TRUONG DAI HOC DIEN LUC CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC PHIẾU GIAO DE TAI Ho va tén sinh vién: Lé Héng Son Mã sinh viên: 1581960
Thực trạng sử dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam
Tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam được ước tính khoảng 6,78 triệu kWh/năm (43,9 tỷ TOE/năm), nhưng việc khai thác vẫn còn hạn chế Hiện nay, các nghiên cứu và ứng dụng năng lượng mặt trời chủ yếu tập trung vào một số lĩnh vực như cung cấp nước nóng cho sinh hoạt, phát điện quy mô nhỏ, sấy, nấu ăn và chưng cất nước, nhưng vẫn chỉ ở mức thử nghiệm và chưa đáng kể.
Việt Nam sở hữu tiềm năng phát triển điện mặt trời rất lớn, nhưng việc khai thác và sử dụng nguồn năng lượng này vẫn còn hạn chế Đến năm 2014, dự án điện mặt trời lớn đầu tiên, nhà máy quang năng Hội An tại Côn Đảo, mới được triển khai với tổng đầu tư 140.000 Euro Dự án này đã hoàn thành và kết nối lưới điện vào tháng 12/2014.
Theo thống kê, cả nước hiện có khoảng 60 hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời (NLMT) tập thể, phục vụ cho khoảng 5.000 gia đình Trong đó, 95% hệ thống được lắp đặt tại khu vực thành thị, chỉ 5% tại nông thôn Đối tượng lắp đặt và sử dụng chủ yếu là các hộ gia đình, chiếm khoảng 99%, trong khi 1% còn lại phục vụ cho các cơ sở như nhà trẻ, trường mẫu giáo, trạm y tế, khách sạn và trường học.
Năng lượng mặt trời đang được sử dụng để sản xuất điện tại Việt Nam, đặc biệt là ở các khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa và các hải đảo.
GVHD: Pham Manh Hai 17 Tô Hồng Sơn
Tính đến giữa tháng 4/2019, hệ thống điện Việt Nam chỉ có 4 nhà máy điện mặt trời với tổng công suất dưới 150 MW Tuy nhiên, hiện nay, nguồn điện mặt trời đã chiếm 8,28% công suất đặt của toàn hệ thống Dự kiến, tỷ lệ này sẽ tiếp tục tăng cho đến cuối năm 2019.
AO sẽ tiếp tục đưa vào vận hành 13 nhà máy điện mặt trời mới với tổng công suất 630 MW, nâng tổng số nhà máy điện mặt trời trong toàn hệ thống lên 95 nhà máy.
Hình 1.9: Nhà máy điện mặt trời nổi trên ho Dau Tiếng
Phần lớn dự án điện mặt trời tập trung ở phía nam, nỗi bật nhất là Ninh Thuận va
Tính đến cuối tháng 12/2019, Bình Thuận có 87 nhà máy điện đang hoạt động với tổng công suất 4.500 MW, trong đó 22 nhà máy có công suất trên 100 MW Ngoài ra, tỉnh đang quy hoạch 126 dự án với tổng công suất 8.960 MW và 260 dự án đang chờ xét duyệt với tổng công suất 28.300 MW.
8 https://evn.com vn/d6/news/Den-3062019-Tren-4460-MW-dien-mat-troi-da-hoa-luoi-14 1-17-23925 aspx
GVHD: Pham Manh Hai 18 Tô Hồng Sơn
Duyét quy hoach Vận hành Chờ duyệt 1/2019 4/2019 30/6/2019
Phân bổ các dự án điện mặt trời
@ Hoarding @ Chuahoatding BM ous tai Côngsuất @ | Bifacial module @ Bifacial system
|IA Solar Inc _y| [380Wp33V Simono CS3/-380MB-AG Since 2018 Manufacturer 2018 +] —B Open
Available Now | Output voltage 400 V Tri SoHz ẹ 60Hz Goodwe M6 260-850 TL _SO/60Hz_GW20K-DT Snce 2012 +] By Open
Nb of MPPT inputs b 3 Ƒ Operating Voltage: 260-850 V Inverter power used 30.0 kWac
M Use multi-MPPT feature Input maximum voltage: 1000V sinverter with 2 MPPT
Hình 3.13: Hình ảnh nhập tấm pin JA Solar va inverter Goodwe
GVHD: Pham Manh Hai 37 Tô Hồng Sơn
|| sizes and Technology | Model parameters | Additional Data | Commercial | Graphs |
Model CS3U-380MB-AG Manufacturer fa Solar Inc
File name [3_STK_120P6.PAN Data source [Manufacturer 2018 TUV-SUD d
4 Custom parameters definition Prod, Since 2018
Nom Power 3800 Wp Tol.-/+ [0.0 [3.0 % Technology [S-mono vị
Manufacturer specifications or other measurements al Model summary 4 a Main parameters
Reference conditions GRef |1000 W/m? TRef [2s 96 ọ dua S00 chen | Short-circuit current Isc {10.134 A Open circuit Voc [48.27 V Rsh(G=0) 3000 ohm
Max Power Point Impp [9610 A Vmpp [39.5 V Rseriemodel 0.24ohm
Temperature coefficient mulsc [5.0 mA/°C Nbcels 72insen icant ‘oun or mulsc |0.049 %/°C (edit ceraiaions
; Internal model result tool 4 oRet 109 nA
Operating conditions GOper [1000 ơ W/m? TOper |25 fc muVoc ~146 mV/°C
Max Power Pont Pmpp 380.1 W 9| Temper coeff -0.36 9/5 "Maved = -037/%C
Current Impp 9.57 A Voltage Vmpp 39.7 V Short-circuit current Isc 10.13 A Open circuit Voc 48.3 V
EK show Optimization | Bà, Copy to table | lồ trnt | X Cancel J OK
Hình 3.14: Thông số kỹ thuật của tấm pin JA Solar
Thông số này dựa trên những kết quả thí nghiệm trong điều kiện bức xạ 1000
Wám? và nhiệt độ là 259C thì khi đó, công suất cực đại 380 Wp với độ giảm hiệu suất
Trong năm đầu tiên, pin Mono JA Solar ghi nhận hiệu suất đạt 3%, với các thông số kỹ thuật như sau: dòng ngắn mạch Ic là 130 A, dòng điện tối đa Impp đạt 9,610 A, điện áp hở mạch Vo là 48,27V, điện áp cực đại Vimpp là 39,54 V, và điện áp hở mạch tại nhiệt độ -10°C là 52,3 V.
GVHD: Pham Manh Hai 38 Tô Hồng Sơn
CHUONG 3: AP DUNG CONG CU THIET KE, LAP PHUONG AN HE THONG MAT TROI TOA G
Manufacturer fiREX Data source [Manufacturer 2018 Prod, Since 2018
Nom Power [3800 Wp Tol.-/+ {0.0 [30 % Technology |S-mono vị
-Manufacturer specifications or other measurements - ag Model anvil | | oF Main parameters
Reference conditions GRef [i000 W/m? TRef|25 ° R shunt 400 ohm Short-circuit current Isc [9.830 A Open circuit Voc |48.84 V Rsh(G=0) 4000 ohm Max Power Point Impp |9.310 A Vmpp |40.82 V Rseriemodel 0.22 ohm
Temperature coefficient muEc |39 mÁJ°C cote 72 in series | Reerieapxent O42 ohm or mulsc [0.040 %/°C | Model parameters
Internal model result tool A ToRef 0.06 nA
Operating conditions GOper [1000 +| W/m? TOper [25 fe | muVoc -150 mV/°C
Max Power Pont — Pmpp 380.1 W | Temper coeff -0.369%/4C "ưMavBed -037/C
Current Impp 9.29 A Voltage Vmpp 40.9 V Short-circuit current Isc 9.83 A Open circut Voc 48.8 V Efficiency /Celsarea N/A % / Module area 19.63 %
EK show Optimization | E> Copy to table | ES Print | X Cancel wœ
Hình 3.15: Thông số kỹ thuật của tắm pin IREX
Thông số này dựa trên những kết quả thí nghiệm trong điều kiện bức xạ 1000
Wám? và nhiệt độ là 250C thì khi đó, công suất cực đại 380 Wp với độ giảm hiệu suất
Trong năm đầu tiên, pin Mono IREX đạt hiệu suất 3%, với dòng ngắn mạch I„ = 9,830 A và hệ số nhiệt độ là 3,9 mA/%C Dòng cực đại Impp đạt 9,310 A, điện áp hở mạch Vo = 48,84 V và điện áp cực đại Vimpp = 40,82 V Ở nhiệt độ -10°C, điện áp hở mạch là 52,3 V.
GVHD: Pham Manh Hai 39 Tô Hồng Sơn
Théng s6 cua Inverter SMA Sunny Tripower 20000TL:
Main parameters | Efficiency curve | Additional parameters | Output parameters | Sizes and Technology | Commercial data |
Contractual specifications, without real physical meaning 2 Required
Maximum PV Power [20.4 kw of
Model Sunny Tripower 20000TL-30 Manufacturer [SMA
File name jSunny_Tripower_20000TL_30.OND Data source [Manufacturer 2014
9 Original PVsyst database Prod Since 2014
Input side (DC PV field) — ; Output side (AC grid)
Minimum MPP Voltage [320 sv | Monophased | TỶ
Min Voltage for PNom [ao v | | C Biphased IV 60Hz
Maximum current per MPPT [zo A | Ld
Nominal MPP Voltage [eo0 V TẾ [a00 — `
Maximum MPP Voltage [soo Vv AM on ~ ae yy 9 [1000 ¥ Maximum AC Power 20.0 kw
IV Efficency defined for 3 voltages
Exằ Copy to table | 2 Print X Cancel
Hình 3.16: Hình ảnh thông số của Inverter SMA
Điện áp đầu vào tối thiểu để khởi động inverter là 320V, với điện áp định mức là 600V Điện áp đầu vào tối đa có thể đạt tới 800V, trong khi điện áp đầu vào cao nhất là 1100V Công suất tiêu thụ của inverter là 84W.
> Thông số đầu ra: e_ Điện áp đầu ra: 400V e Công suất định mức 20kW
GVHD: Pham Manh Hai 40 Lé Héng Son
CHUONG 3: AP DUNG CONG CU THIET KE, LAP PHUONG AN HE THONG MAT TROI TOA G e Céng suat toi da 20kW e Dong dién dau ra 29A e Dong dién dau lén nhat: 29A e Hiéu suat toi đa: 98,4%,
Thông số của Inverter GOODWE GW20K - DT:
Main parameters | Efficency curve | Additional parameters | Output parameters | Sizes and Technology | Commercial data |
Model |GW20K-DT Manufacturer [Goodwe
Flename |Goodwe_GW20K DT.OND Data source [Manufacturer 2017
Contractual specifications, without real physical meaning Nominal PV Power Maximum PV Power Maximum PY Current fig w kì Required 20.5 kW [26.0 kw [7 [55.0 f8
Maximum AC Power Nominal AC current Maximum AC current
4 Original PVsyst database Prod Since 2012
“Input side (DC PV field) — Output side (AC grid)
Minimum MPP Voltage j2so — v (` Mónoghased am Min, Voltage for PNom NA V @ Triphased este
Maximum current per MPPT im A
Nominal MPP Voltage fe20 Vy Grid Vol [400 — v
Absolute max PV Voltage [1000 Vv
Iv Efficiency defined for 3 voltages
EXằ Copy to table | 2 yPrint
Hình 3.17: Hình ảnh thông số của Inverter Goodwe
Thông số đầu vào: Điện áp tối thiểu để khởi déng inverter: 260V Điện áp định mức 620V
Dải điện áp đầu vào tối đa: 850V
GVHD: Pham Manh Hai 41 Lé Héng Son e_ Điện áp đầu vào tối đa: 1000V e© Công suất tiêu thụ: 19W
Điện áp đầu ra của thiết bị là 400V với công suất định mức và công suất tối đa đều đạt 20kW Dòng điện đầu ra và dòng điện lớn nhất đều là 30A Hiệu suất tối đa của thiết bị lên tới 98,4%.
3.2.4 Chọn hệ thống dây dẫn và tốn thất trên dây dẫn
> Chọn dây dẫn I chiều DC
Trong phần Detailed losses chọn mục Ohmic Losses để chọn dây dẫn:
DC circuit: ohmic losses for the array
$edfled by fGhiwigegee 0 nOtm £ Dead computation
Hình 3.18: Tổng điện trở của dây dân DC
Dựa vào bảng quy chuẩn về dây dẫn điện 1 chiều DC EN 50618 — 2014:
Em chọn dây dẫn có tiết diện 2,5 mm² cho hệ thống Qua khảo sát vị trí đặt inverter, khoảng cách dây dẫn DC cần sử dụng là 12m Dưới đây là bảng quy chuẩn liên quan.
GVHD: Pham Manh Hai 42 Tô Hồng Sơn
CHUONG 3: AP DUNG CONG CU THIET KE, LAP PHUONG AN HE THONG MAT TROI TOA G
Bang 3.3: Bang lua chon déy dan DC
Nominal cross sectional area Current carrying capacity according to method of installation
Single cable | Single cable | Two loaded cables free in air on a surface touching, on a surface mm? A A A
Ambient temperature: 60 °C (see Table A.4 for other ambient temperatures) max conductor temperature: 120 °C
NOTE The expected period of use at a max conductor temperature of 120 °C and at a max ambient temperature of 90 °C i limited to 20 000 h
GVHD: Pham Manh Hai 43 Tô Hồng Sơn
Thong số được nhập như hình sau:
=Wiring layout: Groups of parallel strings
=Per crcuit ; Global array Aver length — Section Current — Resistance Resistance m / circuit mm? A mOhm mOhm
String module connexions ——— fiz [2.5 mm? vị 9.6 90 3 strings: 30.1
Main box to inverter ——= fiz [2.5 mm? vị 14.4 90 2inverters: 45.1
Please specify the total wire lengths for each circuit " -
(try "Schema" button) Field global wiring resistance 75.2 mOhm
MPP Loss fraction at STC 0.3 % Total copper mass 1kg
Total wire cost 0 me optimizati
Hình 3.19: Chiều dài và tiết điện đây dẫn DC
> Chọn dây dẫn xoay chiều AC
Cường độ dòng điện phía AC được tính như sau:
Với công suất P = 18,242kW U = 380V,cos ( = 0,95 thay vào công thức thì ta có I= 29,17A Dựa vào IEC 60439 em chọn dây dẫn theo bảng sau:
GVHD: Pham Manh Hai 44 Tô Hồng Sơn
CHUONG 3: AP DUNG CONG CU THIET KE, LAP PHUONG AN HE THONG MAT TROI TOA G
Bảng 3.4: Bảng lựa chọn đây dẫn AC
Dải dòng điện danh định '' Diện tích mặt cắt của day dẫn ?* 3)
Giả g dien dann d phải lớn: h g dau tié § cột thư nhat va mho hơn hoặc bảng g acotd
2) ©é thud en cho "chiệm và với sự đồng h he tao ne h n
" Ỹ e 3 5 r c da Ta 5 j g die nh dinh qui dint
”? Có thế dụ a hai đầy dã 1 ai dong dién da own
Dựa trên công thức và bảng 3.2, tôi đã chọn tiết diện dây dẫn AC là 6 mm² Khoảng cách từ Inverter đến tủ điện và tủ tổng của tòa nhà là 7m Các thông số này đã được nhập vào phần mềm để thực hiện tính toán.
GVHD: Pham Manh Hai 45 Lé Héng Son
CAC losses after the inverter (Full sy )
AC circuit: inverter to injection poi ; External trai
[V Significant length, to be accounted for I~ External transformer present le
Length Inverter to injection [7.0 m 6 1.00 0.00 Kw [7
Loss fraction atSTC [0.24 % Tản elose 0.00 F
STC: Pac = 18 kW, Vac = 400 V Trị, I = 26 A # ơ
Hình 3.20: Nhập chiều dài và tiết điện đây dẫn AC
Từ các dữ liệu trên ta có bảng khai báo các tôn thất như sau:
Collector field, CS3U-380MB-AG from JA Solar Inc wv T T T T T T T T
Resultant: Pmpp array= 13.0kW, Global loss = 11.1%
16 modules in series, 3 strings in parallel mm a
Incidence Ange a) * Beam /Globa fap % Ambient Temper fo %
Hinh 3.21: Biéu do tn thất của hệ thống
GVHD: Pham Manh Hai 46 Lé Héng Son
CHUONG 3: AP DUNG CONG CU THIET KE, LAP PHUONG AN HE THONG MAT TROI TOA G
3.3 Kết quả mô phỏng sản lượng điện
Dưới đây là bảng kết quả mô phỏng của hai hệ thống
Grid-Connected System: Main results
Simulation variant: New simulation variant Main system parametors System type No 3D scene defined, no shadings
PV Fie Onentaton tit 16° anrmuth 0ˆ
PV modules Model CS3U-380B-AG Pnom 380 Wo
PV Aray Nb of modules 4# Prom total 18.24 kWp rwerter Model GW20K.0T Prom 2000 kW ac fewerter pack Ne ofumts 15 Prom total 30.0 kW ac
User's needs Undimfed toad (gnơ}
Main senulation results System Producton
GiobHoer (| D@WHor TAmb | Gebinc | Giobtt EArray © Gra "pm
CC Lai Avery? < kyr? kivtyir? Men Men
February $8.7 49 40 175% 722 ma 1.200 1174 0.884 March 86.5 64 80 20.62 880 85.7 1.26 1395 0.89 Apeil 104 9 70.10 2441 204.7 101.9 1.659 1624 6.851 May 1427 88 :ũ 27 137.6 134.1 2154 2111 6.841 June 15340 9250 2.37 56.5 1418 2.265 2220 6817
August iss 85.00 23.45 152.6 149.0 2.379 2322 0.838 September 1141 79.40 2.84 147 11.5 1118 2076 0.845 October 1294 76.20 a.m 0.1 121 2.29 2187 0.855 November 24 6230 20.72 202.2 %8 1.61 1625 0.873 December 80.0 S0 80 1722 910 $3.9 134 1474 0.888 Year 11690 §S1n0 7395 924 13583 Ris 21 68 0.64
Legends: The GobtHor Horitertal global radiation and Goer Effective Gotal are essential for 1AM and shading corrections The DetMHor Horizontal Diffuse irradiation and EArray Effective energy at the output of the array play a crucial role in energy generation T_Amb represents the energy injected into the grid, while Gobiec refers to the global irradiance in the context of performance ratios.
Hình 3.22: Kết quá Mô phỏng sản lượng điện của hệ thống pin JA Solar
GVHD: Pham Manh Hai 47 Tô Hồng Sơn
Grid-Connected System: Loss diagram Project : Nha G
Simulation variant: New simulation variant
Main system parameters System type No 30 scene defined, no shadings
PV Field Onertaton tt 15° anmuth 0°
PV modules Model CS3U-380MB-AG Pnom 380 Wp
PV Aray Nb of modules 48 Prom total 18.24 kWp rwerter Model GW20K.0T Pnom 20.00 kW ac rwerter pack No ofurits 15 Prom total 430.0 kW ac
User's needs Uniimmed load (gnc)
Loss diagram ower the whole yaar
*!7% Giobal incident in coll plane 2.45% (AM làcto cơn (ý bái Effective irradiation on cóđectors efeency a STC ô10.28% PV comerson
Artay nominal energy (at STC offic.)
PV bons Gut $0 wradianee wel
PV lone Gust Oo Gemperatlane
The article discusses various factors affecting energy efficiency in electrical systems, including the impact of quantity and quality of current, as well as wiring losses It emphasizes the importance of monitoring virtual energy at the Maximum Power Point (MPP) to minimize losses during operation Additionally, it highlights the significance of assessing losses due to nominal voltage variations and power inversion, ensuring optimal inverter output for available energy.
AC thư: long Emargy tegected sto giiú
Hình 3.23: Biêu đô tồn thất trong một năm của hệ thông pin JA Solar
GVHD: Pham Manh Hai 48 Tô Hồng Sơn
CHUONG 3: AP DUNG CONG CU THIET KE, LAP PHUONG AN HE THONG MAT TROI TOA G
Grid-Connected System: Main results Nhà G
Simulation variant: New simulation variant
Main system parameters System type No 30 scene defined, no shadings
PV Fie Onentaton bit 18° anmuth 07
PV modules Model IR3S0M-72 Pnom 380 Wp
PV Aray No.of modules 48 Pnom total 18.24 kWp rwerter Model Sunny Trpower 20000TL-30 20.00 kW ac ewerter pack No ofunts 15 loi 30.0 kW ac
User's needs Untimied load ign}
Main simulation results System Producten Produced Energy 21.63 MWhiyear Specific prod 1186 kWWH/kWp/year
Norwsitved productions (per Wateied Hfipy Merteal power 1634 Kp Pertormasce Rati PR wm eg Si
= i lu AS AC ng XS CC HO eee TT
GlobHor | D@WHor | T Am | Gieblec | Globe | EArray E Gre om atu? mae c kevenyrn?_ | kyr MA Men Jarsary 664 Sa 80 15.44 718 698 120 1.163 0 848 February &8.7 4940 175 722 70.8 1.24 1.160 0.880
August 1548 85.00 23.6 52.6 148.7 +” 2328 0.837 September 114đ 79.40 26.84 1347 aii 24121 2072 0843 October 1294 7620 3.2 0.1 136.7 2.232 2184 0.864 Noverniằes 24 62.30 20.72 202.2 ms 1.665 16134 0871 December 80.0 50 40 1722 910 88.7 1.509 1470 0.8S