Nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời vào đời sống sinh hoạt

DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Tên hình Cấu tạo pin mặt trời Nguyên lý hoạt động pin mặt trời Ứng dụng pin mặt trời lên điện thoại di động Ứng dụng pin mặt trời vào túi sách Ứng dụng pin mặt trời cho tòa nhà Nhà máy điện mặt trời Sơ đồ khối nạp ắc quy Sơ đồ chân vi điều khiển pic16F877A Cấu trúc bên Pic 16F877A Bộ nhớ chương trình Pic Bộ nhớ pic16F877A Biểu đồ thể dung lượng acquy phụ thuộc vào mức điện áp Thông số thể mối quan hệ dung lượng acquy mức điện áp Đặc tính phóng điện acquy Đặc tính nạp ắc quy Sơ đồ xung van điều khiển đầu Cảm biến dòng điện ACS712 Sơ đồ mắc pin mặt trời với tải Đặc tính làm việc pin mặt trời tải trở Tổng trở Rin điều chỉnh D Đường đặc tính làm việc pin cường độ xạ thay đổi mức nhiệt độ Đặc tính làm việc I-V pin nhiệt độ thay đổi mức xạ Phương pháp tìm điểm làm việc công suất lớn P&O Lưu đồ thuật toán phương páp P&O Sơ đồ khối phương pháp điều khiển trực tiếp MPPT Mối quan hệ tổng trở vào mạch Boost hệ số làm việc D Lưu đồ thuật toán P&O dùng phương pháp điều khiển đo trực tiếp tín hiệu Sơ đồ mạch nguyên lý Phương pháp điều chế SPWM Dạng sóng đầu theo phương pháp điều chế độ rộng xung Nguyên lý điều chế độ rộng xung đơn cực Nguyên lý điều chế độ rộng xung lưỡng cực Sơ đồ khối điều khiển chiều - xoay chiều SIN dùng vi điều khiển Vi mạch ổn áp 7805 sơ đồ kết nối Vi mạch ổn áp 7812 sơ đồ kết nối Sơ đồ kết nối vi điều khiển PIC16F877A Đồ thị điều chế PWM Đồ thị sau điều chế SPWM Trang 9 10 12 15 21 22 23 28 28 29 30 34 35 37 37 39 40 40 42 42 43 44 45 46 51 51 52 52 53 55 56 56 57 58 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Vi mạch IR2112 sơ đồ cấu trúc chân Sơ đồ chân kết nối vào vi mạch IR2112 Sơ đồ nguyên lý cầu H Nguyên lý hoạt động mạch cầu H Cầu H dùng Mosfet Cấu tạo ký hiệu MOSFET kênh N Cầu H ghép MOSFET Sơ đồ mô Inverter Dạng xung điều khiển mosfet Đo thực nghiệm sóng không tải Giá trị điện áp DC-AC Thử nghiệm với tải trở bóng đèn sợi đốt (220V-10W) 60 61 62 63 63 64 66 70 71 73 74 74 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PIN MẶT TRỜI 1.1 Pin lượng mặt trời 1.2 Cấu tạo pin mặt trời .3 1.3 Nguyên lý hoạt động 1.4 Cách ghép nối pin mặt trời .6 1.5 Phân loại 1.6 Ưu nhược điểm điện mặt trời 1.7 Ứng dụng pin mặt trời 1.8 Tiềm sử dụng điện mặt trời Việt Nam 10 Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NẠP ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI 12 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 12 2.2 Giới thiệu vi điều khiển pic16F877A 13 2.2.1 Sơ đồ chân vi điều khiển ic16F877A .15 2.2.2 Một vài thông số vi điều khiển Pic16F877A 19 2.3 Giới thiệu ắc quy .23 2.3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc acquy axit .23 2.3.