Đề cương môn học năng lượng tái tạo

Đề cương môn học ĐH Bách khoa – ĐHQG Tp HCM Đề cương MH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO PĐT, Mẫu 2005 ĐC Khoa Điện Điện tử Bộ môn Thiết bị điện Đề cương Môn học Đại học năng lưỢng tái tẠo RENEWABLE ENERGY Mã số MH[.]

ĐH Bách khoa – ĐHQG Tp.HCM Khoa : Điện - Điện tử Bộ môn: Thiết bị điện Đề cương Môn học Đại học NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO RENEWABLE ENERGY Mã số MH : 408004 - Số tín : 2(2.1.4) TCHP: - Số tiết - Tổng: 45 LT: 30 BT: 15 TN: ĐA: BTL: (Ghi có hình thức khác – TT trường, tham quan, ) - CTĐT ngành Điện – Điện Tử - Đánh giá : Điểm thứ 1: 20% Kiểm tra trắc nghiệm/Viết kỳ (45') Điểm thứ 2: 30% Bài tập Điểm thứ 3: 50% Thi trắc nghiệm/Viết cuối kỳ (90') - Môn tiên : MS: - Môn học trước : - Biến đổi lượng điện MS: - Môn song hành : MS: - Ghi khác : Mục tiêu môn học: Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức nguồn lượng tái tạo (tập trung chủ yếu vào lượng mặt trời, lượng gió hệ thống tích trữ lượng), trình biến đổi lượng, biến đổi công suất máy điện Những kiến thức giúp sinh viên hiểu chức hệ thống phát điện sử dụng nguồn lượng tái tạo (gió mặt trời) thực tế, giúp sinh viên tiếp tục tìm hiểu sâu nguồn lượng tái tạo đồ án luận văn tốt nghiệp Aims: The goals are to impart basics of renewable energy resources (focus on solar energy and wind power and storage systems), energy conversion processes, power converters and electrical machines The acquired knowledge can help understand fundamental functions of a renewable energy system (photovoltaic or wind power) in practice, or further study on renewable resources in course projects and senior project Tóm tắt môn học: Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức trình sản xuất điện từ nguồn lượng tái tạo qua đề mục về: nguồn lượng sơ cấp, biến đổi cơng suất, phương pháp tích trữ điện hòa lưới, tải điện chiều xoay chiều Nội dung cụ thể môn học bao gồm: - Tổng quan nguồn lượng Việt Nam giới - Phân tích, tính tốn cho hệ thống lượng mặt trời - Phân tích, tính tốn cho hệ thống lượng gió - Giới thiệu nguồn lượng khác - Hệ thống tích trữ lượng - Các ứng dụng lượng tái tạo Course outline: To provide fundamental knowledges about generating electricity from renewable resources, primary PĐT, Mẫu 2005-ĐC Tr.1/6 Đề cương MH :NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO PĐT, Mẫu 2005-ĐC resources, power converters, energy storage or grid synchronization, DC and AC loads In particular, the course should cover: - Overview of renewable energy resources in Vietnam and all over the world - Analysis and calculation of a photovoltaic system - Analysis and calculation of a win power system - Introduction of other renewable resources - Energy storage systems - Applications of renewable energy Tài liệu tham khảo: [1] Kỹ thuật hệ thống lượng tái tạo, Hồ Phạm Huy Ánh, Nguyễn Hữu Phúc, Nguyễn Văn Tài, Phạm Đình Trực, Nguyễn Quang Nam, Trần Công Binh, Phan Quang Ấn, NXB ĐHQG HCM, 2013 [2] Renewable and Efficient Electric Power Systems - Gilbert M Masters - Stanford University John Wiley & Sons, April 2004 [3] Fuel Cell Handbook - EG&G Technical Services - U.S Department of Energy Office of Fossil Energy National Energy Technology Laboratory, P.O Box 880, Morgantown, West Virginia 26507-0880 - November 2004 [4] Wind and Solar Power System - Mukund R Patel - CRC Press, Boca Raton London New York Washington, D.C – 1999 [5] Power Electronics for Renewable Sources - C V Nayar,S M Islam Centre for Renewable Energy and Sustainable Technologies, Curtin University of Technology, Perth, Western Australia, - 2001 [6] Renewable Energy Technologies - Long Term Research in the 6th Framework Programme 2002-2006 – European Commission [7] Điện mặt trời Việt Nam 15 năm phát triển – Trịnh