ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU-BỘ SẠC KHẨN CẤP

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BINH DUONG ECONOMICS AND TECHNOLOGY UNIVERSITY ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: BỘ SẠC KHẨN CẤP GIÁO VIÊN HD: VŨ THẾ ĐẢNG SINH VIÊN: Nguyễn Hoàng Tín D11D01A2015 Nguyễn Mạnh Linh D11D01A2024 Lê Quang Phúc D11D01A2021 SOLAR CELL 1. Giới Thiệu.  Pin Mặt Trời là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng quang điện  Nó là một hình thức tế bào quang điện (trong đó của nó điện đặc điểm, ví dụ như hiện tại, điện áp, hoặc kháng khác nhau khi ánh sáng là sự cố khi nó) mà khi tiếp xúc với ánh sáng, có thể tạo ra và hỗ trợ một dòng điện mà không bị gắn liền với bất kỳ bên ngoài nguồn điện áp.  Một tế bào năng lượng mặt trời cũng thường được gọi là tế bào quang điện , hoặc PV-tế bào trong ngắn hạn. Các tế bào năng lượng mặt trời nhất thương mại được tạo thành từ một lớp silicon mỏng, được chia thành hai loại riêng biệt của chất bán dẫn bằng cách pha một bên với bo và khác với phốt pho. Kết quả là một bên (cái gọi là N-loại chất bán dẫn ) của lớp có xu hướng tặng điện tử, trong khi phía bên kia (cái gọi là P-loại chất bán dẫn ) có xu hướng nhận được chúng. Bề mặt mà tại đó các lớp liên lạc hai được gọi là ngã ba (cũng:lớp cạn kiệt ). Để bảo vệ các tập hợp mong manh, một tấm kính trong suốt rắn được đặt ở phía trước của nó. Kính này thường được bao phủ bởi một lớp phủ antireflective để giảm thiểu thiệt hại của ánh sáng tới. SOLAR CELL 2. Phân loại:  Cho tới nay thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời (và cho các thiết bị bán dẫn) là các silic tinh thể. Pin mặt trời từ tinh thể silic chia ra thành 3 loại: SOLAR CELL 2. Phân loại:  Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%. Chúng thường rất mắc tiền do được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module.  Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc-đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn. Tuy nhiên chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.  Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể, Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại này rẻ nhất trong các loại vì không cần phải cắt từ thỏi silicon. Các công nghệ trên là sản suất tấm, nói cách khác, các loại trên có độ dày 300 μm tạo thành và xếp lại để tạo nên module. SOLAR CELL 3. Cấu tạo:  Để làm pin Mặt trời từ bán dẫn tinh khiết phải làm ra bán dẫn loại n và bán dẫn loại p rồi ghép lại với nhau cho nó có được tiếp xúc p - n.  Vật liệu xuất phát để làm pin Mặt trời silic phải là bán dẫn silic tinh khiết. Ở dạng tinh khiết, còn gọi là bán dẫn ròng số hạt tải (hạt mang điện) là electron và số hạt tải là lỗ trống (hole) như nhau SOLAR CELL 3. Cấu tạo:  Thực tế thì xuất phát từ một phiến bán dẫn tinh khiết tức là chỉ có các nguyên tử Si để tiếp xúc p - n, người ta phải pha thêm vào một ít nguyên tử khác loại, gọi là pha tạp. Nguyên tử Si có 4 electron ở vành ngoài, cùng dùng để liên kết với bốn nguyên tử Si gần đó (cấu trúc kiểu như kim cương). Nếu pha tạp vào Si một ít nguyên tử phôt-pho P