Bài luұQYăQJӗm có FKѭѫQJ&KѭѫQJ,OjJLӟi thiӋu vӅ tính cҫn thiӃt cӫDÿӅ tài và mөc tiêu nghiên cӭX &KѭѫQJ ,, JLӟi thiӋu vӅ QăQJ Oѭӧng bӭc xҥ mһt trӡi, pin mһt trӡi và các hӋ thӕng pin mһt tr
Trang 275ѬӠ1* ĈҤ, +Ӑ& BÁCH KHOA ±Ĉ+4* -HCM
Cán Eӝ KѭӟQJ GүQ khoa KӑF : 3*6761JX\ӉQ9ăQ1Kӡ
(Ghi rõ Kӑ tên, KӑF hàm, KӑF Yӏ và FKӳ ký)
Thành SKҫQ +ӝL ÿӗQJ ÿiQK giá OXұQ YăQ WKҥF Vƭ JӗP
(Ghi rõ Kӑ tên, KӑF hàm, KӑF Yӏ FӫD +ӝL ÿӗQJ FKҩP EҧR YӋ OXұQ YăQ WKҥF Vƭ
Trang 375ѬӠ1* ĈҤ, +Ӑ& BÁCH KHOA ĈӝF OұS - 7ӵ do - +ҥQK phúc
1+,ӊ09Ө/8Ұ1 9Ă1 7+Ҥ&6Ƭ
+ӑ và tên KӑF viên:ĈӚ 1+Ұ7 QUANG MSHV: 1870359
Ngày, tháng, QăP sinh: 28/06/1994 1ѫL sinh: Quy 1KѫQ Bình ĈӏQK
Chuyên ngành: ӻ WKXұW ÿLӋQ Mã Vӕ : 8520201
I TÊN Ĉӄ TÀI: Mô hình và mô SKӓQJ KӋ WKӕQJ QăQJ OѭӧQJ PһW WUӡL NӃW QӕL OѭӟL
(Modelling and simulation of grid connected solar PV system)
II 1+,ӊ0 9Ө VÀ 1Ӝ, DUNG:
converter) và DC ± AC Eӝ inverter)
- Nghiên FӭX và mô SKӓQJ WKXұW toán QKLӉX ORҥQ và quan sát (Perturb and Observe) và gia WăQJ WәQJ GүQ (Incremental Conductance) trên Eӝ DC-DC
SKѭѫQJ pháp VOC ÿӇ ÿLӅX NKLӇQ công VXҩW EѫP lên OѭӟL
III NGÀY GIAO 1+,ӊ0 9Ө 5/2/2020
IV NGÀY HOÀN THÀNH 1+,ӊ0 9Ө 3/8/2020
Trang 4Lӡi cҧPѫQ
ĈӇ luұQYăQQj\ÿҥt kӃt quҧ tӕWÿҽSHPÿmQKұQÿѭӧc sӵ nhiӋWWuQKJL~Sÿӥ cӫa các thҫ\F{FiFFѫTXDQWә chӭc, cá nhân Vӟi lòng biӃWѫQFKkQWKjQKQKҩt, cho phép em ÿѭӧc gӱi lӡi cҧPѫQVkXVҳFÿӃn tҩt cҧ thҫ\F{FiFFiQKkQYjFѫTXDQÿmWҥRÿLӅu kiӋn JL~Sÿӥ em trong quá trình hӑc tұp và làm luұQYăQ
7Uѭӟc hӃWFKRHP[LQÿѭӧc gӱi tӟi các thҫ\F{NKRDĈLӋn- ĈLӋn tӱ cӫDWUѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa lӡi chào trân trӑng nhҩt, cùng vӟi lӡi chúc sӭc khӓe và lӡi cҧPѫQVkXVҳc Nhӡ sӵ quan tâm, dҥy dӛ và chӍ bҧo nhiӋt tình FKXÿiRFӫa thҫ\F{HPÿmFyWKӇ hoàn thành luұQYăQ
Ĉһc biӋW FKR HP [LQ ÿѭӧc gӱi lӡi cҧP ѫQ FKkQ WKjQK QKҩt tӟi thҫy giáo± PGS TS NguyӉQ9ăQ1Kӡ ÿmTXDQWkPJL~Sÿӥ và chӍ bҧRKѭӟng dүn em làm luұQYăQWURQJthӡi gian qua Và cuӕL FQJ HP [LQ ÿѭӧc bày tӓ lòng biӃW ѫQ VkX VҳF ÿӃQ OmQK ÿҥo 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa, các Khoa, các Phòng ban chӭFQăQJÿmWҥRÿLӅu kiӋn giúp
ÿӥ em trong suӕt quá trình hӑc tұp và làm luұQYăQ
VӟL ÿLӅu kiӋn và vӕn kiӃt thӭc còn hҥn chӃ hӑc viên, luұQ YăQ Qj\ NK{QJ WKӇ tránh ÿѭӧc nhiӅu thiӃu sót Vì vұy em rҩt mong nhұQÿѭӧc sӵ chӍ bҧo cӫa các thҫ\F{ÿӇ em nâng cao kiӃn thӭc cӫa bҧn thân, phөc vө tӕt quá trình công tác cӫa em sau này
Trang 5TÓM TҲT
ĈӅ WjL³0{KuQKYjP{SKӓng hӋ thӕQJÿLӋn mһt trӡi kӃt nӕLOѭӟL´OjVӵ tìm hiӇu
vӅ pin mһt trӡi, bӝ biӃQÿәLÿLӋn áp mӝt chiӅu, bӝ nghӏFKOѭXSKD3:0YjFiFJLҧi thuұWGzWuPÿLӇm công suҩt cӵFÿҥi (MPPT), giҧi thuұWÿLӅu khiӇn bӝ nghӏFKOѭXQӕi OѭӟL6DXÿyÿѭDUDFiFP{KuQKYjWLӃn hành mô phӓng chúng
Bài luұQYăQJӗm có FKѭѫQJ&KѭѫQJ,OjJLӟi thiӋu vӅ tính cҫn thiӃt cӫDÿӅ tài và mөc tiêu nghiên cӭX &KѭѫQJ ,, JLӟi thiӋu vӅ QăQJ Oѭӧng bӭc xҥ mһt trӡi, pin mһt trӡi và các hӋ thӕng pin mһt trӡL&KѭѫQJ,,,JLӟi thiӋu vӅ các bӝ biӃQÿәi trong hӋ thӕQJÿLӋn mһt trӡi nӕi lѭӟi bao gӗm các bӝ biӃQÿәi mӝt chiӅu, bӝ nghӏFKOѭX3:0
&KѭѫQJ IV là tìm hiӇu vӅ thuұWWRiQGzWuPÿLӇm công suҩt cӵFÿҥi, cө thӇ là hai thuұt toán quan sát và nhiӉu loҥn (P&O) và thuұWWRiQWăQJWәng dүQ ,1& &KѭѫQJ9OjWuPhiӇu vӅ thuұW WRiQ ÿӏQK KѭӟQJ ÿLӋn áp (VOC) cho bӝ nghӏFK OѭX SKD 3:0 QKҵm ÿӗng bӝ vӟLÿLӋQiSOѭӟLYjÿLӅu khiӇn công suҩWÿѭDOrQOѭӟLÿLӋQ&KѭѫQJ9,OjWLӃn hành mô phӓng và kӃt quҧ cӫa mô phӓng hӋ thӕQJ ÿLӋn mһt trӡi trên phҫn mӅm MDWODE&KѭѫQJ9,,OjNӃt luұn nhӳng kӃt quҧ ÿҥWÿѭӧc
Trang 6ABSTRACT
The topic "Modeling and simulation of grid connected solar PV system" is the study of solar cells, DC voltage converters, 3-phase PWM inverters and maximum power point tracking algorithms(MPPT), algorithm for grid inverter
