Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái

 Vẫn gây ô nhiễm môi trường, dù rất ít: Mặc dù so với việc sản xuất các loại năng lượng khác, điện mặt trời thânthiện với môi trường hơn, nhưng một số quy trình công nghệ để chế tạo các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI

Sinh viên thực hiện : ĐẶNG VĂN HOÀNG

: VÕ NGỌC HƯNG : 1811505120118 : TRẦN HUỲNH GIA NGUYÊN : 1811505120135

Giảng Viên ký tên

Người Phản Biện ký tên

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái

Đồ án gồm có 4 chương:

- CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

- CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI

- CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN DÂY CÁP, THIẾT BỊ BẢO VỆ, CHỐNG SÉT

VÀ CÁC HẠNG MỤC KHÁC

- CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ

Sau khi thực hiện hoàn thành đồ án giúp chúng em hiểu nhiều hơn về hệ thốngđiện năng lượng mặt trời Nó mang lại rất nhiều lợi ích đặc biệt là về kinh tế và giúpbảo vệ môi trường Điện mặt trời hòa lưới sẽ cho phép bạn tiết kiệm nhiều tiền hơnvới các tấm pin mặt trời thông qua tỷ lệ hiệu quả tốt hơn, chế độ bù trừ điện năng, chiphí lắp đặt, chi phí thiết bị thấp hơn Hệ thống điện mặt trời nối lưới còn giúp EVNgiảm bớt gánh nặng tài chính trong việc phát triển nguồn điện thay thế

Nhóm sinh viên thực hiện

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Lê Nhật Hoàng

Sinh viên thực hiện: Võ Ngọc Hưng Mã SV: 1811505120118

Đặng Văn Hoàng Mã SV: 1811505120116Trần Huỳnh Gia Nguyên Mã SV: 1811505120135

1 Tên đề tài:

Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Số liệu, tài liệu ban đầu bao gồm vị trí dự án và sơ đồ mặt bằng mái

3 Nội dung chính đồ án:

- Tìm hiểu và thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời áp mái 3 pha.

- Thiết kế bản vẽ hiện trường và bố trí vị trí các tấm pin.

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Sinh viên thực hiện: Võ Ngọc Hưng Mã SV:1811505120118

Đặng Văn Hoàng Mã SV: 1811505120116 Trần Huỳnh Gia Nguyên Mã SV: 1811505120135

2 Họ và tên giảng viên hướng dẫn: TS Trần Lê Nhật Hoàng

3 Đề tài:

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái cho trang trại

Thời gian thực hiện: Từ ngày: 14/2/2022 đến ngày: 31/5/2022

5 Mục tiêu:

Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái ba pha nhằm cung cấp điện cho trang trại

và hòa lưới

6 Nội dung chính:

 Tìm hiểu và thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời áp mái 3 pha

 Khảo sát hiện trường và thu thập số liệu( Phụ tải, công suất,…,…)

 Thiết kế bản vẽ hiện trường và bố trí vị trí các tấm pin

1 14/2/2022-28/2/2022 Nhận đề tài và viết đề cương đồ án tốtnghiệp. Hoàn thành đúngtiến độ

2 13/3/20221/3/2022- Xác định khu vực phù hợp để làm hệ thốngpin mặt trời, diện tích, phụ tải, công suất và

tính số lượng tấm pin

Hoàn thành đúngtiến độ

3 13/3/2022–

27/3/2022

-Tính số lượng String, Inverter

-Chọn tủ điều khiển và TBA

- Lên phương án bố trí, lắp đặt, vận hành hệ

Hoàn thành đúngtiến độ

5 10/4/2022–24/4/2022 -Hoàn thiện các hạng mục phụ khác Hoàn thành đúngtiến độ

6 24/4/2022–1/5/2022 -Tính kinh tế cho hệ thống điện mặt trời Hoàn thành đúngtiến độ

7 1/5/2022 – 31/5/2022 - Hoàn thiện đồ án và viết quyển đồ án tốtnghiệp Hoàn thành đúngtiến độ

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 2 năm 2022

BỘ MÔN DUYỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN SINH VIÊN

khi tốt nghiệp ra trường, đồng thời nó cũng giúp cho sinh viên tổng kết được nhữngkiến thức đã học trong suốt quá trình học tập cũng như phần nào xác định công việc

mà mình sẽ làm trong tương lai

Từ thực tế đó, tôi đã được giao đề tài “Hệ thống Điện năng lương mặt trời ápmái cho trang trại”

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy, cô giáo trong khoaĐiện – Điện Tử chuyên ngành Hệ Thống Cung Cấp Điện Trường Đại Học Sư Phạm

Kỹ Thuật Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trong môitrường học tập khoa học, giúp cho tôi có nền tảng kiến thức Sau hơn ba tháng thựchiện đồ án tốt nghiệp, tôi đã hoàn thành đồ án của mình Tôi xin chân thành cảm ơnthầy cô giáo trong khoa Điện – Điện Tử, bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôithực hiện tốt đồ án của mình Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tìnhcủa TS Trần Lê Nhật Hoàng là người đã trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình, kiên nhẫn,chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn chưa chuyên sâu, chưa trải nghiệmthực tế nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trìnhthiết kế kính mong sự góp ý và chỉ dẫn thêm của các Thầy, Cô để đồ án được hoànthiện hơn

Cuối cùng, cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc các Thầy Cô giáo trong bộmôn Hệ thống điện và đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp TS Trần LêNhật Hoàng đã tận tình giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân nhóm tôi và được sựhướng dẫn khoa học của T.S Trần Lê Nhật Hoàng Các nội dung nghiên cứu trong đềtài “Thiết kế hệ thống điện mặt trới áp mái” của nhóm em là trung thực và chưa công

bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụcho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được cá nhân thu thập từ các nguồn khác nhau

có ghi rõ nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịutrách nhiệm về nội dung bài tiểu luận của mình

