Nghiên cứu điều khiển bám điểm công suất cực đại của một hệ pin mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN DUY AN NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA MỘT HỆ PIN MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - NGUYỄN DUY AN NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA MỘT HỆ PIN MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HUỲNH CHÂU DUY TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : ……………………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp.HCM, ngày tháng năm 20 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN DUY AN Giới tính: NAM Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh: Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: I- Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA MỘT HỆ PIN MẶT TRỜI II- Nhiệm vụ nội dung: - Tổng quan tình hình khai thác sử dụng lượng điện mặt trời Việt Nam - Nghiên cứu mô đặc tính V-I V-P pin quang điện - Nghiên cứu phân tích đặc tính V-I V-P pin quang điện - Nghiên cứu thuật toán điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ pin quang điện III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: TS HUỲNH CHÂU DUY CÁN BỘ HUỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu trình bày Luận văn trung thực chưa công bố đâu Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn Tôi xin cam đoan nội dung tham khảo Luận văn trích dẫn đầy đủ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Nguyễn Duy An LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, xin chân thành cám ơn TS HUỲNH CHÂU DUY tận tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báu hướng dẫn em thực Luận văn Xin cám ơn quý Thầy, Cô trang bị cho em kiến thức quý báu trình học tập giúp em đủ kiến thức để thực Luận văn Xin cảm ơn tập thể lớp 14SMĐ11 động viên giúp đỡ em trình thực Luận văn Cuối cùng, xin cám ơn Trường Đại học Công nghệ TP HCM; Khoa Cơ Điện - Điện tử; Phòng Quản lý Khoa học - Đào tạo sau Đại học Cơ quan nơi em công tác tạo điều kiện tốt cho em thực Luận văn Nguyễn Duy An i Tóm tắt Luận văn tập trung vấn đề liên quan đến “Nghiên cứu điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ pin mặt trời” mà bao gồm nội dung sau: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tổng quan tình hình nghiên cứu khai thác nguồn lượng điện mặt trời + Chương 3: Pin quang điện + Chương 4: Giải thuật bám điểm công suất cực đại + Chương 5: Mô điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ pin mặt trời + Chương 6: Kết luận hướng phát triển tương lai ii Abstract The thesis presents issues relating to "Maximum power point tracking control of solar energy systems" that includes the following contents: + Chapter 1: Introduction + Chapter 2: Literature review of the exploitation and utilization of the solar energy source + Chapter 3: Photovoltaic cell + Chapter 4: Algorithms for maximum power point tracking + Chapter 5: Simulation results of a solar energy system with maximum power point tracking + Chapter 6: Conclusions and future works iii MỤC LỤC Tóm tắt i Mục lục iii Danh sách hình vẽ vi Danh sách bảng x Chương - Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Bố cục luận văn Chương - Tổng quan tình hình nghiên cứu khai thác nguồn lượng mặt trời 2.1 Cấu trúc mặt trời 2.2 Quỹ đạo trái đất quanh mặt trời 2.3 Góc cao độ mặt trời vào buổi trưa 2.4 Bức xạ mặt trời 10 2.5 Ứng dụng lượng mặt trời 13 2.5.1 Pin mặt trời 14 2.5.2 Nhà máy nhiệt điện sử dụng lượng mặt trời 15 2.5.3 Động Stirling chạy lượng mặt trời 16 2.5.4 Thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời 17 2.5.5 Thiết bị làm lạnh điều hòa không khí dùng lượng mặt trời 18 2.6 Tình hình khai thác lượng mặt trời Việt Nam 19 2.7 Tổng quan tình hình nghiên cứu 23 iv Chương - Pin quang điện 26 3.1 Giới thiệu 26 3.2 Sơ đồ thay đơn giản PV 28 3.3 Sơ đồ thay PV có xét đến tổn hao 29 3.4 Module PV 30 3.5 Mảng PV 32 3.5.1 Nối nối tiếp nhiều module PV 32 3.5.2 Nối song song nhiều module PV 32 3.5.3 Nối hỗn hợp nhiều module PV 33 3.6 Các ảnh hưởng đến PV 33 3.6.1 Ảnh hưởng cường độ chiếu sáng 33 3.6.