Tính toán và mô phỏng modun điều khiển điện nhiệt để làm mát tấm pin mặt trời lắp trên ô tô du lịch

Trần Phước Dinh TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - NHIỆT ĐỂ LÀM MÁT TẤM PIN MẶT ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - NHIỆT ĐỂ LÀM MÁT TẤM PIN MẶT TRỜI LẮP TRÊN Ô TÔ DU LỊCH Người hướng dẫn: Th.S Phạm Minh Mận Sinh viên thực hiện: Trần Phước Dinh Mã sinh viên: 1711504210267 Lớp: 17OTO2 U LỊCH2021 Đà Nẵng, … /2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - NHIỆT ĐỂ LÀM MÁT TẤM PIN MẶT TRỜI LẮP TRÊN Ô TÔ DU LỊCH Người hướng dẫn: Th.S Phạm Minh Mận Sinh viên thực hiện: Trần Phước Dinh Mã sinh viên: 1711504210267 Lớp: 17OTO2 Đà Nẵng, … /2021 NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN i ii TÓM TẮT Tên đề tài: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - NHIỆT ĐỂ LÀM MÁT TẤM PIN MẶT TRỜI LẮP TRÊN Ô TÔ DU LỊCH Sinh viên thực hiện: Trần Phước Dinh Mã SV: 1711504210267 Lớp: 17OTO2 Thuyết minh này trình bày nội dung nghiên cứu của đề tài “tính toán và mô phỏng modun điều khiển điện - nhiệt để làm mát tấm pin mặt trời lắp trên ô tô du lịch” Bao gồm:  Khảo sát lý thuyết hệ thông pin năng lượng mặt trời, các phương pháp là mát hệ thống năng lượng mặt trời  Mô phỏng nhiệt độ của tấm pin năng lượng mặt trời khi không được làm mát và được làm mát bằng phần mềm Ansys  Mô phỏng tính toán hiệu quả về điện của tấm pin năng lượng mặt trời khi được làm mát và không được làm mát bằng phần mềm LabVIEW iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT THUẬT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: GVC ThS Phạm Minh Mận Sinh viên thực hiện: Trần Phước Dinh MSSV: 1711504210267 1 Tên đề tài: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - NHIỆT ĐỂ LÀM MÁT TẤM PIN MẶT TRỜI LẮP TRÊN Ô TÔ DU LỊCH 2 Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Khảo sát xe điện i-MiEV, tấm pin mặt trời, các phần kết nối sử dụng năng lượng từ tấm pin mặt trời - Tham khảo và tiếp cận tài liệu online về quá trình mô phỏng và tính toán kiểm tra - Các tài liệu, bài báo liên quan đến quá trình làm mát tấm pin mặt trời 3 Nội dung chính của đồ án: 1 Giới thiệu chung xe điện i-MiEV cần ứng dụng và các phần liên quan đến mục đích, phương pháp, ý nghĩa của đề tài 2 Xây dựng các phương án làm mát cho tấm pin và cơ sở lý thuyết để tính toán các phần liên quan khi mô phỏng và thử nghiệm 3 Nghiên cứu ứng dụng các phần mềm để mô phỏng và phân tích sau khi chọn phương án mát cho tấm pin mặt trời 4 Phân tích, đánh giá kết quả mô phỏng và tiếp cận quá trình thử nghiệm để hiểu và nắm thêm quá trình làm mát 4 Các sản phẩm dự kiến: - 1 Báo cáo đồ án tốt nghiệp, 1 số bản vẽ A3 bổ sung làm minh chứng kết quả nghiên cứu, 1 bộ đĩa ghi chép nội dung và 1 tóm tắt báo cáo đồ án tốt nghiệp 5 Ngày giao đồ án: 6 Ngày nộp đồ án: Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn iv TS Nguyễn Minh Tiến GVC ThS Phạm Minh Mận LỜI NÓI ĐẦU Đây thực sự là những trải nghiệm từ lý thuyết cho đến thực tế trong một môi trường làm việc, học tập kỷ luật và khoa học Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến GVC ThS Phạm Minh Mận, giảng viên Bộ môn Kỹ Thuật Ô Tô – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Kỹ Thuật Ô Tô nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Sinh Viên Thực Hiện Trần Phước Dinh v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài “TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN - NHIỆT ĐỂ LÀM MÁT TẤM PIN MẶT TRỜI LẮP TRÊN