có 5 electron ở vành ngoài, electron thừa ra không dùng để liên kết nên dễ chuyển động hơn làm cho bán dẫn pha tạp trở thành có tính dẫn điện electron, tức là bán dẫn loại n (negatif - âm). Ngược lại nếu pha tạp vào Si một ít nguyên tử bo B có 3 electron ở vành ngoài, tức là thiếu một electron mới đủ tạo thành 4 mối liên kết nên có thể nói là tạo thành lỗ trống (hole). Vì là thiếu electron nên lỗ trống mạng điện dương, bán dẫn pha tạp trở thành có tính dẫn điện lỗ trống, tức là bán dẫn loại p (positif -dương). Vậy trên cơ sở bán dẫn tinh khiết có thể pha tạp để trở thành có lớp là bán dẫn loại n, có lớp bán dẫn loại p, lớp tiếp giáp giữa hai loạị chính là lớp chuyển tiếp p - n. Ở chỗ tiếp xúc p - n này một ít electron ở bán dẫn loại n chạy sang bán dẫn loại p lấp vào lỗ trống thiếu electron, ở đó. Kết quả là ở lớp tiếp xúc p-n có một vùng thiếu electron cũng thiếu cả lỗ trống, người ta gọi đó là vùng nghèo. Sự dịch chuyển điện tử để lấp vào lỗ trống tạo ra vùng nghèo này cũng tạo nên hiệu thế gọi là hiệu thế ở tiếp xúc p - n, đối với Si vào cỡ 0,6V đến 0,7V. Đây là hiệu thế sinh ra ở chỗ tiếp xúc không tạo ra dòng điện được. SOLAR CELL 4. Hoạt Động:  Hoạt động của một (PV) tế bào quang điện yêu cầu 3 thuộc tính cơ bản:  Sự tách biệt giữa các hạt mang điện của các loại đối diện.  Sự hấp thu ánh sáng, tạo ra một trong hai điện tử -lổ cặp hoặc excition.  Khai thác riêng biệt của những tàu sân bay để một mạch điện bên ngoài  Ngược lại, thu nhiệt năng lượng mặt trời thu nhiệt bằng cách hấp thụ ánh sáng mặt trời, với mục đích hoặc làm nóng trực tiếp hoặc gián tiếp thế hệ năng lượng điện. "Tế bào Photoelectrolytic" ( điện hóa tê bào ), mặt khác, đề cập đến một loại tế bào quang điện (như được phát triển bởi một trong hai AE Becquerel và hiện đại các tế bào năng lượng mặt trời nhuộm nhạy cảm ) hoặc một thiết bị phân tách nước trực tiếp thành hydro và oxy chỉ sử dụng năng lượng mặt trời chiếu sáng. SOLAR CELL 4. Hoạt Động:  Nhưng nếu đưa phiến bán dẫn đã tạo lớp tiếp xúc p - n phơi cho ánh sáng mặt trời chiếu vào thì photon của ánh sáng mặt trời có thể kích thích làm cho điện tử đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên tử xuất hiện chỗ trống vì thiếu electron, người ta gọi là photon đến tạo ra cặp electron - lỗ trống. Nếu cặp electron - lỗ trống này sinh ra ở gần chỗ có tiếp p - n thì hiệu thế tiếp xúc sẽ đẩy electron về một bên (bên bán dẫn n) đẩy lỗ trống về một bên (bên bán dẫn p). Nhưng cơ bản là electron đã nhảy từ miền hoá trị (dùng để liên kết) lên miền dẫn ở mức cao hơn, có thể chuyển động tự do. Càng có nhiều photon chiếu đến càng có nhiều cơ hội để electron nhảy lên miền dẫn.  