Giải pháp sử dụng năng lượng tái tạo cho hệ thống viễn thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CHO HỆ THỐNG VIỄN THÔNG THÁI NGUYÊN – 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 11 1.1 ĐỊNH NGHĨA 11 1.2 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 12 1.2.1 Giới thiệu lượng mặt trời 12 1.2.2 Bức xạ mặt trời 13 1.2.3 Tính tốn xạ lượng mặt trời 13 1.2.4 Tính tốn góc tới xạ trực xạ 14 1.2.5 Tổng cường độ xạ mặt trời lên bề mặt Trái đất 14 1.3 CÁC MƠ HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 15 1.3.1 Mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành điện 15  Mơ hình biến đổi có kết lưới 17 1.3.2 Mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành nhiệt 18  Cơ sở lý thuyết 18 1.3.3 Thiết kế hệ thống 20 1.3.4 Kết luận 20 1.4 NĂNG LƯỢNG GIÓ 21 1.4.1 Giới thiệu 21 1.4.2 Năng lượng gió Việt Nam 22 1.4.3 Công suất gió 28 1.4.4 Hệ thống điện gió 29 1.4.5 Máy phát điện hệ thống điện gió 36 1.4.5.4 Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu 42 CHƯƠNG : MÔ HÌNH NGUỒN ĐIỆN LAI TRONG TRẠM BTS 44 2.1 KHÁI NIỆM NGUỒN ĐIỆN LAI (HPS) 44 2.2 MƠ HÌNH CỦA MỘT HPS CƠ BẢN 44 2.2.1 Sơ đồ HPS 44 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý HPS 45 2.3 Giải pháp nguồn kết hợp lượng tái tạo, máy phát cho khu v€c có nguồn điện lưới k•m 47 2.3.1 Giới thiệu hệ thống nguồn sử dụng lượng tái tạo 47 2.3.2 .Giải pháp nguồn lai sử dụng lượng tái tạo, máy phát điện lưới47 2.4 Kết luận chương 50 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ 51 3.1 Tiềm khu vực nghiên cứu 51 3.2 Hiện trạng cung cấp lượng cho trạm BTS huyện côn đảo-Vũng tàu xa điện lưới 52 3.2.1Cấu tạo, chức nhu cầu lượng trạm BTS: 52 3.2.2.Hiện trạng cung cấp điệnn cho trạm BTS 55 3.2.3 Những khó khăn việc sử dụng nguồn điện việc đảm bảo vận hành thiết bị VT – CNTT Huyện Côn Đảo 57 3.2.4 Khả ứng dụng hệ lai ghép với lượng gió mặt trời để cung cấp lượng cho trạm BTS khu vực huyện Côn Đảo 57 3.3 Tình hình thời tiết huyện đảo .61 3.3 Tính Tốn thiết kế 62 3.3.1 Khí tượng vùng nghiên cứu 62 3.3.2 Tính tốn nhu cầu sử dụng điện dự phịng tương lai .64 3.4 Tính tốn cơng suất, lựa chọn thiết bị 66 3.4.2 Tính tốn hệ thống 68 3.5 Tính tốn chi phí lựa chọn phương án 71 3.5 Hệ thống sau thiết kế 71 LỜI MỞ ĐẦU Ngày giới với s€ bùng nổ ngành công nghiệp Đã làm cho môi trường sống ngày ô nhiễm Các nguồn nhiên liệu hóa thạch, dầu mỏ tạo nhiều khí thải độc hại, ngày khan dần cạn kiệt Do việc tìm kiếm nguồn lượng thay thế, đặc biệt lượng tái tạo trở thành vấn đề tất yếu nhân loại Qua báo chí, phương tiện truyền thơng, internet thấy nhiều nước có Việt Nam nghiên cứu phát triển hệ thống điện sử dụng lượng tái tạo Là sinh viên khoa