baigiang5 Năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng

045022 Năng lượng tái tạo – Tích trữ lượng Giảng viên: TS Nguyễn Quang Nam 2014 – 2015, HK2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 2.1 Ưu nhược điểm quang điện Ưu điểm: miễn phí, không tốn nhiên liệu (không ô nhiễm), có sẵn nơi, gia tăng lúc với nhu cầu ngày, mức độ khả dụng xác định xác dễ dàng Một số quốc gia khuyến khích đầu tư cho quang điện, quyền phát thải bán Nhược điểm: chi phí ban đầu cao, bất định xạ ngày, theo mùa, kết nối với lưới điện có nhiều vấn đề Bài giảng 2.2 Phối ghép hệ quang điện với tải Nếu nối tải với hệ quang điện, không thu công suất lớn Cần liên tục điều chỉnh dò tìm để thu công suất cực đại (MPPT), nghĩa chọn điểm làm việc tốt, điều khiển điện áp nguồn Hai tham số quan trọng MPPT: dòng điện ngắn mạch Isc (tỷ lệ thuận với xạ), điện áp hở mạch Voc (tỷ lệ theo hàm logarit xạ) Bài giảng 2.2 Phối ghép hệ quang điện với tải (tt) Có thể thực MPPT dựa vào dòng điện điện áp MPPT dựa vào dòng điện phù hợp với tải máy bơm MPPT dựa vào điện áp phù hợp với tải điện áp thấp dòng điện cao mạch sạc, MPPT dựa vào dòng điện phù hợp với tải điện áp cao dòng điện thấp động DC bơm nông nghiệp Các hệ điều khiển MPPT có hiệu suất cao: > 97% Bài giảng 2.3 Cực đại hóa công suất pin Khi xạ thấp, cực đại hóa cách xoay pin hướng mặt trời ngày, xoay trục pin theo mùa (hệ trục) Việc xoay pin tốn thêm chi phí lượng Chỉ xoay trục tháng lần hiệu quả, không tốn chi phí xoay trục ngày Có thể dùng xylanh khí để xoay trời nóng, không tốn thêm lượng Cũng làm mát phía sau pin nước Bài giảng 5 2.4 Kết nối với lưới điện Nguồn: [3] Bài giảng 2.5 Hệ thống điều phối công suất Các yêu cầu liên quan: Sử dụng trực tiếp ngõ DC hạn chế Khi có ánh sáng, hệ PV cung cấp lượng thay cho lưới, phải đảm bảo thiết bị hoạt động Có thể đáp ứng nhu cầu công suất đỉnh liên quan đến điều hòa không khí vào buổi trưa hè Cũng hỗ trợ phân phối lượng điểm xa nhất, c/s tác dụng lẫn phản kháng Bài giảng 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Các yêu cầu dẫn đến hệ điều phối công suất (PCS) hòa lưới với điện áp, tần số, đáp ứng độ, phù hợp với lưới, với chức bản: Giám sát điều chỉnh để nhận công suất cực đại từ nguồn quang điện Chuyển DC thành AC trì chất lượng điện phía AC Giám sát lưới điện trì tương thích xác lập, đáp ứng thích hợp với động học lưới Bài giảng 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Các yêu cầu chất lượng: Phải có độ tin cậy hoàn hảo đến mức Phải có hiệu suất cao Không gia tăng chi phí chung nhiều Phải xử lý méo dạng họa tần cải thiện PF Nhiễu chuyển mạch phải kiểm tra khắc phục An toàn cho người thiết bị phải ưu tiên hàng đầu Bài giảng 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Phân loại mạch nghịch lưu theo số tầng công suất Mạch nghịch lưu tầng (a) Mạch nghịch lưu hai tầng (b) Mach nghịch lưu hai tầng phối hợp (c) Bài giảng 10 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Phân loại mạch nghịch lưu theo vị trí tụ khử ghép Phân loại mạch nghịch lưu theo cách dùng máy biến áp Bài giảng 11 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Phân loại mạch nghịch lưu theo tầng nghịch lưu Bài giảng 12 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ nghịch lưu kiểu flyback dùng liên kết tần số cao, khóa bán dẫn, 