Tính toán đặt ra trong thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới

I. NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 3 1. Giới thiệu chung 3 2. Công nghệ sản xuất ra điện năng 3 II. Giới thiệu iMars SysExpert 5 III. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời trên iMars 6 IV. Tính toán đặt ra trong thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới 11 1. Thiết lập thông số và vị trí lắp đặt 11 2. Thiết lập thông số Inverter PVmodule 12 3. Thiết lập thông số cáp 12 4. Kết quả: 13 V. Bài toán kinh tế 13 I. NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 3 1. Giới thiệu chung 3 2. Công nghệ sản xuất ra điện năng 3 II. Giới thiệu iMars SysExpert 5 III. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời trên iMars 6 IV. Tính toán đặt ra trong thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới 11 1. Thiết lập thông số và vị trí lắp đặt 11 2. Thiết lập thông số Inverter PVmodule 12 3. Thiết lập thông số cáp 12 4. Kết quả: 13 V. Bài toán kinh tế 13 I. NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 3 1. Giới thiệu chung 3 2. Công nghệ sản xuất ra điện năng 3 II. Giới thiệu iMars SysExpert 5 III. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời trên iMars 6 IV. Tính toán đặt ra trong thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới 11 1. Thiết lập thông số và vị trí lắp đặt 11 2. Thiết lập thông số Inverter PVmodule 12 3. Thiết lập thông số cáp 12 4. Kết quả: 13 V. Bài toán kinh tế 13

MỤC LỤC I NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Giới thiệu chung .3 Công nghệ sản xuất điện II Giới thiệu iMars SysExpert III Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời iMars IV Tính tốn đặt thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới 11 Thiết lập thông số vị trí lắp đặt 11 Thiết lập thông số Inverter & PV-module 12 Thiết lập thông số cáp 12 Kết quả: 13 V Bài toán kinh tế 13 I NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Giới thiệu chung Đây nguồn lượng vô quan trọng tồn phát triển sống trái đất Có thể nói nguồn lượng phong phú mà thiên nhiên ban tặng cho Năng lượng mặt trời thu trái đất lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ mặt trời đến trái đất Chúng ta tiếp tục nhận dòng lượng phản ứng hạt nhân mặt trời hết nhiên liệu, vào khoảng tỷ năm Vấn đề sử dụng lượng pin lương Mặt Trời nguồn lượng gần vô tận mà thiên nhiên ban tặng cho người dường mẻ với Việc thiết kế hệ thống pin lượng Mặt Trời hiệu tiết kiệm tốn khó với nhiều kỹ sư thiết kế Để giúp kỹ sư dễ dàng việc thiết kế đồng thời giúp khách hàng có thơng tin chi tiết rõ ràng, INVT cho đời phần mềm Sys Expert phần mềm thiết kế hệ thống lượng mặt trời xác, chun nghiệp, hiệu Cơng nghệ sản xuất điện Theo số liệu tính tốn lượng xạ Mặt Trời Trái Đất khoảng 1.2 × 1014 ��, tính trung bình đầu người gần 30 MW/ng [2] Tuy nhiên tỷ lệ sử dụng lượng q Công suất phát xạ Mặt Trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố vị trí, thời gian ngày, thời gian năm, điều kiện khí hậu, thời tiết v.v Trong có nhiều yếu tố tác động ngẫu nhiên Sự chuyển đổi từ lượng nhiệt Mặt Trời thành điện năng thực theo hai phương thức:  Công nghệ nhiệt điện mặt trời: Phương thức thứ nhà máy điện dùng xạ Mặt Trời hệ thống làm việc trạm nhiệt điện, mà lò thay hệ thống kính hội tụ thu nhận nhiệt xạ Mặt Trời để tạo nước quay tuabin (hình 2.1.a) Các thu hội tụ kèm theo dõi mặt trời (tracker) để hội tụ tối đa tia mặt trời vào phần