Nếu ở bên ngoài ta dùng một dây dẫn nối bán dẫn loại n với bán dẫn loại p (qua một phụ tải như lèn LED chẳng hạn) thì electron từ miền dẫn của bán dẫn loại n sẽ qua mạch ngoài chuyển đến bán dẫn loại p lấp vào các lỗ trống. Đó là dòng điện pin Mặt trời silic sinh ra khi được chiếu sáng. Dùng bán dẫn silic tạo ra tiếp xúc p - n để từ đó làm pin Mặt trời là một tiến bộ lớn trên con đường trực tiếp biến ánh sáng Mặt trời thành dòng điện để sử dụng. Tuy nhiên pin Mặt trời silic có một số hạn chế về kinh tế, kỹ thuật. SOLAR CELL 4. Hoạt Động:  Vật liệu xuất phát là silic tinh khiết nên rất đắt. Ban đầu là làm từ silic đơn tinh thể dùng trong công nghệ vi điện tử, tuy chỉ là dùng đầu thừa đuôi thẹo nhưng giá vẫn là khá cao. Đã có những cách dùng silic đa tinh thể, silic vô định hình tuy hiệu suất thấp hơn nhưng bù lại giá rẻ hơn. Nhưng xét cho cùng thì vật liệu silic sử dụng phải là tinh khiết nên giá thành rẻ hơn không nhiều  Đối với silic, để đưa electron từ miền hoá trị lên miền dẫn phải tốn năng lượng cỡ 1,1 eV. Vậy năng lượng của photon đến phải bằng hoặc cao hơn 1,1eV một chút là đủ để kích thích eletron nhảy lên miền dẫn, từ đó tham gia tạo thành dòng điện của pin Mặt trời. Photon ứng với năng lượng 1,1 eV có bước sóng cỡ 1 m tức là hồng ngoại. Vậy photon có các bước sóng lục, lam, tử ngoại là có năng lượng quá thừa thãi để kích thích điện tử của Si nhảy lên miền dẫn. Do đó pin Mặt trời Si sử dụng lãng phí năng lượng Mặt trời để biến ra điện. MÁY PHÁT ĐIỆN 1. Khái niệm  Một máy phát điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học để năng lượng điện .Một máy phát điện buộc dòng điện chảy qua một bên ngoài mạch . Nguồn gốc của năng lượng cơ học có thể là một chuyển động qua lại hoặc tua bin động cơ hơi nước , nước rơi xuống thông qua một tuốc bin hoặc bánh xe nước , một động cơ đốt trong, một tua bin gió , một tay quay , khí nén, hoặc bất kỳ nguồn nào khác của cơ năng. [...]... ít nhất là 5W MẠCH SẠC PIN 5 HOẠT ĐỘNG  Mạch có 2 giai đoạn sạc pin:  Trạng thái Sạc bình thường (Normal charge state): ở chế độ này, bộ sạc cung cấp dòng điện sạc không vào pin,là khi dung lượng pin ở mức khoảng dưới 80%  Trạng thái sạc tự do (Floating charge state): Khi pin gần đầy (cỡ khoảng 80%) bộ sạc sẽ giảm cường độ dòng sạc thấp đi cho đến khi pin đầy  Trong các mạch sạc thông thường sẽ... điện sạc bắt buộc phải dưới 1C và trong khoảng 0.8C(1C nghĩa là pin 1000mA thì sạc với dòng 1A,0.5C là sạc với dòng 0.5A).Tuy nhiên pin dung lượng càng lớn thì sạc phải càng lâu hơn và dao động trong khoảng từ 2-4h.Đặc điểm này thì sạc đa năng không thể làm được vì nó có dòng cố định và công suất khá nhỏ không sạc được pin dung lượng lớn  Mạch sử dụng các VDK hoặc các IC chuyên dụng cho phép sạc chuẩn,có... chi phí cao hơn này MẠCH SẠC PIN 1 NHU CẦU THỰC TẾ  Các loại sạc pin ,sạc pin đa năng trên thị trường thường có công suất cố định chuyên dụng cho 1 loại pin(như sạc đi kèm pin) hoặc sạc đa năng nhưng vẫn chỉ là tạo ra dòng điện cố định,nên không linh hoạt là trong nhiều trường hợp rất có hại cho pin  Pin Lithium có dung lượng rất cao,và rất phổ biết hiện nay,tuy nhiên việc sạc và sử dụng pin loại này... thể để pin thoải mái mà ko sợ bị hại,dù có sạc qua đêm.Chỉ khi nào tháo pin ra và lắp lại thì pin mới được sạc lại thôi.Một chú ý khác là theo khuyến cáo của các nhà sản xuất thì không nên sạc đầy pin hoặc đặt vào 2 đầu pin điện áp quá cao,trên 4,2 Vol MẠCH SẠC PIN 6 VÍ DỤ MỘT SỐ MẠCH SẠC A Mạch sạc trực tiếp cell pin lithium  điều chỉnh R1 để điều chỉnh dòng ra : VD:cần dòng ra 0.420A => R1= 