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 34 3.6.3 Ảnh hưởng tượng bóng râm 35 3.7 Các hệ thống PV ứng dụng 39 3.7.1 Hệ thống PV kết nối lưới 39 3.7.2 Hệ thống PV độc lập 40 3.7.3 Hệ thống PV kết hợp 40 Chương - Giải thuật bám điểm công suất cực đại 45 4.1 Giới thiệu 45 4.2 Giải thuật P&O (Perturbation & Observation) 46 4.3 Giải thuật điện dẫn gia tăng InC (Incremental Conductance) 50 4.4 Giải thuật điện áp số 52 4.5 Đề xuất giải thuật bám điểm công suất cực đại, P&O cải tiến khác biệt so với thuật toán P&O 54 4.6 Phương pháp điều khiển MPPT 57 4.6.1 Phương pháp điều khiển PI 57 4.6.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp 58 4.6.3 Phương pháp điều khiển đo trực tiếp tín hiệu 61 Chương - Mô điều khiển bám điểm công suất cực đại 65 Dac tinh Cong suat-Dien ap (P-V) 25 MPP (Vmpp=17,64 V; Pmpp=22 W) Cong suat (W) 20 15 10 0 10 15 Dien ap (V) 20 25 Hình 5.4 Đặc tính V-P pin quang điện RS - P618 - 22 Trong trường hợp, nhiệt độ không đổi (t = 250C) xạ mặt trời thay đổi (G = 1kW/m2  5kW/m2) đặc tính V-I V-P đạt sau: Dac tinh Dien ap - Dong dien (V-I) Cuong dong dien (A) 5kW/m2 4kW/m2 3kW/m2 2kW/m2 1kW/m2 10 15 20 25 Dien ap (V) Hình 5.5 Đặc tính V-I pin quang điện RS - P618 - 22 trường hợp nhiệt độ không đổi (t = 250C) xạ mặt trời thay đổi (G = 1kW/m2  5kW/m2) 66 Dac tinh Dien ap - Cong suat (V-P) 150 Cong suat (W) 5kW/m2 4kW/m2 100 3kW/m2 2kW/m2 50 1kW/m2 0 10 15 20 25 Dien ap (V) Hình 5.6 Đặc tính V-P pin quang điện RS - P618 - 22 trường hợp nhiệt độ không đổi (t = 250C) xạ mặt trời thay đổi (G = 1kW/m2  5kW/m2) Hình 5.5 cho thấy xạ mặt trời thay đổi dòng điện ngắn mạch, Isc điện áp hở mạch, Voc pin quang điện thay đổi Đặc biệt, thay đổi dòng điện ngắn mạch, Isc lớn Khi ấy, vị trí điểm công suất cực đại thay đổi hình 5.6 Trong trường hợp, nhiệt độ thay đổi (t = 250C  1000C) xạ mặt trời không đổi (G = kW/m2) đặc tính V-I V-P đạt sau: Dac tinh Dien ap - Dong dien (V-I) Cuong dong dien (A) 1.5 1000C 750C 500C 250C 0.5 0 10 15 20 25 Dien ap (V) Hình 5.7 Đặc tính V-I pin quang điện RS - P618 - 22 trường hợp nhiệt độ thay đổi (t = 250C  1000C) xạ mặt trời không đổi (G = kW/m2) 67 Dac tinh Dien ap - Cong suat (V-P) 25 Cong suat (W) 20 15 1000C 750C 500C 250C 10 0 10 15 20 25 Dien ap (V) Hình 5.8 Đặc tính V-P pin quang điện RS - P618 - 22 trường hợp nhiệt độ thay đổi (t = 250C  1000C) xạ mặt trời không đổi (G = kW/m2) Tương tự, nhiệt độ thay đổi điện áp hở mạch, Voc dòng điện ngắn mạch, Isc pin quang điện bị thay đổi Trong đó, điện áp hở mạch, Voc có thay đổi lớn Khi ấy, vị trí điểm công suất cực đại thay đổi theo 5.3 Mô kết trường hợp xạ mặt trời thay đổi chậm Mô thuật toán P&O P&O cải tiến cho pin quang điện, RS P618 - 22 với giả sử sau: - Nhiệt độ, T = 250C không thay đổi trình mô - Bức xạ mặt trời, G thay đổi chậm sau: t < 10 s : G = kW/m2 10s < t < 20s :G= 20s < t < 40s : G = kW/m2 40s < t < 80s :G= 80s < t < 100s : G =1 kW/m2 t kW/m2 10 80 kW/m2 t 68 Buc xa mat troi, G(kW/m2) 1.8 1.6 1.4 1.2 10 20 30 40 50 60 Thoi gian, t(s) 70 