The thesis consists of 7 chapters Chapter I is an introduction to the necessity of the topic and research objectives Chapter II introduces solar radiation, solar photovoltaic cells and photovoltaic systems Chapter III introduces the converters in grid-connected solar power systems including DC converters, PWM inverters Chapter
IV explores the maximum power point tracking algorithm, specific is Perturb and Observe algorithms (P&O) and Incremental Conductance algorithm (INC) Chapter V
is about the Voltage Oriented Control (VOC) for the 3-phase PWM inverter to synchronize with the grid voltage and control the power put on the grid Chapter VI is conducting the simulation and results of solar power system simulation on Matlab software Chapter VII concludes the results achieved
Trang 7TP Hӗ &Kt0LQKQJj\WKiQJQăP
1Jѭӡi thӵc hiӋQÿӅ tài
Ĉӛ Nhұt Quang
Trang 84 Mô hình pin mһt trӡi«««««««««««««««««««««
5 Các loҥi hӋ thӕng pin mһt trӡi««««««««««««««««« a) HӋ 39ÿӝc lұp«««««««««««««««««««««« b) HӋ PV kӃt nӕLOѭӟi««««««««««««««««««««
Trang 96 Các tiêu chuҭn kӃt nӕLOѭӟi cӫa hӋ thӕQJÿLӋn mһt trӡL««««««««
&+ѬѪ1*,,, &È&%Ӝ BIӂ1ĈӘ,1Ă1*/ѬӦNG TRONG Hӊ THӔNG PIN MҺTTRӠI«««««« 21
1 Bӝ biӃQÿәi DC-DC«««««««««««««««««««««
1.3 Bӝ WăQJJLҧPÿLӋn áp (Buck-Boost Converter)««««««««
2 Bӝ biӃQÿәi DC/AC«««««««««««««««««««««
3 3KѭѫQJSKiSÿLӅu chӃ ÿӝ rӝng xung (PWM)«««««««««««
&+ѬѪ1*,9 7+8ҰT TOÁN 'Ñ7Î0Ĉ,ӆM CÔNG SUҨT CӴC ĈҤI«««40
1 Giӟi thiӋu chung«««««««««««««««««««««« 40
2 Nguyên lý cân bҵng tҧi««««««««««««««««««««
3 ThuұWWRiQÿLӅu khiӇn««««««««««««««««««««42 3.1 Thuұt toán Perturb & Observe (P&O)««««««««««« 43 3.2 ThuұWWRiQWăQJWәng dүn (Incremental Conductance ± INC)««
&+ѬѪ1*9 3+ѬѪ1*3+È3Ĉ,ӄU KHIӆN BӜ NGHӎ&+/Ѭ81Ӕ,/ѬӞI 49
1 ChuyӇQÿәi hӋ quy chiӃu«««««««««««««««««««
2 3KѭѫQJSKiSÿLӅu khiӇQÿӏQKKѭӟQJÿLӋn áp (VOC)««««««««4
&+ѬѪ1*9, ;Æ<'ӴNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHӒNG Hӊ THӔNG PIN
MҺT TRӠI KӂT NӔ,/ѬӞI TRONG 0$7/$%6,08/,1««««« 56
1 Tҩm pin mһt trӡi««««««««««««««««««««««6
2 Bӝ biӃQÿәi DC-DC«««««««««««««««««««««59
3 Mҥch nghӏFKOѭXSKDQӕLOѭӟi và hӋ thӕng PV kӃt nӕLOѭӟi«««««
&+ѬѪ1*9,, .ӂT LUҰN«««««««««««««««««««««3
Trang 10Tài liӋu tham khҧo««««««««««««««««««««««««« Danh sách viӃt tҳt
PV ± (Photovoltaic) pin mһt trӡi, biӃQTXDQJQăQJWKjQKÿLӋQQăQJ
P&O ± (Perturb & Observe) thuұt toán quan sát và nhiӉu loҥQÿӇ ÿҥWÿѭӧFÿLӇm cӵFÿҥi
INC ± (Incremental Conductance) thuұW WRiQ WăQJ Wәng dүQ ÿӇ ÿҥW ÿѭӧF ÿLӇm cӵFÿҥi
MPPT ± (Maximum Power Point Tracking GzWuPÿLӇm làm viӋc có công suҩt cӵFÿҥi
PWM ± (pulse width modulation) SKѭѫQJSKiSÿLӅu chӃ ÿӝ rӝng xung
VOC ± (Voltage Oriented Control SKѭѫQJSKiSÿLӅXÿӏQKKѭӟQJÿLӋn áp
Danh sách hình vӁ
Hình 2.1 Góc nhìn Mһt TrӡL«««««««««««««««««« Hình 2.2 Quá trình tuyӅQQăQJOѭӧng bӭc xҥ
mһt trӡi qua lӟp khí quyӇn cӫD7UiLĈҩW«««««««««««««« Hình 2.3 Nhұt kӃ xҥ««««««««««««««««««««« Hình 2.4 Trӵc xҥ kӃ««««««««««««««««««««« Hình 2.5 HӋ 2 mӭFQăQJOѭӧQJ««««««««««««««««« +uQK&iFYQJQăQJOѭӧQJ««««««««««««««««« Hình 2.7 Nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa pin mһt trӡL««««««««««
Hình 2.9 SөWiSGRÿLӋn trӣ nӕi tiӃS««««««««««««««« Hình 2.10 ҦQKKѭӣng cӫDÿLӋn trӣ song song Rp««««««««««
Trang 11+uQK6ѫÿӗ khӕi cӫa hӋ hӋ 39ÿӝc lұS«««««««««««« +uQK6ѫÿӗ khӕi cӫa hӋ 39ÿӝc lұSFyOѭXWUӳ QăQJOѭӧQJ«««« +uQK6ѫÿӗ khӕi cӫa hӋ thӕng PV kӃt nӕLOѭӟL««««««««« Hình 2.14 6ѫÿӗ cӫa khӕL3&8««««««««««««««««« +uQK6ѫÿӗ BoosW&RQYHUWHU«««««««««««««««« Hình 3.2 Hai chӃ ÿӝ cӫa bӝ Boost converter phө thuӝc trҥng thái khóa S« Hình 3.3 Các giá trӏ GzQJÿLӋQÿLӋn áp ӣ các trҥng thái cӫDNKyD6««« +uQK6ѫÿӗ bӝ %XFN&RQYHUWHU««««««««««««««« Hình 3.5 Hai chӃ ÿӝ cӫa bӝ Buck converter phө thuӝc trҥng thái khóa S« Hình 3.6 Các giá trӏ GzQJÿLӋQÿLӋn áp ӣ các trҥng thái cӫDNKyD6««« +uQK6ѫÿӗ bӝ Buck-%RRVW&RQYHUWHU««««««««««««« Hình 3.8 Hai chӃ ÿӝ cӫa bӝ Buck-Boost converter
