Nghiên cứu ứng dụng điện năng cho máy bơm nước từ pin năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM NGUYỄN GIA HOÀNG ĐĂNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN NĂNG CHO MÁY BƠM NƯỚC TỪ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành : 60 52 02 02 TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM NGUYỄN GIA HOÀNG ĐĂNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN NĂNG CHO MÁY BƠM NƯỚC TỪ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành : 60 52 02 02 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS.TRƯƠNG VIỆT ANH TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG NGHỆ TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH Luận văn Thạc sĩ đư ợc bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP.HCM ngày tháng năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ g ồm : Stt Họ tên Chức danh hội đồng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn Khoa quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc TP.HCM, ngày tháng năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Gia Hoàng Đăng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01 – 01 – 1986 Nơi sinh: Tỉnh Long an Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 134 183 000 I-TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN NĂNG CHO MÁY BƠM NƯỚC TỪ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG - Nghiên cứu hệ thống pin lượng mặt trời - Mô hình ứng dụng điện cho máy bơm nước từ pin lượng mặt trời III-NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 18 – 08 – 2014 IV-NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 21 – 03 - 2015 V-CÁN BÔ HƯỚNG DẨN CÁN BỘ HƯỚNG DẨN PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH : PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn đư ợc ghi rõ nguồn góc Học viên thực Luận văn Nguyễn Gia Hoàng Đăng ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện Trường Đại học Công nghệ TP.HCM Xin chân thành cảm ơn tập thể quý Thầy Cô giáo giảng dạy, truyền đạt trí thức giúp em học tập nghiên cứu trình học cao học Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM Tôi chân thành cảm ơn thầy hướng dẩn PGS.TS Trương Việt Anh nhiệt tình hư ớng dẫn, bảo, truyền đạt kiến thức chuyên môn kinh nghiệm để em thực luận văn Với nhiệt tình hướng dẫn Quý Thầy làm động lực cho em có tinh thần cố gắng, nỗ lực tìm tòi, nghiêng cứu để hoàn thành Luận văn Em xin lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM, Phòng Quản lý Khoa học Đào tạo Sau Đại học h ổ trợ giúp đỡ em trình học tập Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, b ạn bè đ ộng viên, giúp đỡ tạo cho em niềm tin nỗ lực cố gắng để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Người thực Nguyễn Gia Hoàng Đăng iii TÓM TẮT Hiện nay, nhu cầu sử dụng lượng ngày cao để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt sản xuất người, nhu cầu sử dụng điện sinh hoạt sản xuất thiếu người Nhưng việc sản xuất lượng điện chưa thể đáp ứng cho tất người nhiều lý khác như: nhu cầu sử dụng lượng điện lớn vùng sâu vùng xa chưa thể đưa nguồn điện đến v.v Việc nghiên cứu sử dụng nguồn lượng tự nhiên để tạo nguồn điện thật cần thiết để đáp ứng nhu cầu sử dụng, nguồn lượng tự nhiên như: lượng gió, nhiệt điện, lượng mặt trời,… nguồn lượng đáp ứng nhu cầu Đề tài “Nghiên Cứu Ứng Dụng Điện Năng Cho Máy Bơm Nước Từ Pin Năng Lượng Mặt Trời” phần việc sử dụng nguồn lượng tự nhiên vào sản xuất Đề tài “Nghiên Cứu Ứng Dụng Điện Năng Cho Máy Bơm Nước Từ Pin Năng Lượng Mặt Trời” đề tài tìm hiểu tính toán ứng dụng thực tế việc sử dụng lượng Mặt Trời cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất người Đề tài giúp cho người muốn tìm hiểu tìm hiểu nhu cầu sử dụng Năng Lượng Mặt Trời, để đưa nguồn lương phát triển rộng rãi giúp phần vào việc giải toán lượng iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH viii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề .1 1.1.1 Sự tiêu thụ lượng tương lai.