Tiểu luận môn kỹ năng ứng dụng công nghệ thông tin đề tài năng lượng mặt trời

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TIỂU LUẬN MÔN: KỸ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỀ TÀI: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VĂN LỄ NHÓM 06 Các thành viên: 2001225820 Tất Gia Vi 2001220580 Trần Thị Thuý Diễm 2001221995 Mai Lê Bảo Khang Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu khoa Công nghệ thông tin trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho tụi em học tập thực đề tài cuối kì Luận văn hoàn thành hướng dẫn khoa học giảng viên môn Kỹ Năng Ứng Dụng Công Nghệ Thông Tin – Nguyễn Văn Lễ Chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giảng dạy truyền đạt kiến thức hữu ích cho chúng em suốt thời gian học tập vừa qua Trong suốt thời gian tham gia lớp học Kỹ Năng Ứng Dụng Cơng Nghệ Thơng Tin thầy, chúng em có thêm nhiều kiến thức bổ ích, tinh thần học tập hiệu quả, nghiêm túc Đây chắn kiến thức quý báu, hành trang để chúng em vững cho mơn học sau Bài tiều luận chúng em khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy xem xét đóng góp ý kiến để rút kinh nghiệm cho sau Xin trân trọng cảm ơn! Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I Giới thiệu II Nội dung Điện lượng mặt trời gì? Thành phần pin lượng trời Lịch sử phát triển ngành lượng mặt trời Phương pháp khai thác nguồn điện lượng mặt trời Ưu điểm nhược điểm điện lượng mặt trời .6 5.1 Ưu điểm .6 5.2 Nhược điểm .9 Phân loại hệ thống lắp đặt lượng mặt trời 10 6.1 Phân loại theo mô hình lắp đặt lượng mặt trời 10 6.2 Phân loại theo thiết kế giàn khung, giá đỡ hệ thống điện lượng mặt trời 11 Sơ đồ cấu tạo pin mặt trời .12 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lượng mặt trời 12 Có nên lắp điện lượng mặt trời hay không? 13 Bảng thống kê quốc gia sử dụng lượng mặt trời nhiều giới14 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin I Giới thiệu 1.1 Như bạn biết lượng mặt trời nguồn lượng phát hay cung cấp từ xạ mặt trời Và ánh sáng mặt trời mang lại cho người sống cần thiết nhất, nguồn lượng vơ hạn, vơ tận có thử sử dụng lâu dài biết cách khai thác sử dụng Năng lượng mặt trời sử dụng nhiều nhiệt (máy nước nóng, máy sấy…) quang hay nói cách khác nguồn lượng mặt trời hấp thụ vào pin lượng mặt trời chuyển hóa thành điện 1.2 Năng lượng mặt trời thu từ xã mặt trời chuyển thành điện nhiệt Đó nguồn lượng miễn phí sẵn có nhờ vào tiến cơng nghệ, khai thác lượng mặt trời nhiều chúng ln ln có sẵn miễn phí 1.3 Chính vậy, đơn giản cơng nghệ lượng mặt trời khiến trở nên vơ lí tưởng cho việc sử dụng khu vực nông thôn, vùng sâu vùng xa nơi có địa hình hiểm trở, khó lắp đặt mạng lưới Năng lượng mặt trời hữu ích cho việc tạo điều kiện quy mô rộng lớn dễ dàng đưa vào mạng lưới điện, đặc biệt vùng nằm khu vự khí tượng có nhiều nắng ngày 1.4 Và đề chúng em làm rõ vấn đề trên, cách đưa giải pháp nâng cao tốc độ dung lượng hiên có Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin II Nội dung Điện lượng mặt trời gì? Điện lượng mặt trời nguồn lượng sạch, sử dụng tế bào quang điện để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điệ dựa chế hiệu ứng quang điện vật lý Đây nguồn lượng tái tạo vô sạch, đáng tin cậy mang lại nhiều giá trị cho người Việc khai thác thành công nguồn lượng mặt trời khơng ảnh hưởng đến mơi trường mà cịn mang lại vơ vàn tác dụng lợi ích khác Thành phần pin lượng trời Thành phần pin mặt trời silic tinh khiết – có chứa bề mặt số lượng lớn