Nhóm sinh viên thực hiện

LỜI CAM ĐOAN 8

DANH SÁCH CÁC BẢNG , HÌNH VẼ 1

PHỤ LỤC CÁC BẢNG 3

LỜI CẢM ƠN 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 2

1.1 Giới thiệu về pin mặt trời 2

1.2 Lợi ích khi sử dụng pin năng lượng mặt trời: 2

1.3 Nhược điểm năng lượng mặt trời 4

1.4 Đánh giá tiềm năng phát triển điện mặt trời tại Việt Nam 5

1.4.1 Các bước thực hiện nghiên cứu 5

1.4.2 Số liệu và phương pháp nghiên cứu: 6

1.5 Đánh giá tiềm năng phát triển điện mặt trời tại Bình Định 12

1.5.1 Tiềm năng 12

1.5.2 Các dự án năng lượng tái tạo đã và đang thực hiện: 13

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI 14

2.1 Vị trí dự án và đánh giá sơ bộ về phần xây dựng 14

2.2 Yêu cầu thiết kế 15

2.3 Phương án thiết bị chính 15

2.3.1 Lựa chọn tấm trời 15

2.3.2 Lựa chọn Inverter 18

2.4 Tính toán số lượng tấm pin trong 1 string và số string 24

2.5 Mặt bằng tổng thể đấu nối tấm pin và nhà inverter 28

2.6 Lựa chọn góc nghiêng cho tấm pin MT 30

2.7 Lựa chọn phương án đấu nối 31

3.1.1 Giới thiệu về MCB trong tủ DC box 34

3.1.2 Thiết bị đóng cắt MCCB 34

3.2 Tủ điều khiển hạ thế 0,4kV 37

3.2.1 Thiết bị đóng cắt MCCB 37

3.2.2 Máy cắt không khí hạ thế ACB 38

3.3 Cáp DC 41

3.3.1 Cách chọn cáp DC: 41

3.4 Cáp AC 41

3.5 Các chi tiết phụ 44

3.5.1 Máng cáp 44

3.5.2 Chi tiết các phụ kiện lắp đặt pin, rail, nhôm 46

3.6 Giải pháp PCCC 47

3.7 Giải pháp nối đất chống sét 47

3.7.1 Chống sét lan truyền 47

3.7.2 Thiết kế hệ thống chống sét cho nhà inverter 50

3.7.3 Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho nhà inverter 52

3.7.4 Tính toán nối đất chống sét 52

3.8 Hệ thống chiếu sáng 53

3.9 Hệ thống đo đếm 53

3.10 Hệ thống giám sát và bảo vệ 53

3.11 Hệ thống cấp nước làm sạch tấm PV 54

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ 55

4.1 Cơ chế mua bán điện 55

4.2 Khảo sát và thỏa thuận đấu nối 56

4.3 Thiết kế hệ thống bằng phần mềm Pvsyst 56

4.3.1 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng PVsyst 56

4.4.1 Sản lượng điện các tháng trong năm đầu tiên 61

4.4.2 Biểu đồ hiển thị năng lượng chính và tổn thất liên quan đến mô phỏng 62

4.4.3 Quản lý năng lượng và ước tính P50-P90 64

4.4.4 Phân tích sản lượng của hệ thống trong 20 năm 65

4.4.5 Đồ thị phân tích kinh tế 68

Kết luận 70

Tài liệu tham khảo 71

Chương 1

Hình 1 1 Pin mặt trời

Hình 1 2 Bản đồ bức xạ mặt trời

Hình 1 3 Các kết quả tiềm năng kỹ thuật

Hình 1 4 Thống kê diện tích đất và công suất theo từng tỉnh

Hình 1 5 Biểu đồ tiềm năng kinh tế

Hình 1 6 Bản đồ và bảng diện tích đất tiềm năng kinh tế

Chương 2 Hình 2 1 Tổng quan trang trại

Hình 2 2 Mặt bằng tổng thể dự án

Hình 2 3 Hình ảnh về tấm pin JA Solar 450Wp

Hình 2 4 Hình ảnh Inverter sungrow 100kW

Hình 2 5 mô phỏng 3D về nhà inverter

Hình 2 6 Mặt trước nhà inverter

Hình 2 7 Mặt sau nhà inverter

Hình 2 8 Số liệu thiết kế sau khi tính toán

Hình 2 9 Tổng thệ dự án bố trí pin trên 3 mái

Hình 2 10 Mặt bằng tổng thể thiết kế dự án 3D

Hình 2 11 Mặt bằng tổng thể thiết kế dự án 3D

Hình 2 12 Kết quả mô phỏng góc nghiêng của tấm pin trên PVsyst

Hình 2 13 Sơ đồ bố trí các tấm pin trên 3 mái

Hình 2 14 Cách đấu dây giữa 2 tấm pin mặt trời nối tiếp

Chương 3 Hình 3 1 MCB 15A 1000VDC 10kVA

Hình 3 2 Sơ đồ đấu nối tủ DC

Hình 3 3 MCCB 200A 1000 VDC

Hình 3 4 MCCB 3P 160A 25KA

Hình 3 5 Máy cắt không khí ACB 1600A 65kA

Hình 3 6 Sơ đồ nguyên lý của toàn bộ hệ thống pin mặt trời

Hình 3 7 Bảng tiết diện dây cáp AC

Hình 3 8 Chi tiết thiết kế máng cáp

Hình 3 13 Thiết bị chống sét lan truyền DS44VG-280/G

Hình 3 14 Bán kính bảo vệ của kim Stormaster

Chương 4 Hình 4 1 Hình ảnh đấu nối hệ thống điện mặt trời vào trạm

Hình 4 2 Thông số đầu vào của hệ thống

Hình 4 3 Chi phí hằng năm của hệ thống điện mặt trời

Hình 4 4 Sản lượng điện các tháng trong năm đầu

Hình 4 5 Tổn thất mô phỏng

Hình 4 6 Sản lượng điện ước tính P50-P90

Hình 4 7 Bảng sản lượng của hệ thống trong 20 năm

Hình 4 8 Sản lượng điện năng và tỷ lệ suy giảm hiệu suất 20 năm

Hình 4 9 Đồ thị phân tích kinh tế

Bảng 2 Giới thiệu thông số Inverter

Bảng 3 Thông số đặc trưng của tấm pin

Bảng 4 Thông số đặc trưng cơ bản của inverter

Bảng 5 Thông số lắp đặt hệ thống pin mặt trời

Bảng 6 Chi tiết số string và inverter

Bảng 7 Bảng thông số MCCB

Bảng 8 Máy Cắt Không Khí ACB Fix 3P 2500A 65kA

Bảng 9 Bảng tra hệ số điều chỉnh

Bảng 10 Bảng tra hệ số hiệu chỉnh công suất dòng điện

Bảng 11 Thông số thiết bị chống sét lan truyền

Bảng 12 Thông số thiết bị chống sét lan truyền

Bảng 13 Thông số thiết bị chống sét lan truyền

Bảng 14 Bảng giá mua điện

Bảng 15 Thông số đầu vào

Bảng 16 Chi phí hằng năm của hệ thống điện mặt trời

Bảng 17 Sản lượng năm đầu tiên

Bảng 18 Bảng sản lượng điện năng và tỷ lệ suy giảm hiệu suất 20 năm

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và là yêu cầu để sinh viên kết thúc khoá họctrước khi tốt nghiệp ra trường, đồng thời nó cũng giúp cho sinh viên tổng kết đượcnhững kiến thức đã học trong suốt quá trình học tập cũng như phần nào xác địnhcông việc mà mình sẽ làm trong tương lai

