Nghiên cứu xây dựng mô hình trạm sạc pin cho xe điện bằng năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊNKHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

GVHD: TS.Nguyễn Văn Thịnh NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRẠM SẠC PIN CHO XE ĐIỆN

BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Nội Dung Trình Bày

1 Chương 1: TỔNG QUAN MỤC TIÊU – NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

2 Chương 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ

3 Chương 3: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TRẠM XẠC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

4 Chương 4: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ SẠC ĐIỆN CHO XE ĐIỆN, BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP TRẠM SẠC ĐIỆN XE ĐIỆN

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Nội Dung Trình Bày

2 Chương 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG

CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ

3 Chương 3: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TRẠM XẠC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

4 Chương 4: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ SẠC ĐIỆN CHO

XE ĐIỆN, BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP TRẠM SẠC ĐIỆN XE ĐIỆN

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Mục Tiêu Đề Tài

- Xây dựng cơ sở lý thuyết, tính toán và thiết kế các cụm chi tiết tiết chính cho trạm sạc như cụm pin mặt trời; mạch chuyển đổi và quản lý nguồn điện; cụm lưu trữ năng lượng điện.

- Phân tích kết cấu, nguyên tắc hoạt động của trạm sạc pin cho xe bằng năng lượng mặt trời.

- Nghiên cứu các phương pháp thiết kế xây dựng mô hình trạm sạc pin cho xe điện bằng năng lượng mặt trời.

- Đánh giá, khảo sát kết quả thực tế, xây dựng mô hình sản phẩm trên thực tế.

Đối tượng nghiên cứu và phương pháp :

-Nghiên cứu nguyên lý hoạt động tấm pin năng lượng mặt trời và hệ thống

lưu trữ điện năng Nghiên cứu và thiết kế mạch biến đổi điện áp và mạch sạc năng lượng trời.

Nội Dung Trình Bày

1 Chương 1: TỔNG QUAN MỤC TIÊU – NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

2 Chương 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ

3 Chương 3: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TRẠM XẠC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

4 Chương 4: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ SẠC ĐIỆN CHO XE ĐIỆN, BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP TRẠM SẠC ĐIỆN XE ĐIỆN

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

7Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của pin năng lượng mặt trời

và hệ thống lưu trữ

1 Nghiên cứu và ứng dụng pin năng lượng mặt trời cho trạm sạc xe điện

2 Nghiên cứu lý thuyết hệ thống lưu trữ điện năng và ứng dụng trong trạm sạc xe điện

9Cấu tạo cơ bản các thành phần

của pin mặt trờiCấu tạo chi tiết của một tấm pin

Cấu Tạo:

10Nguyên Lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

11Nguyên lý của các photon và silic khi có ánh sáng

mặt trời tác động

12Thuật toán điều khiển công suất cực đại tấm pin

Điện trở tải được xác định :

Trong đó: Vo là điện áp ra, Io là dòng điện ra.

Tải ứng điểm làm việc lớn nhất của PMT được xác định như sau:

 

13Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển MPPT với thuật toán P&O

14Nghiên cứu lý thuyết hệ thống lưu trữ điện năng và ứng dụng trong trạm sạc xe điện

Cấu tạo chung cơ bản của ắc quy Khái niệm về hệ thống lưu trữ năng lượng

Một số phương pháp sạc

17Quy trình sạc tiêu chuẩn

Nội Dung Trình Bày

1 Chương 1: TỔNG QUAN MỤC TIÊU – NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

2 Chương 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ

3 Chương 3: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TRẠM XẠC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

4 Chương 4: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ SẠC ĐIỆN CHO XE ĐIỆN, BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP TRẠM SẠC ĐIỆN XE ĐIỆN5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Ta khảo sát trên xe tesla :

Một chiếc Tesla Model 3 Long Range năm 2022 có bộ sạc 12 kW và bộ pin 80,5 kWh mất khoảng 6.5 giờ để sạc đầy bằng bộ sạc Cấp Hai.

