Nghiên cứu, thiết kế và điểu khiển chuỗi pin quang điện bám theo quỹ đạo mặt trời trong điều kiện thời tiết thay đổi sử dụng kỹ thuật mẫu ảo

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HUỲNH BẢO KỲ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHỂN CHUỖI PIN QUANG ĐIỆN BÁM THEO QUỸ ĐẠO MẶT TRỜI TRONG ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT THAY ĐỔI SỬ DỤNG KỸ THUẬT MẪU ẢO Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã ngành: 8520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Ngọc Trân Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 21 tháng 08 năm 2022 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TS Đường Công Truyền - Chủ tịch Hội đồng TS Nguyễn Hữu Thọ - Phản biện TS Trần Ngọc Đăng Khoa - Phản biện TS Đào Thanh Phong - Ủy viên TS Ao Hùng Linh - Thư ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA TS Đường Công Truyền PGS.TS Nguyễn Đức Nam BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Huỳnh Bảo Kỳ MSHV: 20000391 Ngày, tháng, năm sinh: 17-06-1987 Nơi sinh: Khánh Hịa Ngành: Cơ khí Mã ngành: 8520103 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, thiết kế điểu khiển chuỗi pin quang điện bám theo quỹ đạo mặt trời điều kiện thời tiết thay đổi sử dụng kỹ thuật mẫu ảo NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ‑ Nghiên cứu giải pháp điều khiển pin quang điện bám theo quỹ đạo mặt trời xây dựng phương án điều khiển chuỗi pin mặt trời theo thiên văn học ‑Thiết kế hệ thống khí chuỗi pin quang điện phần mềm 3D Solidworks ‑Xây dựng mô hình mơ hành vi đợng lực học chuỗi pin quang điện phần mềm MSC.Adams/View ‑Thiết kế điều khiển mô kết hợp chuỗi pin quang điện phần mềm MSC.Adams/View Matlab/Simulink -Phân tích đánh giá nhận xét kết đạt II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19-01-2022 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 19-07-2022 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Ngọc Trân TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Được phân công Khoa Cơng nghệ Cơ khí Trường Đại học Cơng nghiệp TP.HCM, đồng ý Thầy giáo hướng dẫn TS Lê Ngọc Trân tác giả thực đề tài “Nghiên cứu, thiết kế điểu khiển chuỗi pin quang điện bám theo quỹ đạo mặt trời điều kiện thời tiết thay đổi sử dụng kỹ thuật mẫu ảo” Để hồn thành khóa luận này, tơi xin chân thành cảm ơn Thầy, Cơ giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện Trường Đại Công Nghiệp TP.HCM Xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn TS Lê Ngọc Trân tận tình, chu đáo hướng dẫn tơi thực đề tài mợt cách hồn chỉnh nhất Song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản xuất hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên khơng tránh khỏi thiếu sót nhất định mà thân chưa thấy Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn phạm vi khả cho phép chắn không tránh khỏi thiếu sót Tơi kính mong nhận thơng cảm tận tình bảo thêm quý thầy cô bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Huỳnh Bảo Kỳ i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Phương pháp tracking một giải pháp giúp PV (Photovoltaics) bám theo vng góc với tia sáng tới mặt trời theo thời gian thực Nhằm cao hiệu suất chuyển đổi lượng Với phương pháp tracking sử dụng cảm biến quang điện không mang lại hiệu xuất cao điều kiện thời tiết thay đổi.Vì luận văn đề xuất một giải pháp tracking mặt trời theo thiên văn học bất chấp điều kiện thời tiết thay đổi kỹ thuật mẫu ảo để khám phá hành vi động lực học hệ thống chuỗi pin PV thơng qua thiết kế mơ hình 3D máy tính Trong kỹ thuật tích hợp phần mềm 3D Solidworks, Adams, Matlab/Simulink Hệ thống khí mơ hình