Off-Grid) hệ thống điện mặt trời làm việc song song với điện (On-Grid) [8] Tel: 0923 456000; Email: tuanpa@epu.edu.vn 127 Phạm Anh Tn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ Hệ thống điện mặt trời mà chọn để nghiên cứu ứng dụng phần mềm PVSyst vào thiết kế, mơ phân tích hệ thống với công suất 210 kWp Trên thực tế hệ thống có cơng suất cấu hình tương đương với hệ thống triển khai lắp đặt Cơng ty cổ phần Hàng thể thao Thái Bình Yêu cầu Hệ thống điện mặt trời làm việc theo chế độ On-Grid Để tính tốn phân tích hiệu dự án này, vài thơng số khác chọn sở tính trung bình dựa vào liệu thông kê bao gồm: giá mua điện tính bình qn giá điện phụ tải sản xuất làm việc theo cao điểm thấp điểm ngày cho cấp điện áp 0,4 kV vào khoảng cent [9]; giá bán điện phát từ hệ thống mặt trời lên lưới điện tính theo qui định 9,35 cent [10], hệ số triết 190(14): 127 – 133 khấu 3% thời gian 10 năm bảo hành phần cứng 25 năm đảm bảo hiệu suất 80% Các thơng số cấu hình hệ thống Pin Inverter dự án sau: Loại Pin: REC Solar 350Wp (REC350TP2S 72) Số lượng module: 600 module Số lượng dãy Pin: 40 string Số module dãy: 15 module/string Số lượng inverter: Loại Inverter: ABB trio-27.6-tl-outd với thơng số 27.6kW 400VAC 3P 50Hz, có inverter dùng cho giàn string inverter dùng cho giàn string Sơ đồ mạch điện đấu nối vào inverter giàn string string mô tả Hình 2: Hình Sơ đồ nối giàn string (15 module/string) đến cổng Inverter Hình Sơ đồ nối giàn string (15 module/string) đến cổng Inverter 128 Phạm Anh Tuân Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 190(14): 127 - 133 Các giàn Pin hệ thống Inverter đấu nối với kết nối với lưới điện theo cấu hình On-Grid Hình Thơng qua Inverter, điện phát từ pin có dạng chiều (DC) chuyển đổi thành xoay chiều (AC) để hoà với lưới điện Sơ đồ sử dụng để gom đầu Inverter trước đấu nối để phát điện lên lưới thông qua đoạn cáp Cu/XLPE/PVC 4x1Cx120 mm2 + E70 Hình Sơ đồ nối inverter vào hồ lưới Thiết lập thông số cho Hệ thống điện mặt trời tính tốn mơ phần mềm PVSyst Nhập thông tin dự án Để lập dự án ta cần khai báo hạng mục bao gồm: Tên dự án, Khu vực, Quốc gia, Thành phố, Điện áp mạng điện Đây liệu chung để phần mềm truy suất thư viện đưa gợi ý chung cảnh báo kỹ thuật cho tính tốn sau Với u cầu thiết kế hệ thống điện mặt trời trên, cửa sổ giao diện bước Hình PVSyst cho phép người dùng truy cập thông tin địa lý (geographic site) liệu khí tượng theo (Associated METEO hourly), liệu cho phép việc mơ xác theo toạ độ, góc phương vị vị lắp đặt, hướng lắp đặt giàn Pin Cấu hình hệ thống điện mặt trời, thiết bị phụ trợ đặc tính tải Đây bước quan trọng trình thiết kế, bao gồm việc thực chọn loại Pin mặt trời, chọn loại inverter dây dẫn, cáp Bộ thư viện PVSyst có sẵn số loại Pin hãng khác nhau, liệu inverter dây dẫn, cáp Sau người dùng cấu hình hệ thống, phần mềm tính tốn đưa kết quả, bao gồm số lượng Pin, số modul tấm, số lượng công suất inverter, chủng loại dây dẫn, cáp bảng tính thông số kỹ thuật, tổn thất dây cáp Trong trường hợp không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật phần mềm đưa cảnh báo để người dùng điều chỉnh 129 Phạm Anh Tuân Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ Hình Cửa sổ nhập thơng tin dự án Hình Cửa sổ nhập thơng số kỹ thuật hệ thống Inverter 130 190(14): 127 – 133 Phạm Anh Tn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 190(14): 127 - 133 PVSyst xây dựng thư viện cho phép người dùng chọn số phụ tải điển (tồ nhà chung cư, phụ tải kinh doanh thương mại, khu văn phịng …) Trong bước này, ngồi việc lựa chọn loại hình phụ tải người dùng cịn thay đổi thơng số điện tiêu thụ hàng năm… Hình cửa sổ cho phép nhập thông số kỹ thuật hệ thống Inverter Có thể dễ dàng nhận thấy lượng điện phát trung bình tháng mùa hè cao gấp đôi so với tháng mùa đông Đây nhược điểm chung hệ thống điện mặt trời lắp đặt khu vực miền bắc nước ta chênh lệch cường độ sáng mùa Kết mô cho thấy lượng điện phát trung bình hàng ngày tháng kWp Pin; đồng thời cho thấy phần tổn thất giàn Pin hệ thống thiết bị phụ trợ KẾT QUẢ THIẾT KẾ, MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH DỰ ÁN Kết mơ hiệu phát điện tồn dự án qua năm Kết mô hiệu phát điện vào tháng năm PVSyst cho phép người dùng tính hiệu phát điện hệ thống điện mặt trời hàng năm xuyên suốt trình vận hành Giản đồ điện hệ thống điện mặt trời mô tả chi tiết thành phần, từ lượng điện phát Pin điều kiện lý tưởng