Điện tử - Bộ môn Điện tử Viễn thông trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, với kiến thức học với mong muốn thiết kế hệ thống nguồn lai kết hợp sử dụng lượng táu tạo , em chọn đề tài “Tìm hiểu giải pháp sử dụng lượng tái tạo cho hệ thống viễn thông” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Trong trình th€c báo cáo mình, em cố gắng để hoàn thiện cách tốt Nhưng với kiến thức s€ hiểu biết có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót mong thầy bạn đóng góp ý kiến cho đề tài em hồn thiện Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lê Duy Minh nhiệt tình giúp đỡ em trình th€c th€c tập Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên th€c Bùi Văn Tuấn 10 11 CHƯƠNG 1: CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 1.1 ĐỊNH NGHĨA Năng lượng tái tạo hay lượng tái sinh lượng từ nguồn liên tục mà theo chuẩn mực người vô hạn lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng địa nhiệt Nguyên tắc việc sử dụng lượng tái sinh tách phần lượng từ quy trình diễn biến liên tục mơi trường đưa vào sử dụng kỹ thuật Các quy trình thường thúc đẩy đặc biệt từ Mặt Trời Năng lượng tái tạo thay nguồn nhiên liệu truyền thống lĩnh vực gồm: phát điện, đun nước nóng, nhiên liệu động cơ, hệ thống điện độc lập nơng thơn Có khoảng 16% lượng tiêu thụ điện toàn cầu từ nguồn lượng tái tạo, với 10% tất lượng từ sinh khối truyền thống, chủ yếu dùng để cung cấp nhiệt, 3,4% từ thủy điện Các nguồn lượng tái tạo (small hydro, sinh khối đại, gió, mặt trời, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học) chiếm thêm 3% phát triển nhanh chóng Ở cấp quốc gia, có 30 quốc gia giới sử dụng lượng tái tạo cung cấp 20% nhu cầu lượng họ Các thị trường lượng tái tạo cấp quốc gia dự đoán tiếp tục tăng trưởng mạnh thập kỷ tới sau nữa.Ví dụ như, lượng gió phát triển với tốc độ 30% năm, cơng suất lắp đặt tồn cầu 282.482 (MW) đến cuối năm 2012 Các nguồn lượng tái tạo tồn khắp nơi nhiều vùng địa lý, ngược lại với nguồn lượng khác tồn số quốc gia Việc đưa vào sử dụng lượng tái tạo nhanh hiệu có ý nghĩa quan trọng an ninh lượng, giảm thiểu biến đổi khí hậu, có lợi ích kinh tế.Các khảo sát ý kiến công cộng toàn cầu đưa ủng hộ mạnh việc phát triển sử dụng nguồn lượng tái tạo lượng mặt trời gió 12 1.2 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI a.1.1 1.2.1 Giới thiệu lượng mặt trời Mặt trời phát nguồn lượng khổng lồ phần nguồn lượng truyền xạ đến trái đất Trái đất Mặt trời có mối quan hệ chặt chẽ, xạ mặt trời yếu tố định cho tồn sống hành tinh Hình 1.2.1 : Bên mặt trời 13 a.1.2 1.2.2 Bức xạ mặt trời Phần lượng xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất ngày quang đãng thời điểm cao vào