Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trờiLuận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid năng lượng gió và năng lượng mặt trời
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - LÊ HOÀI PHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG HYBRID NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Ngành Kỹ thuật Cơ điện tử Mã số ngành: 60520114 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn (Ký ghi rõ họ tên) ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS TS Nguyễn Tấn Tiến – người hướng dẫn tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cám ơn thầy cô Khoa Điện – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đóng góp nhiều ý kiến tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cám ơn phòng Quản lý Khoa học – Đào tạo sau Đại học, xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi mặt để tơi hồn thành khóa học Tơi xin chân thành cảm ơn! Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2013 Người thực Lê Hoài Phương iii TÓM TẮT LUẬN VĂN MỞ ĐẦU Năng lượng mặt trời lượng gió dạng lượng tái tạo vơ tận với trữ lượng lớn Đó nguồn lượng tái tạo quan trọng mà thiên nhiên ban tặng cho hành tinh Đồng thời nguồn gốc nguồn lượng tái tạo khác lượng sinh khối, lượng dịng sơng,… Năng lượng mặt trời lượng gió nói vơ tận Tuy nhiên, để khai thác, sử dụng nguồn lượng cần phải biết đặc trưng tính chất nó, đặc biệt tới bề mặt trái đất Để khai thác sử dụng nguồn lượng tái tạo cách hiệu cần có hệ thống lưới điện thơng minh Khi gió tác động lên cánh quạt gió tuabin chuyển thành điện xoay chiều AC sau qua hệ thống điều khiển chuyển đổi để kết hợp với nguồn điện pin lượng mặt trời tạo Nguồn lượng chiều nạp trực tiếp vào bình ácquy thơng qua hệ thống nạp, sau chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) nghịch lưu Bộ điều khiển có chức truyền lượng đến hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng Nội dung luận văn chia thành chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thiết kế máy phát điện Chương 3:Thiết kế hệ thống gió: Hệ thống cánh quạt, tuabin, lựa chọn pin lượng mặt trời Chương 4: Mạch điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng Chương 5: Thực nghiệm kiểm chứng Kết kuận Để dễ theo dõi, luận văn bố cục thành chương với đầy đủ nội dung đề cập đến giải vấn đề sau đây: iv Nghiên cứu nguồn cơng nghệ sử dụng lượng gió lượng mặt trời giới Việt Nam Đánh giá tiềm thực trạng ứng dụng lượng gió Biên Hịa: - Tốc độ gió, cấp gió - Chế độ gió Đồng Nai - Sản xuất điện từ lượng gió Đồng Nai Thiết kế hệ thống phát điện sử dụng sức gió công suất nhỏ - Sơ đồ khối hệ thống phát điện sử dụng sức gió cơng suất nhỏ - Thiết kế tính tốn máy phát điện đồng kích thích vĩnh cửu 300W - Thiết kế lựa chọn pin lượng mặt trời công suất 40W - Thiết mạch điện sử dụng hệ thống hybrid Bản luận văn hoàn thành tốt nhiệm vụ đặt ra, theo yêu cầu nội dung chất lượng v ABSTRACT INTRODUCTION Solar and wind energy is a renewable form of energy with great reserve endlessly It is one of the renewable energy sources of the most important natural gift for our planet At the same time it is also a source