Đồ án điện tử công suất thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời

Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời LỜI MỞ ĐẦU Điện ngày đóng vai trị quan trọng đời sống người Chính ưu điểm vượt trội so với nguồn lượng khác (như: dễ chuyển thành dạng lượng khác, dễ truyền tải xa, hiệu suất cao) mà ngày điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực từ công nghiệp, dịch vụ, phục vụ đời sống sinh hoạt 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 Đ đặc biệt tiếp tục cao Hiện nay, đất nước ta đường cơng nghiệp hóa- đại án hóa nên nhu cầu sử dụng điện tất lĩnh vực ngày tố tăng Vì lượng điện có vai trị quan trọng tn phát triển kinh tế ổn định trị xã hội Với tính ưu việt điện sử dụng rộng rãi, thiếu sinh hoạt sản xuất gh xây dựng nhà máy, khu cơng nghiệp hay tịa nhà p cho tải tiêu thụ thiếu iệ cao tầng vấn đề xây dựng hệ thống điện để cung cấp điện Hệ thống điện ngày phức tạp, đòi hỏi việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề phương án cung cấp điện hợp lí tối ưu Một phương án cung cấp điện tối ưu giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện giảm tổn thất điện vận hành đơn giản thuận tiện việc bảo trì sửa chữa 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 nhiều để cung cấp đủ lượng điện cho TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời người sử dụng Mà quy trình chuyển nguồn lượng sơ cấp sang điện thương gây ô nhiễm môi trường Nên yêu cầu cấp thiết tìm kiếm nguồn lượng sử dụng tương lai, ứng dụng nguồn lượng thiết kế cung cấp điện cho người Trên sở hướng dẫn Thầy Trần Duy Chung chúng em thực thiết kế cung cấp điện lượng mặt độc lập trời cho gia đình có thiết bị điện gồm: điều hịa, tủ lạnh, tivi, máy quạt, máy giặt, 15 bóng đèn (led) Đ án p iệ gh tn tố TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đ …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… án …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… tố …………………………………………………………………………… tn …………………………………………………………………………… gh …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… iệ …………………………………………………………………………… p …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.2 GIỚI THIỆU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.3 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.4 CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1.4.1 Hệ thống độc lập, lưới điện 1.4.2 Hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện 11 Đ 1.4.3 Hệ thống nối với lưới điện dự phòng 14 1.4.4 Hệ thống bổ sung lưới điện 16 án 1.5 CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 17 1.5.1 Panel mặt trời 17 tố 1.5.2 Acquy 19 tn 1.5.3 Bộ điều khiển (solar charge controller) 19 1.5.4 Bộ biến tầng (Inverter) 20 gh 1.5.5 Trang thiết bị điện 20 iệ 1.6 CÁCH KẾT NỐI CÁC BỘ PHẬN VỚI NHAU 21 p 1.6.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập 21 1.6.2 Hệ thống nối với điện lưới sử dụng bô biến tần trung tâm 22 1.6.3 Hệ thống nối với lưới sử dụng nhiều vi biến tần 23 1.7 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI 23 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 28 2.1 CÁCH TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 28 2.2 TÍNH TỐN 32 2.2.1 Công suất tiêu thụ thiết bị điện gia đình 32 2.2.2 Tính tốn số watt-hour pin mặt trời 33 2.2.3 Tính tốn cơng suất pin mặt