cảm biến ánh sáng điốt quang, thực biến đổi lượng ánh sáng thành lượng điện Các tế bào quang điện bảo vệ kính suốt mặt trước vật liệu nhựa phía sau Tồn đóng gói chân không thông qua lớp nhựa polymer suốt tốt Kỹ ứng dụng công nghệ thông tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin Vật liệu Silic làm nên pin mặt trời chia làm loại từ silic đơn tinh thể, đa tinh thể hay màng mỏng Mỗi loại vật liệu có hiệu suất khác từ 15% đến 20% phù hợp với khả tài chính, mục đích lắp đặt Loại vật liệu Mono (đơn tinh thể) Poly (đa tinh thể) Ưu điểm Hiệu suất cao Hiệu suất cao, giá thành Nhược điểm Giá thánh cao Hiệu suất thấp mono Thin-film (màng mỏng) phải Trọng lượng nhẹ, linh Hiệu suất thấp hoạt Lịch sử phát triển ngành lượng mặt trời Điện mặt trời phát vào năm 1839 Alexandre-Edmund Becquerel nhà vật lý người Pháp ông 19 tuổi, kiện đánh dấu bước ngoặt to lớn mở kỷ nguyên lượng tái tạo tương lai Trải qua 140 năm phát triển khoa học - kỹ thuật công nghệ đại, đến cách mạng lượng tái tạo đạt nhiều thành tựu to lớn Hiện nguồn điện khai thác từ pin lượng mặt trời loại lượng tái tạo khác đáp ứng gần 30% nhu cầu tiêu thụ điện tồn cầu, đóng góp vào 2% tổng sản lượng sản xuất điện giới Kỹ ứng dụng công nghệ thông tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin Lịch sử hình thành phát triển ngành lượng mặt trời Phương pháp khai thác nguồn điện lượng mặt trời Có hai phương pháp để khai thác nguồn điện lượng mặt trời: khai thác chủ động, khai thác bị động  Phương pháp thụ động: sử dụng nguyên tắc thu giữ nhiệt cấu trúc vật liệu cơng trình xây dựng  Phương pháp chủ động: phương pháp đại có sử dụng thiết bị đặc biệt để thu nguồn lượng từ xạ mặt trời Sau dùng hệ thống quạt hay máy bơm để phân phối nguồn điện lượng mặt trời Ưu điểm nhược điểm điện lượng mặt trời 5.1 Ưu điểm - Nguồn lượng tái tạo: Bên cạnh lợi ích pin lượng mặt trời điều quan trọng lượng mặt trời nguồn lượng tái tạo, khơng giống nhiên liệu hóa thạch than, khí đốt, dầu mỏ… nguồn nhiên liệu khơng thể phục hồi Chúng ta khai thác chúng tất khu vực giới có sẵn ngày Theo tính tốn NASA, ánh sáng mặt trời cung cấp lượng cho khoảng 6,5 tỷ năm Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin Nguồn lượng 100%, không ảnh hưởng môi trường - Điện mặt trời sinh thái: Trong công đấu tranh bảo vệ mơi trường tồn quốc, lượng mặt trời lĩnh vực triển vọng việc bảo vệ mơi trường từ tăng nhiệt tồn cầu Năng lượng mặt trời thay đổi phần lượng từ nguồn nhiên liệu không tái tạo Đặc biệt, trình sản xuất, lắp đặt vận hành hệ thống điện lượng mặt trời hệ thống khơng phát sinh loại khí thải độc hại vào khí - Giảm hóa đơn tiền điện: Với hệ thống điện lượng mặt trời đáp ứng số nhu cầu lượng bạn với điện mà hệ thống pin mặt trời bạn tạo ra, từ hóa đơn lượng bạn giảm Hơn nữa, bên cạnh việc tiết kiệm hóa đơn tiền điện bạn cịn sinh lời từ nguồn lượng dư thừa bán lại trực tiếp cho EVN - Tăng giá trị thẩm mỹ cho cơng trình Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thông Tin Ưu điểm điện mặt trời làm tăng tính thẩm mỹ cho cơng trình Với việc lắp đặt hệ thống điện lượng mặt trời, cơng trình bạn khơng trở nên đẳng cấp mà cịn tăng cao giá trị mặt kinh tế Nhiều nghiên cứu cho thấy, tài sản trang bị hệ thống điện lượng mặt trời có giá trị nhiều so với với chi phí đầu tư ban đầu - Hiệu cao chi phí bảo trì thấp Viettel Construction đơn vị lắp đặt hệ thống điện lượng mặt trời uy tín Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin Với hệ thống điện lượng mặt