100 W Công suất 100 W, ngõ vào 48 V, ngõ 230 V, hiệu suất 96%, hệ số công suất ngõ 0,955 Bài giảng 13 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ nghịch lưu kết hợp flyback buck-boost 105 W Công suất 105 W, ngõ vào 35 V, ngõ 85 V, THD < 5% Bài giảng 14 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ nghịch lưu Shimizu sửa đổi (160 W, 28 V, 230 V, 87%) Bài giảng 15 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ nghịch lưu buck-boost, 160 W Vào 100 V, 160 V Bài giảng 16 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Module nghịch lưu dùng biến đổi DC/DC flyback 150-W kết hợp với nghịch lưu tần số lưới Bài giảng 17 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Module kết hợp biến đổi DC/DC flyback 100-W với nghịch lưu PWM Bài giảng 18 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ biến đổi DC/DC cộng hưởng nối tiếp 110-W kết hợp với nghịch lưu tần số cao 30 – 230 V Bài giảng 19 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Sơ đồ hai tầng Mastervolt Soladin 120 Vào 24-40 V, 230V, 91%, hệ số công suất 0,99 Bài giảng 20 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ nghịch lưu nửa cầu ba bậc, mạch kẹp diode, không dùng biến áp Bài giảng 21 2.5 Hệ thống điều phối công suất (tt) Bộ nghịch lưu nguồn áp hai bậc, giao tiếp với hai nhánh Bài giảng 22 2.6 Các hướng dẫn NERC kết nối PV với lưới Hệ thống PV phải cách ly khỏi lưới nguồn lưới ngắt lý Một phương pháp an toàn để đảm bảo hệ điều phối không hoạt động ngưng cấp nguồn cho nghịch lưu Một yêu cầu khác hệ thống phải dự trữ đủ để trì tham số nguồn thành viên đóng góp lớn rời khỏi lưới, dẫn đến xung đột tính bất thường PV quy tắc NERC (HĐ Điện lực Vùng Miền Bắc) Bài giảng 23 2.7 Các vấn đề kết nối hệ PV với lưới Cần nghiên cứu cẩn thận trước nối hệ PV với lưới, đặc biệt vấn đề sau: Ảnh hưởng mây: cần tốc độ tăng nhanh lưới, ví dụ trường hợp ngõ hệ PV MW đột ngột giảm xuống hay tăng lên ảnh hưởng mây Khả tải: tốc độ tăng giảm lượng cao, suy giảm điện áp 70% định mức, nhiều cuộn dây thiết bị đóng/ngắt không trì trạng thái đóng Bài giảng 24 2.8 Độ thâm nhập hệ PV vào lưới điện Khả bám tải trở nên quan trọng xét đến ảnh hưởng mây, dẫn đến cần gia tăng công suất lưới Một giải pháp khác giới hạn độ thâm nhập PV Độ thâm nhập bị giới hạn độ tin cậy hệ nguồn xét theo khả hấp thụ đột biến mây Độ tin cậy tăng gia tăng diện tích PV Các giá trị điển hình Diện tích PV (km2) 10 100 1000 Độ thâm nhập (%) 6,3 18,1 35,8 Bài giảng 25 [...]... của PV và các quy tắc của NERC (HĐ Điện lực Vùng Miền Bắc) Bài giảng 5 23 2.7 Các vấn đề kết nối hệ PV với lưới Cần nghiên cứu cẩn thận trước khi nối một hệ PV với lưới, đặc biệt là những vấn đề sau: Ảnh hưởng của mây: cần tốc độ tăng nhanh của lưới, ví dụ trường hợp ngõ ra của hệ PV 1 MW đột ngột giảm xuống hay tăng lên do ảnh hưởng của mây Khả năng mất tải: nếu tốc độ tăng hoặc giảm năng lượng quá... đóng/ngắt sẽ không duy trì được trạng thái đóng Bài giảng 5 24 2.8 Độ thâm nhập của hệ PV vào lưới điện Khả năng bám tải càng trở nên quan trọng khi xét đến ảnh hưởng của mây, dẫn đến cần gia tăng công suất lưới Một giải pháp khác là giới hạn độ thâm nhập của PV Độ thâm nhập bị giới hạn bởi độ tin cậy của hệ nguồn xét theo khả năng hấp thụ các đột biến do mây Độ tin cậy tăng khi gia tăng diện tích PV Các giá