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc acquy kiềm .25 2.3.3 Các thông số acquy .26 2.3.4 Đặc tính phóng điện acquy .28 2.3.5 Đặc tính nạp acquy 29 2.3.6 Các phương pháp nạp acquy 31 2.4 Nguyên lý mạch nạp ắc quy 33 2.4.1 Nạp ắc quy phương pháp điều chế độ rộng xung 33 2.5 Giới thiệu cảm biến dòng điện ACS712 35 2.6 Thiết kế mạch nạp 37 2.6.1 Thuật toán xác định điểm làm việc có công suất lớn MPPT .37 2.6.2 Thuật toán mạch nạp ăcquy 41 2.6.2 Xây dựng mạch nguyên lý nguyên lý hoạt động mạch .46 2.7.Chọn thiết bị cho hệ thống nạp .48 Chương 3: THIẾT KẾ MẠCH BIẾN ĐỔI DC/AC – INVERTER SIN .50 Các phương pháp điều chế SPWM 50 3.1.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung đơn cực .51 3.1.2 Phương pháp điều chế độ rộng xung lưỡng cực 52 3.2 Sơ đồ khối đổi điện SIN dùng vi điều khiển 53 3.3 Khối nguồn 53 3.3.1 Nguồn chiều 12V-DC 53 3.2.2 Nguồn ổn áp 05V, 12V-DC .54 3.4 Khối điều khiển PIC16F877A .56 3.5 Mạch tách xung 60 3.6 Khối công suất 61 3.6.1 Cầu H 61 3.7 Máy biến áp lực 66 3.8 Thiết kế mạch điều khiển dùng PIC16F877A 68 Chương 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 70 4.1.Sử dụng phần mềm Proteus để mô hoạt động mạch .70 4.2 Kết thực nghiệm 72 4.2.1 Sơ đồ mạch thực 72 4.2.2 Đo thực nghiệm 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC .78 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DC-DC: Bộ biến đổi điện áp chiều DC-AC: Bộ biến đổi chiều sang xoay chiều NCKH: Nghiên cứu khoa học MPPT: Maximum power pointtracking PV: Pin lượng mặt trời MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài nghiên cứu Trong nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nước vấn đề đảm bảo nguồn cung cấp lượng điện cho sản xuất sinh hoạt có vai trò đặc biệt quan trọng Để tạo lượng điện người sử dụng nhiều nguồn lượng hóa thạch như: thạn đá, khí đốt, dầu mỏ ngày cạn kiệt bị khai thác mức, với tốc độ công nghiệp ngày cao việc đốt nguồn lượng hóa thạch làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, việc khai thác sử dụng nguồn lượng sạch, bền vững mối quan tâm hàng đầu không nhà lãnh đạo, mà mối quan tâm lớn gia đình Cùng với việc ứng dụng lượng đặc biệt lượng mặt trời để tạo lượng điện khai thác trạm pin khẳng định rõ ràng giới Tại Việt Nam, việc ứng trạm pin mặt trời vào đời sống triển khai từ nhiều năm nhiều địa phuơng, chưa nhiều Lý chi phí cho trạm pin đắt, đặc biệt giá thành pin cao phải nhập từ nước Với mục đích tạo thêm điều kiện mở rộng khai thác dạng lượng tiềm tàng sẽ, góp phần bảo vệ môi trường nói chung giảm thiểu tải cho hệ thống điện Quốc gia điện tiêu thụ hộ gia đình với chi phí không Nhóm nghiên cứu lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời vào đời sống sinh hoạt” để nghiên cứu tìm phương pháp để thiết kế, chế tạo sản phẩm ứng dụng đời sống sinh hoạt hộ gia đình Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu tổng quan pin mặt trời ứng dụng - Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F877A, cảm biến dòng điện cáp phương pháp nạp cho ắcquy - Nghiên cứu thiết kế mạch nạp cho ắcquy vi điều khiển PIC16F877A - Nghiên cứu thiết kế mạch biến đổi điện áp DC/AC vi điều khiển PIC16F877A Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Pin mặt trời vi điều khiển PIC16F877A - Mạch nạp mạch biến đổi DC/AC Phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F877A, cảm biến dòng điện phương pháp nạp cho ắcquy - Nghiên cứu thiết kế mạch nạp cho ắcquy vi điều khiển PIC16F877A - Nghiên cứu thiết kế mạch biến đổi điện áp DC/AC vi điều khiển PIC16F877A Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan pin mặt trời - Nghiên cứu phương pháp nạp cho ắcquy tổng quan vi điều khiển PIC16F877A - Nghiên cứu kết hợp linh kiện điện tử tạo thành mạch nạp mạch biến đổi điện áp DC/AC Phương pháp thực nghiệm: - Sử dụng phần mềm proteus làm công cụ xây dựng mô hình mô hệ thống - Xây dựng mô hình thực nghiệm hệ thống Ý nghĩa khoa học thực tiễn Mô hình ứng dụng lượng mặt trời vào đời sống sinh hoạt tiền đề để ứng dụng rộng rãi dạng lượng vào đời sống công nghiệp Mô hình xây dựng giúp cho sinh viên kiểm chứng lý thuyết học qua trình xây dựng mô hình sinh viên phát triển tư sáng tạo, vận dụng linh hoạt kiến thức học vào thực tiễn Mô hình xây dựng tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên ngành từ sinh viên khóa sau phát triển hoàn thiện sản phẩm Hải Phòng, ngày tháng 04 năm 2016 Nhóm sinh viên thực Chương TỔNG QUAN VỀ PIN MẶT TRỜI 1.1 Pin lượng mặt trời Pin lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - phần tử bán dẫn có chứa bề mặt số lượng lớn cảm biến ánh sáng điốt quang, thực biến đổi lượng ánh sáng thành lượng điện, Sự chuyển đổi thực theo hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện tượng điện - lượng tử, điện tử thoát khỏi nguyên tử (quang điện trong) hay vật chất (quang điện thường) sau hấp thụ lượng từ photon ánh sáng làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích, làm bắn electron Hiệu ứng quang điện người ta dùng với tên Hiệu ứng Hertz, nhà khoa học Heinrich Hertz tìm Các pin lượng mặt trời có nhiều ứng dụng thực tế Do giá thành đắt, chúng đặc biệt thích hợp cho vùng mà điện lưới khó vươn tới núi cao, đảo xa, phục vụ hoạt động không gian, cụ thể vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tính cầm tay, máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước Các pin lượng mặt trời thiết kế modul thành phần, ghép lại với tạo thành lượng mặt trời có diện tích lớn, thường đặt tòa nhà nơi chúng có thể ánh sáng nhiều nhất, kết nối với chuyển đổi mạng lưới điện Các pin mặt trời lớn ngày lắp thêm phận tự động điều khiển để xoay theo hướng ánh sáng, giống xanh hướng ánh sáng mặt trời 1.2 Cấu tạo pin mặt trời Nguyên tố Silic thuộc nhóm IVA bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, tức có electron lớp Silic nguyên tố không tìm thấy tự nhiên mà tồn dạng hợp chất phân tử thể rắn Cơ có loại chất rắn silic, đa thù hình tinh thể Pin lượng mặt trời phổ biến dạng đa tinh thể silic Hình 1-1 Cấu tạo pin mặt trời Silic vật liệu bán dẫn, nghĩa thể rắn silic, tầng lượng định Đơn giản hiểu có lúc dẫn điện, có lúc không dẫn điện Lý thuyết theo thuyết học lượng tử Ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (khoảng 28 °C), Silic nguyên chất có tính dẫn điện Trong thực tế, để tạo phân tử silic có tính dẫn điện tốt