tối ưu hóa công suất hệ thống pin mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGỌC PHƯƠNG BÌNH TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI S K C 0 9 NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGỌC PHƯƠNG BÌNH TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGỌC PHƯƠNG BÌNH TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2013 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập -Tự -Hạnh phúc –––––––––––––––––––––––– LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Lê Ngọc Phương Bình Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/10/1984 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Bình Dương Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trước học tập, nghiên cứu: Chuyên viên – Sở Khoa học & Công nghệ tỉnh Đồng Nai Chỗ riêng địa liên lạc: Sở Khoa học & Công nghệ tỉnh Đồng Nai 1597 Phạm Văn Thuận, P Thống Nhất, Tp Biên Hòa, T Đồng Nai Điện thoại quan: (061) 3825565 Điện thoại nhà riêng: 0986740494 Fax: (061) 3817350 E-mail: binhle84@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2003 đến 05/2008 Nơi học: Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Điện Công nghiệp Tên luận án tốt nghiệp: Thiết kế dây chuyền đóng chai tự động Ngày & nơi bảo vệ luận án tốt nghiệp: Tháng 03/2008 Người hướng dẫn: Th.S Võ Thị Ánh Tuyết Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 05/2011 đến 05/2013 Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Thiết bị, mạng nhà máy điện Tên luận văn: Tối ưu hóa Công suất hệ thống pin mặt trời Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Tháng 05/2013, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Phương Trình độ ngoại ngữ: Anh văn B1 III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ 08/2008 đến Nơi công tác Sở Khoa học & Công nghệ Đồng Nai Công việc đảm nhiệm Chuyên viên IV CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC (Ký tên, đóng dấu) Ngày tháng năm 2013 Ngƣời khai ký tên Lê Ngọc Phƣơng Bình Lý lịch khoa học LVTN LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ tên: Lê Ngọc Phương Bình Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/10/1984 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Bình Dương Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 107/6, đường 30/4, phường Trung Dũng, TP Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai Điện thoại: 0986740494 E-mail: binhle84@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2.1 Hệ đại học Hệ đào tạo: quy Thời gian đào tạo: 2003 đến 2008 Trường Đại Học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Ngành học: Điê ̣n công nhiê ̣p III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian 08/2008-nay Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Sở Khoa ho ̣c và Công nghê ̣ Kiể m toán lươ ̣ng, thực Đồng Nai hiê ̣n các đề tài khoa ho ̣c Lời cam đoan LVTN LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 03 năm 2013 Người cam đoan Lê Ngọc Phương Bình GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương VI HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Lời cảm ơn LVTN LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Thanh Phương tận tình hướng dẫn hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn quí thầy cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Trường Đại Học Bách khoa TP.HCM giảng dạy suốt hai năm học Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình người thân và các anh chi ̣ công tác tại Trung tâm Ứng dụng Tiế n bộ Khoa học và Công nghê ̣ Đồ ng Nai động viên, hỗ trợ suốt trình học tập Thành phố Hồ Chí Minh, 03/2013 Lê Ngọc