bề mặt hội tụ Đa số hội tụ yêu cầu độ hội tụ cao hội tụ máng parabol, tia sáng mặt trời hội tụ lại đường tiêu hội tụ, đường tiêu nhiệt độ đạt 4000C hay cao  Công nghệ PIN mặt trời (PMT): Phương thức thứ hai chuyển đổi quang thành điện dạng pin Mặt Trời (hình 2.1.c) kết nối vào mạng điện (hình 2.1.b) Pin Mặt Trời, gọi pin quang điện, có cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p n Lớp tiếp xúc gọi lớp tiếp xúc chuyển tiếp p-n Dưới tác dụng ánh sáng Mặt Trời vào lớp chuyển tiếp p-n có khuếch tán hạt dẫn qua lớp tiếp xúc, tạo nên điện trường sinh suất điện động quang điện Giá trị suất điện động tăng theo tăng cường độ chiếu sáng Như pin Mặt Trời biến đổi trực tiếp xạ lượng Mặt Trời thành điện năng, không qua bước trung gian nhiệt Hiện nay, người ta chế tạo tế bào quang điện Mặt Trời có đường kính cỡ vài đề xi mét, cho công suất cỡ 1W điều kiện xạ Mặt Trời 1kW/m2 Tuỳ theo nhu cầu phụ tải hộ tiêu thụ mà người ta ghép tế bào pin Mặt Trời thành bộ, tổ hợp Năng lượng điện pin Mặt Trời sản xuất dùng để cung cấp trực tiếp cho tải chiều DC; cung cấp cho tải xoay chiều AC thông qua biến tần nối lưới; không dùng hết, tích trữ ắc qui thơng qua sạc Nhìn chung Pin Mặt Trời chế tạo với công suất nhỏ, hiệu suất thấp, giá thành cao, thường dùng để cung cấp cho phụ tải nhỏ vùng hải đảo xa Đơn giá pin Mặt Trời trung bình khoảng 4-6 $/W giá thành điện khoảng 0.25-0.40 $/k II Giới thiệu iMars SysExpert iMars SysExpert, phần mềm thiết kế hệ thống grid-tied PV chuyên nghiệp dễ sử dụng, thiết kế đặc biệt cho iMars B series grid-tied solar inverter Chỉ sau ba bước gồm: chỉnh sửa thông tin hệ thống, lựa chọn thiết bị cấu hình hệ thống, thông số hệ thống pin lượng Mặt trời thiết kế cho inverter pha hay pha tạo báo cáo thiết kế chuyên nghiệp vài phút Các đặc tính:  Dễ sử dụng  Qui trình thiết kế đơn giản  Kết có độ tin cậy  Liên tục đuược cập nhật sở liệu Hình 1: giao diện phần mềm III Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời iMars Bước 1: Mở cửa sổ thiết kế iMars SysExpert chọn New Tạo trang giao diện thiết kế Hình 2: Trang khởi tạo Bước 2: Thiết lập thông tin hệ thống cần thiết kế (chú ý điền đầy đủ xác thơng tin để có bảng thơng tin đầy đủ hệ thống)  Project name : tên dự án  Project number : Số dự án  Customer : Khách hàng Chọn vị trí địa lý khu vực: việc chọn vị trí địa lý khiu vực giúp người thiết kế có thơng tin xác thuộc tính : độ cao, kinh tuyến, vĩ tuyến, nhiệt độ cao nhất, nhiệt độ thấp từ tính góc nghiêng đặt hệ thống pin lượng Mặt Trời Đồng thời tính số nắng tháng  Location: khu vực  Country : Đất nước  City: Thành phố Chú ý : Người thiết kế chọn “new location” thơng tin vị trí địa lý khơng có danh mục thiết lập hệ thống thông tin phù hợp với khu vực Hình 3: Trang thiết lập vị trí lắp đặt Bước Chọn Solar inverter  Brand: chọn INVT  Loại ngõ : chọn single-phase (1 pha) three-phase (3 pha)  Chọn model : chọn dòng imars B INVT (có nhiều loại từ 1.5KW tới 30KW cho pha, 3pha) Khi cho bảng thông số tương ứng cho loại solar inverter chọn Module-PV (tấm pin lượng Mặt Trời)  Brand : Topray solar  Material (chọn vật liệu) : Monocrytaline  Chọn model : (Gồm loại : TPM5U, TPM6U từ 200W-250W) Điền thông số pin lượng Mặt Trời theo thông tin “data sheet” pin Thông số:  P-max :Công suất lớn  V-mp : điện áp lớn  I-mp: dòng lớn  V-oc : điện áp hở mach  I-sc : dòng ngắn mạch  Ƞ : Hiệu suất cell  k-Pmax:Hệ số nhiệt công suất lớn  K-Voc : Hệ số nhiệt điện áp hở mạch  k-Isc : Hệ số nhiệt dòng ngắn mạch Khi cho kết số lượng pin Mặt Trời cần sử dụng cho dự án, mức công suất tối đa thu hệ thống pin lượng Mặt Trời, tỉ lệ phần trăm cơng suất định mức Hình 4: Trang thiết lập Inverter&PV-module Bước 4: Chọn cáp DC, cáp AC Hình 5: Trang thiết lập dây dẫn Bước 5: Bảng tổng hợp kết Bảng đầy đủ thông tin tổng hợp tất thông số vừa thiết lập qua bước 1, 2, Hình 6: Trang kết thiết kế IV Tính tốn đặt thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới Thiết kế hệ thống điện mặt trời khu vực Tp HCM với dự kiến hòa lưới ngày với giá 200 triệu đổ lại cho gia đình, dự tốn tiết kiệm tiền thời gian hoàn vốn với gia đình trung bình ngày tiêu thụ tháng 740kWh (trung bình ngày là: 24.6 kWh), giả sử đầu tư đủ để hộ gia đình tiêu thụ Thiết lập thơng số vị trí lắp đặt Vị trí TP HCM Độ cao: 19m Vĩ độ: 10.82 độ Bắc Kinh độ 106.67 độ Đơng Góc nghiêng: 8.44 độ Nhiệt độ thấp nhất: 20 độ Nhiệt độ cao nhất: 50 độ Nhiệt độ pin: 70 độ Thán g Số nắng đỉnh 10 11 12 143 171 164 157 123 116 100 116 102 111 118 13 Thiết lập thông số Inverter & PV-module  Inverter Loại INV: pha Loại Inp V_Dc I_Dc MP St MPPT MPPT INV ut max max PT r max W GOOD 42 WE 00 4200D Số lượng: V A pcs 1000 10 p V cs 220 Sta Outp I_max rt ut AC V V W A 800 20 4000 n ma x 1( %) 98 n_m ppt 1(%) 99.9 Tổng CS ra: 8000W  PV-module Loại PIN: Polysilicon Loại Module P_ma x W V_m p V I_m p A V_o c V I_s c A V_Dcma N x V % K_Pma K_Vo x c %/I %/I P220205 60(205 W) Số lượng: 40 pcs 29.2 7.01 36.2 7.6 1000 -0.4 Inpu t Trac kA CS peak: 8200 Lengt h 50 Sectio n 50 Cu 0.356 Modul e Area Mm 1.67 Eff: 97.56% Thiết lập thông số cáp String Module/Stri Materi s ng al 10 Cu 10 12 K_Is c K/Is c 0.05 Voc(V ) 365.2 365.2 Isc(A Vdrop( ) V) 7.01 2.88 7.01 2.88 P loss 20.1 20.1 Loss rate 0.98 % 0.98 % Inpu t String s AC L1 L2 L3 N PE Cores Numbe r Materia l Lengt h Sectio n Voc(V) In(A ) Vdrop(V ) P loss Loss rate Cu 100 10 400 1.9 32.8 0.82 % Kết quả: Hình 7: Trang kết thiết kế V Bài tốn kinh tế 5.77 Hình 8: Hóa đơn tiền điện hộ Theo giá điện mà hộ gia đình em cần trả là: 1.932.799 ( VAT included) 1932799  2611.89 kWh có giá là: 740 VNĐ 740  24.6 Số kWh ngày hộ tiêu thụ là: 30 Số kWh hàng năm mà hộ tiêu thụ là: 740*12=8880 kWh Vậy số kWh cần hòa lưới ngày để đáp ứng số kWh tiêu thụ hộ gia đình là: Lưu ý: Giả sử giá mua điện điện lực 2000 VNĐ Gọi X số kWh ngày cần tạo để đáp ứng số kWh mà hộ gia đình tiêu thụ (lưu ý có tính theo tỉ giá điện mua vào bán theo điện lực: X.2000=2611.89*24.6 X=32.12 kWh Từ thơng số tính tốn từ phần mềm ta tính ngày tạo là: 12111.1  33.2 365 kWh Giá thành đầu tư: Tên Giá/1 unit PV - Module Inveter 4200W 2.079.000 11.000.000 Cáp DC Cáp AC 9.130/m 27.500/m SL 40 200 300 Tổng 83.160.000 22.000.000 1.826.00 8.250.000 Như giá thành tổng là: 118.236.000 VNĐ Như với giá tiêu thụ tháng 1.932.799 cần 61 tháng để hồn vốn (tức 5.1 năm) Hình 9: Kết thiết kế ... Trang thiết lập dây dẫn Bước 5: Bảng tổng hợp kết Bảng đầy đủ thông tin tổng hợp tất thông số vừa thiết lập qua bước 1, 2, Hình 6: Trang kết thiết kế IV Tính tốn đặt thiết kế mạng điện mặt trời. .. tốn đặt thiết kế mạng điện mặt trời hòa lưới 11 Thiết lập thông số vị trí lắp đặt 11 Thiết lập thông số Inverter & PV-module 12 Thiết lập thông số cáp 12 Kết quả:... Công nghệ PIN mặt trời (PMT): Phương thức thứ hai chuyển đổi quang thành điện dạng pin Mặt Trời (hình 2.1.c) kết nối vào mạng điện (hình 2.1.b) Pin Mặt Trời, gọi pin quang điện, có cấu tạo gồm