Tính toán công suất điện mặt trời và hệ thống lưu trữ tối ưu cho nhà máy dinsen long an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TÍNH TỐN CƠNG SUẤT ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ TỐI ƯU CHO NHÀ MÁY DINSEN LONG AN GVHD: TS NGUYỄN TRẦN PHÚ SVTH: HÀ KIỀU ANH VŨ THỊ PHƯƠNG ANH SKL011053 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN CÔNG SUẤT ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ TỐI ƯU CHO NHÀ MÁY DINSEN LONG AN MÃ HỌC PHẦN: UNTH472134 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN TRẦN PHÚ Sinh viên thực MSSV Hà Kiều Anh 19154012 Vũ Thị Phương Anh 19154014 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 LỜI CẢM ƠN Lời cho phép nhóm chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Ban giám hiệu Trường, khoa Cơ khí Động lực thầy mơn Năng lượng Tái tạo tận tình giúp đỡ chúng em suốt trình học tập trường Ngoài ra, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, Tiến sĩ Nguyễn Trần Phú – người trực tiếp giúp đỡ, quan tâm hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đề tài thời gian qua Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Năng lượng Tái tạo tất bạn bè nhiệt tình giúp đỡ để trình thực đề tài chúng em dễ dàng Tuy nhiên, kiến thức chun mơn cịn hạn chế nên việc thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu xót, mong nhận ý kiến đóng góp, đánh giá giúp đỡ GVHD quý thầy cô để chúng em hồn thiện q trình làm việc nghiên cứu sau Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tình hình phát triển điện mặt trời 1.2.1 Trên giới 1.1.2 Việt Nam 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Giới hạn đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng hệ thống lượng mặt trời 2.1.1 Nhiệt độ 2.1.2 Lượng xạ mặt trời 2.1.3 Hướng góc nghiêng 2.1.4 Hiện tượng đổ bóng 2.1.5 Tổn thất dây dẫn AC DC 10 2.1.6 Tổn thất hiệu suất chuyển đổi Inverter 10 2.2 Các bước tính tốn thiết kế cho hệ thống pin lượng mặt trời 10 2.3 Lý thuyết tính tốn số Kinh tế 13 2.3.1 Giá trị ròng (Net present Value – NPV) 13 2.3.2 Tỷ suất thu hồi vốn nội (Internal Rate of Return – IRR) 14 2.3.3 Thời gian hoàn vốn (Paypack Period) 15 2.3.4 Chi phí vốn bình qn (Weighted Average Cost of Capital – WACC) 15 2.3.5 Chi phí lượng (Levelized Cost of Energy – LCOE) 15 2.4 Các phần mềm sử dụng 16 2.4.1 Phần mềm HOMER Pro 16 2.4.2 Phần mềm Pvsyst 16 2.4.3 Phần mềm Sketchup 17 CHƯƠNG KHẢO SÁT NHÀ MÁY VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 18 3.1 Tổng quan nhà máy DinSen 18 3.2 Vị trí địa lý 18 Container giúp đơn giản hóa việc lắp đặt vận chuyển hệ thống lưu trữ lượng Nó cung cấp phương pháp gọn gàng tiện lợi để tổ chức bảo vệ thành phần quan trọng hệ thống Việc sử dụng container lưu trữ lượng đảm bảo an toàn hiệu quả, đồng thời giúp tối ưu hóa việc quản lý vận hành hệ thống Trong Container gồm có: Pin (Battery): Đây thành phần hệ ESS, sử dụng để lưu trữ cung cấp lượng Battery nơi lưu trữ lượng điện để sử dụng khoảng thời gian yêu cầu lượng vượt nguồn cung cấp nguồn cung cấp khơng khả dụng Hình 77 Battery PCS (Power Conversion System) hệ thống chuyển đổi điện PCS sử dụng để chuyển đổi điện từ dạng sang dạng khác, ví dụ chuyển đổi từ điện mặt trời (DC) sang điện xoay chiều (AC) từ nguồn điện thứ cấp pin, lưu trữ lượng, nguồn điện mạng vào hệ thống điện PCS thực nhiều chức khác biến đổi điện áp, biến đổi tần số, điều chỉnh công suất, điều khiển bảo vệ hệ thống PCS thường sử dụng ứng dụng hệ thống lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ lượng, hệ thống điện lưới thông minh ứng dụng công nghiệp khác 81 Hình 78 Hệ thống chuyển đổi lượng (PCS) Bộ điều khiển (Control System): Bộ điều khiển trung tâm quản lý điều chỉnh hoạt động hệ thống Nó giám sát tình trạng hiệu suất pin, điều khiển việc nạp xả lượng, điều chỉnh hoạt động hệ thống để đảm bảo ổn định hiệu Hệ thống điện (Power Electronics): Hệ thống điện bao gồm thành phần biến đổi nguồn (inverter), biến tần (converter), máy biến áp (transformer), thiết bị khác để điều chỉnh chuyển đổi điện hệ thống lưu trữ hệ thống điện Nó đảm bảo việc chuyển đổi lượng hiệu cung cấp lượng lưu trữ vào hệ thống điện cần thiết Hình 79 DC/DC Inverter 82 Hệ thống quản lý kiểm soát (Management and Control System): Hệ thống giám sát điều chỉnh hoạt động tổng thể hệ ESS Nó theo dõi thông số kỹ thuật, quản lý hoạt động nạp xả lượng, tối ưu hóa hiệu suất tuổi thọ pin, cung cấp giao diện người dùng để quản lý điều khiển hệ thống Hệ thống làm mát (Cooling System): Hệ thống làm mát giúp điều chỉnh trì nhiệt độ hoạt động hệ thống ESS pin Nó đảm bảo nhiệt độ không cao thấp, để bảo vệ pin khỏi hiệu ứng tiêu hao đảm bảo hoạt động ổn định an tồn Bảng: Thơng số kỹ thuật hệ thống Mục JKS270K-250H JKS540K-250H Dữ liệu DC Loại pin Lithium - sắt - phốt phát (LFP) Vòng đời tế bào Tỷ lệ lưu giữ 80% với 5.000 chu kỳ (25°C) Thông số tế bào 3.2V/96Ah Mô hình chuỗi pin S135-11P12 Số lượng chuỗi Cơng suất định mức DC 270kWh 540kWh Điện áp định mức Dải điện áp Giao diện truyền thông BMS Giao thức truyền thông BMS 704V 616V~792V RS485, Ethernet Modbus RTU, Modbus TCP Dữ liệu AC Công suất AC định mức Công suất AC tối đa 250kW 275kW Điện áp định mức 400V Dải điện áp lưới ±15% Tỷ lệ dòng điện 360A 83 xoay chiều Dải tần số lưới 50/60±2.5Hz/59.5~60.5Hz Phương pháp cách Máy biến áp pha dây ly Dữ liệu chung Kích thước 6,058*2,438*2,591mm (W*D*H) Trọng lượng