Phương Bình GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương VI HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Lời cảm ơn LVTN TÓM TẮT Đặc tính đầ u tấ m quang điện phi tuyến thay đổi theo nhiệt độ tế bào xạ mặt trời Dò tì m điể m cực đa ̣i (MPPT) phương pháp sử dụng để tối đa hóa sản lượng điện đầu quang điện cách theo dõi liên tục điểm công suất cực đa ̣i (MPP) Trong số tất phương pháp MPPT đươ ̣c biế t đế n , phương pháp nhiễu l oạn quan sát (P & O) gia tăng điê ̣n dẫn (INC) phổ biến sử dụng đơn giản dễ thực hiện; Tuy nhiên, phương pháp này thể nhược điểm tốc độ phản ứng chậm, dao động xung quanh MPP trạng thái ổn định, chí theo dõi mô ̣t cách sai lầm sự thay đổi nhanh chóng điều kiện khí Trong báo này, chúng hiển thị tác động tiêu cực liên quan đến nhược điểm giảm nhiều phương pháp thông minh sử dụng để cải thiện P & O thuật toán Inc Các bước nhiễu loạn liên tục xấp xỉ cách sử dụng Fuzzy Logic Controller (FLC) Bằng cách mô phỏng, sự hợp lý thuật toán điều khiển đề nghị chứng minh GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương VI HVTH: Lê Ngọc Phương Bình LVTN Abstract ABSTRACT The output characteristics of photovoltaic arrays are nonlinear and change with the cell’s temperature and solar radiation Maximum power point tracking (MPPT) methods are used to maximize the PV array output power by tracking continuously the maximum power point (MPP) Among all MPPT methods existing in the literature, perturb and observe (P&O) and incremental conductance (InC) are the most commonly used for these simplicity and ease of implementation; however, they present drawbacks such as slow response speed, oscillation around the MPP in steady state, and even tracking in wrong way under rapidly changing atmospheric conditions In this paper, it is shown that the negative effects associated to such a drawback can be greatly reduced if the intelligent method is used to improve P&O and Inc algorithm The perturbation step is continuously approximated by using Fuzzy Logic Controller (FLC) By the simulation, the validity of the proposed control algorithm is proved GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương VI HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN Hình 7.6: Đáp ứng điện áp,dòng điện công suất theo phương pháp PO GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 96 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN 7.2 Mô hin ̀ h mô phỏng ̣thống quang điện sử dụng phƣơng pháp FLC Matlab/ Simulink 7.2.1 Mô hin ̀ h mô phỏng Hình 7.7:Mô hình MPPT FLC Hình 7.8: Mô hình DC-DC Boost Hình 7.9: Mô hình Fuzzy GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 97 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN 7.2.2 Kết mô phƣơng pháp FLC: Cường độ sáng phương pháp P&O Hình 7.10: Dòng điện , điện áp công suất PV GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 98 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN Hình 7- 11 :Đáp ứng điện áp,dòng điện công suất theo phương phápFLC GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 99 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN 7.2.3 So sánh phƣơng pháp P&O FLC: 7.2.3.1 Mô hình mô Hình 7-12 :Mô hình MPPT dùng phương pháp P&O FLC simulink 7.2.3.2 Kết mô phƣơng pháp P&O FLC: Hình 7- 13 :Cường độ xạ lượng mặt trời GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 100 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 101 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN Hình 7- 14 :Dòng điện, điện áp công suất PV Các hệ thống quang điện đề xuất chủ yếu khác cách tính toán