khoảng 1.000W/m2 (hình 1.5) Yếu tố xác định cường độ xạ mặt trời điểm Trái đất quãng đường qua Sự mát lượng quãng đường gắn liền với tán xạ, hấp thụ xạ phụ thuộc vào thời gian ngày, mùa, vị trí địa lý Hình 1.2.2: Q trình truyền lượng xạ mặt trời qua lớp khí Trái đất a.1.3 a.1.4 1.2.3 Tính tốn xạ lượng mặt trời Quan hệ xạ mặt trời ngồi khí thời gian năm xác định theo phương trình sau: Eng = E0 Với Eng xạ ngồi khí đo mặt phẳng vng góc với tia xạ vào ngày thứ n năm 14 a.1.5 1.2.4 Tính tốn góc tới xạ trực xạ Hình 1.2.4: Quan hệ góc hình học tia xạ mặt trời mặt phẳng nghiêng Tia xạ mặt trời chiếu xuống mặt phẳng nghiêng phân tích hình a.1.6 1.2.5 Tổng cường độ xạ mặt trời lên bề mặt Trái đất Tổng xạ mặt trời lên bề mặt đặt mặt đất bao gồm hai phần trực xạ tán xạ Thành phần tán xạ phức tạp Có thể xem xạ tán xạ tổng hợp thành phần: Thành phần tán xạ đẳng hướng, thành phần tán xạ quanh tia thành phần tán xạ chân trời Hình 1.2.5: Sơ đồ phân bố thành phần xạ khuếch tán 15 Tháng10 Tháng11 24 144 Tháng12 236 374.400 2.246.40 3.681.60 Bảng 3.2.2.c Số liệu dầu Bến Đầm năm 2019 Tổng hợp tình hình chi phí sử dụng nguồn điện lưới nguồn dự phòng từ máy phát điện Bến Đầm năm 2019: Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Tổng Giá thành 1KWh Số KWh 1.500 1.686 1.746 1.792 1.129 1.580 1.696 1.520 1.200 1.464 1.254 1.674 18.241 5.445 Số tiền 7.082.880 9.563.250 10.754.830 11.638.080 5.319.135 8.242.200 8.762.700 7.926.960 5.728.380 6.876.000 7.258.050 10.174.170 99.326.635 Bảng3.2.2.d: Tổng chi phí điện dầu Bến Đầm năm 2019 (Chưa tính chi phí mua máy nổ phát điện, vận hành bảo trì máy) 3.2.3 Những khó khăn việc sử dụng nguồn điện việc đảm bảo vận hành thiết bị VT – CNTT Huyện Côn Đảo Giá điện Côn Đảo cao nhiều so với đất liền Do nhà máy không đảm bảo nguồn cung cấp điện cho đảo nên tình trạng cúp điện thường xảy phải bảo dưỡng máy phát điện Đặc biệt vào mùa mưa mùa gió chướng, muối biển ảnh hưởng đến đường tải điện nên thường xuyên cúp điện để bảo dưỡng đường dây Khi hệ thống điện lưới bị ngắt, doanh nghiệp phải chạy máy 60 phát điện để tự cung cấp nguồn điện Tuy nhiên giá xăng dầu năm qua tăng liên tục, chi phí xăng dầu Côn Đảo cao so với đất liền 3.2.4 Khả ứng dụng hệ lai ghép với lượng gió mặt trời để cung cấp lượng cho trạm BTS khu vực huyện Côn Đảo Theo ước tính Hiệp hội GSM Thế giới (GSM Association), có khoảng phần ba dân số giới không cung cấp lượng điện đầy đủ để sử dụng để người sử dụng dịch vụ thông tin di động, trạm thu phát phải sử dụng nguồn điện từ máy phát điện diesel Tuy nhiên, giá dầu diesel ngày tăng dịch vụ di động cần phải phát triển vùng sâu vùng xa cần phải có giải pháp khác nguồn lượng để cung cấp cho vận hành thiết bị mạng Tháng 9-2008, Hiệp hội GSM đưa chương trình gọi Năng lượng xanh cho mạng di động – Green Power for Mobile – để thúc đẩy việc sử dụng nguồn lượng tái tạo ngành công nghiệp điện thoại di động Ngồi ra, nhà cung cấp dịch vụ triển khai dịch vụ di động nơi xa xôi hải đảo, rừng sâu mà đường dây điện chưa thể kéo đến Hiệp hội GSM phân tích tính khả thi nguồn lượng khác pin mặt trời, gió, dầu diesel sinh học, máy phát thủy điện nhỏ, pin nhiên liệu để sử dụng cho trạm thu phát di động, thay cho máy phát điện diesel điện lưới  Năng lượng từ mặt trời Nguồn ánh sáng mặt trời vô tận ln sẵn có vùng nơng thơn, cao nguyên nước phát triển, phát triển công nghệ pin mặt trời, thiết bị pin mặt trời ngày nhiều rẻ, tất yếu tố làm cho lượng mặt trời lựa chọn phổ biến cho trạm cần công suất tiêu thụ khoảng 2kW Tuy nhiên, báo cáo Hiệp hội GSM cho giải pháp lượng mặt trời lại khơng có hiệu mặt kinh tế nơi cần công suất phát lớn hơn, chắn vài năm tới giá thiết bị lượng mặt trời giảm 61 Hình 3.2.3 Dự báo việc phát triển trạm BTS Quang điện (PV) kỹ thuật để tạo lượng điện từ ánh sáng mặt trời dòng chảy electron chất bán dẫn Kỹ thuật sử dụng pin mặt trời với số lượng pin mặt trời Trên thị trường, phổ biến tế bào lượng mặt trời có sẵn 36, 48 72 Một mặt trời cung cấp lượng khoảng 1000Wh/  Năng lượng từ gió Các thiết bị tạo lượng từ gió thường rẻ so với thiết bị lượng mặt trời, chi phí khoảng 10 11 cent cho kWh để sản xuất điện cho trạm có cơng suất nhỏ Theo nghiên cứu Hiệp hội Năng lượng gió Mỹ giá thành dự kiến giảm đến khoảng cent vòng năm năm tới Tuy nhiên, lượng điện từ gió khả thi khu vực ven biển miền núi, nơi gió thổi mạnh thường xuyên; nơi khác kết hợp gió mặt trời để tạo nguồn lượng  Tiết kiệm chi phí vận hành Thực tế cho thấy chi phí để lắp đặt máy phát điện diesel cho trạm thu phát di động tương đối rẻ ngược lại chi phí hoạt động nhiên liệu, bảo trì cao dễ bị tác động thị trường nhiên liệu Hiện nay, giải pháp lượng từ mặt trời gió chiếm 50% vốn đầu tư chi phí vận hành lại thấp phù hợp cho trạm vận hành với cơng suất khoảng 62 kW Trong tình khác, kết hợp máy phát điện diesel với giải pháp lượng xanh để giảm chi phí giảm bớt tác động xấu đến mơi trường Hiệp hội GSM cho nhà cung cấp dịch vụ cần ba năm để hoàn vốn đầu tư 9% trạm thu phát họ phải sử dụng lượng từ nguồn lượng xanh, tiết kiệm triệu khí CO2 thải năm 1,3 tỷ đơ-la Mỹ cho chi phí nhiên liệu Với thời gian hồn vốn năm năm, số trạm sử dụng lượng xanh 30% tiết kiệm 10 triệu khí thải nhà kính 4,4 tỷ đơ-la chi phí nhiên liệu Hiệp hội GSM dự báo sau năm 2012 có 50% trạm khơng sử dụng điện lưới mà cung cấp từ nguồn lượng tái tạo  Thiết kế thiết bị sử dụng nguXn lượng tái tạo hiệu Một