Thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời áp mái khu d đại học sư phạm kỹ thuật tp hcm

15 Trang 16 Chương 1: Tổng quan 1.1 Lý do chọn đề tài Điện mặt trời là một dạng năng lượng sạch được tạo ra thông qua quá trình chuyển hóa quang năng hoặc nhiệt năng từ mặt trời.. Năng

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 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ÁP MÁI KHU D ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM GVHD: TS NGUYỄN XUÂN VIÊN SVTH: ĐẶNG HỮU CƯỜNG SKL009162 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ÁP MÁI KHU D ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM SVTH ĐẶNG HỮU CƯỜNG MSSV 18154007 GVHD TS NGUYỄN XUÂN VIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1 Giới thiệu lượng mặt trời 2.2 Ứng dụng lượng mặt trời 2.3 Pin mặt trời 2.4 Cấu tạo pin lượng 2.4.1 Khung nhôm 2.4.2 Kính cường lực 2.4.3 Lớp màng EVA (ethylene vinyl acetate) 2.4.4 Lớp Solar cell (tế bào quang điện) 2.4.5 Tấm pin (phía sau) 2.4.6 Hộp đấu dây (junction box) 2.4.7 Cáp điện DC 2.4.8 Jack kết nối MC4 2.5 Các loại pin lượng, ưu điểm, nhược điểm 2.5.1 Tấm pin mặt trời mono 2.5.2 Tấm pin mặt trời poly 11 2.5.3 Tấm pin mặt trời thin-film 13 2.5.4 Pin mặt trời sinh học (Biohybrid) 16 2.5.5 Pin mặt trời PV tập trung (Concentrated PV) 16 2.6 Nguyên lý làm việc pin lượng 17 2.7 Khảo sát, phân tích điều kiện áp mái khu D 18 2.7.1 Khảo sát vị trí kích thước, diện tích áp mái khu D 18 2.7.2 Điều kiện thời tiết TP HCM 19 2.7.3 Điều kiện thời tiết Khu D (mô phần mềm pvsyst) 20 Chương 3: Tính tốn, mơ hệ thống 21 3.1 Tính tốn khả thi 21 3.1.1 Tính tốn góc nghiêng, hướng nghiêng pin khả thi 21 3.1.2 Tính tốn xạ 24 3.1.3 Lựa chọn kiểu pin, công nghệ pin, dàn khung 24 3.1.4 Lựa chọn pin inverter lắp đặt 25 3.1.5 Tính tốn thất hệ thống 28 3.2 Kết mô dự án 29 Chương 4: Tính tốn , thiết kế hệ thống 33 4.1 Thông số hệ thống 33 4.1.1 Thông số pin lượng mặt trời 33 4.1.2 Thông số kỹ thuật inverter 34 4.2 Thông số kỹ thuật vật tư lắp đặt 36 4.2.1 Kẹp biên 36 4.2.2 Kẹp biên 37 4.2.3 Kẹp 38 4.2.4 Kẹp cliplock 406 39 4.2.5 Kẹp cliplock 406- D 40 4.2.6 Bát L 41 4.2.7 Hộp đặt dây 42 4.2.8 Hộp rẽ ba 42 4.2.9 Hộp chuyển hướng 43 4.2.10 Tấm nối máng cáp 43 4.2.11 Hộp nối 44 4.2.12 Hộp chuyển hướng “L” 44 4.2.13 Hộp chuyển hướng “U” 45 4.3 Mặt tổng thể mái nhà 46 4.4 Mặt bố trí Pin khu D 47 4.5 Mặt định vị tuyến cáp AC DC 48 Phân bố Rail nhôm thiết kế quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến bền chặt hệ thống, Rail nhôm phận chịu lực hệ thống pin lượng thiết kế đòi hỏi bền vững tiết kiệm hiệu Dựa vẽ tổng thể mái nhà kết cấu mặt tơn với bố trí máng cáp, lối … Thì vẽ thiết kế tổng thể hình trên:  Mỗi dãy pin nhỏ lắp Rail nhôm kéo dài hết dãy pin cách nhau, nhằm chịu lực cho hệ thống pin với chiều dài 7.1m  Hệ thống lắp thêm Rail nhỏ bên pin để tăng cứng cáp cho hệ thống phải chịu lực máng cáp lối 4.8 Mặt bố trí hành lang an tồn Để đảm bảo an tồn hành lang an tồn đóng vai trò vơ cùng quan trọng thiết yếu cơng trình thi công, vẽ thiết kế thể sau: Hình 4.22: Bản vẽ mặt bố trí hành lang an tồn 51 4.9 Mặt bố trí máng cáp điện Máng cáp điện hệ thống máng “Cable Tray 100x50x1.5mm” giúp bảo vệ hệ thống dây điện trước yếu tố