Nghiên cứu và thiết kế bộ nguồn cấp cho trạm viễn thông sử dụng năng lượng mặt trời

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn: “Nghiên cứu thiết kế nguồn cấp cho trạm viễn thông sử dụng lượng mặt trời” em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo TS Đỗ Mạnh Cường Các số liệu kết chưa công bố Để hoàn thành luận văn sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 22 tháng năm 2015 Học viên thực Vũ Đức Việt MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRONG TRẠM VIỄN THÔNG……………………………………………………………………2 1.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động pin mặt trời…………………………………….2 1.1.1 Cấu tạo pin lượng mặt trời………………………………………………… 1.1.2 Nguyên lý hoạt động……………………………………………………………… 1.2 Các đặc tính làm việc pin mặt trời……………………………………………… 1.2.1 Sơ đồ tương đương pin mặt trời……………………………………………… 1.2.2 Đặc tính làm việc pin mặt trời………………………………………………….8 1.3 Hệ thống pin lượng mặt trời……………………………………………… .11 1.3.1 Hệ PV làm việc độc lập………………………………………………………… 11 1.3.2 Hệ PV làm việc với lưới………………………………………………………… 13 1.4 Bộ nguồn DC/DC hệ thống nguồn lượng mặt trời sử dụng cho trạm viễn thông…………………………………………………………………………… 16 1.4.1 Hệ thống nguồn cung cấp điện trạm viễn thông…………………………….16 1.4.2 Bộ biến đổi DC/DC hệ thống lượng mặt trời sử dụng trạm viễn thông…………………………………………………………………………… 18 1.5 Kết luận………………………………………………………………………… .19 CHƯƠNG 2: BỘ BIẾN ĐỔI BOOST VÀ THUẬT TOÁN MPPT…………………… 20 2.1 Nguyên lý hoạt động biến đổi Boost…………………………………… .20 2.2 Nguyên lý dung hợp tải thuật toán MPPT……………………………………… 23 2.2.1 Giới thiệu chung………………………………………………………………… 23 2.2.2 Nguyên lý dung hợp tải………………………………………………………… 25 2.2.3 Thuật toán bám điểm có công suất cực đại MPPT……………………………… 27 2.3 Lựa chọn thiết kế hệ thống lượng mặt trời biến đổi Boost………… 30 2.3.1 Lựa chọn hệ thống lượng mặt trời………………………………………… 30 2.3.2 Thiết kế phần tử mạch Boost………………………………………………….30 2.4 Mô hình mô biến đổi Boost thuật toán MPPT……………………… 31 2.4.1 Hệ thống PMT biến đổi Boost…………………………………………… 31 2.4.2 Hệ thống PMT biến đổi Boost sử dụng thuật toán MPPT………………….34 2.5 Kết luận…………………………………………………………………………… 36 CHƯƠNG 3: BỘ BIẾN ĐỔI CỘNG HƯỞNG LLC…………………………………….37 3.1 Bộ biến đổi cộng hưởng LLC…………………………………………………… 37 3.1.1 Cấu trúc mạch lực biến đổi LLC……………………………………………… 37 3.1.2 Các vùng làm việc biến đổi LLC……………………………………… 39 3.1.3 Nguyên lý hoạt động……………………………………………………………… 42 3.2 Thiết kế biến đổi cộng hưởng LLC……………………………………………….46 3.2.1 Xác định hệ số điện áp lớn nhỏ nhất……………………………………….46 3.2.2 Tính toán thông số mạch cộng hưởng…………………………………… 47 3.2.3 Tính toán chọn máy biến áp…………………………………………………… .48 3.2.4 Tính toán cho mạch chỉnh lưu…………………………………………………… 52 3.2.5 Tính toán chọn tụ cộng hưởng…………………………………………………… 53 3.3 Hệ thống điều khiển biến đổi cộng hưởng LLC…………………………………53 3.3 Xây dựng mô hình mô biến đổi cộng hưởng LLC……………………… 54 3.4 Kết luận…………………………………………………………………………… 57 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………….58 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………….59 PHỤ LỤC:…………………………………………………………………………… 60 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo pin lượng mặt trời……………………………………………… Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời………………………………………… Hình 1.3 Hệ thống mức lượng E1