TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên sinh viên: 1. Trần Ngọc Phú 2. Tạ Danh Thiên 3. Hồ Phúc Tịnh 4. Nguyễn Tự Lĩnh Ngành: CNKT Điện – Điện tử 1. Mục tiêu đồ án: Hoàn thành được đề tài được giao theo đúng yêu cầu và thời gian quy định, sản phẩm phải gọn nhẹ, hiệu quả ứng dụng cao và kinh tế, dễ lắp ráp và thay thế. Qua đó có thể hiểu biết thêm về các linh kiện cũng như ứng dụng của chúng vài thực tế. 2. Nhiệm vụ: Nguyên cứu tổng quan về máy Tủ ATS . Từ đó đưa vào thực tế và hướng phát triển và còn là một bước tiến quan trọng để phục vụ khóa học về Hệ thống Thiết bị lưu trữ điện năng. 3. Ngày giao đồ án: 20/5/2024 4. Ngày hoàn thành đồ án: 20/6/2024 5. Người hướng dẫn:PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng Nghệ An, ngày 22 tháng 6 năm 2024 NGƯỜI HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đồ án: Nguyên Cứu Và Thiết Kế Tủ ATS Nghành: CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Tiến Dũng STT Họ và tên Mã sinh viên Chức vụ Nhiệm vụ Tự đánh giá (A,B,C,D) Chữ kí 1 Trần Ngọc Phú 215751030110036 Nhóm trưởng Làm báo cáo, sản phẩm, slide A 2 Tạ Danh Thiên 215751030110043 Thành viên Làm báo cáo, sản phẩm, slide A 3 Hồ Phúc Tịnh 215751030110027 Thành viên Làm báo cáo, sản phẩm, slide A 4 Nguyễn Tự Lĩnh 215751030110040 Thành viên Làm báo cáo, sản phẩm, slide A Nghệ An, ngày 22 tháng 6 năm 2024 NHÓM TRƯỞNG LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo kỹ thuật đại học, các buổi thực hành không chỉ là cách kiểm tra lý thuyết mà còn là cơ hội để sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tế. Đặc biệt, việc xây dựng mô hình trong phòng thí nghiệm chính là bước quan trọng, giúp sinh viên hiểu rõ và áp dụng công nghệ vào những ý tưởng sáng tạo, từ đó tạo nên những đột phá mới. Trong ngữ cảnh hiện nay, khi năng lượng mặt trời đang phát triển vượt bậc, nghiên cứu về Tủ ATS đóng vai trò quan trọng hơn bao giờ hết, nhằm đảm bảo sự ổn định và liên tục của nguồn cung điện. Đồng thời, việc tự phát triển phần mềm không chỉ là nguồn hỗ trợ quan trọng cho cộng đồng kỹ sư và sinh viên, giúp họ khám phá sâu sắc về truyền thông công nghiệp, mà còn mang lại tiềm năng tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị điện tử công nghiệp hiện đại. Trên cơ sở các lí do trên, nhóm tác giả đề xuất xây dựng một Tủ ATS trong ngữ cảnh này không chỉ là một sáng tạo có ý nghĩa, mà còn là một bước tiến quan trọng để phục vụ khóa học về Hệ thống Thiết bị lưu trữ điện năng, đặt chúng ta ở trung tâm của sự tiến bộ khoa học và công nghệ. MỤC LỤC TRANG MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 LỜI NÓI ĐẦU 3 MỤC LỤC 4 DANH SÁCH HÌNH VẼ 5 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 6 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 6 1.1.1 KHÁI NIỆM 6 1.1.2. CẤU TẠO TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 6 1.1.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 8 1.1.4. ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 9 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ 11 1.2.1. BÌNH ẮC QUY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 11 1.2.2. BỘ KÍCH ĐIỆN VÀ BỘ XẠC BÌNH ACQUY 13 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ATS VÀ THIẾT KẾ TỦ ATS 18 2.1 KHÁI NIỆM TỦ ATS 18 2.2 HỆ THỐNG ATS KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NỐI LƯỚI 19 2.3 CHỨC NĂNG CỦA ATS 20 2.4 CẤU TẠO HỆ THỐNG ATS 21 2.5 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 25 2.6. SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI HỆ THỐNG 34 2.7. MÔ PHỎNG TỦ ATS 37 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1. Pin năng lượng mặt trời 6 Hình 2. Cấu tạo pin năng lượng mặt trời 6 Hình 3. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời 8 Hình 4. Đường đặc tính làm việc U - I của pin mặt trời 9 Hình 5. Sơ đồ tương đương của pin năng lượng mặt trời 9 Hình 6. Sự phụ thục đặc trưng VA của pin năng lượng mặt trời 10 Hình 7. Sự phụ thuộc của đường đặc tính của pin mặt trời vào nhiệt động của pin 11 Hình 8. Đường đặc tính tải và đặc tính của pin năng lượng mặt trời 11 Hình 9. Bình ắc quy hay còn được gọi là bình lưu trữ điện cho hệ thống năng lượng mặt trời. 12 Hình 10.Bình acquy 13 Hình 11.Sơ đồ nguyên lý một bộ inverter thông dụng 16 Hình 12. Tủ ATS 18 Hình 13. Hệ thống ATS 20 Hình 14.Bộ điều khiển tủ điện ATS 22 Hình 15. Công tắc chuyển đổi mạch ATS 22 Hình 16. Cầu chì 23 Hình 17. Rơ le bảo vệ 23 Hình 18. Đèn báo trạng thái 23 Hình 19. Nguyên lý hoạt động tủ ATS 25 Hình 20. Sơ đồ cấu trúc môt UPS 26 Hình 21. Sơ đồ cấu trúc của ATS lưới – lưới 28 Hình 22. Sơ đồ nguyên lí của ATS lưới - lưới 29 Hình 23. Sơ đồ đóng cắt ATS lưới – lưới 30 Hình 24. Sơ đồ nguyên lý của bộ tự động hoá nguồn dự phòng điezen 32 Hình 25. Quy trình làm việc của thìết bị tự động đóng nguồn dự phòng điezen theo thời gian 32 Hình 26. Sơ đồ đấu nối hệ thống cung cấp mặt trới nối lưới sử dụng bộ chuyển đổi nguồn ATS 35 Hình 27. Mặt trước tủ ATS 38 Hình 28. Bên trong tủ ATS 39 Hình 29. Sản phẩm tủ ATS 40 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1.1 KHÁI NIỆM Pin năng lượng mặt trời là một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng được. Còn được biết đến với các tên gọi như solar cell hoặc photovoltaic cell, pin năng lượng mặt trời sử dụng hiệu ứng quang điện để tạo ra điện năng từ ánh sáng mặt trời. Hình 1. Pin năng lượng mặt trời 1.1.2. CẤU TẠO TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Hình 2. Cấu tạo pin năng lượng mặt trời Lớp tế bào quang điện Solar Cells bên trong Tế bào quang điện là thành phần chính hấp thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành điện năng. Có Pin Mono và Pin Poly, tùy quy trình sản xuất. Đặc tính kỹ thuật bao gồm kích thước, màu sắc, số lượng tế bào và hiệu suất chuyển đổi. Tế bào Poly phổ biến nhất với hiệu suất 17,6%, tạo ra pin mặt trời 250W với 60 cells, được kết nối bằng dây đồng mỏng phủ hợp kim thìếc. Lớp kính trước của pin mặt trời Phần kính mặt trước của pin mặt trời được xác định là phần nặng nhất và có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và duy trì độ bền cho toàn bộ tấm pin. Độ dày của lớp này thường là 3,3mm, nhưng có thể dao động từ 2mm đến 4mm tùy thuộc vào loại kính được chọn bởi nhà sản xuất. Các yếu tố như chất lượng độ cứng, độ truyền quang phổ và truyền ánh sáng cũng đóng vai trò quan trọng, với ưu tiên làm cho pin có khả năng hấp thu ánh sáng đi qua tốt hơn và phản xạ ít ánh sáng hơn. Tấm nền của pin Tấm nền mặt sau của pin mặt trời được chế tạo từ một loại vật liệu nhựa có chức năng cách ly điện, nhằm bảo vệ và che chắn các tế bào PV khỏi tác động của thời tiết và độ ẩm. Thường có màu trắng, tấm đặc biệt này được cung cấp dưới dạng cuộn hoặc tấm. Các loại pin từ các hãng khác nhau có thể có độ dày, màu sắc, và sự sử dụng các vật liệu khác nhau để tăng cường khả năng che chắn hoặc cung cấp độ bền cơ học cao hơn. Vật liệu đóng gói hoàn thiện pin mặt trời Chất liệu đóng gói đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc của pin mặt trời, là chất kết dính giữa các lớp khác nhau. Chất đóng gói phổ biến nhất là EVA (Ethylene vinyl acetate), một loại polymer đục mờ được cắt thành tấm và đặt trước và sau các tế bào quang điện. Khi trải qua quá trình nhiệt ẩm của nấu chân không, EVA trở thành keo trong suốt và liên kết các tế bào quang điện. Chất lượng của quá trình này, được gọi là cán màng, không chỉ đảm bảo độ bền cao cho tấm pin mà còn ảnh hưởng đến truyền ánh sáng, tốc độ xử lý, và khả năng chống lại màu vàng do tác động của tia UV. Khung tấm pin mặt trời Phần cuối cùng trong quá trình lắp ráp pin mặt trời là khung, thường làm bằng nhôm để đảm bảo độ bền cho tấm pin. Tuy nhiên, trong các trường hợp đặc biệt, cũng có sẵn các tấm pin không khung hoặc sử dụng giải pháp nhựa đặc biệt, thường kết hợp với dung dịch hỗ trợ dán ở phía sau và công nghệ kính thủy tinh. Hộp đựng mối nối mạch điện Hộp nối trong hệ thống pin mặt trời có nhiệm vụ đưa các mối nối điện của mô đun pin ra bên ngoài và chứa các dây cáp để kết nối các tấm trong hệ thống. Khi lựa chọn hộp nối, quan trọng để chú ý đến chất lượng nhựa và độ tốt của khớp nối. 1.1.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Khi ánh sáng chiếu vào điểm tiếp giáp pn, các hạt photon dễ dàng đi vào qua lớp loại p mỏng. Năng lượng của ánh sáng ở dạng hạt photon đủ để tạo ra các cặp electron-lỗ trống trong điểm tiếp giáp. Ánh sáng làm phá vỡ điều kiện cân bằng nhiệt của mấu nối và làm cho các điện tử tự do trong vùng suy giảm có thể nhanh chóng tiếp cận phía loại n của điểm tiếp giáp. Hình 3. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời Các lỗ trống mới tạo ra có thể nhanh chóng di chuyển đến phía loại p của đường giao nhau. Tuy nhiên, khi các điện tử tự do mới tiến đến phía loại n, chúng sẽ bị chặn lại tại tiếp giáp do có thế chắn ngăn cản. Tương tự, các lỗ trống mới tạo ra khi đến mặt loại p cũng không thể vượt qua đường giao nhau vì có cùng điện thế chắn của nó. Khi nồng độ electron cao hơn ở một mặt (mặt loại n) và nồng độ lỗ trống nhiều hơn ở mặt khác (mặt loại p), đường giao nhau pn sẽ hoạt động như một tế bào pin nhỏ. 1.1.4. ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Đặc tính làm việc của pin mặt trời thể hiện qua hai thông số là điện áp hở mạch lớn nhất V_oclúc dòng ra bằng 0 và Dòng điện ngắn mạch I_sc khi điện áp ra bằng 0. Công suất của pin được tính theo công thức: P = I.U Tại điểm làm việc U = U_oc / I = 0 và U = 0 / 1 = I_sc , Công suất làm việc của pin cũng có giá trị bằng 0. Hình 4. Đường đặc tính làm việc U - I của pin mặt trời Hình 5. Sơ đồ tương đương của pin năng lượng mặt trời Từ sơ đồ tương đương, ta có phương trình đặc trưng sáng von ampe của pin như sau: Trong đó: I_sc là dòng quang điện (dòng ngắn mạch khi không có R_s và R_sh) (A/m²) I_01 là dòng bão hòa (A/m²) q là điện tích của điện tử (C) = 1,6. 〖10〗^(-19) k là hệ số Boltzman = 1,38.〖10〗^(-23) (J/k) T là nhiệt độ (K) I, V, R_s, R_sh lần lượt là dòng điện ra, điện áp ra, điện trở Rs và Rsh của pin trong mạch tương đương ở hình 1.2. * Nhận xét: Dòng ngắn mạch I_sc tỉ lệ thuận với cường độ bức xạ chiếu sáng. Nên đường đặc tính V – I của pin mặt trời cũng phụ thuộc vào cường độ bức xạ chiếu sáng. Ở mỗi tầng bức xạ chỉ thu được duy nhất một điểm làm việc V = V_(MPP ) có công suất lớn nhất thể hiện trên hình vẽ sau. Điểm là m việc có công suất lớn nhất được thể hiện là điểm chấm đen to trên hình vẽ. (đỉnh của đường cong đặc tính)
CƠ SỞ LÍ THUYẾT
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Pin năng lượng mặt trời là một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng được Còn được biết đến với các tên gọi như solar cell hoặc photovoltaic cell, pin năng lượng mặt trời sử dụng hiệu ứng quang điện để tạo ra điện năng từ ánh sáng mặt trời.