Quang Dũng – NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 Các hiểu biết, kỹ cần đạt sau học mơn học Có khả áp dụng tính tốn hệ thống điện mặt trời Có khả áp dụng tính tốn hệ thống điện gió Có khả giải thích ngun tắc hoạt động hệ thống tích trữ lượng Có khả giải thích vai trị dạng lượng tái tạo bối cảnh lượng toàn cầu Learning outcomes: Ability to apply design procedure for photovoltaic systems Ability to apply design procedure for wind power systems Ability to explain operating principles of energy storage systems Ability to explain the role of renewable energies in the global energy situation Bảng tương ứng chuẩn đầu môn học chuẩn đầu chương trình đào tạo Chuẩn đầu chương trình đào tạo Chuẩn đầu mơn học a b c d e f g h i j         Tr.2/6 k Đề cương MH :NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO PĐT, Mẫu 2005-ĐC Mapping of course objectives to program outcomes Program Outcomes Course Objectives a b c d e f g h        i j k  Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học: Sinh viên nên tham dự giảng lớp khơng có điểm chun cần Bài tập nhà cần nộp khoảng tuần sau đầu đề tập công bố Các cột điểm cho tập nhà, kiểm tra kỳ tổng hợp thành điểm kiểm tra (chiếm 50%), tỷ lệ phần giảng viên công bố cho sinh viên bắt đầu môn học Kiểm tra (20%) sử dụng hình thức thi viết (đề mở), với thời lượng 45 phút Thi cuối kỳ (chiếm 50%) sử dụng hình thức thi viết (đề mở), với thời lượng 90 phút Sinh viên cần đạt điểm tổng hợp trở lên xem đạt mơn học Learning Strategies & Assessment Scheme: Students should attend the lecture, although absence is not punished Homework assignments are normally due in weeks time, from the moment they are announced (posted on the web site) Homework assignment, and mid-term examination will be added together to make up the first mark (50%), and their weighting factors are to be fixed by the instructor and announced to the student right at the beginning of the course Final examination (50%) will make use of writing format, lasting 90 minutes A minimum final mark of is required to pass the course Dự kiến danh sách Cán tham gia giảng dạy:         PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc ThS Trần Công Binh ThS Phan Quang Ấn TS Nguyễn Quang Nam TS Phạm Đình Trực TS Mai Bá Lộc ThS Mai Tuấn Đạt TS Ngô Mạnh Dũng - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử - Khoa Điện - Điện tử Nội dung chi tiết: Tuần 2–6 Nội dung CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM I.1 Các nguồn lượng tái tạo I.2 Tiềm ứng dụng lượng tái tạo I.3 Công nghệ sử dụng nguồn lượng I.4 Phát điện phân tán sử dụng nguồn lượng CHƯƠNG II: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI II.1 Nguồn lượng mặt trời Tr.3/6 Tài liệu [1][2] Ghi Giảng [1], [2] Giảng Đề cương MH :NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Tuần – 10 PĐT, Mẫu 2005-ĐC Nội dung II.1.1 Quỹ đạo trái đất II.1.2 Góc chiếu mặt trời vào trưa II.1.3 Vị trí mặt trời theo ngày II.1.4 Phân tích bóng che dùng sơ đồ hướng mặt trời II.1.5 Tính mặt trời theo múi II.1.6 Mặt trời mọc mặt trời lặn II.2 Tế bào quang điện II.2.1 Vật liệu quang điện II.2.2 Tế bào quang điện II.2.3 Ghép tế bào quang điện II.3 Đặc tuyến I-V pin quang điện II.3.1 Đặc tuyến I-V II.3.2 Tác động nhiệt độ cường độ xạ II.3.3 Tác động bóng che II.4 Cơng nghệ chế tạo pin quang điện II.4.1 Pin quang điện dùng tinh thể silicon II.4.2 Pin quang điện màng mỏng II.5 Đặc tính tải pin quang điện II.5.1 Đặc tuyến I-V cho tải trở II.5.2 Đặc tuyến I-V cho tải động DC II.5.3 Đặc tuyến I-V cho tải acquy II.5.4 Dị điểm cơng suất cực đại (MPPT) II.5.5 Đặc tuyến I-V theo II.6 Hệ điện mặt trời độc lập II.6.1 Ước lượng tải tiêu thụ II.6.2 Bộ nghịch lưu hệ điện áp II.6.3 Acquy II.6.4 Acquy chì - axit II.6.5 Dung lượng acquy II.6.6 Hiệu suất Coulomb hiệu suất acquy chì II.6.7 Tính tốn dung lượng acquy II.6.8 Diode chống ngược II.6.9 Tính tốn lắp ghép dàn pin mặt trời II.6.10 Hệ nguồn điện mặt trời lai II.6.11 Tóm tắt hệ điện mặt trời độc lập II.7 Hệ điện mặt trời hòa lưới CHƯƠNG III: NĂNG LƯỢNG GIĨ III.1 Lịch sử phát triển lượng gió III.2 Các loại turbin gió III.3 Cơng suất gió III.