Thiết kệ sạt Pin mặt trời bằng MPPT

Slide Thiết kệ sạt Pin mặt trời

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH

BỘ NẠP ẮC QUY TỪ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DÙNG PHƯƠNG PHÁP DÒ TÌM ĐIỂM CÔNG SUẤT

CỰC ĐẠI (MPPT)

GVHD : Th.s Bùi Tấn Lợi

SVTH : Lê Văn Vũ Trần Quốc Bảo

Lê Võ Viết Thịnh

MPPT

GIỚI THIỆU

VỀ NL MẶT TRỜI

ĐẶC ĐIỂM PIN NL MẶT TRỜI

PHƯƠNG PHÁP DÒ TÌM ĐIỂM CỰC ĐẠI

BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC CONVERTER

TỔNG QUAN VỀ PIC

I GIỚI THIỆU VỀ NL MẶT TRỜI

Nhu cầu năng

Năng lượng mặt trời

I GIỚI THIỆU VỀ NL MẶT TRỜI

 Khái niệm:

- Pin Mặt Trời là thiết bị sử dụng biến đổi trực tiếp NLMT thành năng

NL điện nhờ vào các tế bào quang điện Các Panel này còn sản xuất ra

NL chừng nào còn có bức xạ Mặt Trời chiếu tới nó

Cấu tạo.

 Bán dẫn loại n gồm tinh thể Si và Photpho

hóa trị 5 gọi là Donor

 Bán dẫn loại P gồm Si và Bo hóa trị 3 gọi

Modun pin quang điện.

I = IPH - IS[ exp( (V+IRs) -1) - ] (2.1)

Mạch điện tương đương cho pin mặt trời

Đối với pin mặt trời lý tưởng RSH = ∞, Rs = 0

II ĐẶC ĐIỂM PIN NL MẶT TRỜI

Đặc tuyến I-V với các bức xạ khác

nhau

Đặc tuyến P-V với các bức xạ khác nhau

III PHƯƠNG PHÁP DÒ TÌM ĐIỂM TỐI ĐA

MPPT (Maximum Power Point Tracker) là phương pháp dò tìm điểm làm việc có công suất tối đa của hệ thống nguồn điện pin mặt trời qua việc điều khiển chu kỳ đóng mở khoá điện tử dùng trong bộ DC/DC Phương pháp này có thể xác định chính xác đến 97% điểm MPP

CÁC PHƯƠNG PHÁP CỦA THUẬT TOÁN MPPT

Các thuật toán MPPT điều khiển của bộ biến đổi DC/DC sử dụng

nhiều tham số, thường là các tham số như dòng PV, điện áp PV, dòng và điện áp ra của bộ DC/DC

Các phương pháp chính:

• Phương pháp điện dẫn gia tăng INC

• Phương pháp điện áp hằng số

• Phương pháp nhiễu loạn và quan sát P&O

III PHƯƠNG PHÁP DÒ TÌM ĐIỂM TỐI ĐA

Phương pháp nhiễu loạn và quan sát P&O

 Theo dõi sự thay đổi điện áp theo chu kỳ

 Nếu U tăng/ giảm => P tăng ( giữ nguyên)

 Nếu U tăng/ giảm => P giảm ( đảo chiều U)

III PHƯƠNG PHÁP DÒ TÌM ĐIỂM TỐI ĐA

Nhược điểm:

- Không phù hợp với điều kiện thời tiết thay đổi thường xuyên và đột ngột

Ưu điểm:

- Cấu trúc đơn giản và

dễ thực hiện nhất

- Phù hợp điều kiện thời

tiết thay đổi chậm hay ổn

Giới thiệu DC/DC BUCK CONVERTER:

 Giảm điện áp đầu ra so với đầu vào

 Điện áp giữa đầu vào và đầu ra không được cách ly

IV BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC CONVERTER

DC/DC BUCK CONVERTER hoạt động 2 ở các chế độ khác nhau

1 Chế độ dẫn liên tục (CCM, e.g tần số cố định và dòng điện cao)

2 Chế độ dẫn không liên tục (DCM, e.g PFM với dòng điện thấp)

IV BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC CONVERTER

Theo yêu cầu đồ án thiết kế:

Sử dụng 2 tấm pin với thông số mỗi tấm như sau:

IV BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC CONVERTER

Tính chọn Mosfet:

Dòng điện lớn nhất đi qua van:

Imax = Im ≈ 12,5 (A)

Ta sử dụng 2 tấm pin:

Itt = 2.Imax = 2 x 12,495 ≈ 25 (A)

Ta chọn van là loại IRFP9540N của hãng IR với các thông số:

IV BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC CONVERTER

Công suất tiêu tốn ở van Mosfet được tính bằng công thức:

PΣM = Pon + PSWTrong đó: Pon - Công suất tổn hao dẫn ở Mosfet

Psw- Công suất chuyển mạch

Công suất tổn hao dẫn của van mosfet:

Pon = I2 x Rds = 202 x 0,011 = 4,4 (W)Công suất tổn hao do quá trình đóng cắt trên Mosfet được tính bằng:

PSW = = = 3,42(W)

Vậy công suất tổn hao trên van là:

PΣ M = PON + PSW = 4,4 + 3,42 = 7,82 (W)

(4.3)

Tính chọn Diot:

Dòng điện lớn nhất đi qua mà diode phải chịu

Imax = = = 12,97 (A)  Điện áp ngược lớn nhất mà diod phải chịu

UN max = x 21,8 = 30,83 (V) Với thông số của mạch ta chọn Diode loại: 1N3913 có các thông số như sau:

 Imax = 30A ở 1000C

 Un = 400V

 Thời gian phục hồi: 200 ns

 fD = 25 khz Công suất tổn thất của Diode:

PD = (1-D) IΔUD =10 (W)

IV BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC CONVERTER

ΔVCout = = (4.6) => =

= ≈ 3200 (µF)

Chọn 2 tụ 1800 (µF)/ 25 V

Nạp cân bằng Bắt đầu khi acquy gần đầy Tăng dần U => giảm I

o Yêu cầu bảo trì

o Hiệu quả lưu giữ năng lượng

o Giá thành thấp

VI TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC

Vi điều khiển 16F886A

• Thuộc họ Pic16Fxxxx

• 35 lệnh (14bit)

• 28 chân

• Tốc độ hoạt động = 20 MHz (T1= 200ns)

V.II KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

V.II KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Sơ đồ mạch nguyên lý

V.II KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Sơ đồ mạch in

V.II KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Kết quả thực tế

VIII KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Hướng phát

triển

Thực hiện so sánh với các

VIII KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Cảm ơn thầy cô và các bạn

đã lắng nghe!