Hcmute soạn thảo tài liệu hướng dẫn thực tập năng lượng tái tạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN SOẠN THẢO TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC TẬP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO MÃ SỐ:SV2019-57 SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN SOẠN THẢO TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC TẬP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO SV2019-57 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 12 Tháng Năm 2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN SOẠN THẢO TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC TẬP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO SV2019-57 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ Thuật Chủ nhiệm đề tài : Lê Huỳnh Trung SV tham gia thực hiện: Đoàn Minh Tuấn Nam, Nữ: Nam Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: 15142CL2 Khoa: ĐT Chất Lượng Cao Năm thứ: Số năm đào tạo: Ngành học: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử Người hướng dẫn: ThS Lê Thanh Lâm TP Hồ Chí Minh, 12 Tháng Năm 2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Soạn thảo tài liệu hướng dẫn thực tập lượng tái tạo - SV thực hiện: Lê Huỳnh Trung Mã số SV: 15142118 - Lớp: 15142CL2 Khoa: ĐT Chất Lượng Cao Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: ThS Lê Thanh Lâm Mục tiêu đề tài: Soạn thảo tài liệu hướng dẫn thực tập lượng tái tạo dùng cho SV ngành CNKT Điện–Điện tử hệ đạo học Tính sáng tạo: Tài liệu vấn đề Kết nghiên cứu: Tài liệu hướng dẫn thực tập Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Tài liệu hướng dẫn sinh viên thực tập môn lượng tái tạo Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày 12 tháng năm 2019 SV chịu trách nhiệm thực đề tài Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Xác nhận Trường Luan van Ngày 12 tháng năm 2019 Người hướng dẫn GIỚI THIỆU Xu hướng giới tiến tới đẩy mạnh dự án điện sử dụng lượng tái tạo gió, mặt trời Ở Việt Nam mục tiêu ưu tiên giảm dần phụ thuộc vào dạng lượng phát điện truyền thống Đến năm 2020 dự kiến nguồn lượng tái tạo chiếm 38% (trích thời báo tài chính) Chương trình đào tạo ngành CNKT Điện – Điện tử 132 tín áp dụng Trường ĐH SPKT Tp HCM, có học phần thực tập lượng tái tạo chưa có tài liệu hướng dẫn thực tập dùng cho SV MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Soạn thảo tài liệu hướng dẫn thực tập lượng tái tạo cho SV ngành CNKT Điện – Điện tử hệ đạo học NỘI DUNG  DL SOLAR A  DL SOLAR B  DL SOLAR D1  DL SIMSUN  DL SUN – WIND  DL THERMAL  DL SOLAR C Cách thực hiện: tiến hành thực thí nghiệm nhiều lần dựa lý thuyết lượng tái tạo hiệu chỉnh Luan van Mục Lục Chương 1: Hệ thống DL SOLAR-A 1.1 Tổng quan 1.2 Hướng dẫn sử dụng 1.2.1 Pin lượng mặt trời 1.2.2 Bộ đo xạ mặt trời 1.2.3 Mặt trước 1.3 Các thành phần hiển thị hoạt động 1.3.1 Các thành phần phận điều khiển 1.3.2 Hoạt động hình hiển thị 1.4 Tổng quan chức 1.4.1 Tính tốn SOC 1.4.2 Điều khiển nạp PWM 1.4.3 Bảo vệ xả sâu 1.5 Cài đặt cho điều khiển 1.5.1 Việc gọi chỉnh sửa cài đặt 1.5.2 Cài đặt SOC/Điều