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lên mật độ gió III.3.2 Ảnh hưởng độ cao lên mật độ gió III.4 Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp III.5 Hiệu suất cực đại rotor III.6 Máy phát turbin gió III.6.1 Máy phát đồng III.6.2 Máy phát không đồng III.7 Điều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đại III.7.1 Tầm quan trọng việc điều khiển tốc độ rotor III.7.2 Thay đổi số cực máy phát không đồng III.7.3 Hộp số đa cấp III.7.4 Điều chỉnh độ trượt máy phát khơng đồng III.7.5 Hệ hịa lưới gián tiếp III.8 Cơng suất gió trung bình III.8.1 Biểu đồ gió rời rạc III.8.2 Các hàm mật độ xác suất lượng gió Tr.4/6 Tài liệu Ghi [1], [2] Giảng Đề cương MH :NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Tuần PĐT, Mẫu 2005-ĐC Nội dung Tài liệu Ghi [1], [2] SV tự đọc, thuyết trình theo nhóm [1], [2], [3] Giảng [1], [2] Giảng, tập lớn III.8.3 Thống kê Weibull Rayleigh III.8.4 Cơng suất gió trung bình tính theo hàm thống kê Rayleigh III.8.5 Các tiêu chuẩn lượng gió III.9 Ước lượng lượng turbin gió III.9.1 Tính lượng hàng năm theo suất trung bình turbin gió III.9.2 Cánh đồng gió III.10 Tính tốn theo đặc tính vận hành turbin gió III.10.1 Các thơng số khí động lực học III.10.2 Đặc tính cơng suất máy phát điện gió lý tưởng III.10.3 Tối ưu đường kính cánh quạt công suất định mức máy phát III.10.4 Hàm phân bố vận tốc gió III.10.5 Khảo sát đặc tính cơng suất thực theo phân bố Weibull- Raleigh III.10.6 Sử dụng hệ số khả CF để ước lượng lượng máy phát điện gió III.11 Tính tốn kinh tế máy phát điện dùng sức gió III.11.1 Tính tốn theo chi phí đầu tư chi phí vốn vay phải trả hàng năm III.11.2 Xác định chi phí hàng năm điện cấp từ máy phát điện gió III.12 Tác động mơi trường máy phát điện gió 11, 12 13,14 CHƯƠNG IV: CÁC LOẠI NĂNG LƯƠNG TÁI TẠO KHÁC IV.1 Năng lượng địa nhiệt IV.2 Năng lượng thủy triều IV.3 Năng lượng đại dương IV.4 Thuỷ điện nhỏ IV.5 Tiềm ứng dụng nguồn lượng tái tạo IV.6 Năng lượng sinh khối CHƯƠNG V: TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG V.1 Các loại Acqui V.1.1 Giới thiệu acqui V.1.2 Các loại acqui V.1.3 Dung lượng tích trữ acquy V.1.4 Đặc tính nạp xả hiệu suất acquy V.1.5 Tính tốn thiết kế hệ acquy V.2 Acquy chì – axit V.3 Acquy lithium V.4 Pin nhiên liệu V.4.1 Giới thiệu tích trữ lượng dùng pin nhiên liệu V.4.2 Bộ điện phân - Electrolyser V.4.3 Pin nhiên liệu – Fuel cell V.4.4 Mơ hình tích trữ pin nhiên liệu V.4.5 Ứng dụng pin nhiên liệu V.4.6 Phân tích pin nhiên liệu CHƯƠNG VI: ỨNG DỤNG CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRONG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP VI.1 Một số mạch biến đổi lượng VI.1 Mạch DC/DC VI.1 Mạch sạc acquy từ pin mặt trời VI.1 Mạch sạc acquy từ turbin gió VI.1 Mạch nghịch lưu (DC/AC) Tr.5/6 Đề cương MH :NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Tuần PĐT, Mẫu 2005-ĐC Nội dung Tài liệu Ghi VI.1 Mạch nghịch lưu hịa lưới VI.2 Tính tốn thiết kế sử dụng điện mặt trời VI.2.1 Hệ điện mặt trời độc lập VI.2.1 Hệ điện mặt trời hịa lưới VI.3 Tính tốn thiết kế sử dụng turbin gió VI.4 Hệ thống cung cấp điện từ nguồn lượng điện phân tán VI.5 Ứng dụng nguồn lượng dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải,… VI.6 Sử dụng hiệu nguồn lượng hệ thống lượng quốc gia Thông tin liên hệ: + Khoa Điện (108B1, 38647256 ext 5746) TRƯỞNG KHOA Tp.Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng năm 2013 CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG Tr.6/6