ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN 2 BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI CÓ CÔNG SUẤT 1MWP GVHD Th s NGUYỄN HOÀNG MINH TUẤ[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI CĨ CƠNG SUẤT 1MWP GVHD:Th.s NGUYỄN HOÀNG MINH TUẤN SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN TÙNG LÂM MSSV 1913925 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Tổng quan lượng mặt trời Điện lượng mặt trời 3.Tình hình phát triển điện mặt trời giới nói chung Việt Nam nói riêng Cơng nghệ pin mặt trời CHƯƠNG II TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN Trình tự thiết kế hệ thống điện mặt trời nối lưới CHƯƠNG III SỬ DỤNG PHẦN MỀM TÍNH TỐN ,MƠ PHỎNG ,PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1.Giới thiệu phần mềm Pvsyst7.2 Thiết kế phần mềm Pvsyst CHƯƠNG IV TÍNH TỐN KINH TẾ 1.Tiền đầu tư 2.Tính tốn hồn vốn CHƯƠNG V : RỦI RO VÀ GIẢI PHÁP KHI LẮP TẤM PIN MẶT TRỜI 1.Những nguy lắp điện lượng mặt trời không đạt chuẩn Nguyên nhân dẫn đến rủi ro 3.Giải pháp lắp pin mặt trời Lời mở đầu Trong trình phát triển loài người, việc sử dụng lượng mặt trời đánh dấu cột mốc quan trọng Từ đến lồi người sử dụng lượng ngày nhiều, vài kỷ gần Trong cấu lượng nay, chiếm phần chủ yếu lượng tàn dư sinh học: than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên Kế lượng nước thủy điện, lượng hạt nhân, lượng sinh khối (bio, gas, ) lượng mặt trời, lượng gió chiếm phần khiêm tốn Xã hội lồi người ngừng phát triển khơng có lượng Đặc biệt chuyển đổi nguồn lượng sơ cấp sang điện Điện ngày đóng vai trò quan trọng đời sống người Chính ưu điểm vượt trội so với nguồn lượng khác (như: dễ chuyển đổi thành dạng lượng khác, dễ truyền tải xa, hiệu suất cao) mà ngày điện sử dụng hầu hết rộng rãi lĩnh vực từ công nghiệp, dịch vụ, phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày gia đình Có thể nói ngày không quốc gia giới không sản xuất tiêu thụ điện năng, tương lai nhu cầu người nguồn lượng đặc biệt tiếp tục nâng cao Ngày nguồn lượng sơ cấp có nguy bị suy kiệt, người ngày có nhu cầu sử dụng điện cao nên việc khai thác tài nguyên sơ cấp ngày nhiều để cung cấp đủ lượng điện cho người sử dụng Mà quy trình chuyển đổi nguồn lượng sơ cấp sang điện gây ô nhiễm mơi trường.Tìm kiếm nguồn lượng thay nhiệm vụ cấp bách Năng lượng thay phải sạch, thân thiện với mơi trường chi phí thấp, khơng cạn kiệt dễ sử dụng Từ lâu,loài người mơ ước sử dụng lượng mặt trời, nguồn lượng vô tận, đáp ứng hầu hết tiêu chí nêu Nhiều cơng trình nghiên cứu thực hiện, lượng mặt trời không lượng tương lai mà lượng Hiện lượng mặt trời khai thác đưa vào ứng dụng sống công nghiệp nhiều dạng hình thức khác nhau, thơng thường để cấp nhiệt điện Một hệ pin mặt trời sử dụng lượng mặt trời gồm loại: hệ pin mặt trời làm việc độc lập, hệ pin mặt trời việc hịa lưới hệ làm việc hịa lưới có thiết bị lưu trữ Tuy nhiên nội dung chủ yếu giới thiệu báo cáo nghiên cứu thành phần hệ mặt trời làm việc hịa lưới có thiết bị lưu trữ Đồ án trình bày bao quát hệ thống pin mặt trời làm việc hịa lưới có lưu trữ với đầy đủ thành phần cần thiết hệ Chương Tổng quan lý thuyết I Tổng quan lượng mặt trời Điện mặt trời hay điện lượng mặt trời trình biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện nhờ pin mặt trời Q trình biến đổi cịn gọi quang điện Quá trình quang điện đơn giản biến đổi quang thành điện trực tiếp nhờ pin mặt trời ghép lại với thành mô đun Photon đập vào electron làm lượng electron tăng lên di chuyển tạo thành dòng điện Nhiệt mặt trời Nước nóng Hệ thống nước nóng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm nóng nước Trong vĩ độ địa lý thấp (dưới 40 độ) 60-70% sử dụng nước nóng với nhiệt độ lên đến 60 °C cung cấp hệ thống sưởi ấm mặt trời Các loại phổ biến máy nước nóng lượng mặt trời sơ tán thu ống (44%) thu gom kính phẳng (34%) thường sử dụng nước nóng nước; thu không tráng nhựa (21%) sử dụng chủ yếu để làm nóng bể bơi Hệ thống sưởi ấm, làm mát thơng gió Tại hầu hết ngơi nhà hộ, cửa sổ mở đóng điều thấy tịa nhà thương mại Với tòa nhà thụ động, cửa sổ dùng để điều chỉnh dịng khơng khí, nhiệt độ cung cấp khơng khí cho khơng gian bên tòa nhà Hiện nay, thiết kế tòa nhà thương mại hướng tới việc đưa cửa sổ hoạt động với khả kiểm soát tốt thơng gió bên cơng trình Để làm mát khơng gian, ống khói nhiệt tạo đường dẫn khí tận dụng lợi chuyển động khơng khí nóng Chúng tạo nên hàng tường có cửa sổ dọc theo mở lỗ thông hơi, cho phép khơng khí nóng ngồi, khơng khí lạnh vào nhà mở cửa vào cửa sổ Đặc biệt, dịng khơng khí chuyển động tự nhiên khơng u cầu phải có thiết bị thơng gió khí Xử lý nước Khử trùng nước lượng mặt trời (SODIS) liên quan đến việc phơi sáng chai nhựa polyethylene terephthalate (PET) đổ đầy nước ánh sáng mặt trời vài Thời gian phơi sáng khác tùy thuộc vào thời tiết khí hậu từ tối thiểu sáu đến hai ngày điều kiện hồn tồn u ám Đó khuyến cáo Tổ chức Y tế Thế giới phương pháp khả thi cho xử lý nước hộ gia đình lưu trữ an tồn Năng lượng mặt trời sử dụng ao nước ổn định để điều trị nước thải mà khơng có hóa chất điện Một lợi môi trường thêm tảo phát triển ao tiêu thụ carbon dioxit quang hợp, tảo sản xuất hóa chất độc hại làm cho nước khơng sử dụng Nấu ăn Bếp lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để nấu nướng, làm khô khử trùng Chúng nhóm lại thành ba loại lớn: bếp hộp, bếp bếp phản xạ Các bếp đạt đến nhiệt độ 315 °C cao yêu cầu ánh sáng trực tiếp để hoạt động phải thay đổi vị trí để theo dõi Mặt trời Nhiệt quy trình Cơng nghệ lượng mặt trời tập trung đĩa parabol, máng phản xạ Scheffler cung cấp nhiệt trình cho ứng dụng thương mại công nghiệp Hệ thống thương mại Dự án Năng lượng Tổng số Mặt trời (STEP) Shenandoah, Georgia, Mỹ, khu vực 114 đĩa parabol cung cấp 50% q trình làm nóng, điều hịa khơng khí u cầu điện cho nhà máy sản xuất quần áo Hệ thống đồng phát kết nối lưới điện cung cấp 400 kW điện cộng với lượng nhiệt dạng nước 401 kW 468 kW nước lạnh, có tải trọng lưu trữ cao điểm nhiệt Điện lượng mặt trời Các pin lượng mặt trời hệ thống đóng vai trị hấp thụ ánh nắng mặt trời, chuyển hóa quang thành điện Hệ thống Pin mặt trời chuyển hóa thành nguồn điện chiều (DC) thành nguồn điện xoay chiều (AC) thông qua chuyển đổi điện nối lưới (Inverter) Hệ thống điện lượng mặt trời bao gồm: Tấm pin lượng mặt trời Inverter (Bộ chuyển đổi điện) Hệ thống giám lượng mặt trời (Card Wifi, Lan,…) Ắc quy (lựa chọn) Cáp điện, Jack MC4, CB bảo vệ… thiết bị phụ trợ Các loại pin lượng mặt trời Tấm pin mặt trời mono: Pin mặt trời poly có xu hướng có màu xanh lốm đốm ánh sáng phản xạ từ mảnh silic cell theo cách khác so với phản xạ wafer silic đơn tinh thể Một số công nghệ Black Silicon phủ thêm lớp cấu trúc nano lên bề mặt pin poly giúp giảm tỉ lệ phản xạ ánh sáng ngược lại xuống tối