chuỗi pin PV thiết kế mơi trường 3D Solidworks, sau x́t mơ hình sang môi trường Adams, bộ điều khiển thiết kết môi trường Matlab/Simulink PID mô điều khiển chuỗi pin PV bám theo quỹ đạo mặt trời Kết mô bộ điều khiển PID cho chất lượng điều khiển tốt giảm độ vọt lố, sai số xác lập nhỏ, thời gian đáp ứng nhanh có ảnh hưởng nhiễu tác đợng vào hệ thống ii ABSTRACT The tracking method is one of the solutions to help PV (Photovoltaics) track and stay perpendicular to the sun's incident rays in real time To improve energy conversion efficiency The tracking method using photoelectric sensors will not bring high performance in changing weather conditions Therefore, in this thesis, a solution for astronomical solar tracking regardless of weather conditions is proposed Modification and virtual prototyping techniques to explore the dynamic behavior of PV battery string systems through computer-aided 3D model design In this technique will integrate 3D software Solidworks, Adams, and Matlab/Simulink The mechanical system of PV string model is first designed in 3D Solidworks environment, Then exported this model to Adams environment, and the controller designed in Matlab/Simulink environment is PID will be simulated Control the PV chain to follow the sun's orbit The simulation results of the PID controller give good control quality, reduce overshoot, small setting error, and fast response time as soon as noise affects the system iii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố bất kỳ cơng trình khác Học viên Huỳnh Bảo Kỳ iv C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .4 Phương pháp nghiên cứu .4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU .6 Khái quát tình hình lượng giới Việt Nam 1.1.1 Năng lượng gió .7 1.1.2 Năng lượng thủy điện .8 1.1.3 Năng lượng xạ Mặt Trời 1.2 Các hệ thống Pin quang điện cố định 13 1.2.1 Hệ áp mái 13 1.2.2 Hệ thống điện mặt trời mặt đất .14 1.2.3 Hệ thống điện mặt trời 15 1.3 Hệ thống bám theo quỹ đạo mặt trời (Solar tracking) 16 1.3.1 Về cấu 16 1.3.2 Về điều khiển 24 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .26 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn v C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 2.1 Lý thuyết quỹ đạo mặt trời hệ thống pin quang điện 26 2.1.1 Xác định quỹ đạo mặt trời 26 2.1.2 đất Biểu đồ chuyển động mặt trời vị trí nhất định bề mặt trái 26 2.1.3 Vị trí quỹ đạo mặt trời 30 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ VÀ XÂY DỰNG MẪU ẢO CHO HỆ THỐNG CHUỖI PIN QUANG ĐIỆN 37 3.1 Xác định phương án thiết kế 37 3.1.1 Phương án 1: Trụ xoay góc hướng xy lanh điện tịnh tiến góc ngẩng 41 3.1.2 Phương án 2: Chuỗi truyền đợng sử dụng đợng xích tải 43 3.1.3 Phương án 3: Chuỗi truyền động sử dụng xy lanh điện khớp truyền động 45 3.1.4 3.2 Kết luận 46 Tính tốn xy lanh điện 46 3.2.1 Xylanh điện góc hướng: 50 3.2.2 Xy lanh điện góc ngẩng 52 3.2.3 Hoàn thiện toàn bộ hệ thống 55 3.3 Sự cần thiết phát triển mẫu ảo cho nghiên cứu hệ thống điện tử 58 3.4 Cấu trúc phần mềm cho xây dựng mẫu ảo hệ thống chuỗi Pin quang điện 59 3.5 Mô hình hóa xây dựng mẫu ảo cho hệ thống chuỗi pin quang điện .61 3.5.1 Mơ hình hóa hệ thống khí 61 3.5.2 Lưu mơ hình x́t sang mơi trường mẫu ảo 62 3.5.3 Cài đặt mơ hình mẫu ảo 62 3.5.4 Tạo ràng buộc chuyển động .63 3.5.5 Thiết kế chương trình theo dõi hai trục 65 3.5.6 Mô hành vi động lực học chuỗi pin quang điện 68 CHƯƠNG ĐIỆN 4.