thuật toán MPPT với viê ̣c coi bô ̣ chuyển đổi DC/DC lý tưởng Ứng dụng matlab đã mô phỏng rấ t phong phú các kế t quả khác với viê ̣c ứng du ̣ng các thuâ ̣t toán khác môi trường làm viê ̣c gầ n với thực tế Một số kết lựa chọn trình bày để so sánh khác giưa hai phương pháp MPPT P & O FLC nhằ m đánh giá phương pháp nào tố t hơn, hiê ̣u quả Lúc đầu, thuật toán MPPT với công cụ chuyển đổi Boost lý tưởng thử nghiệm Trong trường hợp sử du ̣ng thuâ ̣t toán P &O điều khiển MPPT hoạt động chuyển đổi (duty cycle) nhường chỗ cho viê ̣c điề u khiể n tố i ưu giá trị điện áp V ref trường hơ ̣p sử du ̣ng phương pháp logic mờ FLC thì hoạt động MPPT dựa chuyển đổi điều chỉnh độ rộng xung D Trong hình 7.15 biể u diễn thời gian dò điể m làm viê ̣c cực đa ̣i của hai phương pháp P&O và phươ ng pháp FLC (đường màu xanh dương biể u diễn công suấ t làm viê ̣c sử du ̣ng phương pháp FLC , đường màu xanh ma ̣ non biể u diễn công suấ t làm viê ̣c của pin sử du ̣ng thuâ ̣t toán P &O) Kế t quả cho thấ t phương pháp FLC dò tìm nhanh hơn, điể m làm viêc của phương pháp FLC tiế p câ ̣n điể m cực đa ̣i gầ n so với phương pháp P&O GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 102 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN Hình 7.15 :Dò tìm điểm cực đại phương pháp P&O và FLC Hình 7.16: Tín hiệu điện áp ngõ P&O và FLC Hình 7.17: Tín hiệu điện dòng điện ngõ của P&O và FLC Hình 7.16 7.17 biể u diễn tin ́ hiê ̣u điê ̣n áp và dòng điê ̣n của phương p háp P&O và phương pháp FLC Về giá tri ̣thì các giải pháp tương tương sử du ̣n g phương pháp FLC thì tín hiê ̣u điê ̣n áp và dòng điê ̣n ít dao đô ̣n g còn sử du ̣ng phương pháp P &O thì tin ́ hiê ̣u điê ̣n áp và dòng điê ̣n bi ̣dao đô ̣ng xung quanh vi ̣trí làm viê ̣c cực đa ̣i GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 103 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết mô LVTN Hình 7.18: Tín hiệu công suấ t ngõ P&O và FLC Hình 7.18 (đường màu xanh biể u diễn công suấ t của pin quang điê ̣n thu đươ ̣c sử du ̣ng phương pháp FLC , đương màu xanh dương biễu diễn công suấ t pin quang điện thu sử dụng phương ph làm việc sử dụng phương pháp P áp P &O) cho thấ y công suấ t &O và phương pháp FLC gầ n tương đương với với thời gian đáp ứng tố t , tín hiệu dao động làm cho phương pháp FLC có hiệu suất điều khiển ca o so với phương pháp P&O thực tế điề u này đồ ng nghiã với viê ̣c sản lươ ̣ng điê ̣n thu đươ ̣c sử dụng phương pháp FLC cao GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 104 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết luận kiến nghị LVTN Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết luận Thông qua đề tài “Tối ƣu hóa công suất hệ thống pin mặt trời” Luận văn gồm nội dung nghiên cứu sau: - Nghiên cứu đặc tuyến làm việc pin quang điện - Nghiên cứu hệ thống tự định hướng pin mặt trời - Nghiên cứu lý thuyế t mờ và các ứng du ̣ng - Nghiên cứu và mô phỏng dò tim ̀ điể m làm viê ̣c cực đa ̣i ̣ thố ng pin quang điê ̣n sử du ̣ng thuâ ̣t toán P&O - Ứng dụng lý thuyết mờ để dò tìm điểm làm việc cực đại hệ thống pin quang điê ̣n - Mô hệ thống điều khiển đề xuất môi trường Matlab Simulink Kết mô thu điều khiển mờ (FLC) so sánh với điều khiển quan sát nhiễu loạn (P&O) Kết cho thấy điều khiển mờ làm việc với hiệu suất cao, chắn thiết kế đơn giản Như vậy, qua nghiên cứu kết mô phương pháp đề xuất kết hợp đƣợc toán điều khiển mờ toán tối ƣu công suất hệ thống pin mặt trời 8.2 Hạn chế Mặc dù có nhiều cố gắng với giúp đỡ quý Thầy Cô bạn học viên, song điều kiện thời gian không cho phép nên nội dung đề tài nghiên cứu nhiều thiếu sót hạn chế Trong luận văn, việc đề xuất phương pháp điều khiển MPPT dùng phương pháp logic mờ số hạn chế việc xây dựng hàm liên thuộc luật điều khiển chưa phong phú, chưa đưa nhiều kinh nghiệm cho luật suy diễn để điều khiển MPPT GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 105 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Chương Kết luận kiến nghị LVTN Kết mô dựa giả thiết biến đổi DC-DC đáp ứng hoàn toàn giá trị điện áp yêu cầu hệ MPPT, linh kiện điện tử công suất lý tưởng, thực tế DC-DC, linh kiện điện tử công suất có ảnh hưởng quan trọng đến vấn đề lượng, muốn có nhìn tổng thể phải xét đến hết tất yếu tố 8.3 Kiến nghị hƣớng phát triển đề tài Nội dung luận văn giải vấn đề hệ MPPT chủ yếu tập trung giải biến đổi công suất thay đổi cường độ chiếu sáng mặt trời gây nên Trong thực tế có tượng bóng râm làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến pin PV chưa giải được, hy vọng đề tài giải vấn đề Đề tài này mới chỉ đươ ̣c xây dựng với 25 luâ ̣t nên tin ́ hiê ̣u ngõ vẫn còn giao đô ̣ng quanh điể m làm viê ̣c cực đa ̣i , nế u xây dựng thêm nhiề u luâ ̣t nữa thì ̣ thố ng sẽ làm việc hiệu hiệu suất cải thiện nhiều Triển khai phương pháp sử dụng logic mờ điều khiển chọn điểm công suất lớn hệ thống pin mặt trời cấp cho tải DC thực nghiệm GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 106 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Tài liệu tham khảo LVTN TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Ts Hoàng Dương Hùng, Năng lượng mặt trời lý thuyết ứng dụng, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng Nguyễn Công Vân, Năng lượng mặt trời,nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 Trầ n Minh Luân Luâ ̣n văn: Phát triển tích trữ tối đa pin l ượng mặt trời, 2010 Kiều Xuân Thực Vũ Thị Thu Hương, Vũ trung Kiên - Vi điều khiển: cấu trúc – lập trình ứng dụng - Nhà xuất giáo dục, 2010 Nguyễn Trường Đan Vũ - luận văn: Nghiên cứu ứng dụng giải thuật ANNIncCond MPPT cho hệ thống Pin mặt trời dựa tảng FPGA, 2010 Viện khí tượng thủy văn (http://www.imh.ac.vn/) TIẾNG ANH A Mellit., M Benghanme., A.Hadj Arab., A Guessoum Control of stand alone photovoltaic system using fuzzy logic controller Proceedings of the Fourteenth Symposium on Improving Building Systems in Hot and Humid Climates, Richardson, 2004 A.Daoud., A Midoun A Fuzzy Logic Based Photovoltaic Maximum Power Akihiro Oi Design and Simulation of Photovoltaic Water Pumping System, 2005 10 Chun Hua Li., Xin jian Zhu., Guang yi Cao., Wan qi Hu., Sheng Sui., Ming ruo Hu A maximum power point tracker for photovoltaic energy systems based on fuzzy neural networks, Journal of Zhejiang University Science a issn, 2011 11 First Solar Việt Nam – dự án công nghệ cao đầu năm 2011 12 Fuzzy Logic Toolbox For Use with MATLAB (www.tailieu.vn) 13 Gilbert Renewable and efficient electric power systems, 2004 GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 107 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Tài liệu tham khảo LVTN 14 Houria Boumaaraf., Abdelaziz Talha Modeling of a Photovoltaic Panel and the Search for its Maximum Power Point Tracking, EFEEA’10 International Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications, Algeria, 2010 15 J H Enslin et al Integrated Photovoltaic Maximum Power Point Tracking 16 L Chaar ―Solar Power Conversion Elsevier Inc pp 661-673 17 M A S Masoum., M Sarvi A new fuzzy-based maximum power point tracker for photovoltaic applications Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, 2005 18 M.S Aït Cheikh., C Larbe.s, G.F Tchoketch Kebir., A Zerguerras Maximum