Các nhân tố ảnh hưởng đến quyết định chọn nơi học tiếng anh của sinh viên khoa tckt trường cao đẳng công nghệ thủ đức

z SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2017-2018 GIẢI PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN HÀNH LANG TỰ SÁNG KHI CÓ NGƯỜI ĐI QUA HOẠT ĐỘNG BẰNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ: KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: VĂN QUỐC KIỆT Tháng năm 2018 Trang1 MỤC LỤC TRANG A CÁC CHỮ VIẾT TẮT B DANH MỤC BẢNG BIỂU C DANH MỤC HÌNH ẢNH D PHẦN NỘI DUNG Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu khoa học 1.5 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.6 Điểm đề tài 1.7 Tóm tắt nội dung Chƣơng 10 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Năng lƣợng mặt trời gì? 10 2.1.1 Nguồn gốc lƣợng mặt trời 10 2.1.2 Thành phần nguồn lƣợng mặt trời 11 2.1.3 Tiềm năng lƣợng mặt trời giới: 13 2.1.4 Khả sử dụng nguồn lƣợng mặt trời nƣớc ta 14 2.2 Các thành phần hệ thống chuyển đổi quang thành điện 15 2.2.1 Tấm pin lƣợng mặt trời 16 2.2.2 Battery (bình ắc quy - accu) 20 2.2.3 Bộ điều khiển sạc - Solar charge controller 23 2.2.4 Bộ chuyển điện/ kích điện (Inverter) DC – AC 26 2.3 Công nghệ cảm biến radar (cảm biến vi sóng) 30 2.3.1 Cảm biến radar 30 Trang 2.3.2 Đèn LED cảm biến radar 31 Chƣơng 33 GIẢI PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG 33 3.1 Giải pháp tiết kiệm lƣợng điện cho mơ hình hệ thống 33 3.1.1 Giải pháp hành 33 3.1.2 Giải pháp kỹ thuật 33 3.2 Tính tốn thiết kế mơ hình hệ thống 35 3.2 Sơ đồ mạch mơ hình hệ thống 35 3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 36 3.2.3 Tính tốn cụ thể 37 3.2.4 Sơ đồ tủ điều khiển 39 3.2.5 Sơ đồ mặt bố trí hệ thống điện 40 Chƣơng 41 THI CƠNG MƠ HÌNH THỰC TẾ 41 4.1 Thi cơng lắp đặt mơ hình hệ thống 41 4.2 Vận hành thử nghiệm – kết 46 Chƣơng 49 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 49 5.1 Kết luận 49 5.2 Hƣớng phát triển 49 E TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 F PHỤ LỤC 52 Trang A CÁC CHỮ VIẾT TẮT PV PWM MPPT AC DC LED p-n junction FET MOSFET IGBT Radar V A W Wp CB Photovoltaics Pulse - Width - Modulation Maximum Power Point Tracking Alternating Current Direct Current Light Emitting Diode Positive – Negative junction Field-Effect Transistor Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor Insulated Gate Bipolar Transistor Radio Detection and Ranging Voltage Ampere Watt Watt peak Circuit Breaker B DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Tổng lượng xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày 12 tháng (cal/cm2 ngày) 15 C DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Mặt trời 10 Hình 2.2: Biểu đồ khai thác lượng 13 Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống điện lượng mặt trời 16 Hình 2.4: Nhà máy điện mặt trời 18 Hình 2.5: Pin mặt trời loại mono 18 Hình 2.6: Pin mặt trời loại poly 19 Hình 2.7: Pin mặt trời phim mỏng 19 Hình 2.9: Hoạt động nạp điện accu 21 Hình 2.10: Đặc tính điện tỷ trọng 22 Hình 2.11: Đặc tuyến phóng điện tới điện cuối - PWM 22 Hình 2.12: Dung lượng định mức dựa mức 22 Hình 2.13: Đặc tuyến