Từ thực tế đó, tôi đã được giao đề tài “Hệ thống Điện năng lương mặt trời ápmái cho trang trại”

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy, cô giáo trong khoaĐiện- Điện tử – chuyên ngành Hệ Thống Cung Cấp Điện thuộc Trường Đại Học SưPhạm Kỹ Thuật Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trongmôi trường học tập khoa học, giúp cho tôi có nền tảng kiến thức Sau hơn ba thángthực hiện đồ án tốt nghiệp, tôi đã hoàn thành đồ án của mình Tôi xin chân thành cảm

ơn thầy cô giáo trong khoa Điện – Điện Tử, bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi đểtôi thực hiện tốt đồ án của mình Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tậntình của TS Trần Lê Nhật Hoàng là người đã trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình, kiênnhẫn, chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn chưa chuyên sâu, chưa trải nghiệmthực tế nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong sựđóng góp của các Thầy, Cô để đồ án được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, tôi xin kính chúc quý Thầy, Cô và gia đình dồi dào sức khỏe vàthành công trong sự nghiệp cao quý

Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 3 tháng 6 năm 2022Nhóm Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về pin mặt trời

Pin mặt trời hay pin quang điện có tên tiếng Anh là Solar panel, nó bao gồmnhiều tế bào quang điện gọi là solar cells Tế bào quang điện này là các phần tử bándẫn có chứa trên bề mặt nhiều các cảm biến của ánh sáng là đi ốt quang, nó làm biếnđổi năng lượng của ánh sáng thành năng lượng điện. 

Nếu như thủy điện thì tạo ra điện từ nước, nhiệt điện thì từ than còn pin nănglượng mặt trời sẽ tạo ta nguồn điện từ ánh sáng của mặt trời

1.2 Lợi ích khi sử dụng pin năng lượng mặt trời:

 Khả năng tái tạo:

Điện mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo, không giống như các nhiênliệu hóa thạch như than, dầu mỏ, khí đốt… là những nguồn nhiên liệu không thểphục hồi Theo tính toán của NASA, mặt trời còn có thể cung cấp năng lượng chochúng ta trong khoảng 6,5 tỉ năm nữa

 Sự phong phú, dồi dào:

Tiềm năng của năng lượng mặt trời là rất lớn - mỗi ngày, bề mặt trái đấtđược hưởng 120.000 terawatts (TW) của ánh sáng mặt trời, cao gấp 20.000 lần sovới nhu cầu của con người trên toàn thế giới (1TW = 1.000 tỉ W)

Hình 1 1 Pin mặt trời

 Nguồn cung bền vững và vô tận:

Năng lượng mặt trời là vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu về năng lượngcủa nhân loại, đủ dùng cho muôn vàn thế hệ về sau

 Không gây tiếng ồn:

Trên thực tế, việc sản xuất năng lượng mặt trời không sử dụng các loại động

cơ như trong máy phát điện, vì vậy việc tạo ra điện không gây tiếng ồn

 Hiệu quả cao, chi phí hoạt động thấp:

Chuyển sang sử dụng pin mặt trời, các hộ gia đình sẽ có được một khoản tiếtkiệm đáng kể trong ngân sách chi tiêu Việc bảo trì, duy tu hệ thống cung cấp nănglượng mặt trời cho hộ gia đình đòi hỏi chi phí rất thấp - trong 1 năm, bạn chỉ cầnmột vài lần lau chùi sạch các tấm pin năng lượng mặt trời và chúng luôn được cácnhà sản xuất bảo hành trong khoảng thời gian lên tới 20-25 năm

 Áp dụng rộng rãi:

Phổ ứng dụng của năng lượng mặt trời rất rộng - cung cấp điện tại các khuvực không có kết nối với lưới điện quốc gia (ngay cả ở những quốc gia phát triểncao như Mỹ, Nga, Pháp… hiện cũng vẫn có những vùng sâu vùng xa được gọi là

“điểm mù về điện” Điện mặt trời gần đây được gọi là "năng lượng toàn dân", phảnánh sự đơn giản của việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống cung cấp điện nhà,song song với điện lưới hoặc điện từ các nguồn cung khác

 Công nghệ tiên tiến:

Công nghệ sản xuất pin mặt trời mỗi ngày một tiến bộ hơn - mô-đun màngmỏng được đưa trực tiếp vào vật liệu ngay từ giai đoạn sơ chế ban đầu Tập đoànSharp của Nhật Bản cũng là một nhà sản xuất pin mặt trời, vừa giới thiệu một hệthống sáng tạo các yếu tố lưu trữ năng lượng cho kính cửa sổ Những thành tựu mớinhất trong lĩnh vực công nghệ nano và vật lý lượng tử cho phép chúng ta kỳ vọng

về khả năng tăng công suất của các tấm pin mặt trời lên gấp 3 lần so với hiện nay

Vào mùa hè hoặc đông nhu cầu sử dụng điện tăng cao vì để chạy các thiết bịnhư máy lạnh, quạt nước, lò sưởi dễ gây nên tình trạng sụt điện vì quá tải hoặc cúpđiện thường xuyên vào những tháng hanh khô trong năm do mạng lưới điện quốcgia thiếu hụt điện nghiêm trọng điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sinh hoạt hàngngày của gia đình hoặc cản trở công việc kinh doanh của bạn Những lúc như thếnày nếu bạn đã lắp đặt điện năng lượng mặt trời thì có thể yên tâm vì luôn có nguồnđiện năng để sử dụng và không bị phụ thuộc vào nguồn điện của quốc gia

