Đồ án tốt nghiệp năng lượng tái tạo điều hướng pin mặt trời theo hướng bức xạ mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN TẤM PIN MẶT TRỜI THEO HƯỚNG BỨC XẠ SVTH 1: MSSV: SVTH 2: MSSV: Khóa: Ngành: GVHD: NGUYỄN CHIẾN THẮNG 17142164 NGUYỄN VIẾT NHÂN 17142129 2017-2021 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TS NGUYỄN THỊ MI SA TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN TẤM PIN MẶT TRỜI XOAY THEO HƯỚNG BỨC XẠ SVTH 1: MSSV: SVTH 2: MSSV: Khóa: Ngành: GVHD: NGUYỄN CHIẾN THẮNG 17142164 NGUYỄN VIẾT NHÂN 17142129 2017-2021 ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TS NGUYỄN THỊ MI SA TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 PHỤ LỤC 1: NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH 1: Nguyễn Chiến Thắng SVTH 2: Nguyễn Viết Nhân Lớp: 17142CL3 ĐT: 0937931258 GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa MSSV: 17142164 MSSV: 17142129 Ngày nhận đề tài: 8/3/2021 Ngày nộp đề tài: 2/8/2021 Tên đề tài: Giải thuật điều khiển pin mặt trời xoay theo hướng xạ Nội dung thực đề tài: Điều khiển pin xoay theo trục Đông-Tây, Nam-Bắc Sản phẩm: Mơ hình điều khiển pin TRƯỜNG NGÀNH (Ký & ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) Trang i PHỤ LỤC 2: PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH 1: Nguyễn Chiến Thắng MSSV: 17142164 SVTH 2: Nguyễn Viết Nhân MSSV: 17142129 Ngành: Điện – Điện tử GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Tên đề tài: Giải thuật điều khiển pin mặt trời xoay theo hướng xạ NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) Trang ii PHỤ LỤC 3: PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN MSSV: 17142164 SVTH 1: Nguyễn Chiến Thắng SVTH 2: Nguyễn Viết Nhân MSSV: 17142129 Ngành: Điện – Điện tử Tên đề tài: Giải thuật điều khiển pin mặt trời xoay theo hướng xạ Họ tên giảng viên phản biện: NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Ký & ghi rõ họ tên) Trang iii PHỤ LỤC 4: LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Chúng em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Nguyễn Thị Mi Sa là người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn chúng em môn lý thuyết, thực hành và đồ án tốt nghiệp Cô giúp chúng em giải vấn đề để hoàn thành đề tài Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa điện – điện tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh dạy cho chúng em kiến thức chuyên ngành để chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chúc quý thầy cô sức khỏe dồi dào để truyền đạt cho sinh viên nhiều kiến thức bổ ích Trang iv PHỤ LỤC 5: DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Dải xạ điện từ .5 Hình 2.2: Sự truyền lượng xạ mặt trời qua lớp khí Trái đất .6 Hình 2.3: Phân bố cường độ xạ Việt Nam .7 Hình 2.4: Biểu đồ tổng công suất lắp đặt nhà máy điện PV tồn giới phân bố cơng suất riêng năm 2020 Hình 3.1: Quá trình hình thành pin mặt trời 12 Hình 3.2: Sơ đồ tương đương pin mặt trời .13 Hình 3.3: Đường đặc tính làm việc U-I pin mặt trời 14 Hình 3.4: Sự phụ thuộc đường đặc tính pin mặt trời vào nhiệt độ pin 14 Hình 3.5: Đặc tính phụ thuộc V-A pin mặt trời vào cường độ xạ 15 Hình 3.6: Đặc tính P-V pin mặt trời 15 Hình 3.7: Mơ tả góc tới tia ánh sáng mặt trời đối với mặt phẳng pin 16 Hình 3.8: Các hệ thống với kiểu xoay pin khác 16 Hình 3.9: Mơ hình pin mặt trời tự xoay theo trục 17 Hình 3.10: Mơ hình pin mặt trời xoay theo trục 18 Hình 4.1: Sơ đồ khối hệ thống pin mặt trời .21 Hình 4.2: Mơ hình khí dựng phần mềm Inventor 22 Hình 4.3: Bản vẽ hình chiếu đứng mơ hình .23 Hình 4.4: Tấm pin lượng mặt trời mơ hình 25 Hình 4.5: Acquy mơ hình 25 Trang v PHỤ LỤC 5: DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.6: Servo mơ hình 27 Hình 4.7: Quang trở và đặc tính quang trở .28 Hình 4.8: Các thành phần Arduino Nano 29 Hình 4.9: Mạch giảm áp DC-DC LM2596 3A .30 Hình 4.10: Nút nhấn 31 Hình 4.11: Màn hình LCD 16x2 mơ hình 32 Hình 4.12: Bộ bánh trục vít 32 Hình 5.1: Sơ đồ mạch nguyên lý hệ thống .33 Hình 5.2: Sơ đồ board mạch in Layout 34 Hình 5.3: Board mạch điều khiển hoàn chỉnh 35 Hình 5.4: Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến hướng ánh sáng 35 Hình 5.5: Sơ đồ board mạch quang trở Layout 36 Hình 5.6: Mạch cảm biến hướng sáng thực tế 36 Hình 5.7: Sơ đồ nguyên lý mạch nạp acquy tự ngắt 37 Hình 5.8: Mạch nạp mơ hình 38 Hình 5.9: Trường hợp ánh sáng chiếu đến cảm biến từ hướng Bắc .39 Hình 5.10: Trường hợp ánh sáng chiếu đến cảm biến từ hướng Tây 40 Hình 5.11: Lưu đồ chương trình 41 Hình 5.12: Lưu đồ chế độ Manual .41 Hình 5.13: Lưu đồ chế độ Auto .42 Trang vi PHỤ LỤC 5: DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 6.1: Mơ hình pin mặt trời thực nghiệm 44 Hình 6.2: Lắp mạch đo điện áp pin .45 Hình 6.3: Góc chiếu mặt trời 46 Hình 6.4: Đồ thị đường biểu diễn công suất pin theo thời gian .48 Trang vii