trời cần sử dụng 33 TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời 2.2.4 Tính tốn inverter 34 2.2.5 tính tốn battery 34 2.2.6 Tính solar charge controller 35 2.2.7 Tính tốn lựa chọn tiết diện dây dẫn 36 2.2.8 Tính tốn diện tích lắp điện pin lượng mặt trời 38 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 39 3.1 KHẢO SÁT KHU VỰC LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 39 Đ 3.2 LỰA CHỌN HƯỚNG VÀ GÓC PHÙ HỢP ĐỂ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 39 3.3 THI CÔNG LẮP ĐẶT ÁP MÁI 40 án 3.4 BỐ TRÍ ACQUY BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ BỘ BIẾN TẦNG 41 3.5 BẢO VỆ CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT 42 tố 3.5.1 chống sét 42 tn 3.5.2 Nối đất 42 p iệ gh CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 43 TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hệ thống lượng tập hợp nhà máy điện, lưới điện lưới nhiệt nối với liên tục trình sản xuất, chúng có liên hệ mật thiết với Hệ thống điện hệ thống lượng khơng có lưới nhiệt Hay nói cách khác, hệ thống điện hệ thống bao gồm khâu sản xuất, truyền tải, phân phối cung cấp điện đến hộ tiêu thụ Đ Điện dạng lượng phổ biến quan trọng sống, điện sản xuất từ nhà máy truyền tải cung cấp án cho hộ tiêu thụ Trong việc truyền tải tới hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp điện khâu quan trọng Với thời đại nay,nền kinh tố tế nước ta phát triền mạnh mẽ theo hội nhập giới,đời sống tn xã hội người dân nâng cao nên tiện nghi sống gh đòi hỏi mức tiêu thụ điện tăng cao, việc thiết kế cung cấp điện thiếu xu iệ p Việc thiết kế cung cấp điện cần phải đáp ứng yêu cầu sau: ➢ Độ tin cậy cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào u cầu phụ tải với cơng trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục câp điện mức cao nhất, đối tượng nhà máy, xí nghiệp, tịa nhà cao tầng…tốt dùng máy phát điện dự phòng điện dùng máy phát ➢ Chất lượng điện: đánh giá qua hai tiêu chí tần số điện áp, điện áp trung hạ cho phép khoảng ±5% thiết kế dảm nhiệm, tiêu tần số quan điện lực quốc gia điều hành TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời ➢ An toàn điện: cơng trình cấp điện phải có tính an tồn cao cho người vận hành, người sử dụng thiết bị cho tồn cơng trình ➢ Kinh tế: trình thiết kế ta phải đưa nhiều phương án chọn lọc phương án có hiệu kinh tế cao 1.2 GIỚI THIỆU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Trong thái dương hệ mặt trời có nguồn lượng lớn Nó khối vật chất khổng lồ với hoạt động hạt nhân xảy liên tục Mặt trời cung cấp trực tiếp hoạt gián tiếp, cho loài người dạng sống trái đất Mặt trời định khí hậu thời tiết khơng có mặt trời trái đất vùng đất Đ chết đóng băng vĩnh cửu án Điện lượng măt trời ý tưởng tuyệt vời Lấy lượng từ mặt trời chuyển thành điện năngcung cấp cho trang thiết bị mong ước tố chúng ta, khơng cịn hóa đơn tiền điện, khơng cịn phụ thuộc vào cơng tn ty điện lực bạn cónguồn lượngtái tạo, xanh bảo vệ môi gh trường Tạo lượng mặt trời nhờ vào ánh sáng mặt trời chiếu vào panel pin mặt trời tạo nguồn điện chiều DC qua biến tần p iệ chỉnh thành nguồn điện xoay chiều AC cung cấp cho thiết bị điện Panel mặt trời tạo điện hiệu ứng quang điện lớp bán dẫn, lớp thiếu electron Khi electron bị photon kích thích lám cho chúng chuyển từ lớp bán dẫn sang bán dẫn kia, nên tạo điện