of renewable energy sources such as biomass energy, the energy of the river, Solar and wind power can tell is endless However, to harness and use this energy needs to know the characteristics and basic properties of it, especially when it comes to the earth's surface To harness and use solar energy effectively need a smart grid system When the wind acting on the blades of the wind turbine mechanical energy is converted into AC power after passing control system combined with switching to battery power by solar energy generated, energy sources DC is loaded directly into the bottle through the battery charging system, then converted into alternating current electric power (AC) by inverters The controller which transfers this energy to the system control lights The content of the thesis is divided into five chapters: Chapter 1: Overview Chapter 2: Designing generator Chapter 3: Design wind systems: System propellers, turbines, choosing solar battery Chapter 4: Control circuit lighting system Chapter 5: Experimental verification THE KUAN For ease of tracking , the thesis has been organized into chapters with full internal mentioned solution solves the following problems : The study of the sources and uses of technology wind energy and solar energy in the world and in Vietnam Evaluate the status and potential of wind energy applications in Bien Hoa : vi - Wind speed , wind levels - Wind regime in Dong Nai - Production of electricity from wind energy in Dong Nai Design generator system using small wind power capacity - Block diagram generation system using wind power capacity of small - Design calculations synchronous generator excitation eternal 300W - Design selection of solar battery power 40W - Setting circuits using hybrid system of this thesis was to fulfill the tasks set out , in accordance with the requirements for the content and quality MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii ABSTRACT v MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC, SỬ DỤNG 1.1 Các hệ thống chiếu sáng sử dụng lượng mặt trời, lượng gió, hybird 1.1.1 Hệ thống chiếu sáng thông thường 1.1.2 Hệ thống chiếu sáng sử dụng lượng mặt trời 1.1.3 Hệ thống chiếu sáng sử dụng lượng hybird gió lượng mặt trời 1.2 Các dạng máy phát điện gió 1.2.1 Máy phát điện gió giới chia thành hai loại sau: 1.2.2 So sánh tuabin trục đứng trục ngang: 1.3 MỘT THÍ DỤ VỀ SỰ THAY ĐỔI ĐỘ GIÓ TRONG NĂM .10 1.4 SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIĨ CƠNG SUẤT NHỎ 11 1.5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 1.5.1 Hệ thống điện gió độc lập 12 1.5.2 Hệ thống điện gió hybrid 12 1.5.3 Bộ điều khiển: .13 1.5.4 Bộ sạc acqui 14 1.5.5 Bộ biến đổi 14 1.5.6 Đèn chiếu sáng 14 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN 16 2.1.Thiết kế chế tạo máy phát điện gió 16 2.1.1 Các cơng thức tính tốn số liệu động 16 2.1.2 Dây quấn, rãnh Stator khe hở khơng khí 17 2.1.3 Kích thước Rotor 18 2.1.3.Tính toán mạch từ .19 2.1.4.Tổng kết số liệu thiết kế 21 Chương 3: THIẾT KẾ CÁNH QUẠT .22 3.1 Tính tốn xác định góc cánh điều khiển tuabin gió trục đứng 22 3.1.1 Dạng cánh Giromill 22 3.1.2 Dạng cánh Lenz2 .24 3.2.Tính tốn thiết kế thơng số cánh tuabin: 25 3.2.1.Lưu đồ thiết kế máy phát điện gió cơng suất nhỏ: 25 3.2.2.Thiết kế thông số cụ thể tuabin gió: 26 3.2.3.Các thiết bị phụ tuabin gió: .27 3.2.4.