đa, nhờ đem lại hiệu suất phát điện cực cao Tấm pin mặt trời poly: Pin mặt trời poly có xu hướng có màu xanh lốm đốm ánh sáng phản xạ từ mảnh silic cell theo cách khác so với phản xạ wafer silic đơn tinh thể Một số công nghệ Black Silicon phủ thêm lớp cấu trúc nano lên bề mặt pin poly giúp giảm tỉ lệ phản xạ ánh sáng ngược lại xuống tối đa, nhờ đem lại hiệu suất phát điện cực cao Tấm pin mặt trời Thin-film: Tấm thin-film thường mỏng loại pin khác Điều tế bào pin mỏng khoảng 350 lần so với tinh thể sử dụng pin mặt trời mono poly Các pin mặt trời thin-film có hai màu xanh đen, tùy thuộc vào chất liệu tạo chúng Lợi ích điện mặt trời mang lại gì? Tiết kiệm đến 90% tiền điện: Toàn lượng điện tạo từ hệ thống ưu tiên sử dụng trước Việc sử dụng điện nhiều vào ban ngày giúp bạn tiết kiệm tối đa đến 90% chi phí Có mặt trời có điện: Hệ thống hoạt động nhà máy phát điện thu nhỏ, làm việc tự động hồn tồn Khi có ánh sáng hệ thống bắt đầu tạo điện nghỉ hết nắng Đón đầu xu hướng đầu tư: Khi nguồn điện từ điện nước, than, khí đốt bị tải gây hệ lớn cho môi trường Điện lượng từ mặt trời giải pháp thay bền vững tương lai Việc đầu tư sớm giúp bạn có sách ưu đãi lớn từ phủ Lợi tức từ bán điện cho EVN: Nếu điện tạo bạn sử dụng không hết, hệ thống tự động đưa lên lưới bán điện cho EVN với mức biểu giá ưu đãi từ nhà nước 2,086 đ/kwh Bảo vệ môi trường sống xanh: Với 1Kwh điện tạo từ mặt trời tiết giảm 0,668 Kg/CO2 Cải thiện môi trường sống, mang lại yếu tố nhân văn lớn, góp phần nâng cao hình ảnh cá nhân doanh nghiệp Hệ thống hoạt động lên tới 25 năm: Trung bình 1kWp Pin mặt trời tạo 4kWh điện ngày Và hệ thống Pin sử dụng liên tục 25 năm với hiệu suất 98% III.Tình hình phát triển điện mặt trời giới nói chung Việt Nam nói riêng Ngành lượng giới chứng kiến thay đổi mang tính lịch sử, chuyển đổi sang lượng tái tạo – nguồn lượng không cạn kiệt Xếp hạng 10 quốc gia có sản lượng điện mặt trời lớn giới không giúp có nhìn tồn diện với phát triển mạnh mẽ lượng tái tạo thời điểm nay, mà biết tình trạng nước khác để nhận thức vị thân xem xét kế hoạch, chương trình hoạt động tương lai Kết tổng hợp theo báo cáo Các Xu Hướng Ứng Dụng Quang Điện Cơ Quan Năng Lượng Quốc Tế Mặc dù liệu báo cáo tổng hợp năm 2014 số liệu cập nhật Điều đáng ngạc nhiên danh sách này, số nước Đức, Nhật Bản hay Italy có thứ hạng cao Mỹ thua xa diện tích đất Điện mặt trời ln cần diện tích lớn mặt để lắp đặt, nước hạn chế mặt đất đai có cơng suất điện tái tạo lớn chứng tỏ hoạt động nhà máy điện vô hiệu Tổng cơng suất điện mặt trời tồn giới ước tính đạt 177,003 MW, đủ để cung cấp điện cho 29 triệu hộ gia đình Sau tổng hợp top 10 nước dẫn đầu lĩnh vực lượng mặt trời 10 nước dẫn đầu lượng điện mặt trời Đức: 38,250 Megawatts Trung Quốc: 28, 330 Megawatts Nhật Bản: 23,409 Megawatts Italy: 18,622 Megawatt Mỹ: 18, 317 Megawatts Pháp: 5,678 Megawatts Australia: 4,130 Megawatts Australia: 4,130 Megawatts Bỉ: 3,156 Megawatts 10 Nam Triều Tiên: 2,398 Megawatts Theo Cục Quản lý Năng lượng quốc gia Trung Quốc (NEA), năm 2016, nguồn điện mặt trời nước đạt 77,42 GW, tăng gần gấp đôi năm 2015, đưa Trung Quốc trở thành nước đứng đầu giới nguồn lượng Tuy nhiên, điện mặt trời chiếm tỷ trọng khiêm tốn 1% tổng công suất điện Trung Quốc NEA dự định tăng thêm khoảng 110 GW Trong đó, vai trị khoa học – cơng nghệ mang tính định Đây kết hỗ trợ mạnh mẽ từ phía Chính phủ cung cấp 10