[10].[11] 1.1.2 Năng lượng tái tạo 1.1.3 Năng lượng mặt trời .7 1.1.4 Hệ thống bơm nước sử dụng lượng mặt trời .12 1.2 Các đề tài nghiên cứu thực 13 1.3 Định hướng đề tài .14 1.4 Nhiệm vụ đề tài 14 1.5 Kết mong muốn 15 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI .16 2.1 Mặt Trời nguồn xạ Mặt Trời 16 2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Pin Mặt Trời 19 2.2.1 Cấu tạo pin Mặt Trời .20 2.3 Hệ thống pin mặt trời .26 2.3.1 Hệ thống pin mặt trời thường sử dụng 26 2.3.2 Các loại pin Mặt Trời 27 2.4 Ứng dụng pin mặt trời [2] .30 CHƯƠNG GIỚI THIỆU BỘ DÒ CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI VÀ MẠCH TĂNG ÁP 34 3.1 Vai trò việc dò công suất cực đại [8] 34 3.2 Các phương pháp dò công su ất cực đại- MPPT .35 v 3.4 Tính toán thi công mạch DC/DC converter .39 3.4.1 Cơ sở tính toán 39 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BƠM NƯỚC TỪ PIN NĂNG LƯỢNG MẶ T TRỜI .45 4.1 Xây dựng mô hình bơm nước sử dụng lượng mặt trời 45 4.1.1 Thiết kế mô hình bơm nư ớc sử dụng lượng mặt trời 45 4.1.1.1 Yêu cầu mô hình 45 4.1.1.2 Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp điều khiển 45 4.1.2 Thi công mạch tăng áp dò công suất cực đại 46 4.1.2.1 Vật tư thi công mạch tăng áp dò công suất cực đại .46 4.1.2.2 Yêu cầu mô hình 46 4.1.2.3 Kết thi công mạch 47 4.1.3 Giới thiệu động bơm nước tính toán sở lý thuyết 47 4.1.3.1 Cấu tạo máy bơm ly tâm [10] 47 4.1.3.2 Nguyên lý hoạt động bơm ly tâm 48 4.1.3.3 Các đặc điểm bơm ly tâm.[4].[10].[11] 49 4.1.4 Nguồn lưu trữ lượng acquy 54 4.1.5 Sơ đồ điện hệ thống .55 4.1.6 Kết thi công mô hình giá trị khảo sát thực tế 56 4.1.7 Kết nghiên cứu đạt đánh giá kết 58 4.2 Bài toán thực tế 58 4.2.1 Tính toán công suất máy bơm .59 4.2.2 Tính toán chọn công suất pin mặt trời 60 4.2.3 Tính kích cỡ pin mặt trời [10] 60 4.2.4 Tính solar charge controller [10] 61 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 63 5.1 Kết luận đề tài 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PV : PhotoVotaic : Pin quang điện (pin mặt trời) PPT (Maximum power point): Điểm làm việc mà công suất thu cực đại MPPT : Maximum Power Point Tracking : Dò tìm điểm cực đại DC (Direct current) : Điện chiều AM (Air Mass ratio) : Tỷ số khối khí Phổ xạ DSC (dye-Sensitized solar Cell): chất màu (một loại Pin mặt trời giá rẻ) NLTT : Năng Lượng Tái Tạo NLMT : Năng Lượng Mặt Trời ... điện MSHV: 134 183 000 I-TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN NĂNG CHO MÁY BƠM NƯỚC TỪ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG - Nghiên cứu hệ thống pin lượng mặt trời - Mô hình ứng dụng. .. lượng gió, nhiệt điện, lượng mặt trời, … nguồn lượng đáp ứng nhu cầu Đề tài Nghiên Cứu Ứng Dụng Điện Năng Cho Máy Bơm Nước Từ Pin Năng Lượng Mặt Trời phần việc sử dụng nguồn lượng tự nhiên vào... nhiên vào sản xuất Đề tài Nghiên Cứu Ứng Dụng Điện Năng Cho Máy Bơm Nước Từ Pin Năng Lượng Mặt Trời đề tài tìm hiểu tính toán ứng dụng thực tế việc sử dụng lượng Mặt Trời cho nhu cầu sinh hoạt sản