power point tracking using a fuzzy logic control scheme, Revue des Energies Renouvelables, 2007 19 Mayssa Farhat., Lassâad Sbita Advanced Fuzzy MPPT Control Algorithm for Photovoltaic, Science Academy Transactions on Renewable Energy Systems Engineering and Technology, 2011 20 Min Kuang Wu Microcontroller Implementation of Low-Cost Maximum Power Point Tracking Methods for Photovoltaic System, Southern Taiwan University Department of Mechanical EngineeringbMaster’s Thesis, 2010 21 Mohamed Salhi., Rachid El-Bachtri., Maximum Power Point Tracker using Fuzzy Control for Photovoltaic System, International Journal of Research and Reviews in Electrical and Computer Engineering, 2011 22 Muhammad H Rashid Power Electronics Handook, 2000 23 Neson Diaz., Johann Hern´andez., Oscar Duarte Fuzzy Maximum ower Point TrackingTechniques Applied to a Grid-Connected Photovoltaic System- Descent to Maximum Power Point Tracking Universidad Nacional, Colombia, 2010 24 Nopporn Patcharaprakitia., Suttichai Premrudeepreechacharnb., Yosanai Sriuthaisiriwong Maximum power point tracking using adaptive fuzzy logic control for grid-connected photovoltaic system, Department of Electrical GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 108 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình Tài liệu tham khảo LVTN Engineering, Rajamagala Institute of Technology, Chiang Rai 57120, Thailand, 2011 25 Pongsakor Takun., Somyot Kaitwanidvilai., Chaiyan Jettanasen Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Control for Photovoltaic Systems, IMCES, HongKong, 2011 26 Pongsakor Takun., Somyot Kaitwanidvilai., Chaiyan Jettanasen Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Control for Photovoltaic Systems Proceedings of International Multiconference of Engineers and Computer Scientists, Hong Kong, 2011 27 Subiyanto., Azah Mohamed., M A Hanan., Hamimi Fadziati Abd Wahab., Photovoltaic Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Controller, Proceedings of the Regional Engineering Postgraduate Conference, 2009 28 Syafrudin Masri, Pui-Weng Chan “Development of a microcontroller – based boost converter for photovoltaic system” ISSN 1450-216X, Tracker Controller, Southern Taiwan University, Master’s Thesis, 2010 29 Mei Shan Ngan, Chee Wei Tan - A Study of Maximum Power Point Tracking Algorithms for Stand-alone Photovoltaic Systems - 2011 IEEE Applied Power Electronics Colloquium (IAPEC) TÀI LIỆU INTERNET 30 www.renewbl.com 31 www.pv.unsw.edu.au n.jpg 32 http://www.hepza.hochiminhcity.gov.vn 33 http://ebookfreetoday.com/view-pdf.php?bt=A-Maximum-Power-PointTracking-of-PV-System-by-Scaling-Fuzzy 34 http://www.dienmattroi.com/ung-dung-doi-song/144-ung-dung-nang-luongmat-troi-tai-viet-nam.html 35 Energy Information Administration (EIA) ―International Energy Outlook 2009 (http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/world.html) GVHD: TS Nguyễn Thanh Phương 109 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình [...]... matlab .31 Chƣơng 3:NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TỰ ĐỊNH HƢỚNG PIN MẶT TRỜI34 3.1 Các hệ thống tự động điều khiển định hƣớng pin mặt trời 34 3.1.1 Hệ thống tự định hướng có một trục đơn nằm ngang 34 3.1.2 Hệ thống tự định hướng với một trục đơn dọc .36 3.1.3 Hệ thống tự định hướng với hai trục xoay 37 3.2.Nghiên cứu thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống pin mặt trời tự định hƣớng 38 3.2.1 Lựa... ngành công nghiệp năng lượng và khoa học Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu xây dựng mô hin ̀ h pin mă ̣t trời và các phương pháp dò tìm điểm làm việc cực đại của pin mặt trời 1.2 Định hƣớng của đề tài Với một số các ưu điểm kể trên của phương pháp FLC trong viê ̣c dò tim ̀ điể m làm việc cực đại của pin mặt trời Do đó chúng tôi thực hiện đề tài: “ Tối ưu hóa công suất hệ thống pin mặt trời ... luận văn - Xây dựng mô hình pin mặt trời, phân tích các đặc tuyến I-V, P-V của pin mặt trời - Phân tích sự phụ thuộc các đặc tính của pin mặt trời dưới các điều kiện môi trường - Phân tích tính cần thiết của điểm làm việc cực đại của pin mặt trời - Nghiên cứu các phương pháp trắc hướng tự động của pin mặt trời - Nghiên cứu các giải thuật dò tìm điểm làm việc cực đại của pin mặt trời - Dùng phần mềm Matlab/Simulink... với pin mặt trời lý tưởng, điện trở dòng rò Rsh = ∞, Rs = 0 Khi đó mạch điện tương đương của pin mặt trời được cho bởi hình 2.4: Hình 2.4: Mô hình pin mặt trời lý tưởng[28] Khi đó, biểu thức (2.1) có thể được mô tả như sau: (2.4) Và dòng bão hòa ngược tiêu chuẩn có thể được biểu diễn như sau: (2.5) Thông thường, công suất của pin mặt trời khoảng 2 W và điện áp khoảng 0.5 V Vì vậy, các pin mặt trời. .. Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại giá thành pin mặt trời còn khá cao Công suất phát ra bởi pin mặt trời lại phụ thuộc trực tiếp vào cường đô ̣ bức xạ , nhiệt độ và điều kiện thời tiết Đặc tính P_V và V_I của pin mặt trời lại không tuyến tính I, P P=PR Công suất ISC Dòng điện IR Điểm công suất P=0 cưc đại (MPP) V 0 VR VOC Hình 1.6: Đường đặc tuyến I,P_V của pin quang điện [1] Trên đường đặc tuyến đó... đại (MPP- Maximum power point) mà ở đó công suất phát ra của pin mặt trời là lớn nhất Nhưng điểm này không phải là hằng số, chúng luôn thay đổi theo nhiệt độ và bức xạ Vì vậy, dò tìm điểm làm việc cực đại của pin mặt trời (MPPT - Maximum power point tracking) phải được sử dụng để đưa pin mặt trời luôn làm việc tại điểm này, nhằm nâng cao hiệu suất của pin mặt trời Có nhiều phương pháp điều khiển khác... độ vận hành của pin (K) - A: hệ số lý tưởng phụ thuộc vào công nghệ chế tạo pin, ví dụ công nghệ Simono A=1.2, Si-Poly A = 1.3… Dòng quang điện Iph phụ thuộc trực tiếp vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ của pin: (2.2) Trong đó: - Isc: dòng ngắn mạch tại nhiệt độ tiêu chuẩn 25oC (A) và bức xạ 1kW/m2 - KI: hệ số dòng điện phụ thuộc vào nhiệt độ (A/oC) - Tc: Nhiệt độ vận hành của pin mặt trời (K) - TRef... 1.1: Cấu trúc của mặt trời. [2] 1.1.2 Năng lƣợng của mặt trời Năng lượng khổng lồ từ mặt trời được xác định là sản phẩm của các phản ứng nhiệt hạt nhân Theo thuyết tương đối của Eintein và qua phản ứng nhiệt hạt nhân khối lượng có thể chuyển thàng năng lượng nhiệt độ bên ngoài của mặt trời khoảng 6000 độ K còn bên trong mặt trời nhiệt độ có thể lên tới hang triệu độ.áp suất bên trong mặt trời cao hơn 34... Simulink 31 Hình 3.1: Kết cấu của hệ thống định hướng có 1 trục nằm ngang 34 Hình 3.2: Hệ thống GC200 của hãng RayTracer được lắp đặt tại California 35 Hình 3.3: Hệ thống Wattsun HZ – Series của Hàn Quốc 35 Hình 3.4: Hệ thống tự định hướng với một trục đơn dọc 36 Hình 3.5: Hệ thống tự định hướng một trục đơn dọc được sử dụng ở Ba Lan 36 Hình 3.6: Hệ thống định hướng một trục chính nằm... của mặt trời 1,989.1027 tấn lớn hơn khối lượng của trái đất 33x 104 lần khối lượng riêng của mặt trời là 1,4 g/cm3 lớn hơn khối lượng riêng của nước là 1g/cm3 Tuy nhiên mật độ ở các lớp vỏ của mặt trời khác nhau theo vùng ở lớp lõi của mặt trời do bị nen với áp suất cao nên khối lượng riêng của lõi lên tới 160 g/cm3 cùng ra phí ngoài thì khối lượng riêng giảm dần Một cách khái quát có thể chia mặt trời