80 90 100 Hình 5.9 Mô thay đổi chậm xạ mặt trời pin quang điện RS - P618 - 22 50 Cong suat, P(W) 40 Sử dụng thuật toán P&O 30 20 Không sử dụng thuật toán P&O 10 0 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.10 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O tương ứng với thay đổi chậm xạ mặt trời 69 50 Cong suat, P(W) 40 Sử dụng thuật toán P&O cải tiến 30 20 Không sử dụng thuật toán P&O cải tiến 10 0 10 20 30 40 50 60 Thoi gian, t(s) 70 80 90 100 Hình 5.11 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi chậm xạ mặt trời 50 : Sử dụng thuật toán P&O cải tiến : Sử dụng thuật toán P&O Cong suat, P(W) 40 30 20 Không sử dụng hai thuật toán P&O P&O cải tiến 10 0 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.12 So sánh công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng thuật toán P&O thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi chậm xạ mặt trời Hình 5.9 mô tả thay đổi xạ mặt trời Quá trình thay đổi xem trình thay đổi chậm Công suất ngõ đạt 70 trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O sử dụng không sử dụng thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi chậm xạ mặt trời biểu diễn hình 5.10 5.11 Có thể nhận công suất ngõ đạt sử dụng thuật toán P&O P&O cải tiến luôn tối ưu thích nghi với thay đổi xạ mặt trời luôn lớn công suất ngõ đạt trường hợp không sử dụng thuật toán P&O nào, hình 5.12 Mặt khác, kết đặc tuyến hình 5.12 khẳng định tính hiệu thuật toán P&O cải tiến so sánh với thuật toán P&O thông thường 5.4 Mô kết trường hợp xạ mặt trời thay đổi nhanh Mô thuật toán P&O P&O cải tiến cho pin quang điện, RS P618 - 22 với giả sử sau: - Nhiệt độ, T = 250C không thay đổi trình mô - Bức xạ mặt trời, G thay đổi nhanh sau: t  20 s : G = kW/m2 20s < t  60s : G = kW/m2 60s < t  100s : G = kW/m2 Buc xa mat troi, G(kW/m2) 1.8 1.6 1.4 1.2 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.13 Mô thay đổi nhanh xạ mặt trời pin quang điện RS - P618 - 22 71 Cong suat, P(W) 50 Sử dụng thuật toán P&O 40 30 20 Không sử dụng thuật toán P&O 10 0 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.14 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O tương ứng với thay đổi nhanh xạ mặt trời 50 Sử dụng thuật toán P&O cải tiến Cong suat, P(W) 40 30 20 Không sử dụng thuật toán P&O 10 0 10 20 30 40 50 60 Thoi gian, t(s) 70 80 90 100 Hình 5.15 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi nhanh xạ mặt trời 72 50 : Sử dụng thuật toán P&O cải tiến : Sử dụng thuật toán P&O Cong suat, P(W) 40 30 20 Không sử dụng hai thuật toán P&O P&O cải tiến 10 0 10 20 30 40 50 60 Thoi gian, t(s) 70 80 90 100 Hình 5.16 So sánh công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng thuật toán P&O thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi nhanh xạ mặt trời Một khảo sát khác thực với thay đổi xạ mặt trời mà xem trình thay đổi nhanh, hình 5.13 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O sử dụng không sử dụng thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi chậm xạ mặt trời biểu diễn hình 5.14 5.15 Trong khảo sát này, kết cho thấy công suất ngõ đạt sử dụng thuật toán P&O P&O cải tiến luôn tối ưu thích nghi với thay đổi xạ mặt trời luôn lớn công suất ngõ đạt trường hợp không sử dụng thuật toán P&O nào, hình 5.16 Mặt khác, kết hình 5.16 lại lần khẳng định tính hiệu thuật toán P&O cải tiến so sánh với thuật toán P&O thông thường 73 5.5 Mô kết trường hợp xạ mặt trời thay đổi (tăng giảm) Mô thuật toán P&O P&O cải tiến cho pin quang điện, RS P618 - 22 với giả sử sau: - Nhiệt độ, T = 250C không thay