khía cạnh khác cơng nghệ xanh cải tiến thiết kế để thiết bị giảm bớt việc tiêu thụ lượng Cuộc khảo sát Hiệp hội GSM cho thấy nhà sản xuất thiết bị viễn thơng có khoản đầu tư đáng kể việc phát triển thiết bị sử dụng lượng tốt Một cách tiết kiệm lượng thiết kế thiết bị hoạt động nhiệt độ lên đến 45°C mà không cần đến hệ thống tản nhiệt, làm mát hệ thống làm mát thường tiêu tốn lượng đáng kể Hình 3.2.4 Hệ thống lượng Hybrid cho trạm BTS 63 Việc phát triển nguồn lượng xanh sử dụng trạm mạng di động làm giảm chi phí khơng việc mở rộng mạng lưới điện thoại di động vào khu vực xa chưa thể có điện lưới mà cịn vận hành Điều tạo lợi ích kinh tế, xã hội mơi trường aa.3 3.3 Tình hình thời tiết huyện đảo Cơn Đảo vùng gió mạnh nhiều so với nước Vận tốc gió trung bình mạnh (trên m/s) tập trung nhiều khu vực đỉnh núi: Núi ơng Cương phía Bắc; núi Chúa, núi Nhà Bàn phía Đơng phía Tây; núi Thánh Giá, mũi Cá Mập phía Nam Ngồi ra, tiềm cịn xuất cao điểm Bà Bảy Cạnh Khu vực Cơn Đảo đặc trưng khí hậu cận xích đạo, nhiệt đới, gió mùa thường xun nóng ẩm Mùa khô (tháng 12 - tháng năm sau) chủ yếu gió Đơng Bắc, mùa mưa (tháng - 11) với hoạt động mạnh gió Tây Nam Nhiệt độ khơng khí cao ổn định hai mùa gió, trung bình năm 27.Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.100mm Với điều kiện sức gió, cường độ xạ mặt trời nhiệt độ trung bình hàng năm Cơn Đảo, việc triển khai sử dụng hệ thống lai ghép lượng gió lượng mặt trời để cung cấp điện cho trạm BTS huyện Côn Đảo giải pháp thực 64 3.3 Tính Tốn thiết kế Để đưa tiêu chí lựa giải pháp thích hợp cho hệ thống điện lai ghép sử dụng lượng gió lượng mặt trời, trước tiên cần điều tra, khảo sát địa điểm định xây dựng dự án – cụ thể trạm BTS Bến Đầm Hiện giá điện 1Kwh khu vực Huyện Cơn Đảo 9030 VNĐ (có VAT), cao gần gấp lần giá điện Kwh đất liền (nơi có điện lưới quốc) Và giá xăng/dầu tăng lên cao, riêng khu vực Huyện Côn Đảo giá lít xăng/dầu cao mặt chung khoảng 500 VNĐ/lít Bên cạnh việc kinh tế gặp nhiều khó khăn khiến nhiều doanh nghiệp phải cắt giảm khoản chi phí để tồn Vì việc triển khai hệ lai ghép lượng gió lượng mặt trời cần thiết để tiết giảm chi phí, đảm bảo nguồn điện ổn định bảo vệ mơi trường 3.3.1 Khí tượng vùng nghiên cứu Cơn Đảo vùng gió mạnh nhiều so với nước Vận tốc gió trung bình mạnh (trên 8m/s) tập trung nhiều khu vực đỉnh núi: Núi ơng Cương phía Bắc; núi Chúa, núi Nhà Bàn phía Đơng phía Tây; núi Thánh Giá, mũi Cá Mập phía Nam Ngồi ra, tiềm xuất cao điểm Bà hịn Bảy Cạnh.Khu vực Cơn Đảo đặc trưng khí hậu cận xích đạo,nhiệt đới,gió mùa thường xun nóng ẩm Mùa khơ (tháng 12 - tháng năm sau) chủ yếu gió Đơng Bắc, mùa mưa (tháng - 11) với hoạt động mạnh gió Tây Nam Nhiệt độ khơng khí cao