tích Các panel thường Si cắt thành mỏng xếp kết hợp vừa song song nối tiếp Nối tiếp tăng hiệu suất pin, mắc song song tăng áp cung cấp cho phụ tải Nguồn lượng mặt trời ngày thường ứng dụng ích giá thành cao Nên ứng ụng nơi chưa có điện lưới TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời kéo tới cung cấp cho vài phòng, hay ứng dụng làm bình nước nóng, thiết bị bán hang tự động 1.3 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Sự phát triển nhanh công nghệ liên tục cải tiến nhà thiết kế nên giá có giảm liên tục từ đầu năm 2009 tạo nên tiến rõ rệt lĩnh vực công nghệ lượng Trước năm 2007 việc ứng dụng nguồn lượng mặt trời điều coi không thực tế Ngày có tính khả thi cao Thậm chí cịn hiệu kinh tế cơng nghệ Các pin panel ngày nhỏ gọn đa dạng định mức Đ công suất, chi phí ngày thấp Đối nhiều ứng dụng, lượng mặt trời dang trở thành phương cách cung cấp điện có hiệu kinh án tế cao nhiều phương pháp khác tố Với tiến độ phát triển nghành cơng nghệ điện dự đốn đến tn năm 2020 lượng mặt trời thành nguồn điện rẽ nhất, rẽ gh lượng sản xuất nhà máy: nhiệt năng, thủy Chúng ta chứng kiến lượng mặt trời tích hợp vào vật dụng, p iệ máy móc ngày Nănglượng mặt trởi thiết bị cấp điện dễ sử dụng, thải cacbon thấp.Năng lượng cung cấp nơi như: sa mạc, vùng sâu vùng xa Dần thay nguồn điện khác trở thành nguồn cung cấp điện tương lại 1.4 CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1.4.1 Hệ thống độc lập, lưới điện Trạm điện mặt trời độc lập kiểu hệ thống điện mặt trời thơng dụng phạm vi tồn cầu Mục đích cung cấp điện cho nơi chưa có lưới điện kéo tới hay khơng có nguồn lượng khác TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời Hệ thống điện độc lập thường nhỏ, công suất đỉnh không 1kW Hệ thống điện độc lập muốn có kế hoạch hệ thống điện lớn quan trọng người thiết kế cần có kiến thức kinh nghiệm thiết kế nguồn lượng mặt trời, nên cần bắt đầu với thiết kế nhỏ đơn giản Sơ đồ nguyên lý: Đ án p iệ gh tn tố Hình 1.4.1 Nguyên lý hoạt động: Từ giàn pin mặt trời (solar cells), ánh sáng biến đổi thành điện năng, tạo dòng điện chiều (DC Power) Dòng điện dẫn tới điều khiển (charge controller) thiết bị có chức có chức tự động điều hòa dòng điện từ pin mặt trời dòng điện nạp cho acquy (Battery) chế độ tối ưu Khi acquy (Battery) đầy điều khiển TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời (charge controller) ngưng sạc hoạt sạc chế độ trì Khi acquy (Battery) cạn tự động vào chế độ nạp lại Thông qua đổi điện DC/AC (Inverter) tạo dòng điện xoay chiều chuẩn 220V/50Hz để chạy thiết bị gia đình đèn chiếu sáng, quạt, tivi, máy tính, tủ lạnh, máy bơm Ưu điểm: Hệ thống đơn giản, dễ thiết kề thường dùng khu vực chưa có lưới điện nơi thường xuyên bị cắt điện liên tục Đ Nhược điểm: Hệ thống khơng có lưới điện điện áp dự phịng nên phụ thuộc án nhiều vào cường độ chiếu sáng mặt trời hệ thống điện tố mặt trời khác tn Hệ thống phải cung cấp điện cơng suất phụ tải mà cung cấp để có điện dự trữ xài vào ban đêm mà dãy pannel gh tạo điện (chỉ tạo điện ánh trăng tròn) Mà yếu tố p cường độ chiếu sáng tăng iệ định photon ánh nắng mặt trời, photon tăng Để khắc phục phụ thuộc ta cần tính tốn kỹ lưỡng thiết kế lượng mặt trời hệ thống Như địa điểm lắp đặt dãy pannel mặt trời, hướng dãy pannel, điểu chỉnh góc đặt dãy pannel, dự đốn tránh bóng che Cơng suất dãy