đổi trình mô - Bức xạ mặt trời, G thay đổi sau: t < 10 s : G = kW/m2 10s < t < 15s :G= 15s < t < 50s : G = 1.5 kW/m2 50s < t < 55s :G= 55s < t < 100s : G = 1.2 kW/m2 t kW/m2 10 70 kW/m2 t Buc xa mat troi, G(kW/m2) 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.17 Mô tăng giảm xạ mặt trời pin quang điện RS - P618 - 22 74 35 Cong suat, P(W) 30 Sử dụng thuật toán P&O 25 20 Không sử dụng thuật toán P&O 15 10 0 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.18 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O tương ứng với tăng giảm xạ mặt trời 35 Sử dụng thuật toán P&O cải tiến Cong suat, P(W) 30 25 20 Không sử dụng thuật toán P&O cải tiến 15 10 0 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.19 Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O cải tiến tương ứng với tăng giảm xạ mặt trời 75 35 Cong suat, P(W) 30 25 20 Không sử dụng hai thuật toán P&O P&O cải tiến 15 : Sử dụng thuật toán P&O cải tiến : Sử dụng thuật toán P&O 10 0 20 40 60 Thoi gian, t(s) 80 100 Hình 5.20 So sánh công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng thuật toán P&O thuật toán P&O cải tiến tương ứng với tăng giảm xạ mặt trời Hình 5.17 mô tả thay đổi xạ mặt trời Công suất ngõ đạt trường hợp sử dụng không sử dụng thuật toán P&O sử dụng không sử dụng thuật toán P&O cải tiến tương ứng với thay đổi xạ mặt trời biểu diễn hình 5.18 5.19 Có thể nhận công suất ngõ đạt sử dụng thuật toán P&O P&O cải tiến luôn tối ưu thích nghi với thay đổi xạ mặt trời luôn lớn công suất ngõ đạt trường hợp không sử dụng thuật toán P&O nào, hình 5.20 Thêm vào đó, kết hình 5.20 khẳng định tính hiệu thuật toán P&O cải tiến so sánh với thuật toán P&O thông thường 76 Chương Kết luận hướng phát triển tương lai Có thể nhận thấy lượng mặt trời nguồn lượng sạch, có trữ lượng lớn đến mức xem vô hạn tương lai, nguồn lượng nguồn lượng cho nhu cầu lượng giới Mặc dù nghiên cứu khai thác từ sớm việc khai thác sử dụng lượng mặt trời nhiều hạn chế, trữ lượng người khai thác khiêm tốn so với tiềm Đặc biệt phương pháp khai thác chuyển đổi thành lượng điện để phục vụ cho nhu cầu sử dụng lượng điện Để khai thác hiệu nguồn lượng mặt trời phục vụ cho sống loài người trái đất, cần tối ưu hóa hoạt động hệ thống điện lượng mặt trời, có vấn đề làm để thu nhiều lượng mặt trời nhất, hiệu suất chuyển đổi pin mặt trời lớn nhất, điều khiển để hệ thống làm việc điểm công suất cực đại,… Trong phạm vi hẹp luận văn này, tác giả nghiên cứu tập trung cải tiến thuật toán điều khiển bám điểm công suất cực đại, thuật toán P&O Tác giả đề xuất thuật toán P&O cải tiến nhằm khắc phục khuyết điểm thuật toán P&O truyền thống Thuật toán P&O cải tiến dựa phân tích dòng điện ngắn mạch, Isc phân tích phạm vi thay đổi thông thường điện áp điểm công suất cực đại, VMPP Đề xuất thuật toán P&O cải tiến theo Isc khắc phục nhược điểm lớn giải thuật P&O truyền thống không xác định việc tăng công suất tăng lượng xạ hay tăng/giảm điện áp Đề xuất nâng cao chất lượng giá trị hội tụ thuật toán Đề xuất thuật toán P&O cải tiến theo phạm vi thay đổi VMPP rút ngắn thời gian tính toán cải thiện tốc độ hội tụ thuật toán 77 Trong tương lai, nghiên cứu khác liên quan đến việc cải thiện tốc độ giá trị hội tụ thuật toán bám điểm công suất cực đại cần triển khai Ngoài ra, thuật toán bám điểm công suất cực đại cần triển khai khảo sát cho hệ pin quang điện làm việc điều kiện khác điều kiện che khuất 78 Tài liệu tham khảo [1] Trang thông tin điện tử - Dự án lượng tái tạo www.renewableenergy.org.vn [2] Đặng Đình Thống, Cơ sở lượng tái