áp 1.5.3 Cài đặt loại pin mặt trời thể lỏng hay gel 1.5.4 Cài đặt chức đèn đêm 1.5.5 Kích hoạt cài đặt mặc định 10 1.5.6 Kiểm tra tự động 10 1.5.7 Truy vấn số seri 11 1.6 Tin nhắn báo lỗi 11 1.7 Các tập thực hành 14 1.7.1 Xác định phận 14 1.7.2 Đo xạ lượng mặt trời 15 1.7.3 Đo điện áp pin mặt trời điều kiện không tải 18 1.7.4 Đo điện áp pin mặt trời điều kiện có tải 20 1.7.5 Cài đặt điều khiển 21 Luan van 1.7.6 Đo dòng điện nạp pin 21 1.7.7 Cung cấp nguồn điện chiều 22 1.7.8 Cung cấp nguồn điện xoay chiều 23 Chương 2: Hệ thống DL SOLAR-B 25 2.1 Xác định thành phần hệ thống 25 2.2 Đo dòng điện, điện áp công suất 43 2.3 Đo xạ nhiệt độ 46 2.4 Bức xạ mặt trời ngày 50 2.5 Đường cong điện áp-bức xạ mặt trời, đường cong dòng điện-bức xạ mặt trời điện trở pin mặt trời 52 2.6 Đặc tuyến dòng điện-điện áp pin mặt trời 54 2.7 Đo công suất pin mặt trời 60 2.8 Sử dụng pin mặt trời để nạp pin 62 2.9 Sử dụng pin mặt trời pin nạp để cung cấp cho tải DC 63 2.10 Sử dụng pin mặt trời pin nạp để cung cấp cho tải AC 66 Chương 3: Hệ thống DL SOLAR-D1 69 3.1 Xác định thành phần hệ thống 69 3.2 Đo dòng điện, điện áp công suất 91 3.3 Đo xạ nhiệt độ 94 3.4 Đặc tuyến dòng điện-điện áp pin mặt trời 97 Chương 4: Hệ thống DL SUN-WIND 102 4.1 Cấu trúc hệ thống DL SUN-WIND 102 4.2 Hoạt động 106 4.2.1 Sơ lược hoạt động 106 4.2.2 Các chế độ hoạt động 107 4.3 Xử lý cố máy phát điện gió 108 4.4 Danh sách phận hình dạng bên máy phát điện gió 110 4.5 Bộ phận chân đế 112 4.6 Bộ phận điều khiển động 114 Luan van 4.7 Vận hành máy phát điện gió cách sử dụng điều khiển động 115 4.8 Các thực hành cho hệ thống lượng gió 128 4.8.1 Nội dung thực hành 128 4.8.2 Các dây cáp nối 129 4.8.3 Bài tập thực hành 129 Chương 5: Hệ thống DL SIMSUN 140 5.1 Giới thiệu chung 140 5.2 Cấu trúc bảng điều khiển 141 5.3 Các thông số kĩ thuật 142 1200W 142 5.4 Hướng dẫn vận hành 142 5.4.1 Tóm tắt hoạt động 142 5.4.2 Các chế độ hoạt động 142 5.5 Bảo trì 143 Chương 6: Hệ thống DL THERMO-A1 145 6.1 Hệ thống 145 6.1.1 Bơm mạch P1 146 6.1.2 Bơm mạch thứ cấp P2 147 6.1.3 Bơm mạch dự trữ P3 148 6.1.4 Bảng khái quát hệ thống 148 6.1.5 Bình chứa 149 6.1.6 Bộ vi điều khiển điện tử 150 6.1.7 Các đầu vào 150 6.1.8 Các đầu 152 6.1.9 Lò gia nhiệt đối lưu 152 6.1.10 Mơ hình thu nhiệt mặt trời 153 6.2 Kết nối hệ thống nước 154 6.3 Các kết nối điện 156 6.4 Các thực hành 157 Luan van 6.4.1 Vận hành hệ thống 158 6.4.2 Bộ phận trở chiều 158 6.4.3 Sử dụng điều chỉnh tốc dộ dòng chảy để nạp nước vào hệ thống 160 6.5 Danh sách thực hành 162 6.5.1 Bài tập – Kiểm tra mô hình 162 6.5.2 Bài tập – Điều khiển vi xử lý 164 6.5.3 Bài tập – Làm nóng kiểm tra gia nhiệt đối lưu 168 6.5.4 Bài tập – Hệ thống lượng dự phòng 170 6.5.5 Bài tập – Vận hành bơm tuần hoàn p2 173 6.6 Xử lý cố 175 Chương 7: SOLAR C 176 7.1 Tổng quan 176 7.1.1 Hệ thống cung cấp ánh sáng 176 7.1.2 Module quang điện 177 7.1.3 Hệ thống lưu trữ 177 7.1.4 Hệ thống chiếu sáng nhà 177 7.1.5 Hệ thông bơm nước 178 7.2 Nhận biết thiết bị cách lắt đặt 178 7.3 Kết nối đo giá trị module lượng mặt trời 179 TÀI LIỆU THAM KHẢO 181 Luan van