Hình 1 Pin năng lượng mặt trời
1.1.2 CẤU TẠO TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Hình 2 Cấu tạo pin năng lượng mặt trời
1 Lớp tế bào quang điện Solar Cells bên trong
Tế bào quang điện là thành phần chính hấp thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành điện năng Có Pin Mono và Pin Poly, tùy quy trình sản xuất Đặc tính kỹ thuật bao gồm kích thước, màu sắc, số lượng tế bào và hiệu suất chuyển đổi Tế bào Poly phổ biến nhất với hiệu suất 17,6%, tạo ra pin mặt trời 250W với 60 cells, được kết nối bằng dây đồng mỏng phủ hợp kim thìếc.
2 Lớp kính trước của pin mặt trời
Phần kính mặt trước của pin mặt trời được xác định là phần nặng nhất và có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và duy trì độ bền cho toàn bộ tấm pin Độ dày của lớp này thường là 3,3mm, nhưng có thể dao động từ 2mm đến 4mm tùy thuộc vào loại kính được chọn bởi nhà sản xuất Các yếu tố như chất lượng độ cứng, độ truyền quang phổ và truyền ánh sáng cũng đóng vai trò quan trọng, với ưu tiên làm cho pin có khả năng hấp thu ánh sáng đi qua tốt hơn và phản xạ ít ánh sáng hơn.
Tấm nền mặt sau của pin mặt trời được chế tạo từ một loại vật liệu nhựa có chức năng cách ly điện, nhằm bảo vệ và che chắn các tế bào PV khỏi tác động của thời tiết và độ ẩm Thường có màu trắng, tấm đặc biệt này được cung cấp dưới dạng cuộn hoặc tấm. Các loại pin từ các hãng khác nhau có thể có độ dày, màu sắc, và sự sử dụng các vật liệu khác nhau để tăng cường khả năng che chắn hoặc cung cấp độ bền cơ học cao hơn.
4 Vật liệu đóng gói hoàn thiện pin mặt trời
Chất liệu đóng gói đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc của pin mặt trời, là chất kết dính giữa các lớp khác nhau Chất đóng gói phổ biến nhất là EVA (Ethylene vinyl acetate), một loại polymer đục mờ được cắt thành tấm và đặt trước và sau các tế bào quang điện Khi trải qua quá trình nhiệt ẩm của nấu chân không, EVA trở thành keo trong suốt và liên kết các tế bào quang điện Chất lượng của quá trình này, được gọi là cán màng, không chỉ đảm bảo độ bền cao cho tấm pin mà còn ảnh hưởng đến truyền ánh sáng, tốc độ xử lý, và khả năng chống lại màu vàng do tác động của tia UV.
5 Khung tấm pin mặt trời
Phần cuối cùng trong quá trình lắp ráp pin mặt trời là khung, thường làm bằng nhôm để đảm bảo độ bền cho tấm pin Tuy nhiên, trong các trường hợp đặc biệt, cũng có sẵn các tấm pin không khung hoặc sử dụng giải pháp nhựa đặc biệt, thường kết hợp với dung dịch hỗ trợ dán ở phía sau và công nghệ kính thủy tinh.
6 Hộp đựng mối nối mạch điện
Hộp nối trong hệ thống pin mặt trời có nhiệm vụ đưa các mối nối điện của mô đun pin ra bên ngoài và chứa các dây cáp để kết nối các tấm trong hệ thống Khi lựa chọn hộp nối, quan trọng để chú ý đến chất lượng nhựa và độ tốt của khớp nối.
1.1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Khi ánh sáng chiếu vào điểm tiếp giáp pn, các hạt photon dễ dàng đi vào qua lớp loại p mỏng Năng lượng của ánh sáng ở dạng hạt photon đủ để tạo ra các cặp electron-lỗ trống trong điểm tiếp giáp Ánh sáng làm phá vỡ điều kiện cân bằng nhiệt của mấu nối và làm cho các điện tử tự do trong vùng suy giảm có thể nhanh chóng tiếp cận phía loại n của điểm tiếp giáp.
Hình 3 Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời
Các lỗ trống mới tạo ra có thể nhanh chóng di chuyển đến phía loại p của đường giao nhau Tuy nhiên, khi các điện tử tự do mới tiến đến phía loại n, chúng sẽ bị chặn lại tại tiếp giáp do có thế chắn ngăn cản Tương tự, các lỗ trống mới tạo ra khi đến mặt loại p cũng không thể vượt qua đường giao nhau vì có cùng điện thế chắn của nó Khi nồng độ electron cao hơn ở một mặt (mặt loại n) và nồng độ lỗ trống nhiều hơn ở mặt khác (mặt loại p), đường giao nhau pn sẽ hoạt động như một tế bào pin nhỏ.