phө thuӝc trҥng thái khóa S«««««««««««««««««« +uQK 6ѫÿӗ nghӏFKOѭXiSFҫXSKD««««««««««««« +uQKĈӗ thӏ nghӏFKOѭXiSFҫXSKD«««««««««««« +uQK6ѫÿӗ nghӏcKOѭXiSSKD«««««««««««««« Hình 3.12 Quy tҳFÿLӅu khiӇQFiFNKyD7««««««««««««« +uQKĈLӋn áp trên tҧi cӫa mҥch nghӏFKOѭX«««««««««« +uQK6ѫÿӗ bӝ nghӏFKOѭXSKD«««««««««««««« Hình 3.15 Các dҥng sóng cӫa bӝ nghӏFKOѭXNKLÿLӅu chӃ 3:0««««.37 Hình 3.16 Quan hӋ giӳ ma và tӹ sӕ giӳDVyQJPDQJYjVyQJÿLӅu khiӇQ«
Trang 12Hình 4.1 Ví dө tҩm pin mһt trӡLÿѭӧc mҳc trӵc tiӃp vӟi
tҧi thuҫn trӣ có thӇ WKD\ÿәi giá trӏ ÿLӋn trӣ ÿѭӧF«««««««««« Hình 4.2 ĈѭӡQJÿһc tính làm viӋc cӫa pin và cӫa tҧi thuҫn trӣ
có giá trӏ ÿLӋn trӣ WKD\ÿәLÿѭӧF««««««««««««««««« Hình 4.3 Tәng trӣ Rin ÿѭӧFÿLӅu chӍnh bҵQJ'««««««««««« Hình 4.4 ĈѭӡQJÿһc tính P-V và thuұWWRiQ3 2«««««««««« +uQK/ѭXÿӗ thuұt toán P&2«««««««««««««««« Hình 4.6 ĈѭӡQJÿһc tính P-U cӫa hӋ 39««««««««««««« +uQK/ѭXÿӗ thuұWWRiQ,1&«««««««««««««««« Hình 5.1 Vector x và 3 biӃn xa, xb, và xc««««««««««««« Hình 5.2 BiӃQÿәi hӋ trөc 3 pha abc sang hӋ trөFSKDGT«««««« +uQK6ѫÿӗ khӕLÿLӅu khiӇQÿLӋn áp nӕLOѭӟi bҵQJSKѭѫQJSKiS92& Hình 6.1 Khӕi PV Array WURQJ6LPXOLQN««««««««««««« Hình 6.2 Thông sӕ cӫa tҩm pin mһt trӡL««««««««««««« +uQKĈѭӡQJÿһc tính V-,Yjÿһc tính công suҩt cӫa dãy pin
ӣ ÿLӅu kiӋn bӭc xҥ 1000W/m2 và T=250&««««««««««««« +uQK6ѫÿӗ mҥch Boost ConvHUWHU«««««««««««««« Hình 6.5 Mô hình mҥch Boost CRQYHUWHUWURQJ0DWODE««««««« Hình 6.6 Mô hình khӕLÿLӅu chӍnh hӋ sӕ '«««««««««««« Hình 6.7 Mô hình khӕL%RRVW&RQYHUWHUÿѭӧFÿLӅu khiӇQ0337«««« Hình 6.8 Công suҩt cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« +uQK ĈLӋn áp ra cӫa dãy pin mһt trӡL«««««««««««««
Trang 13Hình 6.10 Công suҩWÿҫu ra bӝ %RRVW««««««««««««««« +uQKĈLӋQiSÿҫu ra bӝ %RRVW«««««««««««««««« Hình 6.12 Công suҩt cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« +uQKĈLӋn áp ra cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« Hình 6.14 Công suҩWÿҫu ra bӝ %RRVW««««««««««««««« +uQKĈLӋQiSÿҫu ra bӝ %RRVW«««««««««««««««« Hình 6.16 6ѫÿӗ mô hình cӫa bӝ nghӏFKOѭXSKD«««««««««« +uQK6ѫÿӗ mô hình cӫa hӋ thӕng PV kӃt nӕLOѭӟL«««««««« +uQK6ѫÿӗ mô hình khӕi chuyӇn hӋ quy chiӃu abc
sang hӋ quy chiӃXGT«««««««««««««««««««««« +uQK 6ѫÿӗ mô hình cӫa SKѭѫQJSKiSÿLӅu khiӇQ92&«««««« +uQK6ѫÿӗ cӫa khӕi tҥR[XQJNtFK«««««««««««««« +uQKĈLӋn áp ra cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« Hình 6.22 Công suҩt ra cӫa dãy pin mһt trӡL«««««««««««« +uQKÿLӋn áp Vdc-OLQN«««««««««««««««««« 71 +uQKĈӗ thӏ cӫa hӋ sӕ ÿLӅu khiӇn D cӫa mҥFK%RRVW««««««« Hình 6.26 Công suҩt tác dөng và công suҩt phҧn kháng
ÿѭDOrQOѭӟi cӫa hӋ thӕQJ39«««««««««««««««««« +uQKĈӗ thӏ ÿLӋQiSYjGzQJÿLӋn cӫa bӝ ,QYHUWHU«««««««« Hình 6.28ĈLӋn áp ra cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« Hình 6.29 Công suҩt ra cӫa dãy pin mһt trӡL«««««««««««« Hình 6.30ÿLӋn áp Vdc-OLQN««««««««««««««««««
Trang 14Hình 6.31Ĉӗ thӏ cӫa hӋ sӕ ÿLӅu khiӇn D cӫa mҥFK%RRVW««««««« Hình 6.32 Công suҩt tác dөng và công suҩt phҧn kháng
ÿѭDOrQOѭӟi cӫa hӋ thӕQJ39«««««««««««««««««« +uQKĈӗ thӏ ÿLӋQiSYjGzQJÿLӋn cӫa bӝ ,QYHUWHU«««««««« Hình 6.34ĈLӋn áp ra cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« Hình 6.35 Công suҩt ra cӫa dãy pin mһt trӡL«««««««««««« Hình 6.36ÿLӋn áp Vdc-OLQN«««««««««««««««««« Hình 6.37Ĉӗ thӏ cӫa hӋ sӕ ÿLӅu khiӇn D cӫa mҥFK%RRVW««««««« Hình 6.38 Công suҩt tác dөng và công suҩt phҧn kháng