hơn, chúng thêm vào lượng nhỏ nguyên tử nhóm III hay V bảng tuần hoàn hóa học Các nguyên tử chiếm vị trí nguyên tử silic mạng tinh thể, liên kết với nguyên tử silic bên cạnh tương tự tạo thành mạng silic (mạng tinh thể) Tuy nhiên phân tử nhóm III có electron nguyên tử nhóm V có electron cùng, nên có chỗ mạng tinh thể có dư electron có chỗ thiếu electron Vì electron thừa hay thiếu electron (gọi lỗ trống) không tham gia vào kết nối mạng tinh thể Chúng tự di chuyển khối tinh thể Silic kết hợp với nguyên tử nhóm III (nhôm hay gali) gọi loại bán dẫn p lượng chủ yếu mang điện tích dương, phần kết hợp với nguyên tử nhóm V (phốt pho, asen) gọi bán dẫn n mang lượng âm Lưu ý hai loại n p có lượng trung hòa, tức chúng có lượng dương âm, loại bán dẫn n, loại âm di chuyển xung quanh, tương tự ngược lại với loại p Để làm pin mặt trời từ bán dẫn silic người ta phải làm bán dẫn loại n bán dẫn loại p ghép lại với cho có tiếp xúc p - n Ở chỗ tiếp xúc p - n electron bán dẫn loại n chạy sang bán dẫn loại p lấp vào lỗ trống thiếu electron, kết lớp tiếp xúc p-n có vùng thiếu electron thiếu lỗ trống, người ta gọi vùng nghèo Sự dịch chuyển điện tử để lấp vào lỗ trống tạo vùng nghèo tạo nên hiệu gọi hiệu tiếp xúc p n, hiệu sinh chỗ tiếp xúc không tạo dòng điện 1.3 Nguyên lý hoạt động Hình 1-2 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời Khi photon chạm vào mảnh silic, hai điều sau xảy ra:  Photon truyền trực xuyên qua mảnh silic Điều thường xảy lượng photon thấp lượng đủ để đưa hạt electron lên mức lượng cao  Năng lượng photon hấp thụ silic Điều thường xảy lượng photon lớn lượng để đưa electron lên mức lượng cao Khi photon hấp thụ, lượng truyền đến hạt electron mạng tinh thể Thông thường electron lớp cùng, thường kết dính với nguyên tử lân cận di chuyển xa Khi electron kích thích, trở thành dẫn điện, electron tự di chuyển bán dẫn Khi nguyên tử thiếu electron gọi "lỗ trống", lỗ trống tạo điều kiện cho electron nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào "lỗ trống" Cứ tiếp tục "lỗ trống" di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn 1.4 Cách ghép nối pin mặt trời Các pin mặt trời có công suất điện áp xác định từ nhà sản xuất, để tạo pin có công suất điện áp theo yêu cầu phải ghép nhiều modun lại với Có hai cách ghép bản: • Ghép nối tiếp modun lại với để có điện áp lớn hơn: Nếu modun pin mặt trời giống hệt cường độ chiếu sangstreen modun nhau, ghép nối tiếp modun lại với ta có: I = I1 = I2 = … Ii U= (1.1) (1.2) P = U.I = = Trong đó: I, P, U Lần lượt dòng điện, công suất điện áp hệ Ii, Pi, Ui Lần lượt dòng điện, công suất điện áp modun thứ i (1.3) 66 Hình 3-18 Sơ đồ mạch nguyên lý Chương 67 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 4.1.Sử dụng phần mềm Proteus để mô hoạt động mạch Từ sơ đồ mạch kết tính toán, ta tiến hành mô trình hoạt động mạch phần mềm Proteus Sơ đô Inverter xây dựng hình 4.1 Hình 4-1 Sơ đồ mô Inverter Kết mô phỏng: 68 Hình 4-2 Dạng xung điều khiển mosfet 69 Nhận xét: - Mạch mô chạy ổn định - Điện áp xoay chiều đầu có dạng hình