Chương 1: Hệ thống DL SOLAR-A 1.1 Tổng quan DL SOLAR-A công cụ để học lý thuyết - thực hành cài đặt lượng mặt trời quang điện hệ thống lượng tái tạo với nguồn DC 12V AC 230V Với thiết bị chuyên dụng thành phần bổ sung nó, hoạt động học tập – giảng dạy sau thực hiện: - Đo xạ mặt trời, đơn vị W/m2 - Thử nghiệm liên quan đến mối quan hệ lượng thu góc nâng - Đo điện áp pin lượng mặt trời điều kiện có tải khơng tải - Đo dòng điện cung cấp từ pin mặt trời đến điều khiển - Lập trình xử lý điều khiển điện - Nguồn điện 12V DC 230V AC 1.2 Hướng dẫn sử dụng - Hệ thống có nhiều phận, cụ thể: 1.2.1 Pin lượng mặt trời Một pin lượng mặt trời Monocrystalline gắn bệ kim loại có bánh xe với góc nghiêng thay đổi từ 00 đến 900 Một cấu trúc kim loại pin quang điện giữ ổ cắm kết nối 4mm cảm biến lượng mặt trời mô tả phía Các thơng số kĩ thuật pin mặt trời sau: Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật pin mặt trời Loại pin mặt trời: Công suất: Monocrytalline 50 W to 1000 W/m2; 25ºC; AM 1’5 Dòng điện ngắn mạch: Điện áp hở mạch: 3,2 A 21,7 V Điện áp nguồn cực đại: 17,3 V Luan van 6.5.3 Bài tập – Làm nóng kiểm tra gia nhiệt đối lưu a) Mục đích: Để kết nối gia nhiệt khơng khí, điều khiển kiểm tra hoạt động b) Mơ tả: Bộ gia nhiệt khơng khí khuếch tán nhiệt sử dụng nguồn cung cấp hệ thống nước nóng SHW khơng đặt lớp học Bơ phận nhận hai nguồn lượng: • Cung cấp nước nóng tuần hồn bên tạo hiệu ứng nhiệt Nó phải tạo thành mạch nước khép kín với nước nóng vào trở • Năng lượng điện để khởi động quạt, có trục gắn với khuếch tán 168 Luan van khơng khí nóng Điện áp 230 V c) Thiết bị cần thiết: Thiết bị hoàn chỉnh d) Các bước thực hiện: - Kết nối ống mềm với CÁC VỊI KHĨA TIÊU THỤ VÀ VỊI KHĨA TRỞ VỀ mặt sau gia nhiệt khơng khí - Kết nối điện áp 230V với gia nhiệt khơng khí - Khởi động kiểm tra đầu khơng khí nóng từ gia nhiệt Kết 169 Luan van 6.5.4 Bài tập – Hệ thống lượng dự phòng a) Mục đích: Để điều khiển máy tính việc đóng ngắt hệ thống lượng dự phòng hệ thống b) Mơ tả: Hệ thống lượng dự phịng cấp hệ thống với điện trở nằm bình chứa thị chân outlet P3 điều khiển Bộ điều khiển ngắt lượng dự phịng nước từ bình chứa nóng 40ºC bật lên giảm xuống 40ºC Mục đích thực hành để đảo trạng thái tức thời lượng dự phòng Điều nghĩa bật tắt hay tắt bật, từ xa với máy vi tính c) Thiết bị cần thiết: Bộ điều khiển lưu trữ với mạch thứ cấp đầy đủ d) Các bước thực hiện: - Đưa nước lạnh vào hệ thống theo giao diện điều khiển bơm đầy vào mạch thứ cấp - Kết nối điều khiển với lưới điện khởi động thiết bị cách gạt công tắc nhiệt magneto phía sau - Chờ lúc điều khiển giao diện điều khiển hiển thị nhiệt độ đầu dò - Thực theo bước mô tả hướng dẫn điều khiển để thay đổi trạng thái bơm P3, phần việc điều khiển lượng dự phòng - Xem xét thay đổi trạng thái đèn tín hiệu hiển thị bảng điều khiển lưu trữ - Quan sát hình LCD điều khiển biểu tượng tương ứng với thay đổi trạng thái bơm P3 Kết 170 Luan van 171 Luan van 172 Luan van 6.5.5 Bài tập – Vận hành bơm tuần hồn p2 a) Mục đích: Để điều khiển việc bật tắt bơm tuần hoàn SHW hệ thống b) Mơ tả: Bơm tuần hồn