Nghiên Cứu, Thiết Kế Và Chế Tạo Mô Hình Hệ Thống Điều Khiển Định Hướng Pin Mặt Trời.docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH II NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG PIN MẶT TRỜI Hưng yên 2022 LỜI NÓI ĐẦU Trong cuộc sống[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH II NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG PIN MẶT TRỜI Hưng yên 2022 LỜI NÓI ĐẦU  Trong sống ngày nay, nguồn điện thứ cần thiết vô quan trọng Vì nguồn điện quan trọng thiết bị tạo điện ngày đa dạng nhiều Mà thiết bị muốn nguồn điện thường gây hại cho môi trường, đồng thường nguồn tài nguyên hóa thạch dần cạn kiệt nguồn lượng tái tạo trở thành ưu tiên hàng đầu Và nguồn năng lượng mặt trời là loại lượng tái tạo tuyệt vời      Một thiết bị lượng măt trời dùng ánh sáng mặt trời (quang năng) chuyển hóa thành điện mà giới sử dụng khuyến khích người sử dụng pin lượng mặt trời Tuy nhiên, pin mặt trời ta cố định chúng vị trí cố định hiệu suất chúng thấp Vậy để nâng cao hiệu suất , phải làm sao? Vận dụng kiến thức học khảo sát thực tế, nhóm chúng em định chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển định hướng PIN Mặt trời” Dưới hướng dẫn bảo nhiệt tình Thầy Đỗ Quang Huy, nhóm em hồn thành báo cáo thời gian giao Tuy nhiên vấn đề thời gian, kiến thức cịn hạn chế, chúng em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong nhận nhiều ý kiến đánh giá, góp ý q thầy để phát triền hồn thiện đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU chương 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Mục đích yêu cầu đề tài 1.2 Cấu tạo nguyên lý Pin mặt trời .3 1.2.1 Cấu tạo 1.2.2 Nguyên lý hoạt động Pin mặt trời 1.3 Biện pháp sử dụng hiệu lượng mặt trời 1.4 Hệ thống điều hướng Pin mặt trời Việc sử dụng Pin mặt trời gắn mái nhà nhà nhằm thu lấy lượng mặt trời để sử dụng diễn phổ biến số nước giới : 10 1.4.1 Các hệ thống điều hướng 11 1.4.2 Hệ thống điều hướng xoay theo trục 12 1.2.3 Hệ thống điều khiển quay theo trục .12 chương 2: Tổng quan Linh kiện .13 2.1 Arduino UNO R3 13 2.1.1 Các chân lượng .16 2.1.2 Bộ nhớ .16 2.1.3 Các cổng vào/ra .17 2.1.4 Lập trình cho Arduino .18 2.2 PIN mặt trời (Pin lượng mặt trời poly 6Wp 9V) 18 2.3 Module LM2596 19 2.4 Động servo MG90 21 2.5 Quang trở 5mm 21 2.6 Module DHT11 Đo Nhiệt Độ Và Độ Ẩm 22 chương 3: Thiết kế thi công 24 3.1 Thiết kế phần cứng 24 3.1.2 Thiết kế phần khung mơ hình 24 3.2 Lưu đồ thuật toán 25 3.3 Sơ đồ nguyên lý .26 3.3.1 Nguyên lý hoạt động .26 3.3.2 Chương trình điều khiển Arduino 29 3.3.3 Sơ đồ kết nối mạch in 34 3.3.4 Chương trình hiển thị 35 Kết luận kiến nghị 37  Kết đạt .37  Mặt hạn chế hướng khắc phục 37  Kiến nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Mục đích yêu cầu đề tài  Mục đích: Tự động điều chỉnh thiết bị thu lượng Mặt Trời quay theo hướng Mặt Trời gồm hai mục đích: - Làm cho thiết thiết bị thu lượng Mặt Trời ln hướng phía Mặt Trời, phát huy tối đa khả thu nhận lượng - Lấy số liệu so sánh hiệu suất với trường hợp đặt thiết bị nầm cố định hướng  Yêu cầu cảu đề tài: - Tìm hiểu thiết bị thu nhận lượng Mặt Trời - Thiết kế mạch điều khiển, mạch công suất, mạch điều khiển động servo - Viết chương trình điều khiển cho vi xử lí Arduino UNO R3 - Khảo nghiệm, lấy số liệu so sánh hiệu suất hai trường hợp pin đặt cố định sử dụng thiết bị tự động định hướng - Đánh giá hoạt động mơ hình 1.2 Cấu tạo ngun lý Pin mặt trời Năng lượng mặt trời nguồn lượng mà người biết sử dụng từ sớm, ứng dụng lượng mặt trời vào cơng nghệ sản xuất quy mơ rộng thực vào cuối kỷ 18 chủ yếu nước nhiều lượng mặt trời, vùng sa mạc Từ sau khủng hoảng lượng giới năm 1968 1973, lượng mặt trời đặc biệt quan tâm Các nước công nghiệp phát triển tiên phong việc nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời Các ứng dụng lượng mặt trời phổ biến bao gồm lĩnh vực chủ yếu sau: Pin mặt trời, Pin mặt trời phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ lượng mặt trời qua thiết bị biến đổi quang điện Pin mặt trời có ưu điểm gọn nhẹ lắp đâu có ánh sáng mặt trời, đặc biệt lĩnh vực tàu vũ trụ ứng dụng lượng mặt trời dạng phát triển với tốc độ nhanh, nước phát triển Ngày người ứng dụng pin lượng mặt trời để chạy xe thay dần nguồn lượng truyền thống Tuy nhiên giá thành thiết bị pin mặt trời cịn cao, trung bình khoảng 5USD/WP, nên nước phát triển pin mặt trời có khả cung cấp lượng điện sử dụng cho vùng sâu, xa nơi mà đường điện quốc gia chưa có Việt Nam, với hỗ trợ số tổ chức quốc tế thực thành công việc xây dựng trạm pin mặt trời có cơng suất khác phục vụ nhu cầu sinh hoạt văn hoá địa phương vùng sâu, vùng xa, đồng sông Cửu Long Tây Nguyên Tuy nhiên pin mặt trời cịn hàng xa xỉ nước nghèo 1.2.1 Cấu tạo Pin mặt trời( Pin quang điện) là thiết bị bán dẫn silic tinh khiết chứa lượng lớn diod p-n, thiết bị biến đổi trực tiếp lượng mặt trời thành điện Hình 1: Cấu tạo PIN mặt trời  Bộ điều khiển sạc: Là thiết bị thực chức điều tiết sạc cho ắc quy, bảo vệ cho ắc quy chống nạp tải xả sâu nhắm nâng cao tuổi thọ cho bình ắc quy giúp hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu lâu dài Bộ điều khiển cịn cho biết tình trạng nạp điện pin mặt trời vào ắc quy giúp cho người sử dụng kiểm soát phụ tải Bộ điều khiển thực việc bảo vệ nạp điện (>13,8 V) điện thấp (