Sin tương đối chuẩn - Tần số ổn định 50Hz 4.2 Kết thực nghiệm 4.2.1 Sơ đồ mạch thực a Tiến hành thi công mạch điện - Chuẩn bị: + Linh kiện sơ đồ nguyên lý + Thiếc, mỏ hàn + Bo mạch hàn + Ắc quy + Đầu nối nguồn + Kìm cắt dây, kìm tuốt dây + Dây trần dẫn điện tốt b Tiến hành lắp mạch + Dựa vào sơ đồ nguyên lý, ta tiến hành hàn ghép nối linh kiện, ý số điểm: + Lắp chân mosfet IRF3205, IRF940, Tranzitor, Diode, IC, tụ phân cực + Chiều IC + Không hàn trực tiếp IC vào board, nên dùng đế để cách nhiệt + Hàn nhanh, để tránh gây hỏng linh kiện + Thiếc hàn phải ngấu để đảm bảo tiếp xúc điện tốt + Không hàn hàn lại nhiều lần làm cho linh kiện bị nóng - Sau hàn xong mạch dùng đồng hồ điện để kiểm tra mạch lại lần cuối + Kiểm tra mạch nối sơ đồ nguyên lý chưa + Kiểm tra thông mạch đoạn nối 70 + Kiểm tra xem linh kiện sống hay không + Vì điện áp 220V nguy hiểm cần phải cách điện cẩn thận 4.2.2 Đo thực nghiệm Dưới kết mô đo máy sóng Oscillo a Trường hợp không tải + Mạch hoạt động ổn định, điện áp hiệu dụng có giá trị 220(V) + Biến áp phát tiếng rè nhỏ, sau khoảng thời gian chạy sờ vào biến áp thấy ấm + Các van làm việc không nóng(làm mát tự nhiên) Hình 4-3 Đo thực nghiệm sóng không tải 71 Hình 4-4 Giá trị điện áp DC-AC b Trường hợp có tải Hình 4-5 Thử nghiệm với tải trở bóng đèn sợi đốt (220V-10W) 72 c Kết luận - Khi chạy thực nghiệm dạng sóng đầu biến đổi DC-AC chưa theo mong muốn, giá trị điện áp dạt 213V chưa đạt theo yêu cầu thiết kế - Chưa chạy với tải khác thực nghiệm bóng đèn trở - Mạch làm việc tỏa nhiệt hiệu suất chưa cao - Mạch sạc cho acquy hoạt động ảnh hưởng nhiễu dẫn tới giá trị nạp chưa ổn định ảnh hưởng tói acquy 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết Luận Trong qua trình thực đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời vào đời sống sinh hoạt”mặc dù cố gắng để thực hiện, nhiên nội dung đô án mẻ, đặc biệt việc tiếp cận vấn đề liên quan tới hệ thống điện mặt trời nhiều khó khăn, đề tài sâu nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu cấu tạo hoạt động pin mặt trời - Nghiên cứu xây dựng thuật toán sơ đồ mạchnạp cho ắcquy mạch biến đổi DC/AC - Xây dựng mô hình thực nghiệm Các vấn đề chưa thực như: - Vẫn khó khăn việc chọn thiết bị, nhiều thiết bị chưa đồng - Xây dựng biến đổi chưa áp dụng cho nhiều loại tải khác để đánh giá chất lượng điện áp B Kiến nghị Trên sở vấn đề giải nội dung báo cáo NCKH mở hướng nghiên cứu ứng dụng pin mặt trời truyền dẫn Hiện xu hướng nghiên cứu, thiết kế, chế tạo điều khiển biến đổi pin mặt trời phục vụ cho lưới điện pin nhiên liệu phát triển mạnh Đề tài mở hướng nghiên cứu việc thiết kế điều khiển biến đổi pin mặt trời cho nhiều ứng dụng khác với hiệu suất cao, ổn định lớn, không gây ồn, không gây ô nhiễm môi trường 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Dương H ng, “Năng lượng mặt trời lýthuyết ứng dựng”, Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008 [2] Nguyễn Văn Nhờ, “Điện tử công suất”, NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2005 [3] Nguyễn Bính, “Điện