pannel cung cấp phải lớn công suất phụ tải hệ thống, để cịn điện dư đưa vào bình acquy để có điện sử dụng vào ban đêm TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 10 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời Cách dựa vào tải sử dụng, cụ thể sau: Số lượng battery cần dùng cho hệ solar số lượng battery đủ cung cấp điện cho ngày dự phòng (autonomy day) pin mặt trời khơng sản sinh điện Ta tính dung lượng battery sau – Hiệu suất xả nạp battery khoảng 80% chia số Wh tải tiêu thụ với 0.8 ta có Wh battery – Với mức deep of discharge DOD (mức xả sâu) 0.6 (hoặc thấp 0.8), ta chia số Wh battery cho 0.6 có dung lượng battery Đ Kết cho ta biết dung lượng battery tối thiểu cho hệ solar khơng có dự phịng Khi hệ solar có số ngày dự phịng (autonomy day) ta phải nhân dung lượng battery cho số autonomy-day để có số lượng battery cần cho hệ thống án tn tố Thiết kế solar charge controller p iệ gh Solar charge controller có điện vào phù hợp với điện pin mặt trời điện tương ứng với điện battery Vì solar charge controller có nhiều loại bạn cần chọn loại solar charge controller phù hợp với hệ solar bạn Đối với hệ pin mặt trời lớn, thiết kế thành nhiều dãy song song dãy solar charge controller phụ trách Công suất solar charge controller phải đủ lớn để nhận điện từ PV đủ công suất để nạp battery Thơng thường ta chọn Solar charge controller có dịng Imax = 1.3 x dòng ngắn mạch PV SolarV có thiết kế Solar charge controller dùng cơng nghệ sạc xung nâng áp đỉnh MPP nên hiệu suất sạc cao ắc quy bền hơn, hiệu suất sạc tương đương sạc MPPT mà giá thành rẻ Công nghệ sạc xung làm ắc quy bền kể sạc MPPT TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 31 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời 2.2 TÍNH TỐN 2.2.1 Công suất tiêu thụ thiết bị điện gia đình - điều hịa : Panasonic inverter 1.5HP Tổng công suất tiêu thụ điện điều hịa là: 1640W/H sử dụng 9h => Cơng suất tiêu thụ: 14760W/9H - máy giặt Beko Inverter 10 kg công suất tiêu thụ điện 25W/kg ngày giặt 5kg đồ => Công suất tiêu thụ: 125W/5kg - tủ lạnh : Panasonic Inverter 410 lít Đ Cơng suất tiêu thụ điện 0.95KW/ngày * ngày tủ lạnh hoạt động 12h án => công suất tiêu thụ điện: 950W/12h tố - máy quạt toshiba => công suất tiêu thụ điện: 810W/9h iệ - tivi Sony 50inch gh tn Công suất tiêu thụ điện 30W/h ngày sử dụng 9h p Công suất tiêu thụ điện 100W/h ngày sử dụng 3h => công suất tiêu thụ điện: 300W/3h - 15 bóng dèn (led) Cơng suất tiêu thụ điện 20W/h ngày sử dụng 5h => Công suất tiêu thụ điện: 1500W/5h  Vậy tổng lượng điện tiêu thụ ngày = 14760 + 125 + 950 + 810 + 300 + 1500 = 18445Wh/day TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 32 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời 2.2.2 Tính tốn số watt-hour pin mặt trời - hệ số oan toàn : 1.3 -> 1.5 số watt-hour pin mặt trời - tổng watt-hour tồn tải: 18445 Wh/day 2.2.3 Tính tốn công suất pin mặt trời cần sử dụng - PV panel: 18445 * 1.3 = 23978.5 Wh/day - Tổng Wp PV panel: Đ * Mức hấp thu lượng mặt trời Đà Nẵng khoảng 4.89 kWh/m2/ngày án 23978.5 / 4.89 = 4903Wp tn 5236 / 330 = 15 tố => chọn loại PV (tấm pin mặt trời) có 330Wp số PV cần dùng là: gh  Vậy ta chọn 16 pin mặt trời ( Tính dự phịng ) p iệ  tham thảo thị trường có loại pin thu lượng mặt trời Mono MPS – 330W - Thông số kỹ thuật PV panel Mơn MPS-330W: Hình 