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUỖI PIN QUANG 72 Phân tích đợng lực học chuỗi pin quang điện 72 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vi C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 4.2 Xây dựng mơ hình adam_sys Matlab/Simulink 78 4.3 Thiết kế hệ thống điều khiển chuỗi pin quang điện .80 4.3.1 Thiết kế hệ thống điều khiển chuỗi pin quang điện giải thuật PID 80 4.3.2 Ảnh hưởng nhiễu vào hệ thống chuỗi pin quang điện 93 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .98 5.1 Các mục tiêu hoàn thành 98 5.2 Hạn chế 98 5.3 Hướng cải tiến 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .102 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vii C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 16 Đồ thị PID (P=2000, I=200, D=90) ➢ Nhận xét: So sánh kết thí nghiệm ta nhận thấy thí nghiệm cho kết sau: độ vọt lố 3.672%, thời gian xác lập 0.135s sai số xác lập 0.424% tốt hai kết cịn lại Vì ta sử dụng bộ thông số PID để điều khiển cho góc phương vị • Xác định thơng số PID cho góc ngẩng Thí nghiệm 1: Bảng 4.4 Thơng số PID (Kp=12000, Ki= 10000, Kd= 1100) thí nghiệm Thơng số PID đầu vào kết thí nghiệm Set point 45 Kp 12000 Ki 10000 Kd 1100 Thời gian tăng- RiseTime (s) 0.061 Thời gian xác lập-SettlingTime(ts)(s) 1.642 Độ vọt lố- Overshoot(%) 5.352 Sai số xác lập(%) 8.061 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 88 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 17 Đồ thị PID (P=12000, I=10000, D=1100) + Thí nghiệm 2: Bảng 4.5 Thông số PID (Kp=20000, Ki= 24000, Kd= 2030) thí nghiệm Thơng số PID đầu vào kết thí nghiệm Set point 45 Kp 20000 Ki 24000 Kd 2030 Thời gian tăng- RiseTime (s) 0.033 Thời gian xác lập- SettlingTime(ts)(s) 0.564 Độ vọt lố- Overshoot(%) 2.424 Sai số xác lập(%) 3.225 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 89 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 18 Đồ thị PID (P=20000, I=24000, D=2030) Thí nghiệm 3: Bảng 4.6 Thơng số PID (Kp=16000, Ki= 24000, Kd= 2030) thí nghiệm Thơng số PID đầu vào kết thí nghiệm Set point 45 Kp 16000 Ki 24000 Kd 2030 Thời gian tăng- RiseTime (tr)(s) 0.035 Thời gian xác lập- SettlingTime(s) 0.576 Độ vọt lố- Overshoot(%) 1.233 Sai số xác lập(%) 2.822 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 90 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 19 Đồ thị PID (P=16000, I=20000, D=2030) ➢ Nhận xét: So sánh kết thí nghiệm ta nhận thấy thí nghiệm cho kết sau: độ vọt lố 1.233%, thời gian xác lập 0.576s sai số xác lập 2.822% tốt hai kết cịn lại Vì ta sử dụng bộ thông số PID để điều khiển cho góc ngẩng 4.3.1.3 Mơ kết hợp khí điều khiển giải thuật PID Trong phần này, mơ thực mơ hình ảo chuỗi pin quang điện điều khiển giải thuật PID với thông số Kp, Ki Kd chọn phần nhận xét Bên cạnh tơi sử dụng quỹ đạo mặt trời ngày 21-12 bảng 2.2 làm quỹ đạo tham chiếu đầu vào để điều khiển chuỗi pin quang điện bám theo Hình 20 Sơ đồ điều khiển bám theo quỹ đạo mặt trời Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 91 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 21 Qũy đạo mặt trời góc phương vị ngày 21-12 Hình 22 Qũy đạo mặt trời góc ngẩng ngày 21-12 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 92 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Nhận xét: Kết sử dụng bộ điều khiển PID cho thấy hệ thống bám theo quỹ đạo mặt trời mong muốn Độ vọt lố thời gian xác lập gần không, sai số xác lập rất nhỏ 4.3.2 Ảnh hưởng nhiễu vào hệ thống chuỗi pin quang điện Hệ thống chuỗi pin quang điện không tránh khỏi nhiễu tác động vào hệ thống nhiễu gây gió, mưa… Sẽ làm sai lệch góc phương vị, góc ngẩng làm giảm hiệu xuất thu xạ mặt trời Trong luận văn tác giả xin đề xuất xét ảnh hưởng nhiễu gây gió tác đợng lên hệ thống chuỗi pin quang điện theo góc phương vị Góc cịn lại góc