tạo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [3] N Femia, D Granozio, G Petrone, G Spaguuolo, M Vitelli, “Optimized one-cycle control in photovoltaic grid connected applications”, IEEE Trans Aerosp Electron Syst., Vol 2, No 3, 2006 [4] W Wu, N Pongratananukul, W Qiu, K Rustom, T Kasparis and I Batarseh, “DSP-based multiple peak power tracking for expandable power system”, Proc APEC, 2003 [5] C Hua and C Shen, “Comparative study of peak power tracking techniques for solar storage system”, Proc APEC, 1998 [6] D P Hohm and M E Ropp, “Comparative study of maximum power point tracking algorithms using an experimental, programmable, maximum power point tracking test bed”, Proc Photovoltaic Specialist Conference, 2000 [7] K H Hussein, I Muta, T Hoshino and M Osakada, “Maximum power point tracking: an algorithm for rapidly changing atmospheric conditions”, IEE Proc Gener Transm Distrib., Vol 142, No 1, 1995 [8] X Sun, W Wu, X Li and Q Zhao, “A research on photovoltaic energy controlling system with maximum power point tracking”, Power Conversion Conference, 2002 [9] T L Kottas, Y S Boutalis and A D Karlis, “New maximum power point tracker for PV arrays using fuzzy controller in close cooperation with fuzzy cognitive network”, IEEE Trans Energy Conv., Vol 21, No 3, 2006 [10] J Jiang, T Huang, Y Hsiao, and C Chen, “Maximum power tracking for photovoltaic for power systems”, Tamkang Journal of Science and Engineering, Vol 8, No 2, 2005 79 [11] D Sera, T Kerekes, R Teodorescu and F Blaabjerg, “Improved MPPT algorithms for rapidly changing environmental conditions”, IEEE Conference, 2008 [12] M A Younis, T Khatib, M Najeeb and A M Ariffin, “An improved maximum power point tracking controller for PV systems using Artificial neural network”, Malaysian Journal, 2012 [13] B Das, A Jamatia, A Chakraborti, P R Kasari and M Bhowmik, “New perturb and observe MPPT algorithm and its validation using data from PV module”, International Journal of Advances in Engineering and Technology, IJAET, Vol.4, Iss 1, pp 579-591, 2012 [14] G Deb and A B Roy, “Use of solar tracking system for extracting solar energy”, International Journal of Computer and Electrical Engineering, Vol 4, No 1, pp 42-46, 2012 [15] T Tudorache, C D Oancea, L Kreindler, “Performance evaluation of solar tracking PV panel”, U P B Sci Bull, Vol 74, Iss 1, pp 3-10, 2012 [16] J Rizk and Y Chaiko, “Solar tracking system: more efficient use of solar panels”, World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol 41, pp 313-315, 2008 [17] N Barsoum, P Vasant, “Simplified solar tracking prototype”, Global Journal on Technology & Optimization, Vol 1, pp 38-45, 2010 [18] G M Master, Renewable and efficient electric power systems, A John Wiley & Sons, Inc., Publication, 2004 [19] D P Hohm and M E Ropp, “Comparative study of maximum power point tracking algorithms”, IEEE Conference, 2008 [20] www.redsun-vn.com [...]... dung nghiên cứu Đề tài Nghiên cứu điều khiển bám điểm công suất cực đại của một hệ pin mặt trời sẽ được thực hiện với các mục tiêu và nội dung như sau: - Khảo sát tình hình khai thác và sử dụng năng lượng điện mặt trời ở Việt Nam - Nghiên cứu các đặc tính của PV - Nghiên cứu và xây dựng một hệ thống điện sử dụng năng lượng mặt trời thông qua PV 4 - Nghiên cứu điều khiển bám điểm công suất cực đại của. .. của một hệ thống điện năng lượng mặt trời thông qua PV - Mô phỏng PV - Mô phỏng nguyên lý làm việc của hệ thống điện sử dụng năng lượng mặt trời thông qua PV - Mô phỏng điều khiển bám điểm công suất cực đại của một hệ thống điện sử dụng năng lượng mặt trời thông qua PV 1.6 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu các tài liệu về điều khiển bám điểm công suất cực đại của một hệ thống điện năng lượng mặt trời. .. toán điều khiển bám điểm công suất cực đại của một hệ thống điện năng lượng mặt trời sử dụng PV 1.7 Bố cục của luận văn Bố cục của luận văn gồm 6 chương: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tổng quan tình hình nghiên cứu và khai thác nguồn năng lượng điện mặt trời + Chương 3: Pin quang điện + Chương 4: Giải thuật bám điểm công suất cực đại + Chương 5: Mô phỏng điều khiển bám điểm công suất cực đại. .. thác của các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời, đề tài nghiên cứu điều khiển bám điểm công suất cực đại và kết nối lưới của một hệ thống điện năng lượng mặt trời là thật sự cần thiết để được nghiên cứu và triển khai 1.3 Đối tượng nghiên cứu Các nghiên cứu sẽ được thực hiện trên mô hình hệ thống điện năng lượng mặt trời bao gồm: - Hệ thống pin quang điện, PV - Bộ điều khiển bám điểm. .. điện, PV - Bộ điều khiển bám điểm công suất cực đại 1.4 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài là: - Khảo sát tình hình khai thác và sử dụng năng lượng điện mặt trời ở Việt Nam - Tổng quan các kết quả nghiên cứu đã đạt được liên quan đến đề tài - Nghiên cứu lý thuyết pin quang điện (PV) - Nghiên cứu các thuật toán bám điểm công suất cực đại cho PV dưới các điều kiện bức xạ và nhiệt độ khác... lượng mặt trời cũng là một bài toán khó Giải pháp kết nối hệ thống điện năng lượng mặt trời với lưới điện quốc gia là một trong các giải pháp được đánh giá hiệu quả cao Chính vì các lý do trên, đề tài Nghiên cứu điều khiển bám điểm công suất cực đại của một hệ pin mặt trời được lựa chọn và thực hiện trong luận văn này 3 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Nguồn điện đang gánh chịu các áp lực nặng nề của. .. 2.1 Cấu trúc của mặt trời Hình 2.2 Quỹ đạo trái đất quay quanh mặt trời Hình 2.3 Một cách nhìn quỹ đạo trái đất để dễ tính góc  Hình 2.4 Góc cao độ mặt trời Hình 2.5 Dải bức xạ điện từ Hình 2.6 Góc nhìn mặt trời Hình 2.7 Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển của trái đất Hình 2.8 Hệ thống pin mặt trời Hình 2.9 Nhà máy điện mặt trời Hình 2.10 Tháp năng lượng mặt trời Hình 2.11... lượng mặt trời Hình 2.12 Hệ thống cung cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời Hình 2.13 Tủ lạnh dùng pin mặt trời Hình 2.14 Hệ thống lạnh hấp thụ dùng năng lượng mặt trời Hình 2.15 Hệ thống máy lạnh năng lượng mặt trời Hình 3.1 Phổ năng lượng mặt trời Hình 3.2 Nguyên tắc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện của PV Hình 3.3 Mô hình đơn giản của PV Hình 3.4 Sơ đồ thay thế đơn giản của PV... quan hệ giữa tổng trở vào Rin và hệ số làm việc D Hình 5.1 Pin quang điện RS - P618 - 22 Hình 5.2 Sơ đồ mô phỏng điều khiển bám điểm công suất cực đại của hệ thống pin quang điện Hình 5.3 Đặc tính V-I của pin quang điện RS - P618 - 22 Hình 5.4 Đặc tính V-P của pin quang điện RS - P618 - 22 Hình 5.5 Đặc tính V-I của pin quang điện RS - P618 - 22 trong trường hợp nhiệt độ không đổi (t = 250C) và bức xạ mặt. .. đầy một phần triệu giây Mặt trời đã giải phóng ra một lượng năng lượng tương đương với tổng số điện năng sản xuất trong một năm trên Trái đất) 2.2 Quỹ đạo của trái đất quanh mặt trời [2] Trái đất quay quanh mặt trời theo quỹ đạo hình elip, một vòng của trái đất quay quanh mặt trời là 365,25 ngày Điểm mà tại đó trái đất gần mặt trời nhất gọi là điểm cận nhật, xảy ra vào ngày 2 tháng 1 lúc này nó cách mặt