ÿѭDOrQOѭӟi cӫa hӋ thӕQJ39«««««««««««««««««« +uQK Ĉӗ thӏ ÿLӋQiSYjGzQJÿLӋn cӫa bӝ ,QYHUWHU«««««««« Hình 6.40ĈLӋn áp ra cӫa dãy pin mһt trӡL««««««««««««« Hình 6.41 Công suҩt ra cӫa dãy pin mһt trӡL«««««««««««« Hình 6.42ÿLӋn áp Vdc-OLQN«««««««««««««««««« Hình 6.43 Ĉӗ thӏ cӫa hӋ sӕ ÿLӅu khiӇn D cӫa mҥFK%RRVW««««««« Hình 6.44 Công suҩt tác dөng và công suҩt phҧn kháng
ÿѭDOrQOѭӟi cӫa hӋ thӕQJ39«««««««««««««««««« +uQKĈӗ thӏ ÿLӋQiSYjGzQJÿLӋn cӫa bӝ ,QYHUWHU««««««««
Trang 15ĈӇ sҧn xuҩWÿLӋn mһt trӡLQJѭӡLWDWKѭӡng sӱ dөng 2 công nghӋ : nhiӋt mһt trӡi và pin TXDQJÿLӋn:
- NhiӋt mһt trӡL QăQJOѭӧng mһt trӡLÿѭӧc hӝi tө nhӡ hӋ thӕQJJѭѫQJKӝi tө ÿӇ tұp trung ánh sáng mһt trӡi tҥo thành nguӗn nhiӋt có nhiӋWÿӝ cao làm bӕFKѫLQѭӟc, KѫLQѭӟFVLQKUDOjPTXD\WXDELQÿӇ sҧn xuҩWUDÿLӋQQăQJ
- 3LQTXDQJÿLӋQÿѭӧc chӃ tҥo tӯ các chҩt bán dүn ĈLӋQQăQJÿѭӧc sinh ra khi có ánh sáng mһt trӡi chiӃXÿӃn Các tӃ EjRTXDQJÿLӋn có khҧ QăQJWKӇ hiӋn chӭc QăQJQj\Eҵng cách nhұQQăQJOѭӧng mһt trӡi tách electron ra khӓi tinh thӇ bán dүn tҥRWKjQKGzQJÿLӋn 1KѭYұy các tӃ EjRTXDQJÿLӋn dùng mһt trӡi là nguӗn nhiên liӋu
Ӣ ÿk\WDWұSWUXQJYjROƭQKYӵc thӭ hai, tӭc biӃQÿәi trӵc tiӃSTXDQJQăQJWKjQKÿLӋn QăQJ Tuy nhiên nó có công suҩt không lӟQYjJLiWKjQKFzQTXiÿҳt Do ÿyÿӇ nâng
Trang 16cao công suҩt và giҧm chi phí, thì ta phҧLÿLQJKLrQFӭXFiFSKѭѫQJSKiSVDRFKRF{QJsuҩt cӫa nguӗQQăQJOѭӧng mһt trӡLWKXÿѭӧc là lӟn nhҩt, tӯ ÿyWKLӃt kӃ YjÿLӅu khiӇn tӕLѭXFiFEӝ WKXQăQJOѭӧng mһt trӡi
ĈӅ tài này cho ta cái nhìn tәng quan vӅ hӋ QăQJOѭӧng mһt trӡi vӟLFiFSKѭѫQJSKiSÿӇ WKXÿѭӧc công suҩt cӵFÿҥi trong hӋ QăQJOѭӧng mһt trӡi và bӝ chuyӇQÿәLQăQJOѭӧng
DC - DC, DC ± AC
2 NhiӋm vө luұQYăQ
LuұQYăQ ³Mô hình và mô phӓng hӋ thӕQJ QăQJOѭӧng mһt trӡi kӃt nӕLOѭӟi´FyQӝi dung chӫ yӃu:
- Nghiên cӭu tәQJTXDQFѫVӣ lý thuyӃt vӅ hӋ QăQJOѭӧng mһt trӡi
- Nghiên cӭu tәng quan các bӝ chuyӇQ ÿәL QăQJ Oѭӧng tӯ DC ± DC (bӝ boost converter) và DC ± AC (bӝ inverter)
- Nghiên cӭu và mô phӓng thuұt toán nhiӉu loҥn và quan sát (Perturb and Observe YjJLDWăQJWәng dүn (Incremental Conductance) trên bӝ DC-DC
- Nghiên cӭu và mô phӓng bӝ biӃQ ÿәi DC-AC (bӝ Inverter) nӕL Oѭӟi sӱ dөng SKѭѫQJSKiS92&ÿӇ ÿLӅu khiӇn công suҩWEѫP OrQOѭӟi
Oѭӟi VOC Inverter nӕLOѭӟi
- TiӃn hành mô phӓng hӋ thӕng PV cùng các thuұWWRiQÿLӅu khiӇn trên phҫn mӅm
Matlab
b Mөc tiêu nghiên cӭu:
- ĈLӅu khiӇn công suҩt phát cӫa pin mһt trӡLÿҥWÿѭӧc cӵFÿҥi ӣ ÿLӅu kiӋn có nҳng
- HӋ thӕng PV có thӇ ÿLӅu chӍnh công suҩt tác dөng và công suҩt phҧQNKiQJEѫPOrQOѭӟLÿLӋn
Trang 17c 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu:
- Thu thұp và nghiên cӭu tài liӋXOLrQTXDQÿӃn luұQYăQ
- Xây dӵng mô hình mô phӓng các thuұt toán
- 3KkQWtFKÿiQKJLiFiFNӃt quҧ nhұQÿѭӧc
Trang 18&KѭѫQJ,,
TӘNG QUAN Vӄ Ĉ,ӊN MҺT TRӠI
Mһt trӡi là mӝt trong nhӳQJQJ{LVDRSKiWViQJPjFRQQJѭӡi có thӇ TXDQViWÿѭӧc WURQJYNJWUө Mһt trӡi cùng vӟi các hành tinh và các tinh thӇ cӫa nó tҥo nên hӋ mһt trӡi nҵm trong giҧi Ngân Hà cùng vӟi hàng tӹ hӋ mһt trӡi khác Mһt trӡi luôn phát ra mӝt nguӗQQăQJOѭӧng khәng lӗ và mӝt phҫn nguӗQQăQJOѭӧQJÿyWUX\Ӆn bҵng bӭc xҥ ÿӃn WUiLÿҩWFK~QJWD7UiLÿҩt và Mһt trӡi có mӕi quan hӋ chһt chӁ, chính bӭc xҥ mһt trӡi là yӃu tӕ quyӃWÿӏnh cho sӵ tӗn tҥi cӫa sӵ sӕng trên hành tính cӫDFK~QJWD1ăQJOѭӧng mһt trӡi là mӝt trong các nguӗQQăQJOѭӧng sҥch và vô tұn và nó là nguӗn gӕc cӫa các nguӗQQăQJOѭӧQJNKiFWUrQWUiLÿҩW&RQ QJѭӡLÿmELӃt tұQKѭӣng nguӗQQăQJOѭӧng quý giá này tӯ rҩt lâu, tuy nhiên viӋc khai thác, sӱ dөng nguӗQ QăQJ Oѭӧng này mӝt cách hiӋu quҧ nhҩt thì vүn là vҩQÿӅ PjFK~QJWDÿDQJTXDQWkP
1 1ăQJOѭӧng bӭc xҥ Mһt trӡi
Trong toàn bӝ bӭc xҥ cӫa Mһt trӡi, bӭc xҥ liên quan trӵc tiӃS ÿӃn các phҧn ӭng hҥt nhân xҧy ra trong nhân mһt trӡi không quá 3% Bӭc xҥ ȖEDQÿҫXNKLÿLTXD5 km chiӅu dày cӫa lӟp vұt chҩt Mһt trӡi bӏ biӃQÿәi rҩt mҥnh Tҩt cҧ các dҥng cӫa bӭc xҥ ÿLӋn tӯ ÿӅu có bҧn chҩt sóng và chúng khác nhau ӣ Eѭӟc sóng Bӭc xҥ ȖOjVyQJQJҳn nhҩWWURQJFiFVyQJÿyWӯ tâm Mһt trӡLÿLUDGRVӵ va chҥm hoһc tán xҥ PjQăQJOѭӧng cӫa chúng giҧPÿLYjEk\JLӡ chúng ӭng vӟi bӭc xҥ VRQJGjL1KѭYұy bӭc xҥ chuyӇn thành bӭc xҥ 5ѫQJKHQFyEѭӟFVyQJGjLKѫQ*ҫQÿӃn bӅ mһt Mһt trӡLQѫLFyQKLӋWÿӝ