ngẩng làm tương tự Hình 23 Mơ hình điều khiển với cấu trúc khí xây dựng mơ hình 3D Gió luồng khơng khí di chuyển theo phương gần nằm ngang từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp.Gió thổi mạnh gây thiệt hại lớn tạo áp lực lên bề mặt kết cấu Cường đợ áp lực tải trọng gió Ảnh hưởng gió phụ tḥc vào kích thước hình dạng cấu trúc Theo Jing-Jong Jang [22], lực gió tác đợng lên cấu trúc có phương trình sau: (4.30) Với: Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 93 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Lực gió, Mật đợ gió, Tốc đợ gió ngẫu nhiên, Hệ số cản, Diện tích cấu trúc, (4.31) Hằng số tốc đợ gió phụ tḥc vào đợ cao, Tốc đợ gió dao đợng bất ngẫu nhiên, Thay (4.31) vào (4.30) ta có: (4.32) Với thành phần (4.32) gọi lực cản trung bình số khơng đổi với tốc đợ gió trung bình nhất định Thành phần thứ hai thứ ba (4.32) lực liên đới gió thay đổi bất thường Để đánh giá nhiễu gió tác đợng vào hệ thống thành phần thứ ba khơng xét đến Vì ta xét thành phần cịn lại (4.32) ảnh hưởng nhiễu gió tác đợng vào chuỗi pin quang điện sau (4.33) Với Ta có: Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 94 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 24 Lực gió tác đợng lên tấm pin quang điện Dựa vào lực gió tính ta khảo sát ảnh hưởng nhiễu gió tác đợng vào hệ thống chuỗi pin quang điện theo góc phương vị với bợ thơng số PID chọn thí nghiệm góc phương vị ( P= 2000, I= 200, D= 90) Hình 25 Sơ đồ điều khiển theo góc phương vị Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 95 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 26 Đồ thị ảnh hưởng nhiễu tác động lên góc phương vị Nhận xét: Góc phương vị bị dao đợng có nhiễu tác đợng vào nhiên với bộ thông số PID ( P= 2000, I= 200, D=90) góc phương vị bám theo giá trị mong muốn Sau tiến hành mô chạy theo theo quỹ đạo mặt trời ngày 21-12 Hình 27 Sơ đồ điều khiển theo quỹ đạo góc phương vị ngày 21-12 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 96 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 28 Qũy đạo mặt trời theo góc phương vị có tác đợng nhiễu Nhận xét: Tuy có ảnh hưởng nhiễu tác động lên chuỗi pin quang điện nhiên quan sát quỹ đạo mặt trời mong muốn quỹ đạo mặt trời thực tế hệ thống chuỗi pin quang điện bám theo quỹ đạo mong muốn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 97 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong luận văn này, hồn thành thiết kế xây dựng mơ hình mẫu ảo hệ thống khí cho hệ thống chuỗi pin quang điện bám theo quỹ đạo mặt trời Mô hành vi động lực học hệ thống khí phần mềm Adams Thiết kế bợ điều khiển PID phần mềm Matlab/Simulink cho hệ thống chuỗi pin với bộ thông số PID chọn cho góc phương vị (P=2000, I=200, D=90) bợ thơng số PID chọn cho góc ngẫn (P=16000, I=20000, D=2030) hệ thống bám theo quỹ đạo mặt trời kỳ vọng Hạn chế Hệ thống chuỗi pin quang điện bám theo quỹ đạo mặt trời không thu lượng điều kiện thời tiết xấu trời nhiều mây đen hay trời mưa mà ngược lại tiêu tốn lượng để hệ thống hoạt động Hướng cải tiến Kết hợp bám theo quỹ đạo mặt trời cảm biến quang điện để điều khiển hệ thống chuỗi pin quang điện nhằm đạt hiệu xuất tốt nhất giảm tiêu tốn lượng không cần thiết cho hệ thống Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 98 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H Mousazadeh et al "A review of principle and sun-tracking methods for maximizing solar systems output," Renewable and sustainable energy reviews Vol 13, pp 1800-1818, 2009 [2] Catalin Alexandru “A com parative analysis the tracking solutions implemented on a photovoltaic string,” Renewable