0.65/... trạng thái thứ 3 là sạc hạn chế khi pin đã đầy.Thực chất quá trình này là giữ cho pin luôn ở mức đầy,tuy nhiên vì lý do này,sau khi sạc xong,pin sẽ ở trạng thái bị ép điện áp không có lợi,đặc biệt là để lâu.Trong mạch của mình thì mình đã lập trình bỏ qua giai đoạn này,và chỉ để pin sạc đến 98% thì sẽ ngắt hoàn toàn.Nhờ đặc điểm này,các bạn có thể để pin thoải mái mà ko sợ bị hại,dù có sạc qua đêm.Chỉ... khi dòng điện vào quá nhanh, nó cần phải được kiểm soát Các nhà sản xuất đảm bảo độ an toàn của nó bằng việc, tạo ra bộ kiểm soát sạc để quản lý dòng electron chạy qua các điện cực trong khi sạc Do đó, mỗi cục pin đều có một chiếc máy tính nhỏ bên trong, ngăn không cho nó sạc quá nhanh hoặc quá chậm Một pin Li-ion bao gồm Một cấu trúc xoắn ốc, cuộn lại tấm mỏng Lithium oxit trên một loại polymer dẫn... Làm 2 mạch nếu muốn có 2 ngõ ra và thích ra bao nhiêu ngõ cho bao nhiêu thiết bị cũng ok miễn là nguồn 12v vào cấp cho mạch đủ sức chịu Nguồn 12v em ra chợ mua nguồn "điện tử" (không nên xài loại dây quấn) dòng ra từ 1.5A trở lên   MẠCH SẠC PIN Mạch Nguyên Lý Mạch Thực Tế MẠCH SẠC PIN B Mạch sạc điện thoại  Sử dụng IC LT1302CN8-5 Mạch nguyên lý Mạch thực tế CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE CHÚC... mạch chỉ sử dụng các linh kiện tương tự dù tốt đến đâu cũng không đảm bảo được MẠCH SẠC PIN 2 ĐẶC ĐIỂM MẠCH SẠC  Sử dụng vi điều khiển Atmega 8,Mạch rất đơn giản, có thể làm mạch in với kích thước khoảng 5x5 cm.Ở đây mình sử dụng KIT ATmega8 và mạch điều khiển dòng điện riêng  Sử dụng ADC để đo dòng điện và điện áp sạc, dùng DAC để điều tự khiển (không dùng băm xung vì sẽ tạo ra dòng tức thì rất lớn... pin),điều khiển thông qua tran công suất  Hiện mạch này mới hoàn thành chức năng sạc với dung lượng nhập vào,chức năng động xác định dung lượng pinvà đo dung lượng thực mình vẫn đang tối ưu,sẽ up lên trong thời gian tới.Do ứng dụng này là đo lường chính xác nên cần nhiều thời gian để tối ưu MẠCH SẠC PIN 3 MỘT SỐ HÌNH ẢNH MẠCH SẠC PIN 4 MẠCH NGUYÊN LÝ  Phần mạch DAC các bạn có thể dùng mạch này hoặc dùng... có thể lưu giữ được nhiều năng lượng nhất trong không gian nhỏ Tuy nhiên, loại pin này cũng có một nhược điểm, đó là dễ gây ra cháy nổ trong khi sạc  Công suất của pin được đo bằng miliampe/giờ (mAh) Ví dụ, một cục pin có dung lượng 1.000 mAh có thể cung cấp 1.000 miliampe trong 1 giờ  Tuy nhiên, thời lượng sử dụng trên thực tế sẽ phức tạp hơn đôi chút bởi lượng điện năng một thiết bị sử dụng thay . BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BINH DUONG ECONOMICS AND TECHNOLOGY UNIVERSITY ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: BỘ SẠC KHẨN CẤP GIÁO VIÊN HD: VŨ THẾ ĐẢNG SINH VIÊN: Nguyễn Hoàng Tín D11D01A2015. việc, tạo ra bộ kiểm soát sạc để quản lý dòng electron chạy qua các điện cực trong khi sạc. Do đó, mỗi cục pin đều có một chiếc máy tính nhỏ bên trong, ngăn không cho nó sạc quá nhanh hoặc quá. điểm, đó là dễ gây ra cháy nổ trong khi sạc.  Công suất của pin được đo bằng miliampe/giờ (mAh). Ví dụ, một cục pin có dung lượng 1.000 mAh có thể cung cấp 1.000 miliampe trong 1 giờ.  Tuy