SHW hệ thống bơm nước nóng từ bên bình chứa thị chân outlet P2 điều khiển Bộ điều khiển khởi động bơm tuần hoàn nước từ bình chứa chênh lệch 12º C so với phần trở gia nhiệt khơng khí dừng lại nhiệt độ chênh lệch 9º C c) Thiết bị cần thiết: Bộ gia nhiệt khơng khí kết nối với điều khiển Giao diện điều khiển lưu trữ với mạch thứ cấp đầy đủ d) Các bước thực hiện: - Kết nối hai đầu từ gia nhiệt khơng khí chân tương ứng phần điều khiển - Đưa nước lạnh vào với giao diện điều khiển bơm đầy vào mạch thứ cấp - Kết nối giao diện điều khiển với lưới điện khởi động thiết bị cách gạt công tắc nhiệt magneto phía sau - Chờ lúc điều khiển giao diện điều khiển hiển thị nhiệt độ đầu dị - Thực theo bước mơ tả hướng dẫn điều khiển, thay đổi trạng thái bơm P2 tay, phần việc điều khiển bơm tuần hoàn - Quan sát thay đổi trạng thái đèn tín hiệu hiển thị bảng điều khiển lưu trữ - Quan sát hình LCD điều khiển biểu tượng tương ứng với thay đổi trạng thái bơm P2 Kết 173 Luan van 174 Luan van 6.6 Xử lý cố - Không cấp điện cho thiết bị chưa đổ đầy nước vào mạch thứ cấp Điều dẫn đến tình trạng nhiệt điện trở kích hoạt hệ thống bảo vệ Trong trường hợp này, đun không làm việc - Nếu điều xảy bạn phải thực kích hoạt lại sau: + Tháo núm để điều chỉnh nhiệt độ đặt đun + Cơ tiếp cận điều nhiệt + Nhấn phím biểu thị mũi tên màu đỏ, nhìn thấy khe + Một điều quan trọng khác để giữ kiểm soát lần khởi động theo định kỳ kiểm sốt việc làm đầy mạch thứ cấp - Trong giai đoạn này, cần phải tẩy khơng khí có mạch Ngay sau lần chạy nhà máy có bọt khí Nếu nhiệt độ gia nhiệt không thay đổi theo thời gian bơm nóng q mức, có nghĩa mạch cịn khơng khí Trong trường hợp cần thêm nước Trong mạch sơ cấp (bộ thu) giữ áp suất cho điều khiển (từ đến 1.5 bar) 175 Luan van Chương 7: SOLAR C 7.1 Tổng quan Module DL SOLAR – C thiết kế mô hình sử dụng lượng mặt trời cung cấp cho tịa nhà, có động bơm nước Theo thiết bị bao gồm phận chính, bao gồm: 7.1.1 Hệ thống cung cấp ánh sáng Để thiết bị hoạt động phòng học, nơi mà giả định không đủ sáng để module Pin quang điện hoạt động, ánh sáng cung cấp từ đèn lưỡng sắc 50W lấy từ điện lưới Hệ thống gồm thành phần: - Để thay ánh sáng nhận theo góc độ mặt trời với góc tối đa 90o, mô dựa theo tượng mặt trời mọc hướng đông lặn hướng tây - Để thay đổi cường độ chiếu sáng cửa mặt trời thì người sản xuất chế tạo thiết bị điều khiển đặt góc phải thiết bị Nó cho phép thay đổi cường độ sáng từ thấp đến cường độ tối đa mặt trời tự nhiên từ chưa mọc đến lúc lên thiên đỉnh Hình 7.2 Điều chỉnh ánh sáng Hình 7.1 Mơ mặt trời 176 Luan van 7.1.2 Module quang điện Sáu pin nhỏ 0.5v, giá trị dòng điện cực đại 100ma, mắc nối tiếp, song song kết hợp hai thiết bị thực tế Hình 7.3 Tấm quang điện 7.1.3 Hệ thống lưu trữ Để mô thực tế, hệ thống kết hợp ac quy để lưu trữ trữ lượng từ module quang điện khơng sử dụng (ví dụ tắt đèn) Hệ thống lưu trữ điện cho phép xấp xĩ vài phút để đèn hoạt động liên tục, đủ để sinh viên quan sát hiệu ứng triển khai thực sạc ngắt hệ thống Cơng tắc kết hợp nên nhà triển khai có khơng thiết bị lưu trữ điều Hình 7.4 Acquy 