Giới thiệuPin năng lượng mặt trời module PV hay solar panel được chế tạo từ các vật liệu bándẫn, bao gồm nhiều tế bào quang điện solar cells có chức năng biến đổi quang năngthành điện nă
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI CHO NHÀ XƯỞNG ALCAMAX PACKAGING GVHD: TS NGUYỄN XUÂN VIÊN SVTH: PHAN THẾ NGỌC NGUYỄN VĂN PHÚ SKL009413 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI CHO NHÀ XƯỞNG ALCAMAX PACKAGING SVTH: PHAN THẾ NGỌC MSSV: 18154035 SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: 18154041 GVHD: TS NGUYỄN XUÂN VIÊN TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 LỜI CẢM ƠN Lời nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô hướng dẫn, giúp đỡ tận tình để nhóm chúng em có hội hoàn thành đề tài Chúng em xin cảm ơn giảng viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung giảng dạy, cung cấp cho chúng em kiến thức đại cương để từ làm móng cho chuyên ngành Năng Lượng Tái Tạo chúng em Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy/cô khoa Cơ Khí Động Lực, thầy/cơ khoa Điện – Điện Tử dạy chúng em kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt cho chúng em học tập Chúng em biết ơn thầy Nguyễn Xuân Viên tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em từ ngày bỡ ngỡ bước chân lên giảng đường đại học, thầy giúp chúng em hoàn thành đồ án cách trọn vẹn nhất, xin cảm ơn thầy nhiều chặng đường chúng em học năm Đại Học Cuối cùng, chúng em xin chúc quý thầy cô thật nhiều sức khỏe để chèo lái đò tri thức, đưa em hệ mai sau đến với bến bờ mong muốn Chúc trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh ngày vững mạnh, ngày phồn vinh Xin cảm ơn nhiều ! TÓM TẮT Chạy đua với thời cuộc, chuyển đổi "xanh" vấn đề quan tâm Việt Nam giới Công chuyển đổi từ nguồn lượng truyền thống sang lượng tái tạo thực với cách mạng công nghiệp 4.0 Tiềm điện mặt trời Việt Nam lớn, đặc biệt khu vực phía nam Năng lượng mặt trời chiếm ưu lớn sản lượng điện lượng tái tạo, công ty khu công nghiệp lớn chạy đua để lắp điện mặt trời Ở khu công nghiệp có mái nhà xưởng diện tích lớn, xung quanh có bóng che mái nhà xưởng cao, điều kiện thuận lợi để lắp điện mặt trời áp mái Nhóm chúng em dựa nhà xưởng khu cơng nghiệp VSIP thuộc tỉnh Bình Dương để tiến hành thiết kế hệ điện mặt trời áp mái hịa lưới 4.7 Nhà trạm Inverter Hình 4.7 Chi tiết lắp đặt nhà trạm inverter Nhà trạm inverter thiết kế đặt dựa vào nhà xưởng để tiết kiệm dây dẫn từ mái xuống inverter đặt độ cao vừa phải bảo vệ inverter khỏi nắng mưa, giúp cho kỹ sư thao tác dễ dàng trình lắp đặt bảo trì bảo dưỡng inverter 66 CHƯƠNG KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 5.1 Thơng số đầu vào dự án Thông số đầu vào hệ thống bao gồm 448 FS6450 đặt mái nhà xưởng có độ nghiêng độ có góc azimuth 90 độ -90 độ Các pin kết nối vào Inverter SG110CX Tổng công suất dự án 201.6kWp Ngồi cịn thơng số vị trí, múi giờ, tỉ số công suất pin inverter 5.2 Kết mô sản lượng hệ thống: Bên bảng thống kê số liệu dự án theo tháng năm gồm: số xạ, nhiệt độ trung bình, cơng suất đầu dự án, lượng điện phát lên lưới điện tải tiêu thụ từ lưới từ solar 67 Bảng 5.1 Bảng số liệu tháng năm [1] Dựa vào kết mơ ta thấy dự án phát lên lưới lượng điện gần ⅔ công suất hệ thống đảm bảo tải nhà xưởng hoạt động ổn định Hệ thống cung cấp lượng điện 268.1 MWh/năm với xác suất 95%, 273.8MWh/ năm với xác suất 90% cao cung cấp 293.8MWh/ năm với xác suất 50% Bảng 5.2 Năng lượng từ mặt trời 68 Bảng 5.3 Năng lượng phát lưới điện Bảng 5.4 Năng lượng nhận từ lưới điện Bảng 5.5 Hiệu suất inverter lúc vận hành 69 Biểu đồ 5.1 Phân phối xác suất sản lượng hệ thống Biểu đồ 5.2 Sản lượng phát lên lưới 25 năm vận hành Biểu đồ sản lượng 25 năm vận hành cho thấy hệ thống cung cấp 140MW/năm sau 25 năm hoạt động đảm bảo hệ thống phát lên lưới 70 lượng điện đủ lớn Từ ta thấy tiềm dự án mang lại lợi nhuận tương lai hàng chục năm 5.3 Kết mô sản lượng đầu năm Biểu đồ 5.3 Biểu đồ phân phối điện Từ biểu đồ 3, dự án phát trung bình 5000kWh vừa cung cấp điện cho tải hoạt động Ở biểu đồ cho thấy giá trị tổn thất trung bình ngày pin 0.71kWh/kWp/day, thất thoát điện từ Inverter dây dẫn 0.17kWh/kWp/day Sản lượng điện cung cấp đầu Inverter 3.99kWh/kWp/day Và tỉ lệ chuyển đổi hệ thống đạt 82.1% năm, từ cho thấy hệ thống cung cấp sản lượng điện tốt 71 Biểu đồ 5.4 Biểu đồ tỉ số công suất Biểu đồ 5.5 Biểu đồ sản lượng định mức 72 5.4 Kết mô giảm phát thải vòng đời dự án Bảng 5.6 Bảng số liệu giảm lượng phát thải CO2 Tổng khối lượng CO2 phát lúc lắp đặt vòng đời vận hành hệ thống khoảng 358 CO2 Trong vòng đời hoạt động hệ thống 30 năm, tổng khối lượng CO2 mà hệ thống giúp giảm thải môi trường 2724.8 CO2, số lớn từ góp phần bảo vệ môi trường 73 5.5 Kết tương thích module PV Inverter Vùng làm việc định danh PV Inverter[1] Biểu đồ 5.6 Biểu đồ phân phối điện áp đầu Array PV Từ biểu đồ ta thấy vùng hoạt động pin inverter mức rộng, thấp 440V cao 700V từ cho thấy inverter hoạt động sản xuất điện nhiều ngày Với kết hợp module FS6450 74 SG110CX dãy điện áp 240V-880V từ string đủ để vận hành phát điện từ lúc sáng sớm chiều tối 5.6 Kết mơ đổ bóng Sun path diagram góc azimuth 90 độ 75 Sun path diagram góc -90 độ Dựa vào kết mơ PVsyst ảnh ta dự đốn bóng che ảnh hưởng đến sản lượng hệ thống HIện tượng đổ bóng xảy vào lúc sáng sớm trước 8h mái phía tây sau 4h mái phía đơng 5.7 Kết tính tốn kinh tế hệ thống - LCOE = 0.011 USD/kWh ( 269.5 VNĐ/kWh ) - Chi phí đầu tư : 79,427 USD ( 1,945,961,500 VNĐ ) - Chi phí vận hành : 1048 USD/năm ( 25,676,000 VNĐ ) - Giá trị dòng tiền quy (25 năm): 641,598 USD ( 15,719,151,000 VNĐ ) - Thời gian hoàn vốn : 2.8 năm - Lợi nhuận vốn đầu tư (Return on investment) = 807.8% 76 Với chi phí vận hành, chi phí lắp đặt LCOE thấp giá trị dịng tiền quy ( 25 năm ) 641,598 USD cần 2.8 năm hồn vốn Hơn lợi nhuận đầu tư dự án lên đến 807.8% dự án hấp dẫn Bảng 5.7 Bảng kết tính tốn kinh tế chi tiết ( đv: USD )[1] Biểu đồ 5.7 Biểu đồ dòng tiền dự án[1] 77 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết Luận Sau thời gian thu thập thơng số, liệu, nhóm chúng em tính tốn mơ hệ thống điện mặt trời áp mái cho nhà xưởng công ty ALCAMAX Hệ thống đáp ứng nhu cầu phụ tải máy móc, thiết bị có nhà máy Bên cạnh đó, hỗ trợ từ lưới điện nội khu công nghiệp VSIP I, cho phép đấu nối cách hợp pháp thu mua lượng điện từ hệ thống điện mặt trời áp mái nhà xưởng khu công nghiệp 6.2 Kiến nghị Từ kết tính tốn mơ được, nhóm kiến nghị triển khai dự án, triển khai sớm có nhiều lợi ích cho đơi bên nhà xưởng lưới điện VSIP Một dự án có tỉ lệ sinh lời cao 78 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PVsyst “ Grid-connected V7 tutorial” [2] FirstSolar Series user guide PD5-200-06 [3] Sungrow Inverter Sungrow SG110CX user manual [4] PGS.TS Quyền Huy Ánh, “ Giáo trình cung cấp điện”, 2015 [5] Schneider Electric, “Hướng dẫn thiết kế lắp dặt điện theo tiêu chuẩn IEC”, 2018 [6] Cục cảnh sát PCCC CNCH, “Công văn số 3288/C07-P4-BCA Hướng dẫn công tác thẩm duyệt thiết kế PCCC nhà máy điện mặt trời”, 2020 [7] TS Hoàng Dương Hùng, “Năng lượng mặt trời lí thuyết ứng dụng”, NXB ĐH Bách khoa Đà Nẵng, 2014 [8] Đặng Đình Thống, “Pin mặt trời ứng dụng”, NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 79