phóng điện tới điện cuối - MPPT 24 Hình 2.14: Bộ điều khiển sạc - PMW 24 Trang Hình 2.15: Đặc tuyến phóng điện tới điện cuối 25 Hình 2.16: Bộ điều khiển sạc - MPPT 26 Hình 2.17: Mơ hình kết nối Inverter trung tâm Inverter chuỗi 27 Hình 2.18: Sóng vng 28 Hình 2.19: Sóng giả sin 28 Hình 2.20: Bộ chuyển đổi DC-AC (Sin mô phỏng) 29 Hình 2.21: Sóng Sin chuẩn 29 Hình 2.22: Sóng Sin chuẩn 30 Hình 2.23: Quét radar 31 Hình 2.24: Mạch cảm biến vi sóng 31 Hình 2.25: Đèn LED cảm ứng radar 32 Hình 3.1: Các chức hoạt động điều khiển sạc 34 Hình 3.2: Sơ đồ mạch mơ hình hệ thống 35 Hình 3.3: Sơ đồ mạch relay 35 Hình 3.4: Sơ đồ tủ điều khiển 39 Hình 3.5: Sơ đồ tủ điều khiển 39 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí điện mặt lầu 40 Hình 3.7: Sơ đồ bố trí điện mặt lầu 40 Hình 4.1: Vị trí thi cơng lắp đặt Solar Panel 41 Hình 4.2: Thi cơng lắp đặt Solar Panel 41 Hình 4.3: Hoàn thành lắp đặt Solar Panel 42 Hình 4.4: Thi cơng lắp đặt đường dây điện đèn LED 42 Hình 4.5: Thi cơng lắp đặt tủ điều khiển 43 Hình 4.6: Thi cơng lắp đặt tủ điều khiển 44 Hình 4.7: Hồn thành lắp đặt tủ điều khiển 44 Hình 4.8: Vị trí tủ điều khiển 1, sau hồn thành lắp đặt 45 Hình 4.9: Cài đặt chế độ Ngày – Đêm cho điều khiển sạc 46 Hình 4.10: Hoạt động tủ điều khiển chế độ ban ngày 46 Hình 4.11: Hoạt động tủ điều khiển chế độ ban đêm 47 Hình 4.12: Hệ thống hoạt động 48 Trang D PHẦN NỘI DUNG Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, điện phần tách rời sống ngƣời, nhu cầu sử dụng điện ngày có xu hƣớng tăng nhanh, nhiên việc sản xuất lƣợng điện vấn đề thách thức nguồn tài ngun khốn sản trái đất dần cạn kiệt, đồng thời vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ảnh hƣởng trực tiếp đến sống ngƣời Do đó, nhu cầu tìm kiếm nguồn lƣợng tái tạo hạn chế ô nhiễm môi trƣờng khiến giới khoa học ln tìm giải pháp thích hợp, nguồn lƣợng điện đƣợc tạo từ ánh sáng mặt trời giải pháp đƣợc ngƣời thƣờng nhắc đến Trong nguồn lƣợng tái tạo nhƣ lƣợng sinh khối, lƣợng địa nhiệt, gió, thủy điện nhỏ, lƣợng mặt trời dần trở nên phổ biến chúng có nhiều ƣu điểm phƣơng pháp phát điện, chí phí bảo dƣỡng thấp, an tồn cho ngƣời sử dụng, khơng gây nhiễm môi trƣờng đặc biệt nguồn tài nguyên lớn Qua khảo sát tình hình thực tế Khoa Điện – Điện tử, Trƣờng Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức, tác giả nghĩ đến giải pháp sử dụng nguồn lƣợng mặt trời để cung cấp điện phục vụnhu cầu chiếu sáng công cộng cho dãy hành lang Khoa, nhiên vấn đề đặt hệ thống chiếu sáng đƣợc xây dựng phải tận dụng tối đa, sử dụng hiệu tiết kiệm nguồn lƣợng nhận đƣợc từ mặt trời Từ đó, đề tài:“Giải pháp xây dựng mơ hình hệ thống đèn hành lang tự sáng có người qua hoạt động nguồn lượng mặt trời”đã đƣợc tác giả tiến hành nghiên cứu 1.2 Mục tiêu đề tài Xây dựng mơ hình hệ thống đèn hành lang tự sáng có ngƣời qua hoạt động nguồn lƣợng mặt trời Trang 1.3 Giới hạn đề tài Tác giả tiến hành xây dựng mơ hình hệ thống đèn hành lang (dãy phịng B106-B109) tự sáng có ngƣời qua hoạt động nguồn lƣợng mặt trời 1.4 Phương pháp nghiên cứu khoa học  Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết lƣợng mặt trời  Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ thống thực tế  Đánh giá, so sánh kết kết luận 1.5 Ý nghĩa khoa học đề tài  Tạo sản phẩm “xanh” thân thiện với môi trƣờng  Một sản phẩm tiết kiệm điện nhƣng đảm bảo nhu cầu chiếu sáng công cộng, đồng thời mơ hình nghiên cứu học tập sinh viên 1.6 Điểm đề tài Hiện tại, Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ Thủ Đức chƣa có hệ thống điện cụ thể sử dụng từ nguồn lƣợng mặt trời, đề tài đƣợc triển khai nghiên cứu thành cơng hệ thống điện ứng dụng nguồn lƣợng mặt trời đáp ứng nhu cầu chiếu sáng hành lang với chi phí sử dụng điện thấp tạo môi trƣờng xanh cho Trƣờng đồng thời sản phẩm đề tài cịn mơ hình thực tế để sinh viên nghiên cứu, tìm hiểu Ngồi ra, đề tài cịn sử dụng cơng nghệ – đèn LED cảm ứng radar vi sóng 1.7 Tóm tắt nội dung  Chương 1:Giới thiệu tổng quan đề tài “Giải pháp xây dựng mơ hình hệ thống đèn hành lang tự sáng có ngƣời qua hoạt động nguồn lƣợng mặt trời”  Chương 2: Trình bày sở lý thuyết liên quan đến đề tài nhƣ: Năng lƣợng mặt trời, thành phần hệ thống chuyển đổi quang Trang thành điện năng, công nghệ đƣợc sử dụng đề tài  Chương 3: Trình bày giải pháp xây dựng mơ hình hệ thống đề tài  Chương 4: Thi cơng mơ hình thực tế  Chương 5: Kết luận hƣớng phát triển Trang Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Năng lượng mặt trời gì? 2.1.1 Nguồn gốc lượng mặt trời Mặt trời phát sang mà ngƣời quan sát đƣợc vũ trụ Mặt trời hành tinh thiên thể tạo nên hệ mặt trời nằm giải ngân hà với hàng tỷ hệ mặt trời khác Mặt trời phát nguồn lƣợng khổng lồ phần nguồn lƣợng truyền xạ đến trái đất Trái đất mặt trời có mối quan hệ chặc chẽ, xạ mặt trời yếu tố định cho tồn sống hành tinh Hình 2.1: Mặt trời Mặt trời khối khí hình cầu có đƣờng kính 1.39 10 km (lớn 110 lần đƣờng kính trái đất) mặt trời có nhiệt độ cao, vùng trung tâm xẩy phản ứng nhiệt hạch nên nhiệt độ đạt đến hàng chục triệu độ Nhiệt độ bề mặt 5762˚K, quang phổ xạ mặt trời gần giống với quang phổ xạ vật đen tuyệt đối có nhiệt độ Trang 10 Trái đất có đƣờng kính 1,27 104 km, khoảng cách từ mặt trời đến trái đất trung bình khoảng 1,5.108 km mặt phẳng elip trái đất quay quanh mặt trời gọi mặt phẳng hoàng đạo đƣờng elip gọi đƣờng hoàng đạo trái đất vừa quay quanh mặt trời vòng 365.25 ngày vừa quay quanh trục vịng ngày đêm Trục trái đất nghiêng với mặt phẳng hồng đạo góc 23,5˚ Do xạ mặt trời chiếu đến vùng khác trái đất khác Bức xạ mặt trời:Trong trình diễn biến phản ứng nhiệt hạch có lƣợng vật chất mặt trời bị để sinh nhiệt lƣợng khối lƣợng mặt trời giây giảm chừng 4,106 tấn, nhiên theo nhà nghiên cứu, trạng thái mặt trời không thay đổi thời gian hàng tỷ năm ngày mặt trời sản xuất nguồn lƣợng qua phản ứng nhiệt hạch lên đến 9.1024 kWh Mặt trời cách trái đất khoảng 150 triệu km, đƣờng kính lớn 109 lần đƣờng kích trái đất, xạ phát từ mặt trời tới trái đất khoảng phút, mặt trời nơi diễn phản ứng “hạt nhân nóng”, qua khí Hydro biến thành khí Hêli, giải tỏa lƣợng nhiệt lớn, gọi lƣợng mặt trời Năng lƣợng mặt trời tỏa theo phƣơng dƣới dạng xạ, lƣợng trung bình đƣợc phóng tới trái đất 100.000 tỷ kW Từ cơng suất kW/m2/giây đƣợc phóng từ mặt trời