2.2.3 TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 33 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời 2.2.4 Tính tốn inverter - Tổng cơng suất sử dụng lớn thời điểm 1640 + 25 + 80 + 90 + 100 + 300 = 2235W - công suất inverter 2235 * 125% = 2794W * Tuy nhiên hệ thống có tủ lạnh với dịng khởi động khoảng gấp 56 lần * 80 = 480W Đ Tổng công suất gồm tủ lạnh khởi động khoảng 5-6 lần là: 2794 + 480 = 3274W án => Ta chọn loại inverter lớn 3500W p iệ gh tn tố  Tham thảo thị trường ta chọn nguồn home inverter 3500W apollo KC5000VA Hình 2.2.4 2.2.5 tính tốn battery - dựa vào tải sử dụng TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 34 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời - Hiệu suất xả nạp battery khoảng 80% chia số Wh tải tiêu thụ với 0.8 ta có Wh battery – Với mức deep of discharge DOD (mức xả sâu) 0.6 (hoặc thấp 0.8), ta chia số Wh battery cho 0.6 có dung lượng battery Dung lượng battery (Ah) = 18445 0.8∗0.6∗12 = 3203 Ah Với ngày dự phòng: 3203 = 12810 Ah Đ => Như Battery deep-cycle 12V/1300Ah cho ngày dự phịng, chọn bình acquy loại 12V/200Ah án  Tham thảo thị trường ta chọn loại acquy: p iệ gh tn tố Hình 2.2.5 2.2.6 Tính solar charge controller TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 35 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời - Thông thường ta chọn Solar charge controller có dịng Imax = 1.3 x dịng ngắn mạch PV - Thơng số PV module Đ Hình 2.2.6.1 án - Solar charge controller: tố (16 PV * 10.2A) * 1.3 = 250A tn => Chọn Solar charge controller có dịng 250A/12V p iệ gh  Tham thảo thị trường ta chọn loại: Hình 2.2.6.2 2.2.7 Tính tốn lựa chọn tiết diện dây dẫn TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 36 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời a xác định nguồn điện - nguồn điện sử dụng hệ thơng điện nguồn pha b Tính cơng suất P = 18445W c Tính dịng điện I= 𝑃 𝑈 Trong đó: I cường độ dịng điện (A) P tổng công suất (W) Đ U hiệu điện (220V) 𝑃 18445 220 = 84(A) án 𝑈 = I= d Tính tiết diện dây dẫn 𝐼 tn 𝐽 tố S= p iệ gh Trong đó: – J: mật độ dòng điện cho phép (A/mm2) – S: tiết diện dây dẫn (mm²) + Đối với dây đồng: Mật độ dòng điện cho phép Jđ = A/mm² + Đối với dây nhơm: Mật độ dịng điện cho phép Jn = 4,5 A/mm² S= 84 = 14 (mm²) TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 37 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời Đ  Vậy tiết diện tối thiểu dây điện đường trục gia đình 14mm² Để dự phịng phát triển phụ tải nên sử dụng cỡ dây 16mm² 2.2.8 Tính tốn diện tích lắp điện pin lượng mặt trời án - Cách tính Kwh điện tạo hệ thống pin mặt trời 1kWp: tn tố 1kWp * (số nắng/ ngày) = 1kWp * 4.89 = 4.89 kWh tháng hệ thống pin lượng mặt trời 1kWp tạo 137.4 kWh điện iệ gh Tương tự: Gói kWp x 4.89 = 14.67 kWp tạo 440 Kwh/tháng • Gói kWp x 4.89 = 24.45 kWp tạo 733.5 Kwh/tháng • Gói 10 kWp x 4.89 = 48.9 kWp tạo 1467 Kwh/tháng p • Tổng lượng điện tiêu thụ tháng là: 18.45kWh  Vậy ta chọn gói 5kWp Tấm pin lượng mặt trời có diện tích 1m x 2m = 2m² công suất 330Wp Vậy để lắp đặt 1kWp cần diện tích khoảng 6m² Với hệ thống 5kWp bạn cần diện tích 30m² áp mái đủ  Tuy nhiên ta chọn Tầm 35m² để dự phòng TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 38 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 3.1 KHẢO SÁT KHU VỰC LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Khu