1.3 Nhược điểm năng lượng mặt trời

 Chi phí cao:

Điện mặt trời thuộc về loại năng lượng đắt tiền - đây có lẽ là vấn đề gâytranh cãi nhất trong việc sử dụng nguồn năng lượng này Do việc lưu trữ nănglượng mặt trời tại các hộ gia đình đòi hỏi khoản chi phí đáng kể ở giai đoạn banđầu, nhiều quốc gia khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch bằngcách cho vay tín dụng để thực hiện hoặc cho thuê pin mặt trời theo những hợp đồng

có lợi cho người thuê

 Không ổn định:

Có một thực tế bất khả kháng: Vào ban đêm, trong những ngày nhiều mây vàmưa thì không có ánh sáng mặt trời, vì thế năng lượng mặt trời không thể là nguồnđiện chính yếu Tuy nhiên, so với điện gió, điện mặt trời vẫn là một lựa chọn cónhiều ưu thế hơn

 Chi phí lưu trữ năng lượng cao:

Giá của ắc quy tích trữ điện mặt trời để lấy điện sử dụng vào ban đêm haykhi trời không có nắng hiện nay vẫn còn khá cao so với túi tiền của đại đa số ngườidân Vì thế, ở thời điểm hiện tại, điện mặt trời chưa có khả năng trở thành nguồnđiện duy nhất ở các hộ gia đình mà chỉ có thể là nguồn bổ sung cho điện lưới và cácnguồn khác

 Vẫn gây ô nhiễm môi trường, dù rất ít:

Mặc dù so với việc sản xuất các loại năng lượng khác, điện mặt trời thânthiện với môi trường hơn, nhưng một số quy trình công nghệ để chế tạo các tấm pinmặt trời cũng đi kèm với việc phát thải các loại khí nhà kính, nitơ trifluoride vàhexaflorua lưu huỳnh Ở quy mô lớn, việc lắp đặt những cánh đồng pin mặt trờicũng chiếm rất nhiều diện tích đất nhẽ ra được dành cho cây cối và thảm thực vật

 Sử dụng nhiều thành phần đắt tiền và quý hiếm:

Việc sản xuất các tấm pin mặt trời màng mỏng đòi hỏi phải sử dụngcadmium telluride (CdTe) hoặc gallium selenide indi (CIGS) - những chất rất quýhiếm và đắt tiền, điều này dẫn đến sự gia tăng chi phí

 Mật độ năng lượng thấp:

Một trong những thông số quan trọng của nguồn điện mặt trời là mật độ côngsuất trung bình, được đo bằng W/m2 và được mô tả bằng lượng điện năng có thể thuđược từ một đơn vị diện tích nguồn năng lượng Chỉ số này đối với điện mặt trời là

170 W/m2 - nhiều hơn các nguồn năng lượng tái tạo khác, nhưng thấp hơn dầu, khí,than và điện hạt nhân Vì lý do này, để tạo ra 1kW điện từ nhiệt năng mặt trời đòihỏi một diện tích khá lớn của các tấm pin mặt trời

1.4 Đánh giá tiềm năng phát triển điện mặt trời tại Việt Nam.

1.4.1 Các bước thực hiện nghiên cứu

Nghiên cứu thực hiện đánh giá tiềm năng điện mặt trời được thực hiện từngbước, từ khái quát tới chi tiết, cụ thể, có kế thừa các nghiên cứu có liên quan trước

đó, bao gồm các bước sau:

Bước 1: Thu thập tài liệu, số liệu:

Thu thập tài liệu, số liệu liên quan đến phát triển kinh tế xã hội, quy hoạch sửdụng đất, quy hoạch phát triển các ngành của tỉnh

Thu thập thông tin các dự án điện đã và đang triển khai trên địa bàn tỉnhTiến hành khảo sát sơ bộ các địa điểm tiềm năng

Bước 2: Đánh giá sơ bộ tiềm năng điện mặt trời:

Dựa trên bản đồ năng lượng mặt trời khu vực tỉnh được trích xuất ra từ tàiliệu “Bản đồ tài nguyên năng lượng mặt trời ” do Bộ Công Thương ban hành tháng1/2015 Đây là cơ sở quan trọng trong việc xác định sơ bộ các khu vực trên địa bànthôn, xã, huyện có tiềm năng năng lượng mặt trời để tiến hành xác định vùng khảosát lập quy hoạch

Bước 3: Xác định tiềm năng điện mặt trời lý thuyết:

Dựa vào các số liệu về dữ liệu bức xạ mặt trời, số ngày nắng trung bình thuthập từ các cơ quan đo đạc, quan trắc khí hậu trên địa bàn tỉnh xác lập bản đồ sơ bộ

về tiềm năng năng lượng mặt trời lý thuyết của tỉnh Quảng Ngãi

Đánh giá sự tương quan của bản đồ ở bước 3 so với bản đồ của Bộ CôngThương ở bước 2

Bước 4: Xác định tiềm năng điện mặt trời kỹ thuật:

Từ bản đồ địa hình, địa chất, bản đồ Quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch khukinh tế, cụm công nghiệp kết hợp bản đồ tiềm năng điện mặt trời lý thuyết xâydựng bản đồ tiềm năng điện mặt trời kỹ thuật sơ bộ (các vùng có tiềm năng điệnmặt trời có thể triển khai xây dựng và vận hành dự án điện mặt trời với điều kiện kỹ

Khảo sát thực địa, thu thập các dữ liệu quy hoạch liên quan (quy hoạch khukinh tế, cụm công nghiệp, quy hoạch nông nghiệp, quy hoạch thủy lợi, quy hoạchrừng ) để xác định vùng loại trừ.