and Sustainable Energy, Sep 2014 [3] Givasolar “Ưu nhược điểm nguồn lượng gió.” Internet: https://givasolar.com/uu-va-nhuoc-diem-cua-nguon-nang-luong-gio/, June 2, 2022 [4] David Nguyen “Năng lượng thủy điện nhìn tổng quan thủy điện.” Internet: https://kingsolar.com.vn/nang-luong-thuy-dien-va-nhung-cai-nhintong-quan-ve-thuy-dien/, June.10, 2022 [5] Trung tâm mơi trường cơng nghiệp “Tình hình sử dụng lượng xu hướng lượng tái sinh phần1.” Internet: https://123docz.net/document/2361643tinh-hinh-su-dung-nang-luong-va-xu-huong-nang-luong-tai-sinh-phan-1.htm/, June 12, 2022 [6] Phạm Kim Oanh “Năng lượng tái tạo xu tất yếu giới hướng cho Việt Nam.” Internet: http://vioit.org.vn/vn/chien-luoc-chinh-sach/nang- luong-tai-tao xu-the-tat-yeu-cua-the-gioi-va-huong-di-tuong-lai-cho-viet-nam4416.4050.html, June 15, 2022 [7] Megasky “Pin lượng mặt trời.” Internet: https://www.megasky.com.vn/pin-nang-luong-mat-troi-la-gi, June 15, 2022 [8] Esolar.vn “Ưu nhược điểm điện lượng mặt trời mái nhà.” Internet: https://esolars.vn/tin-tuc/uu-nhuoc-diem-cua-dien-nang-luong-mat-troi- mai-nha-40.html, June 16, 2022 [9] Freesolar “Điện lượng mặt trời mặt đất.” Internet: https://freesolar.vn/tu-van/dien-nang-luong-mat-troi-mat-dat.html, June 18, 2022 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 99 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [10] Givasolar “Điện mặt trời nỗi điều cần biết.” Internet: https://givasolar.com/dien-mat-troi-noi-nhung-dieu-can-biet/, June 20,2022 [11] N I Tatu, and C Alexandru “Designing the Tracking for a String of Photovoltaic Modules,” Proceedings of 2011 International Conference on Optimization of the Robots and Manipulators(OPTIROB 2011), Sinaia, Romania, 26-28 Mai, 2011 [12] Alexandru, C et al “Optimal design of the solar tracker used for a photovoltaic string J Renew,” Sustain.Energy Vol 5, p 23133, 2013 [13] Gerro PrinSloo “Solar tracking ebook,” July 2015 [14] Wang Tze Koon “Comparative study between azimuthelevation and tiltroll sun-tracking systems in range of motion,” Universiti Tunku Abdul Rahman, August 2017 [15] Munsell and Mike “Solartracker.” Internet: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_tracker, June 22, 2022 [16] F M Al-Naima et al "Solar tracking system: design based on GPS andastronomical equations," in IT-DREPS Conf Exhib, 2013, pp 1-6 [17] Ravindra Krishnamurthy “Charting the suns motion in relation to your home.” Internet: https://www.permaculturenews.org/2015/10/23/charting-the-sunsmotion-in-relation-to-your-home-and-permaculture-site/, July 2, 2022 [18] Trần Văn Hạnh cộng “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động bám mặt trời hai bậc tự dựa tính vị trí mặt trời,” Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 64, 12 – 2019 [19] Torsten Hoffmann “Suncalc.org.” Internet: https://www.suncalc.org/, July 3, 2022 [21] C Alexandru and C Pozna “Dynamic modeling and control of the windshield wiper mechanisms,” Journal WSEAS Transactions on Systems Vol 8, no.7, pp.825-834, July 2009 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 100 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [22] Hong-Soek Park and Ngoc-Tran Le “Modeling and Controlling the Mobile Harbour Crane System with Virtual Prototyping Technology,” International Journal of Control, Automation and Systems Vol 10, no 6, pp 1204-1214, Dec 2012 [23] Frank Vignola “Sun chart program.” Internet: http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.php, July 10, 2022 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 101 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	4,85 MB