tới trái đất 1,35 kW/m2/giây Vấn đề khó khăn hiệu suất biến đổi thành dạng lƣợng hữu ích Cho đến nay, hiệu suất biến đổi đạt tỷ lệ cỡ 5-15% từ quang thành điện - hiệu suất bé Bù lại, sử dụng lƣợng mặt trời không gây nên ô nhiễm môi trƣờng Vì ngƣời ta gọi lƣợng mặt trời nguồn lƣợng "sạch" 2.1.2 Thành phần nguồn lượng mặt trời Hơi nóng ánh sáng tự nhiên tỏa từ mặt trời biểu rõ lƣợng mặt trời Trên thực tế, sóng điện từ, ánh sáng Trang 11 3.2.4 Sơ đồ tủ điều khiển Hình 3.4: Sơ đồ tủ điều khiển Hình 3.5: Sơ đồ tủ điều khiển Trang 39 3.2.5 Sơ đồ mặt bố trí hệ thống điện Hình 3.6: Sơ đồ bố trí hệ thống điện mặt lầu Hình 3.7: Sơ đồ bố trí hệ thống điện mặt lầu Trang 40 Chương THI CƠNG MƠ HÌNH THỰC TẾ 4.1 Thi cơng lắp đặt mơ hình hệ thống Hình 4.1: Vị trí thi cơng lắp đặt Solar Panel Hình 4.2: Thi cơng lắp đặt Solar Panel Trang 41 Hình 4.3: Hồn thành lắp đặt Solar Panel Hình 4.4: Thi công lắp đặt đường dây điện đèn LED Trang 42 Hình 4.5: Thi cơng lắp đặt tủ điều khiển Trang 43 Hình 4.6: Thi cơng lắp đặt tủ điều khiển Hình 4.7: Hồn thành lắp đặt tủ điều khiển Trang 44 Hình 4.8: Vị trí tủ điều khiển 1, sau hoàn thành lắp đặt Trang 45 4.2 Vận hành thử nghiệm – kết Tiến hành vận nghiệm ngày 07/01/2018, kết đo kiểm lƣợng nạp đạt: Đầu tiên, ta cài đặt chế độ Ngày-Đêm cho điều khiển sạc chế độ 00 Hình 4.9: Cài đặt chế độ Ngày – Đêm điều khiển sạc - Thời gian 14 00: điện áp từ Solar panel vào Solar charge controller 14.4v, cổng Load Solar charge controller ngắt, mạch Relay trả trạng thái OFF cắt nguồn cung cấp từ accu đến Inverter, ngõ vào CB điện, lúc Solar charge controller ngăn không cho nguồn điện từ Solar panel tiếp tục nạp vào ắc quy Hình 4.10: Hoạt động tủ điều khiển chế độ ban ngày Trang 46 - Thời gian 19 00: hành lang khơng cịn đủ ánh sáng, Solar panel ngắt sạc vào accu, điện áp accu hiển thị Solar charge controller 13,6v, đồng thời cổng Load điều khiển cung cấp nguồn 12VDC cho mạch relay, nối mạch accu chuyển đổi điện Inverter từ 12VDC thành 220VAC cung cấp nguồn AC cho đèn LED cảm ứng Hình 4.11: Hoạt động tủ điều khiển chế độ chế độ ban đêm Sau 15 ngày vận hành thử nghiệm, kết mơ hình đề tài hoạt động ổn định, đáp ứng mục tiêu ban đầu: Mơ hình hệ thống đèn hành lang tự sáng có ngƣời qua hoạt động nguồn lƣợng mặt trời Trang 47 Hình 4.12: Hệ thống hoạt động Trang 48 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài “Giải pháp xây dựng mơ hình hệ thống đèn hành lang tự sáng có ngƣời qua hoạt động nguồn lƣợng mặt trời”, tác giả học hỏi đƣợc nhiều kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn đặc biệt lĩnh vực lƣợng mặt trời Kết quả, đề tài thực đƣợc:  Thiết kế, tính tốn, xây dựng hồn chỉnh hệ thống đèn hành lang từ phòng B106 đến phòng B109  Thi cơng lắp đặt thành cơng mơ hình hệ thống nguồn lƣợng mặt trời cung cấp cho hệ thống đèn hành lang tự sáng có ngƣời qua * Ưu điểm:  Hệ thống hoạt động ổn định, thẩm mỹ  Có thể sử dụng làm mơ hình giảng dạy lĩnh vực lƣợng tái tạo * Khuyết điểm:  Do chờ tủ điện tổng phòng B107 xây dựng lại nên chƣa đấu nối với nguồn điện lƣới 220VAC/50Hz  Đề tài dừng lại mức lựa chọn thiết bị phù hợp nhằm xây dựng mơ hình