Xây dựng bản đồ vùng loại trừ và vùng đệm cho dự kiến xây dựng quyhoạch phát triển điện mặt trời bằng phần mềm MapInfo

Chồng xếp bản đồ vùng loại trừ với bản đồ tiềm năng điện mặt trời kỹ thuật

sơ bộ để tạo bản đồ tiềm năng điện mặt trời kỹ thuật dùng cho việc lập quy hoạch

Bước 5: Xác định tiềm năng điện mặt trời kinh tế:

Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tính cạnh tranh về chi phí không đồngđều giữa các khu vực;

Xác định diện tích và quy mô công suất các vùng dự án điện mặt trời kinh tế

1.4.2 Số liệu và phương pháp nghiên cứu:

 Sử dụng bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời từ các kết quả nghiên cứu củaNgân hàng thế giới (WB), của Bộ Công Thương , Tổng cục Khí tượng.[1]

 Số liệu về bức xạ được thu thập từ các trạm khí tượng trên toàn quốc

 Bản đồ số hóa về hiện trạng và quy hoạch sử dụng đất; Bản đồ hiện trạng vàquy hoạch giao thông: Cơ sở hạ tầng (đường bộ và mạng lưới giao thông, các cảng,lưới điện, vv.) hiện có và trong quy hoạch đến năm 2030

 Số liệu về số giờ nắng được thu thập từ các trạm khí tượng trong thời gian từnăm 1983 đến năm 2012

 Số liệu khác như: nhu cầu phụ tải, kinh tế xã hôi… từ Quy hoạch phát triểnĐiện lực quốc gia và các dự án khác đã và đang triển khai

 Phương pháp nghiên cứu:

Kết hợp xử lý các số liệu thực tế thu thập được trong quá trình khảo sát vớiviệc nghiên cứu kế thừa các kết quả nghiên cứu của các đơn vị và tổ chức khác đãthực hiện trước đây để thống kê, phân tích, dự báo, tính toán đánh giá xác định tiềmnăng lý thuyết, kỹ thuật, kinh tế và định hướng đấu nối điện mặt trời vào lưới điện

 Đánh giá tiềm năng:

 Tiềm năng lý thuyết:

Tiềm năng lý thuyết được lấy từ sản phẩm của Ngân hàng Thế giới kết hợpvới Bộ Công Thương và phía Tây Ban Nha tính toán[2]

Giá trị bức xạ của Việt Nam theo phương ngang dao động từ 897 kWh/m2/năm đến 2108 kWh/m2 /năm Tương ứng đối với ngày, giá trị nhỏ nhất đạt 2,46kWh/m2 /ngày và lớn nhất là 5,77 kWh/m2 /ngày

Hình 1 2 Bản đồ bức xạ mặt trời

 Tiềm năng kỹ thuật

Phương pháp ước tính tiềm năng kỹ thuật từ tiềm năng lý thuyết sẽ dựa trênphương pháp luận được xây dựng trong nghiên cứu “Hướng dẫn công cụ GIS

để xác định khu vực có tiềm năng NLTT” của Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc t(IRENA) và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL)[3] :

- Loại trừ các vùng đất sử dụng, dựa trên kế hoạch sử dụng đất (quốc gia và

- cấp tỉnh) cho các khu vực bảo tồn, rừng, đất nông nghiệp, khu côngnghiệp Tuỳ theo dữ liệu hiện có

- Loại trừ các khu vực cơ sở hạ tầng, các đối tượng và khu vực văn hoá

- Loại trừ các khu vực quy mô nhỏ, không phù hợp để xây dựng các nhà máy

- điện nối lưới trên mặt đất (quy mô nhà máy > 1MW), hoặc phụ thuộc vào

độ phân giải của bản đồ

Hình 1 3 Các kết quả tiềm năng kỹ thuật

Sau đây là bảng thống kê diện tích đất & Công suất theo từng tỉnh

Kết quả cho thấy khu vực miền Bắc không có khu vực nào đáp ứng tiêu chíquy dẫn điện mặt trời thấp hơn chi phi tránh được của hệ thống điện miền Bắc.Trong tổng số 63 tỉnh thành, chỉ có 25 tỉnh là có tiềm năng kinh tế, với tổng diệntích 5.041,4 km2

Hình 1 4 Thống kê diện tích đất và công suất theo từng tỉnh

 Tiềm năng kinh tế:

Giá trị LCOE và các giá trị LACE theo miền

Hình 1 5 Biểu đồ tiềm năng kinh tế

 Chỉ số LCOE là từ viết tắt của Levelized Cost Of Energy còn đường gọi làchi phí sản xuất điện quy dẫn Đây là chi phí năng lượng cân bằng hoặc chi phí càobằng điện năng LCOE được xem như là thước đo chi phí hiện tại ròng trung bìnhcủa thế hệ điện cho một nhà máy sản xuất LCOE được sử dụng nhằm mục đích lập

kế hoạch đầu tư và so sánh các phương pháp phát điện khác nhau trên cùng một cơ

sở để nhất quán lại với nhau LCOE chính là đại diện cho doanh thu trung bình trênmột đơn vị điện năng được tạo ra, nhằm để thu hồi lại các chi phí xây dựng và vậnhành một nhà máy phát điện trong một vòng đời vận hành

 Chi phí năng lượng tránh được quy dẫn (LACE) là giá chi phí tránh đượctrung bình của ba miền Bắc, Trung, Nam được xác định theo biểu giá chi phí tránhđược do Cục Điều tiết điện lực ban hành hàng năm theo quy định tại Quyết định số18/2008/QĐ-BCT ngày 18 tháng 7 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Công Thương banhành quy định về biểu giá chi phí tránh được cho các nhà máy điện nhỏ sử dụngnăng lượng tái tạo

 CAPEX là từ viết tắt của Capital Expenditure có nghĩa là chi phí vốn Đây

là khoản chi phí đầu tư để mua lại, nâng cấp và duy trì các tài sản cố định ( tòa nhàcông nghiệp hoặc thiết bị, …) CAPEX thường được sử dụng để thực hiện các dự

án hoặc đầu tư mới của công ty

 Chính sách giá FIT (feed-in-tariff) là một cơ chế chính sách được đưa ranhằm khuyến khích phát triển các nguồn năng lượng tái tạo, tăng sức cạnh tranh củacác nguồn năng lượng này với các nguồn năng lượng truyền thống

Từ hình 1.6 và sau khi xem xét các yếu tố ảnh hưởng tới LCOE của nhàmáy ĐMT, việc lập danh sách theo thứ tự ưu tiên các nhóm phát triển theo tiêu chíđược nhóm nghiên cứu đề xuất dựa trên 3 tiêu chí có ảnh hưởng lớn nhất tới tínhhiệu quả kinh tế, đó là

 Cường độ bức xạ mặt trời (GHI),

 Khoảng cách đấu nối tới đường điện (km)

 Khoảng cách tới đường giao thông gần nhất (km)

Hình 1 6 Bản đồ và bảng diện tích đất tiềm năng kinh tế

1.5 Đánh giá tiềm năng phát triển điện mặt trời tại Bình Định.