Động lực học cánh gió tuabin 27 3.2.5.Tính cơng suất hệ thống cho turbin cánh: 32 3.3.Lựa chọn pin lượng mặt trời .33 Chương 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG 35 4.1.Nghiên cứu mạch điện MPP, “Maximum Power Point”, để thu công suất lớn thời điểm vận tốc gió thay đổi 35 4.1.1.Giới thiệu: .35 4.1.2.Mạch biến đổi điện áp DC/DC: 36 4.1.3.Lý thuyết MPPT: 38 4.1.4.Giải thuật MPPT: 41 4.2.Thi công chế tạo biến đổi điện áp dc/dc sử dụng giải thuật MPPT: 43 4.4.Thiết kế hệ thống hybrid: 45 Chương 5: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 50 5.1 Thực ngiệm dạng cánh: 50 5.2.Lắp đặt vị trí lắp đặt: 51 5.3.Các thông số đo .51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .53 Kết luận 53 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngồi lượng điện lưới thơng thường lượng mặt trời, lượng gió lượng tái tạo mà Thế giới Việt Nam quan tâm Hiện nay, lượng gió, lượng mặt trời mang đến nhiều hứa hẹn Tuy nhiên muốn đẩy mạnh nguồn lượng tương lai, cần phải hồn chỉnh thêm cơng nghệ làm để đạt suất chuyển động gió thành điện cao để từ hạ giá thành cạnh tranh với nguồn lượng khác Hệ thống sử dụng tuabin gió trục đứng hướng nghiên cứu hệ thống khắc phục số nhược điểm hệ thống trục ngang kết cấu nhỏ gọn; điều khiển công suất cho tải cách độc lập; điều khiển góc mở cánh gió theo hướng gió theo cường độ gió Như ta biết nhược điểm lớn tuabin gió trục đứng quay cánh gió mở bên có tác dụng hứng gió làm tuabin quay, bên cịn lại cản gió làm giảm tốc độ quay tuabin Một số nghiên cứu gần khắc phục nhược điểm cách điều khiển góc mở cánh gió thơng qua việc thiết kế hình dáng động học cánh gió dùng phương pháp che gió khơng cho tác động vào cánh gió nửa cản gió tuabin loại có cơng suất nhỏ sử dụng số cách điều khiển khí sử dụng kết cấu cam loại có cơng suất lớn mà chưa quan tâm đến điều khiển góc mở cánh sử dụng điều khiển điện kết hợp với kết cấu khí để điều khiển cơng suất hướng gió cường độ gió thay đổi Để phát huy ưu điểm hệ thống tuabin gió trục đứng điều khiển cơng suất cho tải phù hợp với cường độ gió ta phải có kết hợp điều khiển điện Đó lĩnh vực nghiên cứu điện tử hướng mà đề tài cần nghiên cứu Xuất phát từ tình hình thực tế nhằm góp phần thiết thực vào cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước nói chung phát triển ngành tự động hố nói riêng, khn khổ khố học Cao học, chun ngành Tự động hóa trường Đại học Cơng nghệ TP HCM, tạo điều kiện giúp đỡ nhà trường, phòng đào tạo Sau Đại học PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến, tác giả lựa chọn đề tài tốt nghiệp là: “Thiết kế hệ thống chiếu sáng hybrid lượng gió 40 Trong phương pháp P&O chu kỳ nhiệm vụ chuyển đổi thay đổi liên tục thời điểm chuyển mạch Giá trị cơng suất có cách tính tốn dịng điện điện áp Cơng suất so sánh với cơng suất trước chu kỳ Nếu hai nhau, khơng thay đổi chu kỳ hoạt động hệ thống, hệ thống thực hoạt động vùng công suất cực đại Vì