1.1.4 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Đặc tính làm việc của pin mặt trời thể hiện qua hai thông số là điện áp hở mạch lớn nhất V oc lúc dòng ra bằng 0 và Dòng điện ngắn mạch I sc khi điện áp ra bằng 0 Công suất của pin được tính theo công thức:
P = I.UTại điểm làm việc U = U oc / I = 0 và U = 0 / 1 = I sc , Công suất làm việc của pin cũng có giá trị bằng 0.
Hình 4 Đường đặc tính làm việc U - I của pin mặt trời
Hình 5 Sơ đồ tương đương của pin năng lượng mặt trời
Từ sơ đồ tương đương, ta có phương trình đặc trưng sáng von ampe của pin như sau:
I sc là dòng quang điện (dòng ngắn mạch khi không có R s và R sh ) (A/m²)
I 01 là dòng bão hòa (A/m²) q là điện tích của điện tử (C) = 1,6.10 − 19 k là hệ số Boltzman = 1,38.10 −23 (J/k)
I, V, R s , R sh lần lượt là dòng điện ra, điện áp ra, điện trở Rs và Rsh của pin trong mạch tương đương ở hình 1.2.
Dòng ngắn mạch I sc tỉ lệ thuận với cường độ bức xạ chiếu sáng Nên đường đặc tính V – I của pin mặt trời cũng phụ thuộc vào cường độ bức xạ chiếu sáng Ở mỗi tầng bức xạ chỉ thu được duy nhất một điểm làm việc V = V MPP có công suất lớn nhất thể hiện trên hình vẽ sau Điểm là m việc có công suất lớn nhất được thể hiện là điểm chấm đen to trên hình vẽ (đỉnh của đường cong đặc tính)
Hình 6 Sự phụ thục đặc trưng VA của pin năng lượng mặt trời
- Điện áp hở mạch V oc phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ nên đường đặc tính VA của pin mặt trời cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của pin.
Hình 7 Sự phụ thuộc của đường đặc tính của pin mặt trời vào nhiệt động của pin Để toàn bộ hệ PV có thể hoạt động được một cách hiệu quả thì đường đặc tính của tải cũng phải phù hợp với điểm MPP.
Hình 8 Đường đặc tính tải và đặc tính của pin năng lượng mặt trời
Trên hình 5 đường OA và OB là những đường đặc tính tải Nếu tải được mắc trực tiếp với dãy pin mặt trời thì tải có đường đặc tính là OA Khi đó, pin làm việc ở điểm A1 và phát công suất P1 Công suất lớn nhất do phơi nắng thu được là P2 Để có thể thu được công suất P2, cần có một bộ điều chỉnh công suất để liên kết giữa dãy pin mặt trời và tải.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ
1.2.1 BÌNH ẮC QUY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Bình ắc quy năng lượng mặt trời là loại ắc quy có thể được tái sử dụng nhiều lần bằng cách nạp điện cho chúng Trong hệ thống điện mặt trời, bình ắc quy được sạc nhờ tấm pin hấp thu năng lượng ánh sáng từ mặt trời Đồng thời, ắc quy đóng vai trò quan trọng và có ảnh hưởng chặt chẽ đến hệ thống.
Cụ thể như vào những ngày có nắng, các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ hấp thụ và sản xuất ra dòng điện được đưa vào sử dụng trực tiếp Khi lượng điện mặt trời dư thừa thì sẽ được chuyển đến lưu trữ vào bình ắc quy. Đối với những ngày nắng yếu hoặc không có nắng (điển hình mùa đông) các tấm pin không còn nhận được nhiều bức xạ mặt trời để sản xuất điện nữa Khi đó bình ắc quy sẽ như một “vị cứu tinh” cung cấp nguồn điện lưu trữ có sẵn giúp phục vụ nhu cầu sinh hoạt điện của con người.
Hình 9 Bình ắc quy hay còn được gọi là bình lưu trữ điện cho hệ thống năng lượng mặt trời.
+ Acquy cho hệ thống năng lượng mặt trời có những loại
Hiện nay, trễn thị trường có rất nhiều loại ắc quy sử dụng cho hệ thống năng lượng mặt trời Tuỳ từng loại ắc quy sẽ có kích thước, dung lượng khác nhau Các thông số kỹ thuật được phản ánh qua công suất, đặc điểm, cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời Hơn nữa, bình ắc quy có dung lượng càng lớn hoặc dùng nhiều ắc quy kết nối với nhau sẽ tỉ lệ thuận với hệ thống điện mặt trời càng lớn Phải kể đến những bình ắc quy lưu trữ điện năng như:
Ắc quy miễn bảo dưỡng MF
Ắc quy kín khí VRLA
Ắc quy khô (gel, cadimi, niken)
Bình ắc quy có khả năng lưu trữ điện năng, nạp, xả sâu, độ bền cao Vì thế, khi sử dụng bình ắc quy bạn cần chú ý kiểm tra, thời gian bảo dưỡng theo đúng nhà sản xuất khuyến nghị Có thể nói, đây chính là cách giúp kéo dài tuổi thọ cho bình.
Hình 10.Bình acquy
1.2.2 BỘ KÍCH ĐIỆN VÀ BỘ XẠC BÌNH ACQUY Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng cho các thìết bị điện thìết yếu như: Hệ thống mạng, hệ thống Internet, server, hệ thống tính tiền, hệ thống ngân hàng, ATM, v.v… thời gian bị cắt điện hoặc bị sự cố mất điện Với giải pháp lưu trữ nguồn điện dự phòng bằng thìết bị đổi điện Inverter và ắc quy.
- Bộ kích điện (Inverter) là nguồn liên tục không ngắt quãng. Thìết bị có chức năng chuyển đổi nguồn điện từ điện một chiều (acquy) sang điện áp xoay chiều với thời gian chuyển đổi rất nhỏ tính bằng ms (mili giây) hoặc xấp xỉ bằng không (giống như UPS Online) trong trường hợp nguồn điện chính bị mất.