vực khảo sát sân thượng tồn nhà với diện tích 60𝑚2 Kết khảo sát, phân tích hệ thống lại đồng thời tính tốn chi phí tài điểm hồn vốn Với lượng điện tiêu thụ lớn diện tích để lắp đặt pin lượng mặt trời lớn, vấn đề mà nhiều cơng trình gặp trở ngại triển khai Mục đích : Đ - Tối ưu lượng điện tiêu thụ với việc thiết kế hệ thống qua phần mềm án - Đáp ứng hiệu suất cao thời gian thu hồi vốn nhanh tố - Dễ dàng bảo dưỡng sinh pin sau tn - Đảm bảo an tồn mưa, gió, bão gh - Tăng thẩm mĩ cho cơng trình ngồi nhà iệ - Đáp ứng tiêu chuẩn kĩ thuật điện EVN p 3.2 LỰA CHỌN HƯỚNG VÀ GÓC PHÙ HỢP ĐỂ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Hướng mặt trời mọc lặn Đông – Tây Để mặt trời chiếu vào pin từ sáng tới chiều pin đặt xi hướng Nam góc 10 – 15 độ hệ thống đạt hiệu cao Lựa chọn giá đỡ cho hệ thống lượng mặt trời ta nên sử dụng loại inox nhơm anodize để làm loại chất liệu bền sử dụng lâu dài, tạo chắn cho khung TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 39 Đồ án Điện Tử Cơng Suất Đ Hình 3.2 Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời án p iệ gh tn tố 3.3 THI CÔNG LẮP ĐẶT ÁP MÁI Hình 3.3 TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 40 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời - Tấm pin đặt xoay hướng Nam, góc nghiêng từ 10o đến 15o - Khoảng cách tối thiểu từ pin đến mái 115mm - Khoảng cách module cách 10mm - Nên dùng vật liệu inox cho tất cấu kiện để đảm bảo độ bền - Siết chặt module bulong M8 - Dùng kẹp có độ dày từ – 10 mm để cố định pin với khung 3.4 BỐ TRÍ ACQUY BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ BỘ BIẾN TẦNG Ta cần chọn vị trí thích hợp cho acquy, xây phòng nhỏ sân thượng Điều quan trọng nên bố trí phần cứng gần nhau, cho dây điện nối kết ngắn tốt ‘Phần cứng’ bao gồm pannel mặt trời , acquy, điều khiển biến tần Đ Đối với acquy, biến tần điều khiển, ta tìm vị trí thỏa u cầu sau: • • • • án Kín nước chiệu thời tiết Không bị tác động từ ánh nắng trực tiếp Cách nhiệt, tránh nhiệt độ cao Các phương tiện thơng khí, cho phép xử lý chất khí ngồi • Tránh nguồn phát sinh tia lửa điện • Cách xa trẻ em, thú cưng, chuột, bọ iệ gh tn tố p Vì nạp điện acquy acid-chì thường lượng nhỏ khí hydro Khí hydro chất khí dễ nổ Ta cần đảm bảo nơi bảo quan acquy phải có thơng gió tốt để khơng tích tụ khí hydro dễ gây nổ acquy acidchì có dịng điện với điện cao nên cần để chúng tránh xa trẻ em thú vật Để giải vấn đề ta nên đặt giá đỡ bao quanh lưới ngồi ta mua hộp chuyên dùng cho acquy từ nhà cung cấp acquy điện mặt trời Bộ biến tần với điều khiển bố trí gần acquy lắp đặt tường giá đỡ Các biến tần cỡ lớn thường có trọng lượng nặng nên muốn lắp đặt tường kiểm tra tường chịu trọng lượng biến tần không TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 41 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời Còn dây dẫn ta nên thiết kế bố trí ngắn tốt, tránh tổn thất công suất đường dây nhiều 3.5 BẢO VỆ CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT 3.5.1 chống sét Với hệ thống sử dụng có quy mơ nhỏ nhà ở: Các hệ thống điện thường có diện tích nhỏ, pin thường đặt đỉnh mái nhà khơng cần thiết phải sử dụng kim thu sét ESE, bảo vệ kim thu lơi truyền thống Đặc biệt, sử kim phân tán sét đặt mái nhà hiệu nhiều, model dùng cho cơng trình nhỏ như: TerrStat ST-100 ST-400 