1.5.1 Tiềm năng

Theo đánh giá của Viện Năng lượng (Bộ Công Thương), Bình Định ít có tiềmnăng sản xuất điện từ nguồn sinh khối, tiềm năng địa nhiệt phục vụ phát điện còntrong giai đoạn nghiên cứu, chưa được khảo sát, đánh giá Bù lại, điện mặt trời cótiềm năng rất tốt, tương đương với một số tỉnh Nam Trung bộ và Nam bộ Cường độbức xạ mặt trời ước tính trung bình 5,24 kWh/m2/ngày, cao hơn mức trung bình 3 - 5kWh/m2/ngày của cả nước, số giờ nắng bình quân khoảng 7 giờ/ngày

Ngoài điều kiện khí hậu thuận lợi, các khu vực được nhiều nhà đầu tư quan tâmnghiên cứu đề xuất dự án điện mặt trời như Khu kinh tế Nhơn Hội, các huyện PhùCát, Phù Mỹ, Hoài Nhơn, Tây Sơn, Vĩnh Thạnh còn có thế mạnh là nằm ở vùng ít cóngười dân sinh sống, việc giải phóng mặt bằng không gặp nhiều trở ngại

Việc phát triển các dự án năng lượng tái tạo trên địa bàn tỉnh sẽ góp phần tăngnguồn cung cấp năng lượng điện tại chỗ, giảm hiệu ứng nhà kính và các tác động tiêucực từ phía môi trường, tạo hình ảnh thân thiện của tỉnh Bình Định trong việc xâydựng hình ảnh du lịch xanh, sạch và bền vững Ngoài ra, khi đi vào vận hành, các dự

án sẽ góp phần tạo việc làm cho lao động tại địa phương, tạo nguồn thu cho ngânsách tỉnh nhà

Theo Đề án quy hoạch phát triển điện mặt trời tỉnh tỉnh Bình Định đến năm2030[4], sẽ có 40 dự án điện mặt trời với tổng công suất trên 2.280 MWp, điều nàyphù hợp với các chiến lược, quy hoạch phát triển nguồn năng lượng này trong cảnước đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Tỉnh Bình Định đã đề nghị Bộ Côngthương sớm xem xét thẩm định, phê duyệt hoặc trình Thủ tướng Chính phủ phêduyệt bổ sung các dự án điện mặt trời trên địa bàn tỉnh vào Quy hoạch phát triển điệnlực Quốc gia thời kỳ 2021-2030; nếu được phê duyệt thì tỉnh Bình Định sẽ là mộtTrung tâm năng lượng tái tạo lớn của khu vực miền Trung

1.5.2 Các dự án năng lượng tái tạo đã và đang thực hiện:

Trong thời gian qua, để tạo điều kiện cho các nhà đầu tư vào lĩnh vực nănglượng tái tạo, UBND tỉnh Bình Định đã quy hoạch khu vực phong điện nằm trongKhu Kinh tế Nhơn Hội, TP Quy Nhơn và đã cấp Giấy chứng nhận đăng ký đầu tưcho Dự án Nhà máy phong điện Phương Mai I, công suất 30 MW; Dự án Nhà máyPhong điện Phương Mai 3, công suất 21 MW; Dự án Nhà máy điện gió Nhơn Hội,công suất 61,1 MW và Dự án Nhà máy điện mặt trời và điện gió Fujiwara BìnhĐịnh, công suất 100 MW (công suất điện mặt trời là 50 MW và công suất điện gió

là 50 MW)

Để thu hút các nhà đầu tư vào lĩnh vực năng lượng tái tạo trên địa bàn tỉnhtrong thời gian đến, UBND tỉnh đã chỉ đạo Sở Công Thương Bình Định triển khailập quy hoạch phát triển điện mặt trời, điện gió đến năm 2020, có xét đến năm2030

Với các lý do trên, đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁPMÁI” vừa là một trong những giải pháp tiết kiệm, sử dụng hiệu quả năng lượngđồng thời cũng góp phần thực hiện công tác bảo vệ môi trường, giảm lượng khí thảigây hiệu ứng ảnh hưởng đến tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI

2.1 Vị trí dự án và đánh giá sơ bộ về phần xây dựng

Trang trại tại Bình Định có địa chỉ tọa lạc tại huyện Phù Cát, tỉnh Bình

Định.

Hình 2 1 Tổng quan trang trại

 Mặt bằng dự án hệ thống pin gồm 3 mái có diện tích bằng nhau ( dài

95,2 m, rộng 33,34m)

 3 mái về hướng Đông Nam và hướng Tây Bắc

 Khoảng cách giữa mái 1 và mái 2 là 9m

 Khoảng cách giữa mái 1 và mái 3 là 12,5m

Tham chiếu theo tài liệu và bản vẽ thu thập, đánh giá sơ bộ về kết cấu hiện trạngcủa trang trại (khu vực dự kiến lắp đặt điện mặt trời) như sau:

 Tôn mái: Tôn thường sóng vuông

 Địa hình: đồng bằng trung du

 Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái có trọng lượng vào khoảng

12÷15(kg/m2) ảnh hưởng gần như không đáng kể đến kết cấu hiện trạng của các nhà

2.2 Yêu cầu thiết kế

Hiện tại hệ thống điện năng lượng mặt trời hoà lưới không lưu trữ là hiệu quảnhất, giúp tiết kiệm chi phí, thực sự mang lại hiệu quả trong đầu tư Đây cũng chính

là hệ thống điện năng lượng mặt trời được nhiều người đầu tư nhất trong 3 năm qua

vì tuổi thọ của các thiết bị lên đến 20 năm trở lên và chi phí đầu tư thấp nhất

Sản lượng tạo ra sẽ đi qua công tơ 2 chiều để ghi nhận lại và được điện lướiquốc giá mua lại 20 năm với giá 1900đ (sau thuế) Chính sách mua lại điện của nhànước dẫn đến nhiều người đầu tư không phải chỉ để tiết kiệm điện mà còn bán lại sảnlượng điện cho Nhà Nước, đây một kênh đầu tư hiệu quả và ổn định