7.1.4 Hệ thống chiếu sáng nhà Hệ thống chiếu sáng nhà bao gồm đèn nhà đèn trời 177 Luan van 7.1.5 Hệ thông bơm nước Để mô giống giếng nước thực tế, máy bơm thiết lập điều khiển cơng tắc Khi hoạt động, roto động hoạt động roto máy bơm ngồi đời thực Hình 7.5 Hệ thống chiếu sáng bom nước 7.2 Nhận biết thiết bị cách lắt đặt a) Mục đích - Nhận biết tất thiết bị vận hành, điều khiển liên kết chúng với chức Sau đó, lắp đặt thiết bị để vận hành, kiểm tra hoạt động hệ thống cung cấp ánh sáng - Trang bị cần thiết: + DL Solar C + Cáp + Đồng hồ đo số b) Cách làm 178 Luan van - Nhận biết vị trí hệ thống cung cấp ánh sáng bên trái thiết bị, thao tác theo bước sau: + Vặn núm vặn sang trái để mở di chuyển hệ thống cung cấp sáng theo mong muốn tối đa 90o với mặt phẳng ngang thiết bị, + Quan sát hai đền lắp đăt + Vặn núm vặn sang phải hệ thống vị trí mong muốn - Nhận biết mặt trước panel thiết bị cảu + Có Sáu module quang điện đặt hệ thông cung cấp ánh sáng + Các ký hiệu ổ cắm đánh dấu từ A đến G nhà + Cơng tắc nguồn phịng máy + Đèn công tắc chiếu sáng + Động bơm công tắc điều khiển + Nắm vặn điều khiển biên độ hệ thống chiếu sáng - Kết nối cáp + Cáp điện nối đất + Cáp mm hai đầu cực - Nhận biết thiết bị kết nối nguồn điện, nằm phía trước thiết bị cạnh công tắc nguồn - Kết nối cáp, mở công tắc, xoay núm vặn điều chỉnh biên độ sáng từ nhỏ đến lớn nhất, Tuy nhiên trước thực quy trình cần cẩn thận với kế nối với nguồn điện chắn bảo vệ công tắc khác 7.3 Kết nối đo giá trị module lượng mặt trời a) Mục đích - Kết nối module quang điện đo giá trị điện áp với đèn phòng thí nghiệm hệ thống chiếu sáng b) Mơ tả - Module pin măt trời cung caaso 0.5V tối đa 100mA với ánh sáng xạ tối đa, điều chỉnh vì để tránh thiết bị nhiệt Chúng ta kết nối song song để kết hợp dòng điện hoắc nối tiếp để kết hợp điện áp 179 Luan van - Ở quy trình đầu điện áp dong điện module riêng lẻ giá trị không tải xác định, theo quy trình module mắc nối tiếp - Thiết bị cần thiết + DL SOLAR C + Cáp + Đồng hồ đo số c) Quy trình - Kết nối hệ thống chiếu sáng, kết nối nguồn điện, làm theo bước: + Điều chỉnh mức sáng hợp lí + Tắt thiết bị tiêu thụ điện (đèn, bom nước) + Đo điện áp tổng ghi lại giá trị - Lặp lại cách đo với xạ sáng (0%, 50%, 100%) - Đo lại quy trình với góc nghiêng khác Góc 900 450 Bức xạ Điện áp khơng tải Điện áp có tải 0% 0.4 0.2 50% 1.95 100% 2.7 0% 0.3 0.1 50% 1.9 1.6 100% 2.8 2.3 180 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO DL SOLAR A, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it DL SOLAR B, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it 4DL SOLAR C, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it DL SOLAR D1, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it DL SOLAR SIMSUN, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it DL SOLAR SUN- WIND, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it DL SOLAR THERMO-A1, © 1996 - 2012 DE LORENZO SPA - Printed in Italy, www.delorenzoglobal.com - www.technical-education.it Báo cáo Đồ án tốt nghiệp THERMAL A1 sinh viên Lê Hoàng Phi 181 Luan van Luan van