ổn định hai mùa gió, trung bình năm 27C Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.100mm Trạm BTS Bến Đầm có toạ độ : kinh độ 9,833 vĩ độ 108,15E diện tích đất xung quanh trạm 30x20m Các thơng số khí tượng như: (các số liệu lấy từ nguồn NASA đo độ cao 10m so với mặt nước biển) 65 Tháng 10 11 12 Nhiệt độ() Nhiệt độ TB () 25,9 25,8 26,4 27,2 26.9 27,6 27,3 27,4 27,2 26,8 27 26,4 Bảng 3.3.1a Thống kê nhiệt độ hàng tháng Tháng Vận tốc gió (m/s) 10 11 12 8,1 6,6 5,5 3,8 3,3 5,7 5,5 6,4 4,8 4,2 6,5 Vận tốc gió TB (m/s) 5.7 Bảng 3.1b Thống kê vận tốc gió hàng tháng năm 2019 Tháng 10 11 12 Bức xạ 5,62 6, 6,87 6,93 5,88 5,29 5,37 5,34 66 5,19 4,86 4,58 4,72 Bức xạ trung bình 5.88 Bảng3 3.1c Thống kê xạ mặt trời trung bình hàng tháng Với giá trị NLMT, gió cao khu vực Bến Đầm ứng dụng cơng nghệ điện mặt trời, gió hiệu quả, tháng tốc độ gió (3,3m/s) Tuy nhiên địa hình trạm BTS Bến Đầm nằm dốc cao thiết kế đặt động gió nhà nên độ cao so với mặt nước biển khoảng 20-30m Như vận tốc gió lớn bảng tổng hợp nhiều thống lấy vận tốc gió trung bình để thiết kế vận tốc trung bình năm (5,7m/s) Với bảng số liệu khí tượng diện tích đất đủ rộng, vị trí trạm BTS Bến Đầm triển khai áp dụng hệ lai ghép lượng gió, lượng mặt trời để cung cấp điện 3.3.2 Tính tốn nhu cầu sử dụng điện dự phòng tương lai S ố lượng Các nhu cầu tiêu thụ 1 BTS Điề 48VDC 220VAC 2000 600 Truy 48VDC Dự 48VDC u hoà Hiệu điện (V) Côn g suất (W) Số hoạt động/ngày (h) 24 24 Lượng điện tiêu thụ/ngày (WH) 48000 14400 60 24 1440 100 24 24000 ền dẫn phòng Bảng 3.3.2 Thiết bị lượng tiêu thụ trạm BTS Theo bảng 3.3.2 ta thấy ngày trạm BTS Bến Đầm gồm thông số sau: - Tổng công suất tải (DC/AC): 3,600/600W - Tổng lượng điện tiêu thụ/ngày: 87.840Wh 67 - 30% tổn hao (chuyển hoá, dây dẫn, mạch, inventer, ): 26.352Wh - Tổng lượng đòi hỏi ngày cần cung cấp: 111.924Wh Ta ưu tiên thiết kế sử dụng điện gió trước, phần cơng suất nhỏ cịn lại pin lượng mặt trời đảm nhận Như vậy: - Ban ngày: sử dụng động gió pin lượng mặt trời để cung cấp điện - Ban đêm: sử dụng động gió acquy máy phát điện dự phịng Có phương án để thực sau: - Phương án 1: Mỗi động điện gió điện mặt trời cung cấp 50% công suất tải tiêu thụ hàng ngày - Phương án 2: Điện gió cung cấp 70% công suất điện mặt trời 30% công suất tải hàng ngày Sơ đồ đấu nối hệ thống Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống Hệ lai ghép góp AC hệ lai ghép, góp AC nơi mà động gió, điện lưới, máy phát điện, đổi điện AC/DC phụ tải AC nối với Động gió, điện lưới, máy phát điện cung cấp điện xoay chiều cho máy điều hoà tất phụ tải Dàn PV nạp điện cho acquy tải AC nhờ sử dụng 68 điều phối hai chiều (bi-directional power conditioning unit) làm