tử công suất”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [4] Dr Prasad Enjeti, Texas A&M University, “Fuel Cell Inverter -10 kW Design & CostAnalysis”, 2001 [5] Mukund R Patel,U.S Merchant Marine Academy Kings Point, New York, U.S.A “Wind and solar Power systems Design ,Analysis, and Operation”” Second Edition, Taylor & Francis Group, 2006 75 PHỤ LỤC  Chương trình nạp ắc quy #include //khai bao su dung vi dieu khien pic16f877a// #device *=16 adc=10 #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT,NOLVP, NOCPD, NOWRT //khai bao cau hinh cho vi dieu khien// #use delay(clock=4000000) //su dung thach anh 4M // //su dung PORTA o che Standar, che standar la che mac dinh// #use STANDARD_IO(A) #use STANDARD_IO(B) //cac cong tren PORT co the la IN/OUT // #use STANDARD_IO(c) #use STANDARD_IO(d) //cac cong tren PORT co the la IN/OUT // float ap_ra_pin,vol_ra,vol_ac_quy,vol_ra_ac_quy; int vol_ra_cua_pin,ap_ra_ac_quy,value,bien_phu_a,bien_phu_b,ap_ra_ac_quy_le; void thay_doi_do_rong_xung(void) { value=(15*124)/(vol_ra_cua_pin+1); setup_CCP1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(value); } void kiem_tra_dien_ap_ra_cua_pin_mat_troi(void) { 76 set_adc_channel(0); delay_us(10); ap_ra_pin = read_adc(); vol_ra=(float)(ap_ra_pin*5/1023); vol_ra_cua_pin=vol_ra*5; if(vol_ra_cua_pin>=14) thay_doi_do_rong_xung(); if(vol_ra_cua_pin> 11; DUTY_CYCLE = TBL_POINTER_SHIFT; CCPR1L = sin_table[DUTY_CYCLE]; TBL_POINTER_OLD = TBL_POINTER_NEW; 79 TMR2IF_bit = 0; } } void main() { SET_FREQ = 410; PORTD = 0; TRISD = 0; PR2 = 249; // 16kHz CCPR1L = 0; CCP1CON = 12; //PWM mode TRISC = 0xFF; TMR2IF_bit = 0; T2CON = 0x04; //TMR2 on while (TMR2IF_bit == 0); TMR2IF_bit = 0; //Clear TMR2IF PORTC = 0; TRISC = 0; TMR2IE_bit = 1; GIE_bit = 1; PEIE_bit = 1; while (1); } 80 [...]... đến những chiếc xe điện mặt trời chạy trên mặt đất hay những chú robot trên sao hỏa Sự 7 tích hợp của pin mặt trời mang lại một sự khác biệt cho các thiết bị: Vừa thẩm mỹ, vừa tiện dụng và thân thiện với môi trường  Nguồn điện di động Các ứng dụng nguồn điện di động có thể kể đến đó là bộ sạc năng lượng mặt trời, cặp năng lượng mặt trời, áo năng lượng mặt trời, trạm điện mặt trời di động Nguồn điện... hệ thống pin mặt trời bản thân nó không thể tự sản sinh ra điện năng, nó chỉ có thể tạo ra điện năng khi có ánh nắng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời, do đó có thể nói ánh nắng mặt trời là cội nguồn của điện năng trong một hệ thống điện mặt trời Ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời, tai đây ánh sáng mặt trời được biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng điện một chiều, dòng điện một chiều... điện mặt trời với nhau có thể tạo ra được một tổ hợp nguồn điện mặt trời có đủ khả năng thay thế một nhà máy phát điện Nhà máy điện mặt trời có thể dùng để cấp điện cho một thành phố, một hòn đảo, Hiện tại số lượng nhà máy điện mặt trời trên thế giới còn hạn chế, tuy nhiên trong tương lai số lượng này sẽ tăng lên khi giá thành sản xuất pin mặt trời giảm xuống