trời hộ gia đình doanh nghiệp có khoản tiết kiệm lớn ngân sách chi tiêu Hê • thống điện lượng mặt trời không sử dụng ắc quy doanh nghiệp khơng phải tốn chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưŽng Ngồi ra, việc đồng hồ hai chiều mua bán điện EVN giải pháp lý tưởng thay việc đầu tư hệ thống lưu trữ điện Hệ thống nhà sản xuất hãng bảo hành khoảng thời gian lên đến 30 năm giúp mang lại hiệu lâu dài mặt kinh tế môi trường - Phát triển công nghệ: Công nghệ ngành lượng mặt trời không ngừng cải tiến phát triển tương lai Những đổi vật lý lượng tử cơng nghệ nano có khả làm tăng công suất pin lượng mặt trời lên gấp nhiều lần so với 5.2 Nhược điểm - Phụ thuộc thời tiết: Các pin lượng mặt trời sản sinh điện phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời để thu thập hiệu lượng mặt trời Do vậy, ngày nhiều mây mưa hệ thống lượng mặt trời sản sinh điện cực thấp sản sinh điện vào buổi tối Tuy nhiên so với nguồn lượng gió lượng điện mặt trời giải pháp có lợi nhiều - Sử dụng nhiều diện tích khơng gian: Nếu mong muốn sản xuất nhiều điện thường cần sử dụng nhiều pin mặt trời nhiều ánh sáng mặt trời thu thập hệ thống sản sinh nhiều điện.Thực tế cho thấy pin mặt trời địi hỏi nhiều khơng gian số mái nhà không đủ lớn để phù hợp với số lượng pin mặt trời mà bạn muốn có, điều buộc bạn phải lắp thêm sân vườn khu vực trống khác 10 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thông Tin Ưu nhược điểm điện lượng mặt trời Tuy nhiên với phát triển không ngừng ngành lượng tái tạo, tương lai gần công nghệ điện tái tạo cụ thể ngành lượng mặt trời ngày phát triển - đại hứa hẹn đáp ứng giảm thiểu nhược điểm kể Chính nỗi lo khơng có khơng gian lắp đặt nhược điểm thời tiết dần cải thiện Phân loại hệ thống lắp đặt lượng mặt trời 6.1 Phân loại theo mơ hình lắp đặt lượng mặt trời Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid): Đây hệ thống sử dụng phổ biến nay, nguồn điện mặt trời tạo ưu tiên dùng cho thiết bị điện Khi nhu cầu sử 11 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin dụng điện lớn lượng điện từ hệ thống điện lượng mặt trời tạo ra, hệ thống lấy điện lưới quốc gia để sử dụng Trong trường hợp hệ thống sản xuất điện dư thừa so với mức tiêu thụ, số điện dư thừa đẩy lại mạng lưới điện quốc gia, số điện dư đồng hồ chiều ghi lại EVN chi trả cho lượng dư Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid): Với hệ thống điện mặt trời độc lập, hệ thống sản xuất điện sau dẫn điện đến bình ắc quy để lưu trữ điện Hệ thống hồn tồn khơng phụ thuộc vào nguồn điện lưới Hệ thống điện mặt trời kết hợp (Hybrid): Đây kết hợp hệ Hệ thống điện mặt trời kết hợp vừa hồ lưới điện quốc gia, vừa có ắc quy để lưu trữ điện phục vụ cho nhu cầu cần thiết 12 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin 6.2 Phân loại theo thiết kế giàn khung, giá đỡ hệ thống điện lượng mặt trời Hệ thống điện mặt trời áp mái: Hệ Hệ thống điện mặt trời làm giàn khung thống điện mặt trời áp mái thiết kế phổ mặt đất: Loại thiết kế giàn khung, biến chiếm đến 90% dự án điện giá đŽ tốn nhiều chi phí để mặt trời Đặc biệt hộ gia làm giàn khung Tuy nhiên với hệ thống đình, doanh nghiệp, nhà xưởng vừa khung mặt đất linh hoạt định tiết kiệm diện tích lại vừa tiết kiệm hướng pin cho chúng chi phí Với hệ thống thiết kế giàn khung mang lại sản lượng cao điện mặt trời áp mái người Chính lựa chọn nhiều tận dụng không gian mái nhà ở, nhà nhà đầu tư có sẵn diện tích đất lớn lựa kho hay nhà xưởng, công ty để lắp đặt chọn hệ thống điện mặt trời với nhiều tiện ích như: cung cấp điện sinh hoạt; quản lý chi phí tiền điện, thu lời từ việc bán lượng điện dư, Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lượng mặt trời Cấu tạo hệ thống điện lượng mặt trời Như mơ tả trên, có loại mơ hình lắp đặt hệ thống điện mặt trời: on-grid, off-grid hybrid nên cấu tạo hệ thống có chút khác biệt, chủ yếu nằm cục pin trữ điện hệ thống off-grid Về bản, hệ thống điện mặt trời có phận cấu thành sau:  Tấm pin lượng mặt trời: Pin lượng mặt trời chia làm phận gồm: khung nhơm, kính cường lực, lớp màng EVA, solar cell, pin (phía sau), hộp đấu dây (junction box), cáp điện, Jack kết nối MC4  Bộ chuyển đổi (Inverter): Là chuyển điện có chức biến đổi dòng điện chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC) 13 Kỹ ứng dụng công nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin  Tủ điện: Là hộp chứa thiết bị gồm CB, Role, kết nối inverter để truyền tải đóng ngắt mạch điện nhằm bảo vệ tải, sụt áp hệ thống điện cung cấp cho thiết bị  Hệ thống giám sát từ xa qua internet smartphone: Dùng để kiểm soát giám sát hệ thống dàn pin lượng mặt trời thông qua phần mềm, điều khiển giao tiếp nơi đâu miễn có mạng internet  Khung giá đŽ thiết bị phụ điện: Là hệ thống khung thiết bị phụ hỗ trợ cố định pin vào phần mái lắp đặt nhằm đảm bảo pin tiếp cận ánh sáng mặt trời tối đa công suất  Đồng hồ đo đếm điện chiều: Dùng để đo lường điện lượng mặt trời sản sinh sản lượng điện bán cho EVN  Pin dự trữ: sử dụng điện áp pin 12V, 24V, 36V, 48V 60V để lưu trữ điện pin mặt trời không sản xuất điện Giám sát hệ thống dàn pin lượng mặt trời thông qua smartphone 14 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện mặt trời 15 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin Có nên lắp điện lượng mặt trời hay khơng? Vậy có nên lắp điện mặt trời hay không? Đặc biệt Việt Nam câu hỏi quan tâm nhiều Do vị trí địa lý khí hậu mà giá trị xạ Việt Nam theo phương ngang dao động từ 897 kWh/m2/năm đến 2108kWh/m2/năm Giá trị xạ cao thuộc top cao giới nên sản lượng điện tạo từ pin mặt trời nhiều hơn, tương ứng giá trị 2,46 kWh/m2/ngày đến 5,77 kWh/m2/ngày Hiện phủ có nhiều sách tích cực khuyến khích nhân dân lắp đặt sử dụng phát triển dự án điện lượng mặt trời mái nhà Trong năm 2020, người dân sử dụng hệ thống điện lượng mặt trời bán điện trực tiếp cho EVN với mức giá 1,934đ/kwh hình thức lắp mái nhà nên việc lắp đặt điện lượng mặt trời đem lại lợi ích lớn mặt kinh tế Một nguyên nhân khác tác động lớn đến định lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái hộ gia đình chi phí đầu tư giảm đáng kể, mức giảm từ 30%50% Trước đầu tư KWp điện mặt trời áp mái phải tốn chi phí từ 90-100 triệu đồng, khoảng 40-50 triệu đồng 16 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin Do với lợi ích tiết kiệm tiền điện tháng từ 30%-50%, khả hoàn vốn 4-5 năm thời gian sử dụng, bảo hành pin mặt trời lên đến 20 năm, hộ gia đình, doanh nghiệp thương mại, sở sản xuất nên đầu tư lắp đặt điện lượng mặt trời Bảng thống kê quốc gia sử dụng lượng mặt trời nhiều giới TÊN QUỐC GIA NGUỒN NĂNG LƯỢNG KHAI THÁC Đức 39,275 ( GW) Trung Quốc 35,78 ( GW) Nhật Bản 23,3 (GW) Mỹ 18,3 (GW) Italya ( Ý ) 17,9 (GW) Tây Ban Nha 5,6 (GW) Pháp 5,2 (GW) 17 Kỹ ứng dụng cơng nghệ thơng tin – Nhóm 06 Khoa Công Nghệ Thông Tin Pháp 5.2 Tâỹ Ban Nha 6.6 Italỹa 17.9 Mỹỹ 18.3 Nhật B ản 23.3 Trung Quốốc 35.78 39.28 Đức 10 15 20 Column1 18 Kỹ ứng dụng công nghệ thông tin – Nhóm 06 25 30 35 40 45