- Thời gian lưu điện của bộ kích điện phụ thuộc vào các yếu tố như: Dung lượng ắc quy và điện áp ắc quy nối vào bộ Inverter. Điện áp ắc quy cao (tức số lượng bình ắc quy mắc vào hệ thống nhiều) thì thời gian dự phòng lâu hơn và công suất tải lớn hơn.
1.2.2.2 Các thông số đầu và ra của bộ kích điện
Người sử dụng nên quan tâm các thông số sau đây của bộ Inverter để đầu tư và sử dụng cho phù hợp: a Công suất đầu ra: tính bằng VA hoặc W ( quy đổi 1W = 60%
Nên sử dụng công suất phù hợp với tải dự phòng VD tổng tải dự phòng 500W thì nên sử dụng bộ kích điện khoảng 1000W là vừa. b Điện áp xoay chiều đầu ra bộ inverter:
Một pha điện áp 220VAC. c Điện áp một chiều đầu vào
- Điện áp ắc quy: 12V- một bình ắc quy , 24V- hai bình ắc quy,…
- Để đảm bảo công suất đầu ra ổn định đối với các bộ kích điện tiêu chuẩn thường có điện áp đầu vào phải là 24VDC đối công suất từ 800W trở lên Điện áp 12V chỉ nên sử dụng với công suất nhỏ từ 600W trở xuống.
- Công suất càng cao thì điện áp ắc quy đầu vào phải tương ứng như: 24VDC, 36VDC 48VDC, 96VDC Điện áp ắc quy đầu vào đáp ứng đủ thì đầu ra sẽ ổn định, hiệu suất chuyển đổi cao – tức hao phí thấp và ắc quy có tuổi thọ dài.
- Các nhà sản xuất inverter khuyến cáo không nên sử dụng các bộ inverter có điện áp ắc quy đầu vào thấp hơn bình thường mà cho ra công suất lớn Đó chỉ là biện pháp chế tạo tiết kiệm.
1.2.2.3 Hệ thống inverter kết hợp với acquy
Sơ lược: Độ ồn rất nhỏ, độ ổn định điện áp rất cao, tự động chuyển đổi hoàn toàn có thể vận hành 24/24 giờ, khi mất điện hệ thống sẽ tự động chuyển sang chế độ dùng nguồn dự phòng mà hoàn toàn không phải mất chi phí và nhân công vận hành.
Acquy dùng là loại Acquy khô kín khí hoàn toàn không phải bảo dưỡng, tuổi thọ rất cao từ 5 đến 15 năm, sản phẩm này mệnh danh là sản phẩm làm sạch môi trường nên đang được thế giới khuyến khích sử dụng.
Chính vì độ ổn định điệp áp cao, cấp nguồn liên tục không bị gián đoạn (thời gian chuyển đổi 0 ms) nên thường được ứng dụng cho: văn phòng, cơ sở sản xuất hoặc gia đình có thìết bị cần duy trì chạy liên tục để lưu trữ – xử lý dữ liệu mà nếu dùng Máy phát điện sẽ bị gián đoạn vì phải mất thời gian khởi động máy.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ATS VÀ THIẾT KẾ TỦ ATS
KHÁI NIỆM TỦ ATS
Tủ điện ATS hay còn gọi là tủ chuyển nguồn điện tự động ATS (Automatic Transfer Switches), là một hệ thống thìết bị điện đảm bảo cho toàn bộ hệ thống điện được hoạt động liên tục, ổn định ngay cả khi có sự cố mất điện xảy ra Mỗi doanh nghiệp, nhà máy sản xuất, chung cư, bệnh viện đều được trang bị loại tủ điện này nhằm đảm bảo luôn có đủ nguồn điện phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt.
Thông số kỹ thuật Tủ ATS-3P-1000A OSUNG:
+ Điện áp làm việc: 230/380VAC, 3 Pha, 4 dây
+ Chức năng cài đặt thời gian chuyển nguồn: 0-30S
+ Tín hiệu khởi động và tắt máy phát điện: Có
+ Khóa liên động cơ khí và liên động điện: Có
+ Các chế độ làm việc: Tự động và bằng tay.
Bảng 1.1: Danh mục thìết bị tủ ATS 1000A OSUNG
STT Tên hàng Đơn vị
2 Bộ điều khiển ATS (ACD-
5 Đèn báo pha (Đỏ, vàng, xanh) Cái 9 Andeli/China
6 Cầu chì 5A Cái 11 Andeli/China
7 Cầu đấu 15A Cái 1 Andeli/China
0 Cáp điều khiển Tủ 1 Việt Nam
Vỏ tủ 1600x800x900 1 lớp cánh Cái 1 Việt Nam
HỆ THỐNG ATS KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NỐI LƯỚI
Hình 13 Hệ thống ATS
Một trong các biện pháp để nâng cao độ tin cây cung cấp điện là đặt các phân tử dự trữ trong hệ thống điện Để đưa các phân tử dự trữ vào làm việc nhanh chóng và an toàn người ta thường sử dụng các thìết bị tự đông đóng dự trữ, hay còn gọi là bộ đổi nguồn tự đông (ATS: Automatic transfer switch) Bộ đổi nguồn tự động sử dụng phụ tải điện phòng khi xảy ra sự mất điện Bộ đổi nguồn tự đông được nối giữa 2 nguồn mạch lưới chính và mạch điện dự phòng Khi xảy ra mất điện nguồn lưới chính, khác chuyển đổi sẽ chuyển phụ tải từ nguồn dự phòng hay là nguồn thứ hai Chuyển đổi là tự đông nếu khoá kiểu tự đông hoặc phải thao tác bằng tay nếu khoá là kiểu bằng tay hoặc kiểu không tự đông Tải có thể được chuyển về nguồn cấp chính 1 cách tự đông hoặc bằng tay khi điện áp lưới chính được phục hồi.
Thìết bị tự động đóng dự trữ đem lại những hiệu quả sau: Tăng độ tin cậy cung cấp điện, làm giảm sơ đồ cung cấp điện, giảm được các máy biến áp hoặc đường dây phải làm việc song song Và cũng nhờ việc giảm các phần tử làm việc song song nên hạn chế được dòng điện ngắn mạch, làm cho mạch rơ le bảo vê đỡ phức tạp và giảm bớt số nhân viên phải trực nhật, vận hành ở các trạm.