ÿӫ thҩSÿӇ cho các tӗn tҥi vұt chҩt trong trҥng thái nguyên tӱ YjFiFFѫFKӃ khác bҳt ÿҫu xҧy ra
ĈһFWUѭQJFӫa bӭc xҥ mһt trӡi truyӅn trong không gian bên ngoài Mһt trӡi la mӝt phә rӝQJWURQJÿyFӵFÿҥi cӫDFѭӡQJÿӝ nҵm trong dҧi 10-1 ± ȝPYjKҫXQKѭPӝt nӱa tәQJQăQJOѭӧng mһt trӡi tұp trung ӣ Eѭӟc sóng 0,38 ± ȝPOjYQJQKuQWKҩy cӫa phә
Trang 19Chùm tia truyӅn thҷng tӯ Mһt trӡLÿѭӧc gӑi là bӭc xҥ trӵc xҥ Tәng hӧp các tia trӵc xҥ
và tán xҥ gӑi là tәng xҥ MұWÿӝ dòng bӭc xҥ trӵc xҥ ӣ ngoài lӟp khí quyӇQWtQKWѭѫQJÿӕi vӟi 1m2 bӅ mһt vuông góc vӟi tia bӭc xҥÿѭӧc tính theo công thӭc [1]:
4 _ 0(T/100)
Trang 20Khi truyӅn qua lӟp khí quyӇn bao bӑF7UiLÿҩt, các chùm tia bӭc xҥ bӏ hҩp thө
và tán xҥ bӣi tҫQR]RQKѫLQѭӟc và bөi trong khí quyӇn, chӍ có mӝt phҫQQăQJOѭӧng ÿѭӧc truyӅn trӵc tiӃp tӟL7UiLÿҩWĈҫu tiên oxy phân tӱ EuQKWKѭӡng O2 phân ly thành oxy nguyên tӱ 2ÿӇ phá vӥ liên kӃt nguyên tӱ ÿyFҫn phҧLFyFiFSKRWRQEѭӟc song ngҳQKѫQȝPGRÿyFiFSKRWRQ [HPFiFEӭc xҥ là các hҥt rӡi rҥc ± photon) có QăQJ OѭӧQJQKѭYұy bӏ hҩp thө hoàn toàn ChӍ mӝt phҫn các nguyên tӵ oxy kӃt hӧp thành các phân tӱFiFÿҥLÿDVӕ các nguyên tӱ WѭѫQJWiFYӟi các phân tӱ oxy khác tҥo thành phân tӱ ozon O3R]RQFNJQJKҩp thө bӭc xҥ tӱ ngoҥLQKѭQJWKҩSKѫQR[\Gѭӟi tác dөng cӫDFiFSKRWRQFyEѭӟc sóng ngҳQKѫQ ȝPVӵ phân tách O3 thành O2 và
O xҧ\UD1KѭYұy hҫXQKѭWRjQEӝ QăQJOѭӧng cӫa bӭc xҥ tӱ ngoҥLÿѭӧFGQJÿӇ duy trì quá trình phân ly và hӧp nhҩt cӫa O, O2 và O3ÿyOjPӝt quá trình әQÿӏnh Do quá WUuQKQj\NKLÿLTXDNKLTX\Ӈn, bӭc xҥ tӱ ngoҥi biӃn thành bӭc xҥ vӟLQăQJOѭӧng nhӓ KѫQ
Các bӭc xҥ vӟL Eѭӟc sóng ӭng vӟi vùng nhìn thҩy và vùng hông ngoҥi cӫa phә WѭѫQJWiFYӟi các phân tӱ khí và các hҥt bөi cӫDNK{QJNKtQKѭQJNK{QJSKiYӥ các liên kӃt cӫD FK~QJ NKL ÿy FiF SKRWRQ Eӏ tán xҥ NKi ÿӅu theo mӑL Kѭӟng và mӝt sӕ photon quay trӣ lҥLNK{QJJLDQYNJWUө Bӭc xҥ chӏu dҥng tán xҥ do chӫ yӃu là bӭc xҥ có Eѭӟc sóng ngҳn nhҩt Sau khi phҧn xҥ tӯ các phҫn khác nhau cӫa khí quyӇn bӭc xҥ tán
xҥ ÿLÿӃn chúng ta mang theo màu xanh lam cӫa bҫu trӡi trong sáng và có thӇ quan sát ÿѭӧc ӣ ÿӝ cao không lӟn Các giӑWQѭӟFFNJQJWiQ[ҥ rҩt mҥnh bӭc xҥ mһt trӡi Bӭc xҥ mһt trӡLNKLÿLTXDNKtTX\Ӈn còn gһp mӝt trӣ ngҥLÿiQJNӇ nӳDÿyOjVӵ hҩp thө cӫa các phân tӱ KѫLQѭӟc, khí cacbonic và các hӧp chҩt khác, mӭFÿӝ cӫa sӵ hҩp thө này phө thuӝFYjREѭӟc sóng, mҥnh nhҩt ӣ khoҧng giӳ vùng hӗng ngoҥi cӫa phә
Trang 21Hình 2.2 Quá trình tuyӅQQăQJOѭӧng bӭc xҥ mһt trӡi qua lӟp khí quyӇn cӫD7UiLĈҩt PhҫQ QăQJ Oѭӧng bӭc xҥ mһt trӡi truyӅn tӟi bӅ mһW WUiL ÿҩt trong nhӳng ngày quang ÿmQJ(không có mây) ӣ thӡLÿLӇm cao nhҩt vào khoҧng 1000W/m2 [1]
YӃu tӕ FѫEҧQ[iFÿӏQKFѭӡQJÿӝ cӫa bӭc xҥ mһt trӡi ӣ mӝWÿLӇPQjRÿyWUrQ7UiLÿҩt OjTXmQJÿѭӡQJQyÿLTXD Sӵ mҩWPiWQăQJOѭӧQJWUrQTXmQJÿѭӡQJÿyJҳn liӅn vӟi sӵ tán xҥ, hҩp thө bӭc xҥ và phө thuӝc vào thӡi gian trong ngày, mùa, vӏ WUtÿӏa lý Các mùa hình thành là do sӵ nghiêng cӫa trөF WUiL ÿҩW ÿӕi vӟi mһt phҷng quӻ ÿҥo cӫa nó quanh Mһt trӡi gây ra Góc nghiêng vào khoҧng 66,5o và thӵc tӃ [HP QKѭNK{QJÿәi trong không gian Sӵ ÿӏQKKѭӟng QKѭYұy cӫa trөFTXD\WUiLÿҩt trong chuyӇQÿӝng cӫa Qyÿӕi vӟi Mһt trӡi gây ra nhӳng sӵ GDRÿӝng quan trӑng vӅ ÿӝ GjLQJj\Yjÿrm trong QăP
Trang 222 7tQKWRiQQăQJOѭӧng mһt trӡi
&ѭӡQJÿӝ bӭc xҥ mһt trӡi trên mһWÿҩt chӫ yӃu phө thuӝc 2 yӃu tә: góc nghiêng cӫa FiFWLDViQJÿӕi vӟi mһt phҷng bӅ mһt tҥLÿLӇPÿmFKRYjÿӝ GjLÿѭӡQJÿLFӫa các tia sáng trong khí quyӇn hay nói chung là phө thuӝF YjR ÿӝ cao cӫa Mһt trӡi (Góc giӳa SKѭѫQJWӯ ÿLӇPTXDQViWÿӃn Mһt trӡi và mһt phҷng nҵPQJDQJÿLTXDÿLӇPÿy) YӃu