nhiệm vụ đổi điện (inverter) chỉnh lưu Hệ lai ghép góp AC có phụ tải chiều DC, nói chung thường có phụ tải xoay chiều AC Dàn PV, động gió cung cấp lượng cho tải, acquy tuỳ theo xạ mặt trời sức gió Điện lưới, máy phát điện cung cấp điện trực tiếp cho phụ tải AC nạp điện cho acquy 3.4 Tính tốn cơng suất, lựa chọn thiết bị a Tấm pin lượng mặt trời Hiện thị trường có loại pin lượng mặt trời pin Poly pin Mono Pin Mono vượt trội so với pin Poly cơng suất, đặc điểm pin Mono có khoảng trống cell cịn pin Poly khối liền nhau, nên pin diện tích sản lượng cho Với sản lượng điện cho tương đối nhau, chi phí đầu tư vấn đề đáng quan tâm Chi phí lắp đặt ban đầu cho hệ thống sử dụng pin Poly nhỏ so với Mono Hình 3.4.1 Tấm pin lượng mặt trời Poly 69 Thông số kỹ thuật Pin lượng mặt trời poly 250w Công suất tiêu thụ: 250W Điện áp hở mạch 44.16V Dòng hở mạch (Isc): 6.56A Điện áp danh định 36.80V (Voc): (Vmp): Dịng danh định 5.71A (Vmp): Kích thước: 1640*990*40mm Cân nặng: 21 kg Với giá thành ban đầu: 2,500,000VND/tấm Vì chúng em lựa chọn pin lượng mặt trời Poly 250W b Động gió Qua khảo sát thị trường, chọn loại tuabin gió Vĩnh Thái có cơng suất 5kW 70 Hình 3.4.2 Tuabin gió Vĩnh Thái Với ưu điểm: - Đường kính nhỏ gọn: 6m - Chiều cao tháp: 9m - Tốc độ gió khởi động: m / s - Dễ dàng cài đặt - Bảo hàng năm… 3.4.2 Tính tốn hệ thống  Tính tốn dàn acquy sử dụng cho phương án Do hệ thống BTS có acquy riêng (thông thường 500Ah) để đảm bảo cho hệ thống hoạt động liên tục chờ vận hành máy phát điện (điện lưới gián đoạn) Nguồn điện dự phòng acquy cung cấp nguồn cho thiết bị BTS truyền dẫn hoạt động Tuy nhiên để dự phòng cho trường hợp động gió/ pin mặt trời khơng đủ công suất để cung cấp cho tải, cần phải thiết kế thêm 01 dàn acquy để cấp điện thêm cho riêng hệ thống BTS, truyền dẫn Vì cần bổ sung thêm 01 dàn acquy có dung lượng 500Ah/2V Như có 02 dàn acquy có tổng dung lượng 1000Ah, cung cấp điện cho tải khoảng 22 a Phương án  Tính tốn số dàn pin mặt trời - Tổng lượng tiêu thụ điện mà hệ thống pin mặt trời phải cung cấp là: = 111.924Wh/2 = 55.962Wh/ngày - Tính tổng lượng tiêu thụ điện pin phải cung cấp cho tải ngày Do tổn hao hệ thống, tổng lượng tiêu thụ điện mà pin mặt trời cần cung cấp phải cao tổng số lượng tiêu thụ điện toàn tải Thực nghiệm cho thấy phải cao khoảng 1.3 lần Tổng lượng tiêu thụ điện pin mặt trời 71 = 1.355.962 = 72.750Wh/ngày - Tính kính cỡ pin mặt trời cần sử dụng Tổng Wp pin mặt trời = 72.7506/4.58 = 15.884Wp (lấy xạ thấp năm) Chọn PV có 250Wp số PV cần 15.884/250 = 65  Tính tốn động gió Lựa chọn loại tuabin gió Airdolphin 48VDC Các thơng số kỹ thuật tuabin Vĩnh Thái Cơng suất định mức Đường kính lưỡi Tốc độ gió định mức Tốc độ gió