hệ thống hoạt động ổn định mà khơng sâu vào phân tích chi tiết cụ thể mạch điện tử bên thiết bị  Hoạt động lƣu trữ lƣợng điện hệ thống mơ hình phụ thuộc vào độ bền accu 5.2 Hướng phát triển - Khi tủ điện phịng B107 đƣợc xây dựng lại, pha lƣới điện 220V/50Hz đấu nối vào cầu dao đảo tủ điều khiển nhằm mục đích Trang 49 đảm bảo hoạt động liên tục đèn hành lang hệ thống nguồn lƣợng mặt trời có cố - Nếu có nhiều kinh phí bình accu thay Pin lithium- ion để đảm bảo độ bền cho hệ thống - Nâng cấp mơ hình thành hệ thống pin mặt trời hịa lƣới Thành cơng đề tài thành cơng tập thể tham gia thực tác giả Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy - Cô giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm cho tác giả trong suốt trình thực đề tài; xin cám ơn bạn Học sinh - Sinh viên hỗ trợ Thầy thời gian thi công mô hình hệ thống Trân trọng Trang 50 E TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Đặng Văn Đào – PGS TS Lê Văn Doanh- TS Nguyễn Ngọc Mỹ,Thiết bị hệ thống chiếu sáng, NXB Giáo Dục, 2007 [2] Nguyễn Viết Nguyên, Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng, NXB Giáo dục, 2004 [3] PGS TS Nguyễn Bốn - TS Hoàng Dƣơng Hùng, Năng lượng mặt trời - Lý thuyết ứng dụng, NXB Đà Nẵng, 2004 [4] Trịnh Quang Dũng, Điện mặt trời, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1992 [5] Nguyễn Duy Thiện, Kỹ thuật sử dụng Năng lượng mặt trời, NXB Xây dựng, 2001 [6] Đặng Đình Thơng, Pin mặt trời ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2005 [7] A.K Athienitis and Y Chen, The Effect of Solar Radiation on Dynamic Thermal Performance of Floor Hreating Systems, Solar Energy Vol 69 No 3, Pergamon, 2000 [8] Amilca Fasulo, Jorge Follari and Jorge Barral Comparition Between a Simple Solar Collector Accumulator and a Conventional Accumulator, Solar Energy Vol 71 No 6, Pergamon, 2001 [9].Võ Đình Diệp, Nguyễn Thiện Tống, Khoa học kỹ thuật phục vụ nơng thơn, NXB Thành phố Hồ Chí Minh, 1984 [10] https://solarpower.vn/phuong-phap-thiet-ke-he-thong-dien-nang-luong-mat-troi/ Trang 51 F PHỤ LỤC Bảng THÔNG SỐ KỸ THUẬT SOLAR PANEL 35W - Mono Tên tiêu Ký hiệu Tham số Công suất pin NLMT M 35W Điện áp danh định Vmp 17.95 V Dòng danh định Imp 1.95 A Điện áp hở mạch Voc 21.72 V Dòng hở mạch Isc 2.17 A Chuẩn loại Pin (cell) - Pin Silic đơn tinh thể (monocrystalline) Kích thƣớt mm 430 x 590 x 30 Cấu tạo pin mặt trời - Kính cƣờng lực & Khung nhơm Bảo hành - 10 năm Tuổi thọ sản phẩm t 30 - 50 năm (suy giảm 20% công suất) Bảng Bảng công suất chịu tải dây đôi mềm VCm, VCmd, VCmx, VCmt, VCmo Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải 0,5 mm ≤ 0,8 kW 2,5 mm ≤ 4,0 kW 0,75 mm ≤ 1,2 kW 3,5 mm ≤ 5,7 kW 1,0 mm ≤ 1,7 kW mm ≤ 6,2 kW 1,25 mm ≤ 2,1 kW 5,5 mm ≤ 8,8 kW 1,5 mm ≤ 2,4 kW mm ≤ 9,6 kW 2,0 mm ≤ 3,3 kW - - Trang 52 Bảng THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐÈN LED CẢM ỨNG RADAR VI SÓNG Tên tiêu Tham số Trọng lƣợng 120 g Điện áp 220V/50Hz Công suất 12W Ánh sáng Trắng (6500K) Phạm vi cảm ứng chuyển động: 360° 5-8m Cảm biến ánh sáng Có Thời gian tắt sau khơng phát chuyển động 18-28s Tuổi thọ 20.000 Đui đèn E27 (đui xoáy) Trang 53