tӕ Fѫ EҧQ [iF ÿӏQK FѭӡQJ ÿӝ cӫa bӭc xҥ mһt trӡi ӣ mӝW ÿLӇP QjR ÿy WUrQ 7UiL ÿҩt là TXmQJÿѭӡQJQyÿLTXD Sӵ mҩWPiWQăQJOѭӧQJWUrQTXmQJÿѭӡQJÿyJҳn liӅn vӟi sӵ tán xҥ, hҩp thө bӭc xҥ và phө thuӝc vào thӡi gian trong ngày, mùa, vӏ WUtÿӏa lý
Quan hӋ giӳa bӭc xҥ mһt trӡi ngoài khí quyӇn và thӡL JLDQ WURQJ QăP Fy WKӇ xác ÿӏQKWKHRSKѭѫQJWUuQKVDX
1JRjLSKѭѫQJSKiS[iFÿӏQKFѭӡQJÿӝ bӭc xҥ mһt trӡi tҥi mӝWÿLӇm bҩt kǤ dӵa trên
vӏ WUtÿӏa lý (ÿӝ cao mһt trӡi QKѭWUrQ, trong thӵc tӃ QJѭӡLWDÿmFKӃ tҥo các dөng cө ÿRFѭӡQJÿӝ bӭc xҥ mһt trӡi trӵc tiӃp tҥLÿLӇm cҫQÿR ThiӃt bӏ ÿREӭc xҥ mһt trӡLWKѭӡng
có 2 loҥL ÿR WUӵc xҥ QKѭ S\UKHOLRPHWHU DFWLQRPHWHU Yj ÿR Wәng xҥ (pyranometer, Solarimeter)
Ngày nay vӟLNƭWKXұt vi xӱ OêQJѭӡi ta có thӇ GQJFiFÿҫXÿR VHQVRU Eӭc xҥ ÿӇ ÿRWӵ ÿӝQJFѭӡQJÿӝ bӭc xҥ cӫa mӝWQѫLQjRÿyYjNӃt quҧ ÿѭӧFOѭXOҥi trong máy tính
Hình 2.3 Nhұt kӃ xҥ
Trang 23Hình 2.4 Trӵc xҥ kӃ
3 Cҩu tҥo và hoҥWÿӝng cӫa pin mһt trӡi
a) HiӋu ӭQJTXDQJÿLӋn
Pin mһt trӡLOjSKѭѫQJSKiSVҧn xuҩWÿLӋn trӵc tiӃp tӯ QăQJOѭӧng mһt trӡi qua thiӃt
bӏ biӃQÿӕi TXDQJÿLӋn Pin mһt trӡLFyѭXÿLӇm là gӑn nhҽ có thӇ lҳp bҩt kǤ ӣ ÿkXFyánh sáng mһt trӡLÿһc biӋWOjWURQJOƭQKYӵFWjXYNJWUө Ӭng dөQJQăQJOѭӧng mһt trӡi Gѭӟi dҥQJQj\ÿѭӧc phát triӇn vӟi tӕFÿӝ rҩt nhanh, nhҩt là ӣ FiFQѭӟc phát triӇn Ngày nay con QJѭӡLÿmӭng dөng pin mһt trӡLWURQJOƭQKYӵFKjQJNK{QJYNJWUөÿӇ chҥy xe
và trong sinh hoҥt thay thӃ dҫn nguӗQQăQJOѭӧng truyӅn thӕng
Pin mһt trӡi làm viӋc theo nguyên lý là biӃQ ÿәi trӵc tiӃS QăQJ Oѭӧng bӭc xҥ mһt trӡLWKjQKÿiӋQQăQJQKӡ hiӋu ӭng quang ÿLӋn
HiӋu ӭQJ TXDQJ ÿLӋQ ÿѭӧc phát hiӋQ ÿҫX WLrQ QăP Eӣi nhà vұt lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel 7X\QKLrQFKRÿӃn 1883 mӝWSLQQăQJOѭӧng mӟLÿѭӧc tҥo thành, bӣi Charles Fritts, ông phӫ lên mҥch bán dүn selen mӝt lӟp cӵc mӓng vàng
ÿӇ tҥo nên mҥch nӕi ThiӃt bӏ chӍ có hiӋu suҩt 1 %, 5XVVHOO2KO[HPOjQJѭӡi tҥo ra pin
Trang 24QăQJOѭӧng mһt trӡLÿҫXWLrQQăP 6DXÿy6YHQ$VRQ%HUJOXQGÿmFyFiFSKѭѫQJSKiSOLrQTXDQÿӃn viӋFWăQJNKҧ QăQJFҧm nhұn ánh sáng cӫa pin
Hình 2.5 HӋ 2 mӭFQăQJOѭӧng
Xét mӝt hӋ hai mӭFQăQJOѭӧQJÿLӋn tӱ (hình 2.5) E1<E2, EuQKWKѭӡQJÿLӋn tӱ chiӃm mӭF QăQJ Oѭӧng thҩS KѫQ ( Khi nhұn bӭc xҥ mһt trӡi, Oѭӧng tӱ ánh sáng SKRWRQFyQăQJOѭӧng hQ (WURQJÿyKOjKҵng sӕ Planck, Q là tҫn sӕ ánh sáng) bӏ ÿLӋn
tӱ hҩp thө và chuyӇn lên mӭFQăQJOѭӧng E 7DFySKѭѫQJWUuQKFkQEҵQJQăQJOѭӧng:
1 2
Trong các vұt thӇ rҳn, GRWѭѫQJWiFUҩt mҥnh cӫa mҥng tinh thӇ OrQÿLӋn tӱ vòng ngoài, nên các mӭFQăQJOѭӧng cӫa nó bӏ tách ra nhiӅu mӭFQăQJOѭӧng sát nhau và tҥo WKjQKFiFYQJQăQJOѭӧng (hình 2.5) 9QJQăQJOѭӧng thҩp bӏ FiFÿLӋn tӱ chiӃPÿҫy khi ӣ trҥng thái cân bҵng gӑi là vùng hoá trӏ, mà mһt trên cӫa nó có mӭFQăQJ lѭӧng
Ev 9QJQăQJOѭӧng phía trên tiӃSÿyKRjQWRjQWUӕng hoһc chӍ bӏ chiӃm mӝt phҫn gӑi
là vùng dүn, mһW Gѭӟi cӫD YQJ Fy QăQJ Oѭӧng là Ec Cách ly giӳa 2 vùng hóa trӏ và vùng dүn là mӝt vùng cҩS Fy ÿӝ rӝng vӟL QăQJ Oѭӧng là Eg, WURQJ ÿy NK{QJ Fy Pӭc QăQJOѭӧng cho phép nào cӫDÿLӋn tӱ
Khi nhұn bӭc xҥ mһt trӡi, SKRWRQFyQăQJOѭӧng hQ tӟi hӋ thӕng và bӏ ÿLӋn tӱ ӣ vùng hoá trӏ thҩp hҩp thu và nó có thӇ chuyӇn lên vùng dүQÿӇ trӣ WKjQKÿLӋn tӱ tӵ do e-, ÿӇ lҥi ӣ vùng hoá trӏ mӝt lӛ trӕng có thӇ FRLQKѭKҥWPDQJÿLӋQGѭѫQJ, ký hiӋu là h+
Lӛ trӕng này có thӇ di chuyӇn và tham gia vào quá trình dүQÿLӋn
Trang 25Hình 2.6&iFYQJQăQJOѭӧng
HiӋu ӭQJ Oѭӧng tӱ cӫa quá trình hҩp thө QăQJ Oѭӧng cӫa photon có thӇ mô tҧ bҵQJSKѭѫQJWUuQKVDX
Ev KȞ-> e- + h+ (2.5) ĈLӅu kiӋQÿӇ ÿLӋn tӱ có thӇ hҩp thө QăQJOѭӧng cӫa photon và chuyӇn tӯ vùng hoá trӏ lên vùng dүn, tҥo ra cһSÿLӋn tӱ - lӛ trӕQJOjKȞ KFȜ!(g = Ec ± Ev Tӯ ÿyFythӇ WtQKÿѭӧFEѭӟc sóng tӟi hҥn 2 cӫDiQKViQJÿӇ có thӇ tҥo ra cһp e- - h+ [1]:
Ev, quá trình phөc hӗi chӍ xҧy ra trong khoҧng thӡi gian rҩt ngҳn 10-12:10-1 giây và gây UDGDRÿӝng mҥnh (photon) 1ăQJOѭӧng bӏ tәn hao do quá trình phөc hӗi sӁ là
Eph KȞ ± Eg (2.8) Tóm lҥi khi vұt rҳn nhұn tia bӭc xҥ mһt trӡi, ÿLӋn tӱ ӣ vùng hoá trӏ hҩp thө QăQJOѭӧng photon hQ và chuyӇn lên vùng dүn tҥo ra cһp hҥt dүQÿLӋn tӱ - lӛ trӕng e- - h+, tӭFOjÿmWҥo ra mӝWÿLӋn thӃ HiӋQWѭӧQJÿyJӑi là hiӋu ӭQJTXDQJÿLӋn bên trong
Trang 26Hình 2.7 Nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa pin mһt trӡi
b) HiӋu xuҩt cӫa quá trình biӃQÿәLTXDQJÿLӋn
Ta có thӇ [iF ÿӏnh hiӋu suҩt giӟi hҥn vӅ mһt lý thuyӃW Ș Fӫa quá trình biӃQ ÿәi TXDQJÿLӋn cӫa hӋ thӕng 2 mӭFQKѭVDX [1]:
0
0
( ) ( )
Trang 271KѭYұy hiӋu suҩWȘOjKjPFӫa Eg (hình 2.4)
Bҵng tính toán lý thuyӃWÿӕi vӟi chҩt bán dүn Silicon thì hiӋu suҩWȘ [1]
c) Cҩu tҥo pin mһt trӡi
HiӋn nay vұt liӋu chӫ yӃu cho pin mһt trӡi là các silic tinh thӇ Pin mһt trӡi tӯ tinh thӇ silic chia ra thành 3 loҥi:
Mӝt tinh thӇ KD\ÿѫQ tinh thӇ module sҧn xuҩt dӵa trên quá trình Czochralski ÿѫQtinh thӇ loҥi này có hiӋu suҩt tӟi 16 % &K~QJWKѭӡng rҩWÿҳt tiӅQGRÿѭӧc cҳt tӯ các thӓi hình ӕng, các tҩPÿѫQWKӃ này có các mһt trӕng ӣ góc nәi các module
ĈDWLQKWKӇ làm tӯ các thӓLÿ~F- ÿ~FWӯ silic nung chҧy cҭn thұQÿѭӧc làm nguӝi và làm rҳn &iFSLQQj\WKѭӡng rҿ KѫQFiFÿѫQWLQKWKӃ, tuy nhiên hiӋu suҩWNpPKѫQ Tuy nhiên chúng có thӇ tҥo thành các tҩm vuông che phӫ bӅ mһt nhiӅXKѫQÿѫQWLQKWKӇ bù lҥi cho hiӋu suҩt thҩp cӫa nó
Dҧi silic tҥo tӯ các miӃng phim mӓng tӯ silic nóng chҧy và có cҩXWU~FÿDWLQKWKӇ LoҥL Qj\ WKѭӡng có hiӋu suҩt thҩp nhҩt, tuy nhiên loҥi này rҿ nhҩt trong các loҥi vì không cҫn phҧi cҳt tӯ thӓi silicon
Trang 28Mӝt lӟp tiӃp xúc bán dүn pn có khҧ QăQJELӃQÿәi trӵc tiӃSQăQJOѭӧng bӭc xҥ mһt trӡLWKjQKÿLӋQQăQJQKӡ hiӋu ӭQJTXDQJÿLӋn bên trong gӑi là pin mһt trӡi Pin mһt trӡi ÿѭӧc sҧn xuҩt và ӭng dөng phӕ biӃn hiӋn nay là các pin mһt trӡLÿѭӧc chӃ tҥo tӯ vұt liӋu tinh thӇ bán dүn silicon (Si) có hoá trӏ 4 Tӯ tinh thӇ Si tinh khiӃt, ÿӇ có vұt liӋu tinh thӇ bán dүn Si loҥi n, QJѭӡi ta pha tҥp chҩt donor là photpho có hoá trӏ 5 Con có thӇ có vұt liӋu bán dүn tinh thӇ loҥi p thì tҥp chҩWDFFHSWRUÿѭӧFGQJÿӇ pha vào Si là
Bo có hoá trӏ 3 Ĉӕi vӟi pin mһt trӡi tӯ vұt liӋu tinh thӇ Si khi bӭc xҥ mһt trӡi chiӃu ÿӃn thì hiӋXÿLӋn thӃ hӣ mҥch giӳa 2 cӵc khoҧng 0,9YjGzQJÿLӋQÿRҧn mҥch cӫa
nó khi bӭc xҥ mһt trӡLFyFѭӡQJÿӝ 1000W/m2 vào khoҧQJÿӃn 30 mA/cm2 [1] HiӋQQD\QJѭӡLWDÿmFKӃ tҥo pin mһt trӡi bҵng vұt liӋu SLY{ÿӏnh hình ( a - Si ) So vӟi pin mһt trӡi tinh thӇ Si thì pin mһt trӡi a - Si giá thành rҿ KѫQQKѭQJKLӋu suҩt thҩp KѫQYjNpPәQÿӏnh Ngoài Si, hiӋQQD\QJѭӡi WDÿDQJQJKLrQFӭu và thӭ nghiӋm các loҥi vұt liӋu khác có nhiӅu triӇn vӑQJQKѭ6XQILWFDGPLÿӗng ( CuCds ), galium - arsenit ( GaAs )
4 Mô hình pin mһt trӡi
Cҩu hình cӫa hӋ mһt trӡi bao gӗm mӝt sӕ Oѭӧng pin mһt trӡi cҫn thiӃWWKѭӡQJÿѭӧc gӑLOjFiFP{ÿXQÿѭӧc kӃt nӕi nӕi tiӃp hoһFVRQJVRQJÿӇ ÿҥWÿѭӧFÿҫXUDÿLӋn áp cҫn thiӃt 3KѭѫQJtrình toán hӑc FѫEҧn vӅ chҩt bán dүn mô tҧ qua ÿһc tính I vӝi V cӫa tӃ EjR39OêWѭӣng là:
Trang 290 exp s 1 s pv
hӋ sӕ GzQJ ÿLӋn ngҳn mҥch / nhiӋW ÿӝ (KI) và công suҩW ÿҫu ra cӵF ÿҥi (Pmax, e) 7K{QJWLQQj\OX{Qÿѭӧc cung cҩp vӟi tham chiӃXÿӃQÿLӅu kiӋQGDQKQJKƭDKRһFÿLӅu kiӋn thӱ nghiӋm tiêu chuҭn (STC,) vӅ nhiӋt ÿӝ và bӭc xҥ mһt trӡi ThiӃt bӏ PV thӵc tӃ Fy ÿLӋn trӣ nӕi tiӃp RS có ҧQK KѭӣQJ ÿӃQ ÿLӋn áp Yj ÿLӋn trӣ song song RP có ҧnh KѭӣQJÿӃQGzQJÿLӋn hoҥWÿӝng cӫDP{ÿXQTXDQJÿLӋn
Hình 2.9 SөWiSGRÿLӋn trӣ nӕi tiӃp
Hình 2.10 ҦQKKѭӣng cӫDÿLӋn trӣ song song Rp
Trang 305 Các loҥi hӋ thӕng pin mһt trӡi
HӋ pin mһt trӡi (hӋ PV ± SKRWRYROWDLFV\VWHP QKuQFKXQJÿѭӧc chia làm 2 loҥLFѫbҧn:
ra công suҩt tӕLÿDFӫa mҧng PV Hình 2.11 cho thҩ\Vѫÿӗ khӕi chung cӫa hӋ thӕng