Đ Khi sử dụng cơng nghệ phân tán điện tích ngăn ngừa tượng sét đánh xuống khu vực mà bảo vệ, tác dụng đồng nghĩa với việc hạn chế xuất xung áp lặp lại hay sét lan truyền đường dây hệ thống điện NLMT án tn 3.5.2 Nối đất tố Thi công lặp đặt hệ thống tiếp đất cho cột thu lơi phải đáp ứng tiêu chí kỹ thuật, giá trị điện trở tiếp đất tối đa Ohm Các hệ thống tiếp địa cần phải liên kết đẳng với Bao gồm hệ thống nối đất độc lập: nối đất an toàn vỏ thiết bị R đ ≤ gh 10Ω hệ thống nối đất chống sét Rđ ≤ 10Ω Hai hệ thống kết p iệ nối đẳng TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 42 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Đối với nước phát triển Châu Á Trung Quốc, Thái Lan, Lào, Việt Nam, việc thiết lập đập thủy điện để giải nhu cầu điện cho quốc gia việc làm thiếu tầm nhìn nghiêm chỉnh cho tương lai Họ không rút kinh nghiệm quốc gia Tây phương đà phá vỡ đập xây dựng để tái tạo lại hệ sinh thái vùng, đồng thời không học hỏi kinh nghiệm tác hại môi trường khơng nghiên cứu tác động mơi trường q trình Đ thiết lập đập án Đối với nguồn lượng nguyên tử, mức an toàn vận hành, việc giải phế thải hạt nhân dấu hỏi lớn tác hại đến nhân tố môi trường trường hợp tai nạn xảy làm cho nhiều quốc gia tn dự định xây dựng thêm nhà máy Thêm lượng nyà thải hồi nhiều khí CO2 ảnh hưởng đến tầng ozone bầu khí gh phế thái ngun tử cịn mơn nan đề chưa giải iệ cho nhân loại p Do đó, lượng mặt trời thiết nghĩ lượng tương đối tối ưu cho điều kiện Việt Nam đứng phương diện địa dư nhu cầu phát triển kinh tế cho tương lai Theo tính tốn thành phố Hồ Chí Minh, trung bình st 12 tháng diện tích 1𝑚2 , ánh sáng mặt trời mang lại 5Kw cho ngày Và nguồn lượng khơi mào hứng thú góp phần vào: - Việc hạn chế hiệu ứng nhà kính, hâm nóng tồn cầu theo tinh thần Nghị định thư Kyoto 1997; - Giải ô nhiễm môi trường việc gia tăng dân số phát triển xã hội quốc gia giới; TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 43 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời - Và để bổ túc vào thiếu hụt lượng giới tương lai nguồn lượng thiên nhiên bị cạn kiệt Tóm lại, lượng mặt trời xem nguồn lượng ưu việt tương lại, nguồn lượng sẵn có, siêu miễn phí Do vậy, lượng mặt trời ngày sử dụng rộng rãi giới Đối với Việt Nam, đánh giá có nguồn tài nguyên lượng mặt trời vào loại tốt giới Nguồn lượng tiềm lớn hồn tồn tham gia đóng góp vào cân lượng quốc gia Đ án p iệ gh tn tố TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 44 Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện lượng mặt trời TÀI LIỆU THAM THẢO https://vogiasolar.com/kwp-la-gi-va-cach-tinh-kwp-trong-he-thongpin-nang-luong-mat-troi/ https://ctpsolar.com/giai-phap-chong-set-cho-he-thong-dien-mat-troi/ https://phukiencongtrinh.com/dich-vu/lap-dat-he-thong-dien-nangluong-mat-troi-tron-goi.html https://solarpower.vn/phuong-phap-thiet-ke-he-thong-dien-nangluong-mattroi/?fbclid=IwAR3_NEAGNibTD9JUWxFKM2XQOb_gkmuYF8Hk_tSb XfOIn7Y2zyd5GiYGPVI Đ https://givasolar.com.vn/model/tam-pin-thu-nang-luong-mat-troimono-msp-330w/?gclid=CjwKCAjw8J32BRBCEiwApQEKgbcFdoQkOp9gh042S7PU1xSBc_GebnwlQ9iQmDPQvGnADDoDPBu_xo CLDcQAvD_BwE án tố p iệ gh Điện Máy Xanh tn https://hethongtudong.vn/vn/tu-van-mainmenu-148/tu-van-may-phatdien-150/150-cach-tinh-tiet-dien-day-dan-150.html TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 45