Ô TÔ DU LỊCH” được tiến hành công khai, dựa trên sự cố gắng, nỗ lực của mình và sự giúp đỡ không hề nhỏ từ trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng nói chung, giảng viên hướng dẫn ThS Phạm Minh Mận nói riêng Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và không có bất kỳ sự sao chép hay sử dụng để bảo vệ một học vị nào Tất cả những sự giúp đỡ cho việc xây dựng cơ sở lý luận cho bài luận đều được trích dẫn đầy đủ và ghi rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Tác giả đề tài Trần Phước Dinh vi MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN .I NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN .II TÓM TẮT III NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .IV LỜI NÓI ĐẦU V LỜI CAM ĐOAN VI MỤC LỤC VII DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ X DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT XIV MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỀ TÀI 2 1.1 Tổng quan 2 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT PHƯƠNG TIỆN LẮP ĐẶT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM MÁT HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 4 2.1 Khảo sát phương tiện lắp đặt và tính toán hệ thống năng lượng mặt trời .4 2.1.1 Khảo sát phương tiện lắp đặt [29] 4 2.1.1.2 Thông số xe Mitsubishi i-MiEV 4 2.1.2 Tính toán hệ thống năng lượng mặt trời .5 2.2 Khảo sát các phương pháp làm mát tấm năng lượng mặt trời 8 2.2.1 Phương án làm mát tấm năng lượng mặt trời bằng gió 9 2.2.2 Phương án làm mát tấm năng lượng mặt trời bằng gió có tấm tạo rối 10 2.2.3 Phương án làm mát tấm năng lượng mặt trời bằng nước 11 2.2.4 Phương án làm mát tấm năng lượng mặt trời bằng ống dẫn nhiệt 12 2.3 Chọn phương pháp làm mát cho tấm pin năng lượng mặt trời lắp trên ô tô du dịch và mục tiêu của đề tài 13 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI .15 vii 3.1 Cơ sở lý thuyết hệ thống năng lượng mặt trời 15 3.1.1 Tổng quan về năng lượng mặt trời 15 3.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán hiệu quả điện hệ thống năng lượng mặt trời[18,19,20]: 16 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN – NHIỆT TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 19 4.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng và tính toán 19 4.2 Mô phỏng điều khiển điện tấm pin năng lượng mặt trời bằng phần mềm Labview 22 4.2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển làm mát tấm pin năng lượng mặt trời .22 4.2.2 Phần cứng của hệ thống 23 4.2.3 Phần mềm của hệ thống 23 4.2.4 Sơ đồ hệ thống điện điều khiển 24 4.2.5 Mô phỏng đo các thông số nhiệt độ của tấm pin năng lượng mặt trời 26 4.2.6 Mô phỏng hiệu quả về điện của tấm pin năng lượng mặt trời 27 4.3 Mô phỏng 3D tấm pin năng lượng mặt trời bằng phần mềm Catia 30 4.3.2 Mô phỏng các chi tiết của tấm NLMT trong phần mềm Catia 31 4.3.3 Lắp ghép tấm NLMT trong môi trường Assembly Design của phần mềm Catia 33 4.3.4 Thực hiện lưu file .34 4.4 Mô phỏng nhiệt độ của tấm pin năng lượng mặt trời khi được làm mát bằng gió 35 4.4.1 Mô phỏng dòng khí chảy xung quanh tấm pin năng lượng mặt trời 35 4.4.2 Mô phỏng nhiệt độ của tấm pin năng lượng mặt trời khi chưa được làm mát 39 4.4.3 Mô phỏng nhiệt độ của tấm pin năng lượng mặt trời khi được làm mát 44 4.4.4 Kết quả mô phỏng nhiệt độ tấm pin năng lượng mặt trời và dòng chảy xung quanh tấm NLMT 45 4.4.4.1 Kết quả mô phỏng nhiệt dòng chảy xung quanh tấm NLMT 45 4.4.4.2 Xuất file kết quả CFD (Report Viewer) 47 viii