trừ thành phần tổn thất hệ thống cuối điện phát Hình Giản đồ điện năm vận hành thứ năm vận hành thứ 25 hệ thống Có thể nhận thấy lượng điện phát hàng năm năm thứ 25 dự án khoảng 80% lượng điện phát năm thứ dự án Điều giải thích suy giảm hiệu suất Pin số thiết bị khác hệ thống Việc theo dõi dự báo trình hoạt động hệ thống điện mặt trời, đặc biệt trình phát điện theo thời gian điển hình tháng năm có ý nghĩa lớn công tác vận hành Căn vào lượng điện phát ra, người dùng chủ động cân đối nhu cầu mua bán điện với lưới điện Điều đặc biệt quan trọng dự án điện mặt trời đặt khu vực có số nắng không đồng vào tháng năm Hình kết mơ phân tích lượng điện phát vào tháng năm năm thứ thứ 25 dự án Hình Mô hiệu phát điện tháng năm thứ thứ 25 kWp 131 Phạm Anh Tn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 190(14): 127 – 133 Hình Giản đồ điện năm thứ thứ 25 năm toàn dự án KẾT LUẬN Trên sở yêu cầu thiết kế hệ thống điện mặt trời có cơng suất 210 kWp, nối lưới làm việc song song theo chế độ On-Grid, phần mềm PVSyst lựa chọn làm cơng cụ tính tốn phân tích dự án số đặc điểm tính phù hợp Kết tính tốn phân tích cho phép xác định số lượng PV cần thiết, diện tích lắp đặt, hướng lắp đặt phù hợp, công suất lượng inverter, cách ghép nối modul Ngoài phần mềm 132 cho phép mô hoạt động hệ thống điện mặt trời điều kiện thay đổi điển hình như: cường độ sáng tới khác nhau, hướng, độ nghiêng PV … Thông qua nghiên cứu thấy PVSyst phần mềm hữu ích cho ứng dụng thiết kế mô phân tích hệ thống điện mặt trời Việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm vào thiết kế, mô phân tích giúp người dùng dễ dàng đánh giá thơng số kỹ thuật, phân tích q trình sản xuất điện tồn dự án Phạm Anh Tn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Công thương (2015), Maps of Solar Resource and Potential in Vietnam Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam (2011), Quyết định số: 1208/QĐ-TTg Về qui hoạch phát triển điện lực giai đoạn 2011 đến 2020 có xét đến 2030 Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam (2015), Quyết định số 2068/QĐ-TTg Về phê duyệt Chiến lược phát lượng tái tạo Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 http://www.pvsyst.com/en/ http://www.laplacesolar.com/ photovoltaic 190(14): 127 - 133 products/ solar-pro-pv-simulation-design/ https://www.sma.de/en/service/ downloads.html SMA Sol Technol AG (2014), User manual Sunny Design and Sunny Design web F Jackson (2007), Planning and Installing Photovoltaic Systems Bộ Công thương (2017), Quyết định số 4459/QĐ-BCT Về quy định giá bán điện từ ngày 1/12/2017 10 Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam (2017), Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg Về chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam ABSTRACT STUDY DESIGN ON-GRID PHOTOVOLTAIC SYSTEM BY USING SUNNY DESIGN SOFTWARE Pham Anh Tuan* Electric Power University This study focuses on the use of PVSyst software to assist in the design, simulation and analysis of a solar power system with a peak power of 210 kWp consisting of multiple solar panels that operate in parallel with the power system (On-Grid configuration) This software is used to calculate and select the type, number of solar panels, installation area, installation direction, type of inverter and the capacity for the solar power system PVSyst is also used to simulate this solar system under conditions of varying the brightness and direction of installation of solar panels so that users can exploit the most efficient of the system Keywords: Solar Power, Photovoltaics, Software for PV design, PVSyst software Ngày nhận bài: 14/11/2018; Ngày hoàn thiện: 26/11/2018; Ngày duyệt đăng: 15/12/2018 * Tel: 0923 456000; Email: tuanpa@epu.edu.vn 133 ... design, PVSyst software Ngày nhận bài: 14 /11 /2 018 ; Ngày hoàn thiện: 26 /11 /2 018 ; Ngày duyệt đăng: 15 /12 /2 018 * Tel: 0923 456000; Email: tuanpa@epu.edu.vn 13 3 ... Photovoltaic Systems Bộ Công thương (2 017 ), Quyết định số 4459/QĐ-BCT Về quy định giá bán điện từ ngày 1/ 12/2 017 10 Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam (2 017 ), Quyết định số 11 /2 017 /QĐ-TTg Về chế khuyến khích... nối giàn string (15 module/string) đến cổng Inverter Hình Sơ đồ nối giàn string (15 module/string) đến cổng Inverter 12 8 Phạm Anh Tn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 19 0 (14 ): 12 7 - 13 3 Các giàn Pin