thời tiết tác động ngoại lực đến dây dẫn Hình 4.23: Bản vẽ mặt bố trí máng cáp điện 52 4.10 Chi tiết hàng rào an tồn Hình 4.24: Bản vẽ chi tiết hàng rào an tồn 53 4.11 Mặt bố trí sàn thao tác Sàn thao tác cho hệ thống đường mái, giúp thuận tiện việc thi công, lắp đặt thuận tiện cho trình sửa chữa, vận hành, bảo trì Bản vẽ thiết kế bố trí sàn thao tác trình bày hình sau: Hình 4.25: Bản vẽ bố trí sàn thao tác 54 4.12 Thiết kế mặt nhà inverter Hình 4.26: Bản vẽ thiết kế mặt nhà inverter 55 Mặt nhà inverter: Được đổ bê tông với chiều dày H = + 200mm để đảm bảo chắn Hệ thống trụ sử dụng trụ đỡ thép hộp 50*100*1.5mm Mặt nhà inverter với kích thước sau:  Chiều dài : 4.5 m  Chiều rộng : 2.5 m Hình 4.27: Mặt nhà inverter 56 Nhà inverter thiết kế dựa tiêu chí đẹp chắn nên khung thép đóng vai trị quan trọng việc chịu lực nhà inverter khung thép sử dụng loại sắt hộp với kích thước 30*60*1.4mm để đảm bảo chắn hệ thống mặt kinh tế hệ thống  Chiều dài khung sắt : 3.5m  Chiều rộng khung sắt : 2.1m Nhà inverter sử dụng trụ đỡ tạo nên nhà inverter kiên cố Hình 4.28: Mặt khung thép nhà inverter Mái nhà inverter lợp mái tơn với độ nghiêng I = 10% Với kích thước: Chiều dài: 4.5m, Cách trục đỡ 300mm 57 chiều rộng : 2.7m Hình 4.29: Mặt mái nhà inverter 58 4.13 Chi tiết nhà inverter Hình 4.30: Bản vẽ thiết kế chi tiết nhà inverter 59 Inverter thiết kế lắp đặt khung đỡ chịu lực hệ thống, với bệ đỡ gồm khung sắt chịu lực Ngoài cửa vào thiết kế với chiều dài 900 mm Với cách bố trí nhà inverter còn đủ không gian để lắp thêm máy lạnh, hệ thống camera Thuận tiện cho trình bảo trì vận hành Hình 4.31: Bản vẽ thiết kế mặt bố trí inverter Mặt bố trí máng cáp điện nhà inverter thiết kế Hình 57 kết hợp từ hệ thống máng cáp từ mái đưa về, cách kích thước thay đổi trình thi thống lắp đặt dựa địa hình 60 Hình 4.32: Bản vẽ thiết kế mặt bố trí máng cáp điện nhà inverter 4.14 Mặt cắt A–A , B-B nhà inverter  Mặt cắt A-A Hình 4.33: Mặt cắt A –A nhà inverter 61  Mặt cắt B-B Hình 4.34: Bản vẽ mặt cắt B-B nhà inverter 62 Chương 5: Kết luận Năng lượng mặt trời nguồn lượng vơ tận hồn tồn an toàn, trước bối cảnh nguồn lượng từ than đá, dầu mỏ ngày cạn kiệt gây ảnh hưởng trực tiếp làm biến đổi khí hậu lượng mặt trời ưu tiên hàng đầu để phần làm giảm phụ thuộc vào lượng than đá, dầu mỏ đồng thời giải vấn đề lượng không quốc gia mà toàn giới Khu D Đại học Sư phạm Kỹ thuật khu vực có phạm vi mái lớn, khơng có cản trở bóng râm, điều kiện vơ thuận lợi để lắp pin lượng mặt trời, nhằm hạ nhiệt mái nhà, giảm thiểu tiền điện phải trả cho hàng năm Dựa vấn đề đề tài “ Thiết kế thi cơng lượng mặt trời áp mái khu D Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM” dự án có tiềm phát triển để góp phần giải vấn đề đặt 63 Chương 6: Tài liệu tham khảo [1] https://www.congngheachau.vn/tim-hieu-ve-nang-luong-mattroi/?fbclid=IwAR0wHe-mlDg-rRd14oq1bwxTzPuhFODuNuZw5ogBt18zpiZGvdd_Ecgf14 [2] https://vi.wikipedia.org/wiki/Pin_M%E1%BA%B7t_Tr%E1%BB%9Di?fbclid =IwAR2LgJ-IkHcr4jk7NlU3Ff-oglx168Pr-yvza2n7VIKC07frhtVjid1ZM2U [3] https://freesolar.vn/tu-van/pin-nang-luong-mat-troi-co-mayloai.html?fbclid=IwAR19_0A5s60yQ3IeMhuavH6GKkfkjr2thtGklXVo5Ot5BHIg0wnY4bpKSg [4] https://www.dhcsolar.com/san-pham/inverter-huawei-60kw/ 64