Như vậy xe điện Tesla Model 3 Long Range năm 2022 khi được sạc đầy là 80,5 kWh, trong điều kiện thử nghiệm lý tưởng chiếc xe đi được khoảng 506 km Thi công suất tiêu thụ đi trong 100km là 15,9kw tức 1km đi hết 0,159kw ta tính được số lượng điện năng tiêu thụ kwh hàng ngày cần là:

Lương tiêu thụ điện năng mỗi ngày = (kwh/100km) x số km di chuyển mỗi ngày / 100 Gải sử số km di chuyển 1 tháng là 1500km thì mỗi ngày đi hết 50km

Lương tiêu thụ điện 1 ngày đi trong 1km = ( 0,159 )x 50 /100 0,08kw Vậy lượng tiêu thụ diện năng đi trong 100km thì hết 8kw trong 1 ngày

 

Tính tổng số tấm pin mình cần sử để sạc cho xe :

Số tấm pin cần lắp = (8000W/ (4506,50.72) = 4 tấm pin - 6,5 là số giờ cần sạc đầy

- (0.72 là Hệ số tổn thất khi chuyển đổi từ dòng điện 1 chiều sang dòng điện xoay chiều thông qua inverter, tổn thất trên đường dây dẫn điện, điều kiện môi trường bên ngoài (thời tiết, bụi bẩn…) Hệ số này dao động trong khoảng 0,5 – 0,9 và khi tính thường được lấy trung bình

Nội Dung Trình Bày

1 Chương 1: TỔNG QUAN MỤC TIÊU – NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

2 Chương 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ

3 Chương 3: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TRẠM XẠC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

4 Chương 4: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ SẠC ĐIỆN CHO XE ĐIỆN, BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP TRẠM SẠC ĐIỆN XE ĐIỆN

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 4: Nghiên cứu và thiết kế sạc điện năng lượng mặt trời và bộ chuyển đổi điện áp cho trạm sạc xe điện

1 Nghiên cứu thiết kế hệ thống quản lý và bộ chuyển đổi điện áp trạm sạc điện xe điện 2 Nghiên cứu, thiết kế trạm sạc điện cho xe điện bằng năng lượng mặt trời

Nghiên cứu thiết kế hệ thống quản lý và bộ chuyển đổi điện áp trạm sạc điện xe điện

Nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổiCấu tạo của bộ chuyển đổi

24Sơ đồ khối của mạch

25Sơ đồ nguyên lý

26Hình ảnh mạch khi hoàn thành

27Hình ảnh sản phẩm khi hoạt động

Sơ đồ nguyên lý

30

Hình ảnh mạch khi hoàn thành

Hình ảnh mạch khi hoạt động

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện một cách nghiêm túc, nhóm nghiên cứu đã hoàn thành đề tài và đạt được một số mục tiêu đề ra với những nội dung như sau:

- Xây dựng cơ sở lý thuyết, tính toán và thiết kế các cụm chi tiết tiết chính cho trạm sạc như cụm pin mặt trời; mạch chuyển đổi và quản lý nguồn điện; cụm lưu trữ năng lượng điện

- Phân tích kết cấu, nguyên tắc hoạt động của trạm sạc pin cho xe bằng năng lượng mặt trời.

- Nghiên cứu các phương pháp thiết kế xây dựng mô hình trạm sạc pin cho xe điện bằng năng lượng mặt trời.

Từ những vấn đề trên, em xin đề xuất các mong muốn: tiếp tục nghiên cứu đi sâu hơn vào tìm hiểu về hệ thống trạm sạc sử dụng năng lượng mặt trời, hoàn chỉnh trong các mô hình sản phẩm để có thể áp dụng được vào thực tế.

Em mong nhận được những ý kiến đóng góp từ quý thầy cô giáo và các bạn sinh viên cho nhóm nghiên cứu những ý kiến, nhận xét quý báu để đề tài được hoàn thiện hơn nữa.

35BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊNKHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Em xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô và các bạn đã lắng nghe!

36