Hình 1-6 Nhà máy điện mặt trời 1.8 Tiềm năng. .. phía mặt trời Hiệu suất thu điện năng từ pin mặt trời tại mỗi vùng là khác nhau, do bức xạ mặt trời trên bề mặt trái đất là không đồng đều Hiệu suất của các tấm pin mặt trời còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: • • • • Chất liệu bán dẫn làm pin mặt trời Vị trí đặt các tấm pin mặt trời Thời điểm trong ngày: sáng, trưa, chiều, tối Thời tiết, khí hậu 1.5 Phân loại Cho tới nay thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt. .. đầu còn cao • Độ bền của ắc quy bị giảm, phải thay ắc quy nhiều • Hiệu quả của hệ thống điện mặt trời còn phụ thuộc vào vị trí lắp đặt, và điều kiện khí hậu, thời tiết 1.7 Ứng dụng của pin mặt trời  Tích hợp vào thiết bị Hình 1-3 Ứng dụng pin mặt trời lên điện thoại di động Pin mặt trời thường được tích hợp vào các thiết bị như máy tính bỏ túi, laptop, đồng hồ đeo tay, điện thoại di động, đèn trang... cục bộ và nguồn điện mặt trời hòa lưới quốc gia Riêng nguồn điện mặt trời hòa lưới quốc gia có nhiều ưu điểm và mang lại hiệu quả kinh tế cao nếu được nhà nước khuyến khích sử dụng 8 Sử dụng nguồn điện mặt trời trong gia đình vừa giúp bảo vệ môi trường, vừa thể hiện một phong cách sống hiện đại trong một xã hội hiện đại Hình 1-5 Ứng dụng pin mặt trời cho tòa nhà  Nhà máy điện mặt trời Bằng cách kết... ngoài bằng 0, phần năng lượng mà tấm pin yếu hơn hấp thụ được sẽ biến thành nhiệt, làm hư hỏng hoặc giảm hiệu suất biến đổi quang điện của hệ Để tránh hiệu ứng “điểm nóng” khi thiết kế cần phải sử dụng các modun có cùng thông số trong một giàn pin mặt trời Vị trí đặt dàn pin mặt trời cần phải tránh các bóng che do cây cối, nhà cửa Để đạt được hiệu năng lớn nhất các tấm pin năng lượng mặt trời phải luôn... sử dụng phổ biến 2 loại công nghệ: công nghệ cấp điện độc lập sử dụng pin mặt trời và công nghệ cấp điện độc lập kết hợp nguồn điện mặt trời với các loại nguồn điện khác như điện gió, thủy điện nhỏ, điện diesel Chương 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NẠP ẮC QUY TỪ PIN MẶT TRỜI 2.1 Sơ đồ khối hệ thống ÁNH NẮNG PIN MẶT TRỜI Bộ Ðiều Khiển Nạp Ắc Quy ẮC QUY 11 Hình 2-1 Sơ đồ khối nạp ắc quy Một hệ thống pin mặt trời. .. nhiên trong tương lai số lượng này sẽ tăng lên khi giá thành sản xuất pin mặt trời giảm xuống Hình 1-6 Nhà máy điện mặt trời 1.8 Tiềm năng sử dụng điện mặt trời ở Việt Nam Ở Việt Nam, việc điều tra đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời đã được nhiều cơ quan nghiên cứu, trong đó chủ yếu do Viện khí tượng thuỷ văn thực hiện 9 Tính đến năm 1980, ngành khí tượng thủy văn đã xây lắp hơn 112 trạm đo khí tượng,... liệu về bức xạ mặt trời, số giờ nắng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, tốc độ gió, lượng mưa… Các số liệu về đo bức xạ mặt trời bao gồm cường độ trực xạ, tán xạ, tổng xạ, tổng lượng tổng xạ, số giờ nắng trung bình ngày, tháng… Bức xạ mặt trời trung bình năm của cả nước từ 4,6 kWh/m2/ngày Số giờ nắng trung bình cả năm đạt từ 2000 giờ nắng Bảng 1-1 Giá trị trung bình cường độ bức xạ mặt trời ngày trong