PV ÿӝc lұp
Hình 2.116ѫÿӗ khӕi cӫa hӋ hӋ 39ÿӝc lұp
Mӝt ví dө vӅ hӋ thӕQJ39QăQJOѭӧng mһt trӡi kӃt hӧp trӵc tiӃp là trong các ӭng dөng nông nghiӋS P{ ÿXQ 39 QăQJ Oѭӧng mһt trӡi có thӇ ÿѭӧc kӃt nӕi trӵc tiӃS ÿӇ chҥ\ Pi\ EѫP 7\ WKXӝc vào công suҩt cӫD Pi\ EѫP P{-ÿXQ Fy WKӇ ÿѭӧc kӃt nӕi theo cҩu hình nӕi tiӃp / song song Trong ӭng dөng này, bҧo vӋ WăQJiSOjFҫn thiӃWÿӇ kӃt nӕi giӳa nguӗn cung cҩp nhҵm bҧo vӋ SKyQJÿLӋn giӳa các cӵc3LQÿѭӧc sӱ dөng
ÿӇ OѭXWUӳ QăQJOѭӧng trong nhiӅu hӋ thӕQJ39ÿӝc lұp Hình 2.12 cho thҩ\Vѫÿӗ khӕi cӫa hӋ thӕQJ39ÿӝc lұSÿLӇn hình cung cҩSQăQJOѭӧng cho tҧi DC và AC vӟi bӝ OѭXtrӳ QăQJOѭӧng
Trang 31Hình 2.126ѫÿӗ khӕi cӫa hӋ 39ÿӝc lұSFyOѭXWUӳ QăQJOѭӧng
Vӟi hӋ PV có SLQOѭXWUӳ QăQJOѭӧng, vӅ FѫEҧn giӕQJQKѭhӋ thӕng PV không có pin ngoҥi trӯ có mӝt vài thành phҫn bә VXQJÿѭӧc yêu cҫXÿӇ cung cҩSÿӝ әQÿӏnh sҥc pin Các tҩm 39ÿѭӧc kӃt nӕi nӕi tiӃSÿӇ ÿҥWÿѭӧc mӭFWăQJÿLӋn áp DC mong muӕn, chҷng hҥQ QKѭ KRһc 48 V Bӝ ÿLӅu khiӇn sҥF ÿLӅu chӍQK ÿҫX UD GzQJ ÿLӋn và QJăQPӭFÿLӋQiSYѭӧt quá giá trӏ tӕLÿDÿӇ sҥc pin
Trong nhӳng giӡ nҳng, tҧLÿѭӧc cung cҩp nguӗn DC và ÿӗng thӡi sҥc pin Bӝ ÿLӅu khiӇn sӁ ÿҧm bҧo rҵQJÿҫu ra nguӗn DC tӯ các mҧng PV phҧLÿӫ ÿӇ duy trì tҧi Kích WKѭӟc pin phө thuӝc vào mӝt sӕ yӃu tӕ, chҷng hҥQQKѭWKӡi gian cung cҩSÿLӋn liên tөc cho phө tҧi là bao lâu khi có ít hoһc không có bӭc xҥ tӯ mһt trӡi Pin tҥo ra tәn thҩt QăQJOѭӧng 20-30% do nhiӋt khi hoҥWÿӝQJÿLӅXQj\FNJQJSKҧLÿѭӧc xem xét Khi thiӃt
kӃ hӋ thӕQJ39QăQJOѭӧng mһt trӡi vӟi pin dӵ phòng, nhà thiӃt kӃ phҧL[iFÿӏnh vӏ trí thích hӧSFKRJLiÿӥ pin và vҩQÿӅ tҧn nhiӋt cho pin
b) HӋ PV kӃt nӕLOѭӟi
Thành phҫn chính cӫa hӋ thӕQJ 39 ÿѭӧc kӃt nӕL Oѭӟi là bӝ ÿLӅX KzD QăQJ Oѭӧng (Power Conditioning Unit - PCU) PCU chuyӇQ ÿәi công suҩt DC do PV sҧn xuҩt thành nguӗn AC theo yêu cҫu chҩW OѭӧQJ ÿLӋQ iS Yj QăQJ Oѭӧng cӫD OѭӟL ÿLӋn Giao tiӃp hai chiӅX ÿѭӧc thӵc hiӋn giӳa các mҥFK ÿҫu ra AC cӫa hӋ thӕQJ Yj OѭӟL ÿLӋn,
Trang 32WKѭӡng là tҥi bҧng phân phӕi tҥi chӛ hoһc thiӃt bӏ ÿҫu vàoĈLӅu này cho phép nguӗn ÿLӋn xoay chiӅu do hӋ thӕng PV sҧn xuҩWÿӇ cung cҩp cho tҧLÿӏDSKѭѫQJ hoһc cung cҩp lҥLFKROѭӟLÿLӋQNKLÿҫu ra cӫa hӋ thӕng PV lӟQKѫQQKXFҫu tҧi tҥLÿӏDSKѭѫQJ 7tQKQăQJDQWRjQQj\ÿѭӧc yêu cҫu trong tҩt cҧ các hӋ thӕQJ39ÿѭӧc kӃt nӕLOѭӟi và ÿҧm bҧo rҵng hӋ thӕng PV sӁ không tiӃp tөc hoҥWÿӝQJYjÿѭDWUӣ lҥLYjROѭӟi tiӋn ích NKLOѭӟi bӏ bҧo trì hoһc trong khi xҧy ra sӵ cӕ Hình 2.13 cho thҩ\Vѫÿӗ khӕi chung cӫa
hӋ thӕng pin mһt trӡi nӕLOѭӟi Trong các hӋ thӕQJÿѭӧc kӃt nӕLOѭӟi, viӋc chuyӇQÿәi nguӗn AC tӯ máy phát dӵ phòng và biӃn tҫn sang bus dӏch vө hoһc tҧL ÿѭӧc kӃt nӕi ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng các công tҳc chuyӇn tӵ ÿӝng bên trong hoһc bên ngoài [2]
Hình 2.136ѫÿӗ khӕi cӫa hӋ thӕng PV kӃt nӕLOѭӟi
Trong khӕi PCU có hai phҫQ FKtQK ÿѭӧc quan tâm nhҩt là bӝ biӃQ ÿәi mӝt chiӅu DC-DC và bӝ biӃQÿәi DC-AC
+uQK6ѫÿӗ cӫa khӕi PCU
Trang 33Bӝ DC - '&ÿѭӧFGQJÿӇ [iFÿӏQKÿLӇm làm viӋc có công suҩt lӟn nhҩt cӫa pin và làm әQÿӏnh nguӗQÿLӋn mӝt chiӅu lҩy tӯ pin mһt trӡLÿӇ cung cҩp cho tҧi và ҳc quy Bӝ biӃQÿәi DC - DC còn có tác dөQJÿLӅu khiӇn chӃ ÿӝ nҥSYjSKyQJÿӇ bҧo vӋ và nâng cao tuәi thӑ cho ҳc quy Có nhiӅu loҥi bӝ biӃQÿәi DC - '&ÿѭӧc sӱ dөQJQKѭQJSKә biӃn nhҩt vүn là 3 loҥi là : Bӝ WăQJ iS Boost, Bӝ giҧm áp Buck và Bӝ hӛn hӧS WăQJgiҧm Boost ± Buck Cҧ 3 loҥi DC - '& WUrQ ÿӅu sӱ dөng nguyên tҳF ÿyQJ Pӣ khóa ÿLӋn tӱ theo mӝt chu kǤ ÿѭӧc tính toán sҹQÿӇ ÿҥWÿѭӧc mөFÿtFKVӱ dөng Tùy theo mөFÿtFKYjQKXFҫu mà bӝ DC - '&ÿѭӧc lӵa chӑn cho thích hӧp [2]
.KyDÿLӋn tӱ trong mҥch DC - '&ÿѭӧFÿLӅu khiӇQÿyQJFҳt tӯng chu kǤ Mҥch ÿLӅu khiӇQNKyDÿLӋn tӱ Qj\ÿѭӧc kӃt hӧp vӟi thuұWWRiQ[iFÿӏQKÿLӇm làm viӋc tӕLѭX( MPPT ± 0D[LPXP3RZHU3RLQW7UDFNLQJ