giải thuật đơn giản để tính tốn phù hợp với định hợp lý Do xem giải thuật đơn giản để dò điểm hoạt động công suất cực đại Một vấn đề với phương pháp P&O điểm hoạt động công suất cực đại thực tiếp cận nhiễu tạo liên tục Điểm vận hành dao động quanh điểm công suất cực đại khó vị trí Mặt khác, phương pháp P&O khơng tìm điểm cơng suất cực đại điều kiện thay đổi nhanh, với phương pháp giải thuật MPPT bắt đầu điểm để tìm điểm công suất cực đại Thời gian từ lúc bắt đầu khởi động đến lúc hệ thống dò điểm công suất cực đại tốn từ 1-3s Phương pháp gia số dẫn (INC): Phương pháp gia số dẫn INC có nhiều ưu điểm phương pháp P&O việc tính tốn hướng nhiễu mà khơng quan tâm biến đổi cố định điện áp Lý thuyết phương pháp gia số dẫn dựa đặc tuyến lượng gió Mối quan hệ I/V dI/dV định trực tiếp tới giá trị nhiễu tạo Gia số dẫn (INC) có khả xác định điểm hoạt động tới điểm công suất cực đại khơng Khi đạt điểm cực đại q trình tạo nhiễu dừng lại, bắt đầu I/V dI/dV không Phương pháp giá trị số gia tính tốn so sánh với giá trị trước thực sau tăng gia số Nếu giá trị giá trị tức thời trừ số gia 41 chu kỳ nhiệm vụ khơng thay đổi Nếu giá trị lớn giá trị tức thời trừ số gia duty chu kỳ nhiệm vụ tăng, ngược lại giảm 4.1.4 Giải thuật MPPT: Giải thuật MPPT thường sử dụng cho pin mặt trời ứng dụng cho cực đại cơng suất ngõ turbine gió Hình sau đặc tuyến công suất moment với tốc độ turbine gió cần điều khiển Mục đích điều khiển MPPT trì điểm hoạt động Pm_max với tốc độ gió Điểm hoạt động bên bờ dương (phía bên trái Pm_max), điểm bờ dốc (điểm mà Pm_max xuất hiện), bờ âm (phía bên phải Pm_max) Nếu điểm hoạt động vùng bờ dương điều khiển di chuyển điểm hoạt động bên phải để lấy điểm cực đại Điều làm cho dòng tải giảm đồng thời tốc độ quay roto tăng Chiều ngược lại, điểm hoạt động nằm phía bên tay phải điểm cực đại, dòng tải tăng đồng thời tốc độ quay roto giảm Bước nhảy tăng/giảm (increase/decrease) dòng tải định nghĩa là: Công suất tức thời độ chênh lệch tính Dịng điện đặt cập nhật thông qua điều khiển MPPT thời điểm Ts Những điều chỉnh dịch chuyển điểm hoạt động tới điểm Pm_max cách tăng giảm tốc độ quay bước bước Phương pháp điều khiển dò gọi phương pháp tạo nhiễu vào quan sát (P&O) Lưu đồ giải thuật hệ thống dị điểm cơng suất cực đại vẽ chi tiết theo trình sử lý sở dị hình Nếu tốc độ quay roto cao tốc độ bắt đầu quay turbine, , điều khiển MPPT hoạt động nhiệm vụ Nếu mà đưa vào bước nhiễu có độ chênh lệch dương âm, chu kỳ tạo nhiễu tăng giảm tốc độ quay roto độ chênh lệch (đạt điểm công suất cực đại) 42 43 4.2 Thi công chế tạo biến đổi điện áp dc/dc sử dụng giải thuật MPPT: Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý khối mạch điều khiển 44 Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý khối mạch nguồn cung cấp cho điều khiển Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý khối mạch điều khiển 45 Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý khối mạch power 46 4.3 Thiết kế hệ thống hybrid: Hình 4.14: Sơ đồ đấu dây hệ thống điều khiễn hybrid Hệ thống chiếu sáng hybrid sử dụng pin Năng lượng mặt trời hệ thống lượng gió "Hybrid Power W-02" bao gồm thành phần sau: Biến