CHỨC NĂNG CỦA ATS
Chức năng của ATS có chức năng chuyển đổi nguồn tự động hoặc bằng tay từ nguồn điện chính sang nguồn điện dự phòng khi nguồn điện chính gặp sự cố như:
- Tủ ATS có nguyên lý hoạt động cơ bản là theo dõi các nguồn điện và chuyển tín hiệu khởi động đến máy phát điện nếu nguồn điện xảy ra sự cố Thời gian chuyển nguồn dự phòng có thể đặt được trong khoảng 5 ÷ 10s, khi điện lưới phục hồi, tủ ATS chờ một khoảng thời gian 10 ÷ 30s để xác định sự ổn định của nguồn lưới.
- Tủ điện ATS sẽ theo dõi tình trạng hoạt động của nguồn điện chính và cung cấp điện dự phòng khi nguồn điện chính bị một số lỗi như : mất pha, sụt áp, mất trung tính, mất điện hoàn toàn, tần số trên dưới mức cho phép
- Bảo vệ thấp áp và quá áp (được thực hiện ở phía nguồn lưới điện chính) để xác định sự cố này thì dùng các khí cụ điện sau:
OV Relay, UV relay, On delay timer, off delay timer.
- Bảo vệ quá dòng : ngừng cung cấp điện vào phụ tải từ bất cứ nguồn điện nào đang liên kết với hệ thống ATS (khí cụ bảo vệ rơle nhiệt)
- Bảo vệ mất pha (phía nguồn điện chính) khí cụ điện bảo vệ là các module relay bảo vệ mất pha
- Tủ điện ATS được ứng dụng rộng rãi trong những địa điểm cần cung cấp nguồn điện liên tục như: khu công nghiệp, nhà máy, xưởng sản xuất, trung tâm thương mại, chung cư, sân bay, bến xe, cảng…
CẤU TẠO HỆ THỐNG ATS
Cấu tạo của tủ ATS bao gồm các thành phần như sau:
- Vỏ tủ điện: Được làm từ thép mã kẽm, bên ngoài được trang bị một lớp sơn tĩnh điện Vỏ tủ điện có kích thước to – nhỏ sẽ tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, công suất.
- Bộ điều khiển tủ điện ATS: Có chức năng điều khiển thìết bị chuyển mạch theo thời gian
Chuyển mạch MAIN – AUTO – GEN (chế độ của ATS)
MAIN: đóng điện lưới cho tải không điều kiện
GEN: đóng điện máy phát cho tải không điều kiện
AUTO: chạy tự động hoàn toàn – Chuyển mạch AUTO – OFF – TEST (chế độ của máy phát)
TEST: chạy máy phát bất kể điện lưới thế nào
AUTO: chạy tự động hoàn toàn
OFF: tắt máy phát hoàn toàn
Hình 14.Bộ điều khiển tủ điện ATS
Hình 15 Công tắc chuyển đổi mạch ATS
- Các phần khác: như khoá liên động cơ khí MI, liên động điện EI, nguồn UPS, Bộ bảo vệ O/UV, OC/EF…giám sát bảo vệ, hệ thống thanh cái đồng, đèn báo nút nhấn, truyền thông xa…
Hình 17 Rơ le bảo vệ
Hình 18 Đèn báo trạng thái
Thông số cơ bản của hệ thống
Bảng 2.1: Bảng thông số hệ thống tủ ATS cơ bản
Thông số Giá trị Điện áp định mức đầu vào 220/380/400, 1 pha, 3 pha Điện áp định mức đầu ra 1 pha 220VAC, 3 pha 380 VAC
Dòng định mức 25-6300A (Theo nhu cầu thìết bị)
Mật độ dòng điện 1.5-3A/mm 2
Cấp bảo vệ Ip54 (Tủ điện ngoài trời)/ (Tủ điện trong nhà) Tiêu chuẩn lắp ráp IEC 60439-1
Bù góc phi Có/Không
Giám sát trạng thái từ xa Có/ không
Cài đặt nhiệt độ và hiện thị nhiệt độ làm việc bên trong tủ điện
Tự động điều chỉnh độ ẩm không khí trong tủ điện Có/ Không
Tự động đóng cắt đèn khi đóng và mở tủ điện Có/ Không
Bộ cắt lọc sét Có/ Không
Bảo vệ mất pha Có/ Không Đồng hồ Volt Có/ Không Đồng hồ Ampe Có/ Không
Kích thức tủ (H x W x D) Có/ Không
Vật liệu Thép cán nguội, thép cán nóng, tráng kẽm, Inox, dầy 1.2-2mm
Lắp đặt Đặt sàn, treo tường
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.5.1 Nguyên lý làm việc của tủ ATS
Nguyên lý hoạt động cơ bản của tủ ATS là theo dõi các nguồn điện và chuyển tín hiệu khởi động đến máy phát điện nếu nguồn điện xảy ra sự cố…
- ATS theo dõi tình trạng hoạt động của nguồn điện chính và cung cấp điện dự phòng khi nguồn điện chính bị một số lỗi như: mất pha, thấp áp, tần số trễn dưới mức cho phép, mất trung tính, mất điện hoàn toàn.
Hình 19 Nguyên lý hoạt động tủ ATS
Hệ thống điều khiển sẽ đưa ra lệnh hoạt động tự động:
- Ngưng cung cấp nguồn lưới chính vào phụ tải.
- Đóng nguồn điện cung cấp từ acquy hoặc hệ thống pin năng lượng mặt trời vào phụ tải.
- Khi nguồn điện chính được phục hồi hệ thống điều khiển sẽ tự động:
- Ngắt nguồn cung cấp từ máy phát khỏi phụ tải.
- Đóng lại nguồn điện lưới vào tải.