khởi động Tốc độ gió hoạt động Số cánh quạt 5kW 6m 10m/s 3m/s 3-25m/s Hình 3.4.2a Các thơng số kỹ thuật tuabin Vĩnh Thái Theo lý thuyết lượng gió xác định: P= Trong đó: ρ - tỉ trọng khơng khí, kg/m3 (khoảng 1,225 kg/m3 mực nước biển, cao độ tăng tỉ trọng khơng khí giảm); A – bề mặt quét cánh quạt hướng thẳng vào chiều gió 1m2; v – tốc độ gió, m/sec Các nghiên cứu lí thuyết thực nghiệm cho thấy trị số tương ứng hệ số với loại tuabin cánh quạt C=0,595 Áp vào công thức ta được: =1.907(W)=45.775(Wh) Tổng lượng tiêu thụ điện mà máy phát điện gió phải cung cấp ngày 55.962Wh Vậy số tuabin cần dùng là:2 tuabin 72 b Phương án  Tính tốn số dàn pin mặt trời - Tổng lượng tiêu thụ điện mà hệ thống pin mặt trời phải cung cấp 33.577Wh/ngày - Tính tổng lượng tiêu thụ điện pin phải cung cấp cho tải ngày Do tổn hao hệ thống, tổng lượng tiêu thụ điện mà pin mặt trời cần cung cấp phải cao tổng số lượng tiêu thụ điện toàn tải Thực nghiệm cho thấy phải cao khoảng 1,3 lần Tổng lượng tiêu thụ điện pin mặt trời= 1,333.577=43.650Wh/ngày -Tính kính cỡ pin mặt trời cần sử dụng Tổng Wp pin mặt trời=43.650/4,58=9.530Wp (lấy xạ thấp năm) Chọn PV có 250Wp số PV cần 9.530/250=38  Tính tốn động gió Tổng lượng tiêu thụ điện mà động gió phải cung cấp ngày 78.347Wh Chọn lắp đặt tuabin gió aa.4 3.5 Tính tốn chi phí lựa chọn phương án Bảng 3.4.2b Tính tốn chi phí dự án Động gió (170triệu/1 pcs) Năng lượng Mặt Trời (2,5triệu/1pcs) Tổng Phương án 2x195,000,000 = 390,000,000 Phương án 2x195,000,000 =390,000,000 65x2,500,000 =169,000,000 38x2,500,000 =95,000,000 559,000,000 485,000,000 Cả hai phương án đáp ứng nhu cầu cấp điện cho trạm BTS So sánh theo giá thành chúng em lựa chọn phương án 2: 70% sử dụng lượng gió, 30% sử dụng lượng mặt trời cho trạm BTS Bến Đầm- Côn Đảo 73 aa.5 3.5 Hệ thống sau thiết kế Wh/ngày Công suất trạm 3600/600W Công suất tiêu thụ 111.924Wh/ngày Cơng suất Tuabin gió 91.550Wh/ngày Cơng suất Pv 43.650Wp/ngày Khi hệ thống trạm BTS cần sử dụng nguồn lượng lớn so với mức ta sử dụng biện pháp lắp đặt thêm lượng mặt trời để tăng công suất phát điện 74 ... 2.3 Giải pháp nguồn kết hợp lượng tái tạo, máy phát cho khu v€c có nguồn điện lưới k•m 47 2.3.1 Giới thiệu hệ thống nguồn sử dụng lượng tái tạo 47 2.3.2 .Giải pháp nguồn lai sử dụng. .. thiết kế hệ thống nguồn lai kết hợp sử dụng lượng táu tạo , em chọn đề tài “Tìm hiểu giải pháp sử dụng lượng tái tạo cho hệ thống viễn thông? ?? làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Trong trình th€c báo... nhiên 49 2.3 Giải pháp nguồn kết hợp lượng tái tạo, máy phát cho khu v€c có nguồn điện lưới k•m 2.3.1 Giới thiệu hệ thống nguồn sử dụng lượng tái tạo Với nhu cầu truy cập mạng băng thông rộng di