Thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời cấp điện cho Trường Đại học Phạm Văn Đồng - Quảng Ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VÕ HOÀNG HẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 T M TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ: KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2018 C ng tr nh đ ho n th nh t i TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ng ih ng n ho họ : TS D ng Minh Quân Ph n iện 1: TS ĐOÀN ANH TUẤN Ph n iện 2: GS TS NGUYỄN HỒNG ANH Luận văn đ c b o vệ tr c Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp th sĩ ỹ thuật, chuyên ngành kỹ thuật điện họp t i Tr ng Đ i học Bách khoa Đ Nẵng vào ngày 30 tháng năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn t i: - Trung tâm Học liệu, Đ i họ Đ Nẵng t i Tr ng Đ i học Bách khoa - Th viện Kho Điện, Tr ng Đ i học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU L DO CHỌN ĐỀ TÀI Năng l yếu tố thiếu đ tế, xã hội ng y vấn đề n iệt, đồng th i ng hó th h đ ng ng y nhiễm m i tr nghiêm trọng Nhu ầu t m r lo i l l ,…th y nguồn l ng tái t o v l cho nguồn l Năng l t ng l i, l nguồn l ó Một nguồn ng s ch dần đ xem nh l ng trở nên ng hó th h truyền thống đ v o để thay ng khoáng s n nguồn l ng mặt tr i đ Việt n m đ ng ng y ng m i, x nh s h v i toán đặt r từ lâu đối v i quố gi l ng thực đối v i hầu hết quốc gia đ ng trở th nh thiết to n ầu Nguồn l thể tái t o đ ng ho phát triển inh ng tăng m nh, việ đáp ng nhu ầu l thách th i c ho t động kinh tế Sự phát triển ủ inh tế éo theo nhu ầu l ng ị on ng ng nhu cầu thiết yếu củ ng l ng mặt tr i ng u việt ng s ch, sẵn có thiên nhiên c xem quốc gia có tiềm l n NLMT, đặc biệt miền Trung miền Nam, v i ng độ b c x mặt tr i trung bình kho ng kWh/m V i u vị trí đị lý n y, Việt N m ho n to n ó thể sử ụng nguồn l ng mặt tr i đầy tiềm n y Những năm gần đây, việ nghiên mặt tr i đ ng đ nguyên l nh n u, sử ụng nguồn l qu n tâm Tuy nhiên, dù có nguồn tài ng mặt tr i l n nh ng s u th i gian phát triển, việc ng dụng thiết bị sử dụng l ũng h h đ ov ng h đ ng mặt tr i vào sống c khai thác hiệu qu thiếu inh phí v phổ iến rộng rãi Tỉnh Qu ng Ngãi khu vực miền Trung Việt N m, n i ó tổng số gi nắng v kWh/m /ng y), đ ng độ b c x nhiệt cao (trung bình xấp xỉ đánh giá l hu vực có tiềm l n l ng mặt tr i Do việc chọn đề t i “Thiết kế hệ thống Pin l ng mặt tr i cấp điện ho tr ng Đ i học Ph m Văn Đồng - Qu ng Ngãi”vừ đáp ng nhu cầu sử dụng điện nh ng h ng phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện l i, đồng th i góp phần v o việ nghiên nhân rộng mơ hình sử dụng l u ng s h địa bàn tỉnh Qu ng Ngãi MỤC Đ CH NGHI N CỨU Xuất phát từ thự tế nhu ầu l ng y ng tăng o ng gần Việt N m n đến t nh tr ng thiếu hụt điện v ết qu l ng nh điện ph i thự tiết gi m điện, ph i điện luân phiên phụ t i sử ụng điện t i th i điểm th i tiết nắng nóng, h h n l m nh h ởng đến nhu ầu sử ụng l nghiên ng Mụ tiêu ủ đề t i l u gi i pháp sử ụng nguồn l ung ấp ho tò nh ủ tr ng mặt tr i th nh điện ng Đ i họ Ph m Văn Đồng, gi m thiểu t nh tr ng lệ thuộ ho n to n nguồn l điện đồng th i l ng tiêu thụ từ l i góp phần tăng tỷ trọng sử ụng nguồn ng mặt tr i v gi m tá động đến m i tr ng ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHI N CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Nguồn ùng l x mặt tr i t i n i triển h i m h nh hệ thống điện ng mặt tr i - Nhu cầu điện ủ Nh tr ng 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Kh o sát, đo đ c, phân tích tr ng sử dụng l to nh tr ng t i ng Đ i học Ph m Văn Đồng - Các mơ hình biến đổi l ng mặt tr i th nh điện vàtriển khai áp dụng thiết kế hệ thống pin l cung cấp điện cho tr ng mặt tr i nối l i ng Đ i học Ph m Văn Đồng PHƯ NG PHÁP NGHI N CỨU - Kh o sát thự đị ,đo đ , thu thập số liệu - Trên l sở phân tí h lý thuyết v m h nh iến đổi ng mặt tr i th nh điện năng, ết h p v i ph ng pháp tính tốn, sử ụng phần mềm PVsyst