Theo thông tư số 18/2020/QĐ-TTg ngày 06/4/2020 của Bộ Công Thương dothủ tướng chính phủ phê duyệt quy định về sự phát triển dự án và hợp đồng mua bánđiện áp dụng cho các dự án điện năng lượng mặt trời Tại điều 5, phát triển điện nănglượng mặt trời áp mái thì bên bán điện đăng kí đấu nối với bên mua điện các thôngtin bao gồm địa điểm lắp đặt, quy mô công suất (Công suất phụ tải không quá 1MW

và công suất lắp đạt không quá 1,25MWp)

Sau khi đánh giá tiềm năng của hệ thống điện năng lượng mặt trời hiện nay vàkham thảo thông tư mua bán điện nhóm lựa chọn thiết kế hệ thống điện mặt trời ápmái nối lưới hoàn toàn với công suất là 1,134MWp vì các lý do:

 Sự phát triển kinh tế mạnh mẽ của đất nước và nhu cầu tìm kiếm lợi nhuận kinh

tế của cá nhân hiện nay thì lắp đặt pin năng lượng mặt trời áp mái hoà lưới hoàn toàn

để thu lợi nhuận kinh tế là không thể bỏ đối với kênh đầu tư này

 Mang lại lợi ích không phải tốn thêm chi phí đầu tư hệ thống acquy lưu trữ vàgiá thành đầu tư thấp, và hiệu quả kinh tế cao

 Nếu trang trại không còn hoạt động thì hệ thống pin mặt trời vẫn hoạt động vàmang lại lợi nhuận kinh tế như bình thường

 Vì mục đích đầu tư thu thêm lợi nhuận kinh tế

2.3 Phương án thiết bị chính

2.3.1 Lựa chọn tấm trời

 Mỗi loại pin đều có tiêu chí lựa chọn thế mạnh riêng như:

- Bảo hành

- Sai số cho phép của công suất định danh

- Hệ số công có ích (hiệu suất làm việc) của tấm pin

- Hệ số nhiệt độ (temperature coefficient)

- Tuổi thọ sử dụng

Đối với hệ thống này ta lựa chọn lắp đặt pin mặt trời hãng EA solar[5] vì:

- Pin mặt trời EA Solar nổi tiếng là thương hiệu sản suất pin có hiệu suấthiệu quả hoạt động đứng đầu thế giới và dẫn đầu trong ngành công nghiệp táitạo

- Các cơ sở sản xuất của AE Solar được trang bị các dây chuyền sản xuất tựđộng và robot hóa thế hệ mới nhất nên vô cùng chuyên nghiệp

- Ngoài ra còn các pin EA solar còn có tuổi thọ cao, hiệu suất cao nhưng giáthành lại phải chăng

- AE Solar 450wp dòng pin 144 Cell sở hữu công nghệ chia đôi Cell giúp tối

ưu hóa hiệu suất và giúp tăng chất lượng sản phẩm Nhờ công suất cực đại nênthiết kế tấm pin khá nhỏ sẽ giúp người dùng tiết kiệm diện tích lắp đặt nhưng vẫnmang lại hiệu quả chuyển hóa điện năng cao. 

- Đối với các hệ thống phát điện pin mặt trời nối lưới thì việc lựa chọn cáctấm pin mặt trời có công suất lớn như 450Wp, điện áp cao để giảm số mối nốitrong một dãy là cần thiết để giảm tổn thất Việc lựa chọn này còn dựa trên nhiềuyếu tố: diện tích mặt bằng được giao, chủng loại tấm pin, nguồn vốn, cơ cấu vốn,lãi vay… để quyết định loại tấm pin sao cho đạt hiệu quả cao nhất cả về mặt kỹthuật và kinh tế, bởi tấm pin có hiệu suất càng cao thì giá càng đắt

- Pin JA Solar 450Wp được hãng AE Solar đảm bảo hiệu suất luôn đảm bảokhoảng 80% trong suốt 30 năm

- Khi có công suất lắp đặt thì ta tính sơ bộ số tấm pin bằng cách lấy công suấtlắp đặt chia cho công suất tấm pin

 P là công suất lắp đặt của hệ thống

 P là công suất của 1 tấm pin

tấm pin là 2520 tấm để lắp đặt cho hệ thống

- Thông số chi tiết về tấm pin

Bảng 1 Giới thiệu thông số tấm pin

Thông tin chung

Tiêu chuẩn áp dụng

IEC 61215IEC 61730ISO 9001OHSAS 18001IEC TS 62941

Tính chất cơ học (Mechanical Properties)

Tải trọng module (Pa) mặt trên ≥ 5400

Đặc tính ở điều kiện test tiêu chuẩn STC: 1000W/m2, AM:1.5, 25°C

Điện áp hoạt động tối ưu Vmpp 45,51 V

Dòng điện hoạt động tối ưu (Impp) 9,89 A

Đặc tính ở điều kiện bình thường: 800W/m2, AM:1.5, NOCT

Hệ số biến đổi điện áp hở mạch Voc theo

Hệ số biến đổi công suất cực đại Pmax

Suy giảm công suất đầu ra (Power derating according)

Suy hao hiệu suất qua các năm

- Năm đầu suy giảm tối đa -2%,biên độ suy giảm hằng năm kể từnăm thứ 2 tối đa là -0,55%/năm

- Công suất tối đa sau 25 năm sửdụng: tối thiểu 80,7% so với công

suất ban đầu

Công suất đầu ra trong 25 năm (%) ≥80,7%

 Vai trò của inverter:

- Solar Inverter được xem là thiết bị rất quan trọng đối với hệ thống của

đổi dòng điện DC trong tấm pin năng lượng mặt trời sang dòng điện AC để cungcấp sinh hoạt, vận hành thiết bị hoặc hoà lưới điện.

 Lựa chọn công suất Inverter:

- Công suất lắp đặt của hệ thống là 1134 KWp

Dựa vào công thức sử dụng để phối hợp công suất giàn pin và inverter tối ưunhất[6]:

1134 ≤1,2.P inv .n

 Ppv: tổng công suất của giàn pin

 Pinv: tổng công suất inverter

- Độ an toàn của biến tần

- Lưu tâm chất lượng của vỏ biến tần

Úc, Bỉ, Anh, Pháp Hiện nay Sungrow vẫn chiếm vị top 5 về biến tần tại TrungQuốc Không phải tự nhiên mà sản phẩm biến tần inverter được cả thế giới biếtđến và tiêu thụ với con số khủng khiếp hàng năm như vậy Theo các chuyên giathì thiết bị biến tần này được chấm điểm 10 về cả chất lượng sản phẩm vượt trội

và cả mức giá thành phải chăng

Điểm mạnh của Inverter Sungrow:

- Sungrow là một trong những nhà cung cấp biến tần năng lượng mặt trời lớnnhất trên toàn cầu và là nhà sản xuất biến tần hàng đầu của Đức

- Tiếng ồn thấp: Biến Tần Inverter Sungrow có khả năng làm mát tự nhiênnên tạo ra tiếng ồn thấp, mang đến không gian yên tĩnh hơn

- Dễ dàng cài đặt: Biến Tần Inverter Sungrow được thiết kế khá nhỏ nhắn

- Hệ thống dễ dàng giám sát từ xa cũng như truy cập WiFi tốt thông quacổng Sungrow SolarInfo Bank.

- Dữ liệu thời gian thực của biến tần có thể được gửi đến máy chủ củaSolarInfo Bank để kiểm tra tình trạng hoạt động của nhà máy Định kỳ tải thiết bịchạy dữ liệu lên nền giám sát

- Màn hình LCD được sử dụng hỗ trợ trong việc kiểm tra cũng như vận hànhlinh hoạt

- Tải lên dữ liệu lỗi thiết bị kịp thời để xác định chính xác

- Trong Inverter trang bị nhiều MPPT/ cổng DC input nên việc đấu nối DCđược tối ưu theo khu vực Mỗi khu vực có điều kiện tự nhiên (góc Tilt, Azimuth,bóng che, …) giống nhau sẽ đấu vào 1 MPPT

Đối với dự án áp mái, sử dụng Inverter Sungrow 100 kW có các chi tiết thiếtkế: Inverter hòa lưới Sungrow SG100CX 100kW 3 Pha 380V trang bị 9 kênhMPPT/ 18 cổng DC input

Bảng 2 Giới thiệu thông số Inverter

Thông số kỹ thuật Inverter

C15-712-1:2013,

Dòng điện 1 chiều (đầu vào)

Điện áp bắt đầu nguồn cấp dữ liệu 250 V

Dòng điện xoay chiều

Hình 2 4 Hình ảnh Inverter sungrow 100kW

Sau khi tính toán và chọn Inverter ta lên phương án mô phỏng 3D nhà invertertrên phần mềm sketchup

Hình 2 5 Mô phỏng 3D về nhà inverter

Hình 2 6 Mặt trước nhà inverter

- Chiều dài và chiều rộng và chiều cao nhà inverter lần lượt là 15m, 5m,5.3m

- Nhà inverter bao gồm 1 tủ điện tổng, 10 inverter, hệ thống máng cáp, hệthống tiếp địa, hệ thống chống sét

- Khung đỡ, mái tôn che

- Nhà inverter nằm bên cạnh trang trại, cách trang trại 33m Với nhiệm vụchính là biến đổi dòng một chiều DC của hệ thống thành dòng xoay chiều AC cóthể sử dụng được Ngoài ra, inverter còn cung cấp thông tin phân tích để hỗ trợxác định hoạt động và bảo trì khắc phục các sự cố của hệ thống

2.4 Tính toán số lượng tấm pin trong 1 string và số string

Hệ thống tấm PV được lắp tại trên mái nhà của trang trại: Tổng số lượng tấmpin trang bị là: 2520 tấm

Bảng 3 Thông số đặc trưng của tấm pin

 Các bước lựa chọn số tấm pin cho 1 cho 1 string

- Bước 1: Tính kích thước chuỗi tối thiểu cho hệ thống của bạn

Đầu tiên, chúng ta cần tính toán số lượng tấm pin tối thiểu nên đặt trong mộtchuỗi, ta dùng công thức sau:

Đặt Ntt là số tấm pin tối thiểu cho 1 chuỗi

Ntt= M V pptmin

mp = 45,51200 = 4,4 tấm (lấy 4 tấm)Trong đó:

 M pptmin là điện áp thấp nhất của dải điện áp MPP

 V mp là điện áp định mức của tấm pin mặt trời

- Bước 2: Tính kích thước chuỗi tối đa để không bị vượt quá điện áp

Ta cần tính toán số lượng tấm pin tối đa nên đặt trong một chuỗi, ta dùng côngthức sau:

Đặt Ntđ là số tấm pin tối đa cho 1 chuỗi

N tđ=M pptmax

V oc = 100053,58= ¿18,6 (Lấy 18 tấm)Trong đó

 Mpptmax là điện áp cao nhất của dải điện áp MPP

 Voc là điện áp hở mạch của tấm pin mặt trời

Sau tính toán ta có số lượng tấm pin cho 1 string là từ 4 đến 18 tấm

- Bước 3: Kiểm tra điện áp của chuỗi tối đa có trong phạm vi điện áp tối ưu(MPP)

Bước kiểm tra này nhằm xác định kích thước chuỗi tối đa phải nằm trongphạm vi điện áp tối ưu Để tính toán phần này, ta dùng công thức sau:

Đặt Vcp là điện áp cho phép nằm trong phạm vi MPP

V cp =N tđ .V mp =18 45,51=819,18V

Trong đó

 Ntđ là số tấm pin tối đa cho 1 chuỗi

 Vmp là điện áp định mức của tấm pin mặt trời

Kết quả thu được sau khi tính toán nằm trong phạm vi MPP của Inverter từ

200 đến 1000V

Như vậy, sau 3 bước ta đã xác định được kích cỡ chuỗi phù hợp cho hệ thống làkhoảng từ 4 đến 18 tấm pin Nhưng đây là trên lý thuyết và chưa tính toán bao gồmyếu tố nhiệt độ tại nơi lắp đặt hệ thống bởi vì khi nhiệt độ giảm thì điện áp tăng vàngược lại điện áp tăng thì nhiệt độ giảm

- Bước 4: Xác định chính xác số lượng tấm pin trong 1 string

Nhiệt độ cao nhất ở Bình Định tại vùng duyên hải là 39,9 và thấp nhất là 15,8.Đặt T là mức chênh lệch nhiệt độ tại Bình Định[8]

T =T NOCT −T min=45−15,8= 29,2 oCTrong đó: