Nghiên cứu triển khai hệ thống điện mặt trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản của trường Đại học Nha Trang tại Vũng Ngán

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HUỲNH VĂN THỌ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 110W CHO LỒNG BÈ NUÔI THỦY SẢN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TẠI VŨNG NGÁN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử Nha Trang, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HUỲNH VĂN THỌ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 110W CHO LỒNG BÈ NUÔI THỦY SẢN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TẠI VŨNG NGÁN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC Nha Trang, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số: /QĐ-ĐHNT CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Khánh Hòa, ngày tháng năm 2014 QUYẾT ĐỊNH Về việc giao đồ án tốt nghiệp cho sinh viên HIỆU TRƢỞNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Căn định số 43/2007/QĐ-BGD-ĐT ngày 15/8/2007 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Quy chế đào tạo đại học cao đẳng hệ quy theo hệ thống tín chỉ; Căn định số 612/2009/QĐ-ĐHNT ngày 29/4/2009 Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang ban hành Quy định đào tạo đại học cao đẳng hệ quy theo hệ thống tín Trường Đại học Nha Trang; Căn định số 1204/QĐ-ĐHNT ngày 20/9/2012 Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang ban hành Quy định quản lý, tổ chức đào tạo trình độ đại học cao đẳng hệ quy theo hệ thống tín Trường Đại học Nha Trang; Xét đề nghị Trưởng Bộ môn Điện công nghiệp QUYẾT ĐỊNH: - Điều Giao cho sinh viên: Huỳnh Văn Thọ; MSSV: 52130485 Lớp: 52D-DT; Khóa: 52; Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật, điện, điện tử Thực đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu triển khai hệ thống điện Mặt Trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán Nội dung thực hiện: Tổng quan điện Mặt Trời sách phát triển ứng dụng quốc gia; Thực trạng ứng dụng điện Mặt Trời bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang; Giải pháp tối ƣu hóa hệ thống điện Mặt Trời bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán; - Đánh giá kết đạt đƣợc khuyến nghị Nơi thực hiện: Phịng thí nghiệm thử nghiệm bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán Thời gian thực hiện: từ ngày 25/ 02/ 2014 đến ngày 05/6/ 2014 Nộp báo cáo đồ án trƣớc ngày: 07/ 06/ 2014 cho Bộ môn: Điện tử - Tự động Điều Giảng viên Trần Tiến Phức hƣớng dẫn sinh viên thực đồ án theo Quy chế Bộ Giáo dục & Đào tạo hƣớng dẫn thực Quy chế Trƣờng Trƣởng Bộ môn Điện tử - Tự động định kỳ báo cáo cho Ban chủ nhiệm Khoa việc thực công tác tốt nghiệp sinh viên giảng viên hƣớng dẫn đƣợc quản lý Sinh viên Huỳnh Văn Thọ có trách nhiệm chấp hành Quy chế Bộ Giáo dục & Đào tạo, Quy định Trƣờng nơi thực tập q trình làm cơng tác tốt nghiệp, hồn thành đồ án tốt nghiệp thời gian quy định Điều Sinh viên có tên Điều 1, Giảng viên Trƣởng mơn có tên Điều chịu trách nhiệm thi hành Quyết định TL.HIỆU TRƢỞNG Nơi nhận: TRƢỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - Nhƣ điều 3; - Lƣu: VT, VPK BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên ngƣời nhận xét: Chức danh: Đơn vị công tác: Trƣờng Đại Học Nha Trang Tên đồ án: Nghiên cứu triển khai hệ thống điện Mặt Trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán Họ tên sinh viên: HUỲNH VĂN THỌ MSSV: 52130485 Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật điện- điện tử Hệ: Chính quy Khóa: 52 (2010-2014) Ý KIẾN NHẬN XÉT - Chất lƣợng hình thức: - Chất lượng nội dung: Khánh Hòa, ngày tháng 06 năm 2014 Ngƣời nhận xét - Điểm đánh giá: Bằng số Bằng chữ Điểm kết luận Hội đồng chấm Đồ án Điểm số Thư ký Hội đồng Điểm chữ Khánh Hòa, ngày tháng 06 năm 2014 Chủ tịch hội đồng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i MỞ ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Trong bối cảnh thay đổi khí hậu cạn kiệt nguồn tài nguyên ngày nghiêm trọng ngƣời ngày ý thức hữu hạn nguồn tài nguyên Nên việc tìm kiếm, phát triển nguồn lƣợng thay thân thiện với môi trƣờng trở nên ngày cấp bách quốc gia Do lƣợng Mặt Trời (NLMT) mục tiêu hàng đầu mà ngƣời tập trung nghiên cứu phát triển Từ lâu công nghệ sử dụng MLMT đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Hiện công nghệ đƣợc ứng dụng vào ngành nuôi trồng thủy sản số địa phƣơng ven biển Do vị trí địa lý lồng bè ni thủy sản nằm cách xa đất liền nên việc đƣa điện lƣới phục vụ nhu cầu sinh hoạt ngày vơ khó khăn Vì việc áp dụng NLMT cho lồng bè nuôi thủy sản vô cần thiết hữu hiệu Nó góp phần nâng cao suất lao động, giảm giá thành sản xuất, bảo vệ môi trƣờng sinh thái, Với lý đƣợc đồng ý ban chủ nhiệm khoa Điện – Điện tử Trƣờng Đại Học Nha Trang (ĐHNT), em đƣợc giao thực đề tài: “Nghiên cứu triển khai hệ thống điện Mặt Trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán” Đề tài đƣợc thực từ ngày 25/02/2014 đến ngày 05/6/2014 Mục đích sau hồn thành có kiến thức vấn đề NLMT Từ thiết kế, thi cơng phát triển hệ thống dùng NLMT cho lồng bè Trƣờng ĐHNT Vũng Ngán Cùng với việc kiểm tra đánh giá tính ổn định hiệu hệ thống điều kiện khí hậu lồng bè Từ có điều chỉnh cải tiến cho phù hợp Dù cố gắng thực đồ án này, song thời gian, tài liệu trình độ cịn hạn chế nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong q Thầy GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC SVTH: HUỲNH VĂN THỌ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii Cô bạn thông cảm đóng góp ý kiến để đồ án đƣợc hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cơ trƣờng; đến Chú Ba Anh Tồn làm việc lồng bè Vũng Ngán; bạn tập thể 52DDT tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án Đặc biệt quý Thầy Cô Khoa ĐiệnĐiện Tử ngƣời giảng dạy cung cấp kiến thức quý giá cho em suốt thời gian học trƣờng Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.TRẦN TIẾN PHỨC Thầy giáo trực tiếp hƣớng dẫn đồ án cho em Cảm ơn Thầy tận tình bảo, hƣớng dẫn, cung cấp tài liệu, kinh nghiệm, học quý giá cho em suốt trình làm đồ án Một lần em xin kính chúc q Thầy Cơ ngƣời khỏe mạnh, hạnh phúc ngày thành công sống GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC SVTH: HUỲNH VĂN THỌ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii TĨM TẮT ĐỒ ÁN Để hồn thành đồ án “Nghiên cứu triển khai hệ thống điện Mặt Trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán” em thực vấn đề sau:  Tìm hiểu sở lý thuyết vấn đề liên quan đến hệ thống NLMT Từ tính tốn, thiết kế hệ thống NLMT đáp ứng nhu cầu sử dụng  Tiến hành theo dõi, đo đạc và lấy số liệu thực nghiệm từ hệ thống điện mặt trời 110W đƣợc lắp đặt lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán  Nghiên cứu, thiết kế, lắp đặt các thiết bị tiết kiệm lƣợng có hiệu suất cao nhƣ: mạch nạp pin điện thoại sử dụng điện trực tiếp từ acquy, đèn chiếu sáng dùng led điều chỉnh độ sáng cách băm xung, mạch nạp acquy để nâng cao hiệu suất sử dụng hệ thống  Nghiên cứu, vận hành hoàn thiện máy cho cá ăn tự động lƣợng mặt trời GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC SVTH: HUỲNH VĂN THỌ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU i LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii MỤC LỤC iiv DANH SÁCH HÌNH VẼ vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ CHÍNH SÁCH PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG Ở CÁC QUỐC GIA 1.1 Tổng quan tiềm điện mặt trời 1.2 Tiềm sách phát triển ứng dụng quốc gia 1.2.1 Đối với giới 1.2.2 Đối với Việt Nam CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 10 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 11 2.1.1 Pin Mặt Trời 12 2.1.2 Acquy 15 2.2 Tính tốn lựa chọn cơng suất dàn pin mặt trời dung lƣợng bình acquy 24 2.2.1 Yêu cầu đặc trƣng phụ tải 24 2.2.2 Vị trí lắp đặt hệ thống 25 2.2.3 Các bƣớc thiết kế hệ thống điện Mặt Trời 26 CHƢƠNG 3: THỰC TRẠNG ỨNG DỤNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN BÈ NUÔI THỦY SẢN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG 31 3.1 Khái quát bè nuôi thủy sản nha trang vũng ngán 31 GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC SVTH: HUỲNH VĂN THỌ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP v 3.2 Tổng quát hệ thống điện bè nuôi thủy sản trƣờng đại học nha trang 33 3.3 Phân tích đánh giá thực trạng hệ thống điện mặt trời 110w bè 35 3.3.1 Thống kê, đo đạc công suất thiết bị sử dụng bè 35 3.3.2 Theo dõi, đo đạc công suất thực tế hệ thống 36 3.3.3 Phân tích, đánh giá thực trạng đáp ứng lựa chọn hệ thống 38 CHƢƠNG 4: GIẢI PHÁP TỐI ƢU HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN BÈ NUÔI THỦY SẢN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TẠI VŨNG NGÁN 39 4.1 Những giải pháp tối ƣu hóa hệ thống mà ngƣời tiến hành nghiên cứu áp dụng 39 4.2 Nghiên cứu, thiết kế, sử dụng tải tiết kiệm lƣợng 41 4.2.1 Mạch nạp Pin cho điện thoại sử dụng trực tiếp điện DC từ acquy 41 4.2.2 Đèn led sử dụng trực tiếp điện 12VDC từ acquy điều chỉnh độ sáng cách băm xung 43 4.3 Tính tốn, thiết kế sạc cho acquy cho hệ thống 110w 47 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động phần điều khiển nạp 48 4.3.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động phần điều khiển tải 50 4.3.3 Kết thi công mạch thực nghiệm 52 4.3.4 phƣơng hƣớng phát triển 54 4.3.5 Hƣớng dẫn kết nối sử dụng mạch nạp 55 4.4 Tìm hiểu thay mạch điều khiển máy cho cá ăn tự động 57 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 Đánh giá kết đạt đƣợc 59 Kết luận 60 Kiến nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC SVTH: HUỲNH VĂN THỌ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1 Bản đồ phân bố lƣợng giới Hình Sân vận động World Games (Đài Loan) Hình Nhà máy điện Mặt Trời PS20 (Tây Ban Nha) Hình Thuyền Planet Solar cảng biển thành phố Nha Trang Hình Một góc nhà máy điện mặt trời Ivanpah California, nƣớc Mỹ Hình Dự án điện Mặt Trời nối lƣới tịa nhà Bộ Cơng Thƣơng Hình Pin Mặt Trời cho đảo Trƣờng Sa Hình Sơ đồ khối hệ thống lƣợng Mặt Trời 11 Hình 2 Hiệu ứng quang điện 13 Hình Đặc tính phóng điện acquy 21 Hình Đặc tính nạp điện acquy 22 Hình pin hệ thống 33 Hình Hai pin hệ thống 34 Hình 3 Quạt gió hệ thống 34 Hình Các loại mơ hình trục định hƣớng theo vị trí Mặt Trời 40 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch nạp pin cho điện thoại di động lƣợng Mặt Trời 41 Hình Lắp đặt thực nghiệm mạch nạp pin cho điện thoại lƣợng Mặt Trời bè 42 Hình 4 Đèn huỳnh quang T8 bè 43 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch băm xung cho Led 44 Hình Bộ đèn Led thay điều chỉnh độ sáng 45 Hình Sơ đồ nguyên lý phần điều khiển nạp điện cho acquy 48 Hình Sơ đồ nguyên lý phần điều khiển tải 50 Hình Sơ đồ mạch in mạch nạp acquy 52 Hình 10 Mạch nạp sau hoàn thiện 52 GVHD: TS TRẦN TIẾN PHỨC SVTH: HUỲNH VĂN THỌ ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HUỲNH VĂN THỌ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 110W CHO LỒNG BÈ NUÔI THỦY SẢN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TẠI VŨNG NGÁN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI... Đơn vị công tác: Trƣờng Đại Học Nha Trang Tên đồ án: Nghiên cứu triển khai hệ thống điện Mặt Trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán Họ tên sinh viên: HUỲNH... – Điện tử Trƣờng Đại Học Nha Trang (ĐHNT), em đƣợc giao thực đề tài: ? ?Nghiên cứu triển khai hệ thống điện Mặt Trời 110W cho lồng bè nuôi thủy sản Trƣờng Đại học Nha Trang Vũng Ngán? ?? Đề tài đƣợc