- Ngắt kết nối cung cấp nguồn điện dự phòng từ acquy hoặc hệ thống pin năng lương mặt trời
2.5.2 Nguồn cấp điện không gián đoạn UPS
Nguyên lý cơ bản của nguồn UPS (Uninterruplible Power Supply) là môt thìết bị có nguồn đầu vào nối với lưới điện, đầu ra nối với các thìết bị, bên trong UPS có môt bô Accquy khô Khi mất điện bất thường UPS lấy điện từ Accquy cung cấp cho thìết bị, đảm bảo cho thìết bị tiêu thụ điện được cung cấp môt cách liên tục.
Về tính năng và công dụng, Hiện nay các nhà kỹ thuật phân chia UPS thành hai loại:
Standby UPS: là nguồn làm việc ở chế đô chờ, có nghĩa là: Khi có điện áp lưới cung cấp cho tải thì UPS làm nhiệm vụ tích trữ năng lượng Khi mất điện lưới thì năng lượng tích luỹ trước đó được thông qua mạch chuyển cung cấp cho tải.
Online UPS: là nguồn làm việc thường xuyên, nghĩa điện áp của lưới được đưa qua môt bô xử lý trung gian rồi mới được đưa ra tải Trong trường hợp bước xử lý trung gian này luôn hoạt đông để cung cấp năng lượng cho tải. Đối với nguồn Online UPS thì tốc đô chuyển mạch nhanh, đô tin cây cao, chất lương điện áp ra ổn định Đối với nguồn Standby UPS thì đô chuyển mạch châm ảnh hưởng đến điện áp ra.
Có thể biểu diên môt sơ đồ cấu trúc môt UPS như sau:
Hình 20 Sơ đồ cấu trúc môt UPS
- Chức năng của các khối:
Biến áp vào: Hạ áp từ điện áp lưới 220V xuống điện áp 24 - 48V dùng để nạp cho ắc quy Cách ly giaa hệ thống lưới và chống ngắn mạch nguồn.
Chỉnh lưu: Tạo điện áp môt chiều dùng cho việc nạp ắc quy và đưa tới bô nghịch lưu.
Lọc chỉnh lưu: San phẳng điện áp ra từ bô chỉnh lưu để đưa đến bô nghịch lưu nhằm nâng cao chất lượng điện áp ra ở đầu ra nghịch lưu.
Nghịch lưu: Biến áp điện áp môt chiều lấy từ đầu ra của nghịch lưu thành điện áp xoay chiều tần số f P Hz cấp cho tải.
Biến áp ra: Tăng điện áp từ 24 - 48V lên 220V phù hợp theo yêu cầu của tải.
Mạch nạp ắc quy: Dùng để điều khiển việc nạp ắc quy Khi có điện ắc quy là nơi tích trữ năng lượng Khi đó dưới sự điều khiển của mạch điều khiển nạp thì ắc quy được nạp Khi điện áp trễn ắc quy tăng đến môt mức nào đó thì mạch điều khiển sẽ cắt việc nạp ắc quy.
Accquy: là nơi tích trữ năng lượng khi có điện áp nguồn 220V và là nơi cung cấp năng lượng cho các phụ tải khi lưới điện bị mất.
Thời gian duy trì điện của UPS phụ thuộc rất nhiều vào dung lượng của ắc quy. Điều khiển chỉnh lưu: Điều khiển góc mở của các thyristor trong mạch chỉnh lưu sao cho điện áp ra sau chỉnh lưu ổn định theo yêu cầu. Điều khiển nghịch lưu: Điều khiển thời gian dẫn của các van hợp lý sao cho điện áp cung cấp cho tải là không đổi hoặc thay đổi rất nhỏ Mạch điều khiển này đóng vai trò quan trọng như một bộ ổn áp hoạt động song song với bộ nghịch lưu.
Nguồn: Dùng để cung cấp các mức điện áp khác nhau cho hai bộ điều khiển chỉnh lưu và nghịch lưu.
Hình 21 Sơ đồ cấu trúc của ATS lưới – lưới
AP1, AP2: Áp tô mát bảo vê mạch lực
SS1, SS2: Khối so sánh
Trong trường hợp phụ tải được cấp điện từ lưới và nguồn dự phòng cũng được lấy từ lưới qua 1 máy biến áp vận hành song song như hình số 1.5 thì nguyên lý làm việc của bô tự đông chuyển nguồn sẽ như sau:
Hoạt đông của ATS so với 2 nguồn cấp được duy trì ở 2 chế độ đó là nếu ATS đưa nguồn lưới chính vào làm việc thì nó sẽ cắt nguồn dự phòng ra và ngược lại, tức là nó làm việc theo nguyên tắc “cần bập bênh” không bao giờ có hiện tượng đóng cả 2 nguồn cấp tới tải cùng môt lúc hoặc là cắt cả 2 nguồn cấp tới tải.
Hình 22 Sơ đồ nguyên lí của ATS lưới - lưới
Giải thích hoạt đông của sơ đồ: Giả sử ban đầu tải được cấp điện bởi nguồn lưới một qua máy biến áp như hình 1.6
+Đến thời điểm A, do xảy ra sự cố trễn lưới cấp ở nguồn 1 (như mất điện áp, mất pha) thì ngay lập tức ATS sẽ nhận được tín hiệu
“sự cố “gửi sang từ bên nguồn cấp Đồng thời ở thời điểm này ATS cũng đang nhận và xử lý tín hiệu “Có điện” ở bên nguồn cấp 2, nguồn dự phòng.
+ Nếu điện áp bến ngoài cấp dự phòng hoàn toàn đảm bảo chất lượng điện năng theo yêu cầu (đủ U,f) thì ATS sẽ tạo tín hiệu trễ tAB = (0 -5)s để khẳng định chắc chắn mất nguồn chính, rồi mới được tạo ra tín hiệu đến cơ cấu chấp hành, tác đông chuyến tải làm việc ở nguồn cấp dự phòng.
+Khi tải đang làm việc trên nguồn dự phòng mà nguồn lưới chính được phục hồi lại thì bộ phân xử lý tín hiệu “có điện” của ATS sẽ nhân tín hiệu và đưa ra tín hiệu trễ thời gian tCD = (3 - 30) phút để khẳng định chắc chắn nguồn cấp chính đã ổn định có thể đưa vào vận hành.
