Thiết kế bộ inverter cho điện năng lượng mặt trời

Theo điều 8, chương III của Quyết định 13/2020/QĐ-TTg thì các hệ thống điện mặt trời mái nhà được phép bán một phần hoặc toàn phần điện năng sản xuất ra cho bên mua là Tập đoàn điện lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DUY TÂN NGUYỄN VĂN QUANG VŨ THIẾT KẾ BỘ INVERTER CHO ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐÀ NẴNG, 6/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DUY TÂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BỘ INVERTER CHO ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN ĐIỆN TỬ GVHD : PGS.TS HÀ ĐẮC BÌNH SVTH : NGUYỄN VĂN QUANG VŨ LỚP : K24-EDT2 MSSV : 24211715471 ĐÀ NẴNG, 6/2023 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án này là tổng hợp lại tất cả kết quả của quá trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Hà Đắc Bình Các số liệu, hình ảnh, thông tin trong đồ án đều trung thực, do tôi tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu Đồ án này không sao chép các đồ án đã có từ trước Tất cả những sự giúp đỡ cho việc xây dựng cơ sở lý thuyết và hệ thống đều được trích dẫn đầy đủ từ những nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đề tài của mình Trường đại học Duy Tân không liên quanđến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có) Đà Nẵng, ngày……tháng… năm 2023 Người Cam Đoan Nguyễn Văn Quang Vũ SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ [Typ e h ere] [Typ e h ere] [Typ e h ere] Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ tình cảm và lời cảm ơn của em tới Thầy Hà Đắc Bình Người đã từng bước hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Điện-Điện Tử của trường Đại Học Duy Tân đã hướng dẫn em về kiến thức chuyên môn để em có được những kiến thức thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình Em xin cảm ơn đến ba mẹ, những người đã hỗ trợ cho em lẫn tinh thần và vật chất để em có sự phấn đấu và nỗ lực trong suốt quãng đường đại học của mình Tuy có nhiều cố gắng trong quá trình học tập, cũng như trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý quý báu của tất cả các thầy cô giáo cũng như tất cả các bạn để kết quả của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ [Typ e h ere] [Typ e h ere] [Typ e h ere] Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Đà Nẵng, ngày…….tháng……năm 2023 Giảng Viên Hướng Dẫn PGS.TS Hà Đắc Bình SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 5 PHẦN MỞ ĐẦU 2 1 Tính cấp thiết của đề tài 2 2 Mục tiêu 4 3 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu 4 4 Nội dung thực hiện 5 5 Kế hoạch thực hiện 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 6 1.1 Giới thiệu về hệ thống năng lượng mặt trời độc lập .6 1.2 Giới thiệu một số hệ thống năng lượng mặt trời hiện nay 7 1.2.1 Giới thiệu một số nhà máy điện mặt trời tại Việt Nam 8 1.3 Các vấn đề liên quan đến hệ thống năng lượng mặt trời hiện nay 9 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 11 2.1 Thiết kế hệ thống 11 2.1.1 Sơ đồ khối hệ thống .11 2.1.1.1 Tấm pin quang điện 11 2.1.1.2 Bộ điều khiển sạc và acquy 13 2.1.1.3 Bộ biến đổi điện (inverter) 15 2.1.2 Các công thức tính toán thiết kế một hệ thống năng lượng mặt trời .16 2.1.2.1 Tính toán công suất phụ tải .16 2.1.2.2 Tính tổng số Wh sử dụng mỗi ngày 16 2.1.2.3 Tính công suất của dàn pin mặt trời có trong hệ thống 17 2.1.2.4 Tính số tấm pin mặt trời cần chọn hệ thống 17 2.1.2.5 Tính dung lượng lưu trữ để chọn acquy 17 2.1.2.6 Tính chọn bộ điều khiển sạc 17 2.1.2.7 Tính chọn bộ chuyển đổi DC-AC (inverter) 18 2.2 Thiết kế phần cứng 19 2.2.1 Mạch inverter: .19 2.2.2 Mạch khuyếch đại 20 SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình 2.2.3 Mạch cầu H 21 2.2.4.Mạch SG3525 & LM358 22 2.2.4.1IC SG3525 23 2.2.4.2.IC LM358 24 2.3.Các linh kiện có trong mạch 24 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN .31 3.1 Mô tả môi trường thử nghiệm .31 3.2 Các kịch bản thử nghiệm .31 3.2.1 Mô phỏng mạch khuyếch đại bằng proteus 31 3.2.2 Mô phỏng mạch cầu H bằng proteus 32 3.3 Kiểm tra thực tế 33 3.3.1 Kiểm tra độ rung xung và tần số 34 3.3.2 Điện áp khi qua mạch Inverter 35 3.3.3.Điện áp qua các phụ tải 35 3.3.3.1.Đèn 20W là tải của mạch 35 3.3.3.2 Quạt 40W là tải của mạch 35 3.3.3.3 Quạt 45W là tải của mạch 36 3.3.4.Nhận xét kết quả thực nghiệm 36 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Kết quả đo mạch khuyếch đại mô phỏng 32 Bảng 3.2: Kết quả đo mạch thực tế 35 Bảng 3.3: Kết quả đo mạch thực tế đèn 20W 35 Bảng 3.4: Kết quả đo mạch thực tế quạt 40W 35 Bảng 3.4: Kết quả đo mạch thực tế quạt 45W 36 SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Hình ảnh mô tả hệ thống năng lượng mặt độc lập có lưu trữ .6 Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống năng lượng mặt trời 11 Hình 2-2: Tấm pin quang điện trong thực tế 11 Hình 2-3: Hình ảnh mô tả quá trình hoạt động của tấm pin 12 Hình 2-4: Hình ảnh mô tả quá trình hoạt động của tấm pin 12 Hình 2-5: Hình ảnh mô tả quá trình hoạt động của tấm pin 13 Hình 2-6: Hình ảnh mô tả quá trình hoạt động của tấm pin 13 Hình 2-7: Acquy (bên trái) và bộ điều khiển sạc (bên phải) 14 Hình 2-8: Bộ inverter 15 Hình 2-9: So sánh dạng sóng sine, sóng vuông, sóng mô phỏng sine 16 Hình 2-10: Sơ đồ nguyên lý của mạch inverter 19 Hình 2-11: Sơ đồ mạch khuyếch đại .20 Hình 2-12: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 21 Hình 2-13: Sơ đồ mạch mạch SG3525 & LM358 22 Hình 2-14: Sơ đồ chân IC SG3525 23 Hình 2-1̀5: Sơ đồ chân IC LM358 24 Hình 2-16:Hình ảnh modul EGS002 .24 Hình 2-17: Hình ảnh biến áp xung EER28 .25 Hình 2-18: Hình ảnh cuộn cảm 26 Hình 2-19: Mosfet IRF3205 27 Hình 2-20: Tụ hoá 470uF 50V 28 Hình 2-21: Biến trở xanh 10K Ohm 3296 28 Hình 2-22: Hình ảnh tụ kẹo nâu 29 Hình 2-23: Hình ảnh diode 30 Hình 3-1: Sơ đồ mạch khuyếch đại 31 Hình 3-2: Sơ đồ mạch cầu H .32 Hình 3-3: Sơ đồ sóng mạch cầu H 33 Hình 3-4:Hệ thống điện mặt trời độc lập 33 Hình 3-5:Mạch inverter thực tế .34 SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình Hình 3-6: Dạng sóng đầu ra mạch inverter .34 SVTH: Nguyễn Văn Quang Vũ