tần / sạc lượng mặt trời, module lượng mặt trời, máy phát điện gió (bao gồm chỉnh lưu điều khiển) pin hộp kết nối pin (BAE) Bộ điều chỉnh nạp điện MPPT lượng mặt trời, điều khiển nguồn lượng sản sinh pin lượng mặt trời Nó bảo vệ ác quy chánh tải thuật toán (algorithm) nạp điện thơng minh Ngồi giúp acquy có kéo dài tuổi thọ Máy phát điện gió sản xuất dịng điện AC có điện áp tần số khơng ổn định thông qua mạch chỉnh lưu thành nguồn DC nạp vào Acquy thông qua thiết bị điều khiển Bộ inverter chuyển lượng gió lượng mặt trời nạp acquy thành nguồn điện 220V để cung cấp cho đèn chiếu sáng Thiết bị bảo vệ quy ngắn role chống lại dòng ngắn mạch để hãm lại máy phát điện trận bảo trường hợp phục vụ yêu cầu Mổi phận thiết bị hybird lắp đặt phù hợp với thiết kế rút gọn “bộ điều chỉnh nạp điện hợp vào đổi điện”, làm cho việc đấu nối thiết bị đơn giản hình 4.14 47 Bộ điều khiển hybrid kết hợp chức điện áp pha AC chỉnh lưu thành DC để sử dụng với máy phát điện hệ thống trang bị kết nối pha đầu AC (DC-540, DC-520) Nó có tính kiểm sốt dịng cho hệ thống tua bin gió và/hoặc lượng mặt trời Nó giúp điều khiển loại bỏ việc phải chỉnh lưu phần riêng, lượng mặt trời điều khiển tuabin gió Đây giải pháp hiệu cho hệ thống tái tạo lượng Độ tin cậy cao: tản nhiệt cực lớn thiết kế hệ thống thơng gió hiệu đảm bảo hoạt động đáng tin cậy hiệu Điều khiển hybrid hỗ trợ sạc ac quy đồng thời từ tải máy phát điện gió pin lượng mặt trời với công suất lên đến 550W NGU N M T TR I KH CH Đ I KH CH Đ I NGU N NL GIĨ T I Hình 4.15: Sơ đồ mạch khếch đại visai Bộ khếch đại visai có tác dụng cộng hai nguồn điện áp từ pin lượng mặt trời nguồn lượng từ gió Bộ khếch đại visai sử dụng hai Diot đầu nguồn vào có tác dụng hai van chiều chánh việc đổ tràn điện áp cao qua điện áp thấp Lệnh điều khiển: liên tục quy định loạt điện áp PWM để cung cấp hiệu sạc pin cao tăng khả pin sống Kiểm soát tải kiểm sốt dịng: Bộ điều khiển có lệnh bảo vệ, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ cực nhầm lẫn chức tự đổ tải tự động Nó thiết bị đáng tin cậy với sống lâu dài, dịch vụ hiệu cao Xây dựng "Công tắc Stop" để làm chậm ngừng tua bin gió để bảo trì gió lớn Sử dụng công nghệ tiên tiến sản xuất tự động để cung cấp tính thú vị với chi phí cạnh tranh Bộ "Hybrid Power W-02" kết hợp hai máy phát điện gió lượng mặt trời giải pháp lý tưởng cho cung cấp điện 230V AC off-grid Bằng 48 cách sử dụng lượng gió, lượng không sản xuất mặt trời chiếu sáng, mưa bão vào ban đêm Đặc biệt tháng mùa đông, nơi ánh nắng mặt trời yếu, nhiều lượng có sẵn Nó có tập lệnh thơng minh tích hợp với tính phanh tự động làm chậm tuabin sang trạng thái im lặng pin sạc kéo dài tuổi thọ ổ giảm tiếng ồn Sản lượng điện lượng có sẵn Rất khó để dự đốn sản lượng hệ thống hybrid gió hỗ trợ thực tế lượng gió tùy thuộc vào biến thể tự nhiên lớn Không giống lượng mặt trời, khơng có liệu đo lường tồn quốc có sẵn cho lĩnh vực lượng gió Như quy luật khơng có ý nghĩa để nội suy giá trị đo khác sức mạnh gió cao tùy thuộc vào điều kiện địa phương Nó khơng thể dựa vào lượng gió khu vực cung cấp điều kiện gió hồn tồn phù hợp Đó khơng phải trường hợp cho hầu hết vùng đất