+Khi đã khẳng định chắc chắn rằng nguồn cấp chính đã ổn định, bộ phận điều khiển của ATS, sẽ gửi ngay tín hiệu tới cơ cấu chấp hành, cắt nguồn dự phòng ra, đóng tải vào nguồn lưới chính. + Lúc này bộ phân nhân tín hiệu của ATS vẫn tiếp tục làm việc ở cả 2 nguồn cấp, giám sát môt cách liên tục điện áp và thứ tự pha của cả 2
+ nguồn cấp để sẵn sàng phục vụ cho lần chuyển tải tiếp sau, nếu có xảy ra sự cố.
ATS Ỉưới - lưới thực hiện bằng máy cắt phân đoạn
- Sau đây ta sẽ xét môt ví dụ cụ thể về việc sử dụng đóng cắt
MC phân đoạn trong công việc đưa nguồn dự phòng vào làm việc. Thông thường ở trong mỗi nhà máy sản xuất thường có 2 máy biến áp vận hành song song, phía thanh cái hạ áp thường để hở, MC phân đoạn dùng để nối hai thanh cái phía hạ áp đó, mục đích là để giảm nhẹ việc chọn các thìết bị hạ áp dẫn đến giảm giá thành xây dựng.
Hình vẽ thể hiện sơ đồ đóng cắt như sau:
Hình 23 Sơ đồ đóng cắt ATS lưới – lưới
Hoạt động của sơ đồ đóng cắt dự trữ phân loại thanh góp như sau:
SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI HỆ THỐNG
Hình 26 Sơ đồ đấu nối hệ thống cung cấp mặt trới nối lưới sử dụng bộ chuyển đổi nguồn ATS
Sơ đồ đấu nối hệ thống cung cấp mặt trời nối lưới sử dụng bộ chuyển đổi nguồn ATS được hiển thị bên dưới Bộ chuyển đổi nguồn ATS hoạt động như một công tắc chuyển đổi tự động giữa nguồn điện lưới và nguồn điện mặt trời Khi lưới điện bị mất, bộ chuyển đổi nguồn ATS sẽ chuyển sang nguồn điện mặt trời để đảm bảo nguồn điện liên tục cho tải.
Sơ đồ đấu nối bao gồm các thành phần sau:
Mô-đun quang điện: Đây là các thành phần chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Bộ biến tần: Đây là các thành phần chuyển đổi điện DC từ mô- đun quang điện thành điện AC có thể sử dụng được trong nhà.
Bộ chuyển đổi nguồn ATS: Đây là thành phần chuyển đổi tự động giữa nguồn điện lưới và nguồn điện mặt trời.
Tải: Đây là các thiết bị sử dụng điện. Để đấu nối hệ thống, hãy thực hiện các bước sau:
1 Kết nối các mô-đun quang điện với bộ biến tần.
2 Kết nối bộ biến tần với bộ chuyển đổi nguồn ATS.
3 Kết nối bộ chuyển đổi nguồn ATS với lưới điện và tải.
Khi lưới điện bị mất, bộ chuyển đổi nguồn ATS sẽ tự động chuyển sang nguồn điện mặt trời Điều này đảm bảo rằng tải sẽ tiếp tục nhận được nguồn điện ngay cả khi lưới điện bị mất.
Dưới đây là một số lưu ý khi đấu nối hệ thống:
Đảm bảo rằng tất cả các kết nối được thực hiện an toàn và đúng cách.
Sử dụng dây dẫn có kích thước phù hợp với tải điện.
Cài đặt bộ bảo vệ quá tải và ngắn mạch trên tất cả các mạch.Tuân theo các hướng dẫn của nhà sản xuất khi đấu nối hệ thống.
MÔ PHỎNG TỦ ATS
- Thông số các thìết bị cần có.
+ Tủ điện 400 x 600 x 200, mạ kẽm, vỏ tủ dày 1,2 mm
+ Bộ ATS 63A, điện áp định mức 220-230 VAC, dòng điện định mức 63A, dòng cắt ngắn mạch 6000A, số cực 1P/2 cực
+ Pin năng lượng mặt trời
+ Đồng hồ đo Volt, Ampe
Hình 27 Mặt trước tủ ATS
1 – Đèn báo trạng thái 3 – Đồng hồ đo
2 – Đồng hồ đo Ampe 4 – Nút khóa tủ
Hình 28 Bên trong tủ ATS
1 – Timer điện tử 4 – Biến dòng 100/5
3 – ATS một pha 63A 6 – Chống sét DC
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Dựa trên nghiên cứu và triển khai Tủ ATS, tôi đã thành công trong việc mô phỏng và thiết kế một hệ thống Tủ AST với khả năng vận hành độc đáo như sau:
- Tủ ATS sẽ liên tục theo dõi và giám sát cả nguồn điện từ tấm năng lượng mặt trời và nguồn dự phòng, đồng thời kiểm tra sự hiện diện và độ ổn định của nguồn điện chính.
- Khi nguồn năng lượng mặt trời gặp sự cố hoặc giảm điện áp đột ngột, tủ ATS khởi đầu quá trình chuyển đổi nguồn sang hệ thống dự phòng Việc này yêu cầu thời gian chuyển đổi phải được giữ trong khoảng thời gian ngắn nhằm đảm bảo rằng không có sự gián đoạn nào xảy ra trong cung cấp điện.
- Nếu có nhiều nguồn dự phòng, tủ ATS cần xác định ưu tiên giữa chúng dựa trên các tiêu chí như chất lượng nguồn, dung lượng, hoặc ưu tiên do người quản lý đặt ra.
- Khi nguồn năng lượng mặt trời gặp sự cố, chẳng hạn như mất điện, tủ ATS ngay lập tức thực hiện quá trình chuyển đổi sang nguồn dự phòng Ngược lại, khi nguồn năng lượng mặt trời đã khôi phục, tủ ATS có khả năng chuyển trở lại để sử dụng nguồn năng lượng mặt trời một cách mạch lạc.
Hình 29 Sản phẩm tủ ATS