liền, kết hợp máy phát điện lượng mặt trời gió hệ thống giải pháp hoàn hảo Đường cong kế bên trình bày sản lượng hàng tháng ước tính máy phát điện gió gió AIR chức tốc độ gió trung bình Chúng ta nhận thấy thay đổi nhỏ tốc độ gió có ảnh hưởng lớn đến sản xuất điện Năng lượng thực tế cung cấp hệ thống kết hợp lượng mặt trời / gió phụ thuộc vơ vị trí trang web cài đặt Năng lượng có sẵn pin sạc đầy 1800Wh Tại C = 20 50% độ sâu xả Xác định địa điểm lắp đặt máy phát điện gió 49 Việc chọn vị trí lắp đặt tuabin gió cần tính tốn cách cẩn thận để lắp đặt để tối ưu hóa đầu Nói chung máy phát điện gió phải lắp đặt vị trí cao trống tốt để tránh trở ngại tòa nhà Nếu lắp đặt vị trí khơng đạt theo yêu cầu gây nhiều bất ổn ảnh hưởng đến hoạt động tuabin gió Bất ổn khơng làm giảm hiệu sản sinh sản lượng điện mà cịn làm ảnh hưởng đến độ an toàn kỹ thuật phận cánh quạt tuabin Khi hoạt động tua bin sản sỉnh tiếng ồn hoạt động tốc độ gió cao rung động cấu trúc lắp Đây lý nên tránh gắn máy phát điện gió vào kết cấu mái nhà 50 Chương 5: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 5.1 Thực ngiệm dạng cánh: - Dạng cánh Giromill: Bảng 5.1: Các thông số đo làm thực nghiệm Dạng cánh Giromill Tốc độ gió(m/s) 10 Số vòng quay đo (vòng/phút) 20 30 36 40 Hình 5.1: Thực nghiệm dạng cánh Giromill Với gạng cánh Giromill để máy phát điện hoạt động tốc độ gió phải đạt từ 8m/s tới 10 m/s Dạng cánh lenz2 Bảng 5.2: Các thông số đo làm thực nghiệm dạng cánh lenz2 Tốc độ gió(m/s) Số vịng quay đo ( vòng / phút) 38 43 52 58 51 Hình 5.2: Thực nghiệm dạng cánh lenz2 Từ kết ta nhận thấy dạng cánh lenz2 có tốc độ quay hiệu suất làm việc đạt yêu cầu mà đề tài cần, đề tài chọn dạng cánh lenz2 để thực 5.2 Lắp đặt vị trí lắp đặt: Sau thời gian nghiên cứu chế tạo tác giả cho tiến hành lắp đặt thử nghiệm thiết bị khu vực phường Trảng Dài, Thành phố Biên Hòa Với lý khu vực nằm xa khu vực thành phố lưu lượng gió lớn khu vực có người qua lại Độ cao lắp đặt : Do vị trí trụ điện chúng tơi lắp đặt vị trí trụ điện chiếu sáng hữu có độ cao tính từ mặt đất đến tuabin gió 9,5m Hình 5.3: Hệ thống sau lắp đặt lên trụ chiếu sáng 5.3 Các thông số đo Tốc độ gió vào thời điểm lắp đặt tháng 10 năm 2013 đo là: Tốc độ gió trung bình năm 6m/s Tốc độ gió cao 8m/s (hướng Tây - Nam ) 52 Bảng 5.3: Các thông số đo làm thực nghiệm lenz2 Thời gian 7h đến 10h 13h đến 15h 16h đến 18h 18h đến 5h Tốc độ gió(m/s) 5-8 4-5 6-7 Số vòng quay đo được(vòng/phút) 50 30 52 Điện áp tua bin gió(V) 16 12 17 14 Điện áp pin lượng mặt trời(V) 17 18 15 Dòng nạp acquy(A) 2.7 3.7 2.7 Thời gian nạp từ 7h – 18h: Thiết bị nạp báo đèn bình acquy nạp dầy Điện áp đèn chiếu sáng cơng cộng: • Điện áp : 220V • Ánh sáng vàng • Cơng suất định mức 75W • Dịng điện khởi động 0,8 A • Dịng điện lúc vận hành 0,4 A • Cơng suất chiếu sáng : 2700Lumen • Thời gian chiếu sáng từ 18h30 đến 5h15 5-6 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nguồn lượng lượng tái tạo từ gió lượng mặt trời nguồn lượng sạch, giúp giảm khí thải làm giảm hiệu ứng nhà kính yêu cầu lượng điện ngày tăng, đồng thời tiềm lượng gió lượng mặt trời nước ta lớn Do đó, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống phát điện sức gió cơng suất nhỏ điện mặt trời vùng chưa có điện lưới quốc gia vấn đề mang tính thời có ý nghĩa, đặc biệt giai đoạn nguồn lượng truyền thống cạn kiệt dần khuyến khích sử dụng lượng tái tạo phục vụ nhu cầu lượng Để dễ theo dõi, luận văn bố cục thành chương với đầy đủ nội dung đề cập đến giải vấn đề sau đây: Nghiên cứu nguồn công nghệ sử dụng lượng gió lượng mặt trời giới Việt Nam Đánh giá tiềm thực trạng ứng dụng lượng gió Biên Hịa: - Tốc độ gió, cấp gió - Chế độ gió Đồng Nai - Sản xuất điện từ lượng gió Đồng Nai Thiết kế hệ thống phát điện sử dụng sức gió cơng suất nhỏ - Sơ đồ khối hệ thống phát điện sử dụng sức gió cơng suất nhỏ - Thiết kế tính tốn máy phát điện đồng kích thích vĩnh cửu 300W - Thiết kế lựa chọn pin lượng mặt trời công suất 40W - Thiết mạch điện sử dụng hệ thống hybrid Bản luận văn hoàn thành tốt nhiệm vụ đặt ra, theo yêu cầu nội dung chất lượng Kiến nghị Sau trình thực đề tài, xin đề xuất số vấn đề sau đây: Phát triển đề tài để đề tài thực có ý nghĩa mặt thực tiễn, hồn thiện mơ hình để đảm bảo mặt mỹ thuật để mơ hình đưa vào sản xuất Việt Nam Có sách đầu tư thoả đáng cho lĩnh vực nghiên cứu thực dự án ứng dụng nguồn lượng tái tạo, đặc biệt ứng dụng lượng gió lượng mặt trời để phát điện 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS.Đặng Đình Thống, Cơ sở lượng tái tạo, NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội 2006 [2] PGS.TSKH.Nguyễn Phùng Quang, Nghiên cứu thiết kế chế tạo phát điện sức gió có cơng suất 10-30KW phù hợp với điều kiện Việt Nam, Đại học Bách Khoa Hà Nội 2007 [3] Dang Dinh Thong, Solar Photovoltaic (PV) system for Truong Sa Island, Center of energy study, Indian Institute of Technology, New Delhi, 12-1991, India [4] Đặng Đình Thống, Trần Hồng Quân, Ứng dụng nguồn lượng thiên nhiên cho viễn thông, Hà Nội tháng 02 năm 1996 [5] Nguyễn Duy Thiện, Kỹ thuật sử dụng lượng mặt trời, nhà xuất xây dựng [6] Renewable Energies, Innovation for the future, Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, Bonn, May 2004 [7] Y Marfaing, The photovoltaic effect, Physical Principles, apApplications and Trends, ediction du centre national de la recherche scientificque, Paris, 1978 [8] James & James Publisher, Planning and Installing Photovoltaic Systems, a guide for installers, achitects and enginneers, 8-12 Camden High Street, London, OJH, UK 2005 [9] Nguyễn Trọng Thắng, giáo trình máy điện, đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh ... Các biến đổi Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống điện gió độc lập kết hợp acqui 1.5.2 Hệ thống điện gió hybrid Hệ thống hyrid hệ thống pin Năng lượng mặt trời /hệ thống lượng gió "Hybrid Power W-02" bao gồm... nguồn điện từ hệ thống tua bin gió 1.1.4 Các cơng trình nghiên cứu ? ?Hệ thống chiếu sáng hybrid lượng gió lượng mặt trời? ?? nước giới 1.1.4.1 Các cơng trình nghiên cứu ? ?Hệ thống chiếu sáng hybrid lượng. .. cứu ? ?Hệ thống chiếu sáng hybrid lượng gió lượng mặt trời? ?? nước giới 1.1.1 Hệ thống chiếu sáng thông thường Hiện hệ thống chiếu sáng thông thường sử dụng hệ thống đèn sử dụng lượng từ nguồn điện