để tính tốn triển h i t i to nh tr ng Đ i họ Ph m Văn Đồng NGHĨA KHOA HỌC VÀ TH C TI N CỦA ĐỀ TÀI Từ thực tiễn cụ thể đặ điểm, đặ tr ng l ng mặt tr i bối c nh nguồn l c n kiệt v i vấn đề ô nhiễm m i tr ph i khám phá khai thác nguồn l l ng tái t o thân thiện v i m i tr l ng ngày tăng ủ on ng ng truyền thống ngày ng bắt buộ on ng i ng m i - nguồn ng phục vụ cho nhu cầu i V i quan niệm khơng phụ thuộc hồn tồn vào nguồn điện từ l i, n to n ho m i tr ng” Tá gi muốn nghiên c u triển khai gi i pháp ng dụng nguồn l t i to nh tr khu vự l viện, tr h ng mặt tr i để cấp điện không ng Đ i học Ph m Văn Đồng mà cịn nhân rộng cho ó nguồn điện l i tịa nhà có sử dụng nguồn ng l n địa bàn tỉnh nh tò nh khách s n, bệnh ng họ ,… BỐ CỤC ĐỀ TÀI Mở đầu Ch ng 1: Lý thuyết tổng qu n l ng mặt tr i Ch ng 2: Tiềm năng l hình sử ụng l ng t i tr ng mặt tr i t i Qu ng Ngãi, t nh ng Đ i họ Ph m Văn Đồng Ch ng 3: Cá m h nh sử ụng l Ch ng 4: Áp ụng tính tốn thiết ế hệ thống l tr i ấp điện ho tr Ch ết qu Tính tốn hi phí ự án iến nghị ng mặt ng Đ i họ Ph m Văn Đồng ng 5: M hệ thống pin l Kết luận v ng mặt tr i ng mặt tr i, phân tí h CHƯ NG 1: C SỞ LÝ THUYẾT NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Giới thiệu lượng mặt trời Mặt tr i - s o trung tâm Thái ung ấp l ng, ánh sáng tự nhiên ho Trái đất Mặt tr i lu n phát r nguồn l l ng truyền ằng ng hổng lồ v phần nguồn x đến trái đất húng t Năng l l nguồn l nguồn gố l ủ ng s h đ nguồn l nh i iết tận h ởng nguồn l lâu, nhiên việ xem l v tận v l ho họ đặ ận để tận ụng nguồn l ng ịp nhu ầu l v gi m thiểu iệt qu n ng quí giá n y từ h i thá , sử ụng nguồn l hiệu qu th v n l vấn đề m ng mặt tr i ng há trái đất Nguồn ng th y n y v đ ng đ tâm Con ng ng hệ v l nguồn ng n y h húng t đ ng qu n tâm Việ tiếp ng m i n y h ng hỉ góp phần ung ng ủ xã hội m nhiễm m i tr òn giúp tiết iệm điện ng 1.2 Bức xạ mặt trời Chùm tia truyền thẳng từ Mặt tr i gọi b c x trực x Tổng h p tia trực x tán x gọi tổng x Mật độ dòng b c x trực x ngồi l p khí quyển, tính đối v i 1m2 bề mặt đặt vng góc v i tia b c x 1.3 Tính tốn xạ lượng mặt trời C ng độ b c x mặt tr i mặt đất chủ yếu phụ thuộc yếu tố: góc nghiêng củ ho v độ iđ ti sáng đối v i mặt phẳng bề mặt t i điểm ng tia sáng khí hay nói chung phụ thuộ v o độ cao Mặt tr i Yếu tố n xá định ng độ b c x mặt tr i điểm n o Trái đất quãng đ ng qu Sự mát l ng quãng đ ng gắn liền v i tán x , hấp thụ b c x phụ thuộc vào th i gian ngày, mùa, vị trí địa lý 1.3.1 Tính tốn góc tới xạ trực xạ 1.3.2 Bức xạ mặt trời ngồi khí lên mặt phẳng nằm ngang 1.3.3 Tổng cường độ xạ mặt trời lên bề mặt Trái đất Tổng b c x mặt tr i lên bề mặt đặt mặt đất bao gồm hai phần hính l trực x tán x H ng b c x khuếch tán truyền t i bề mặt hàm số củ độ che phủ củ mây v độ suốt khí quyển, đ i l ng l i th y đổi nhiều 1.4 Các ứng dụng lượng mặt trời Để việc nghiên c u sử dụng thiết bị sử dụng l ng mặt tr i có tính ng dụng cao, cần ph i có thơng số đo đ c thống ê đầu vào, từ giúp ng thống, xá định í h th i thiết kế đánh giá hiệu qu kinh tế hệ c hệ thống v o ó thể thiết kế hệ thống cho giá thành thấp hiệu qu tối u Cá th ng số đầu vào xác việc thiết kế xác hiệu suất thiết bị cao Chúng ta sử dụng thơng số đo đ c thực tế để tính tốn thiết bị, để thiết kế cần số liệu b c x năm, số liệu th i gian dài việc tính tốn xác CHƯ NG 2: TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI TRƯỜNG ĐAI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG QUẢNG NGÃI 2.1 Tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Quảng Ngãi: Qu ng Ngãi l tỉnh nằm sâu đ i nội hí tuyến v i hí hậu nhiệt đ i gió mù , m l nh L ng nhiều v o nử mù nóng v nử đầu mù x l n (1501,04÷1803,58 Wh/m2/năm), số gi hiếu sáng ho ng 500gi /năm, số gi nắng từ 800÷2 200gi /năm; nhiệt ủ tỉnh o, th ng từ 20÷260C B ng - Kết qu tính tốn Địa điểm TT x mặt tr i Bức xạ mặt trời (kWh/m2/ngày) S n Tây Tr Bồng Minh Long B T Châu Ổ Qu ng Ngãi S Huỳnh Lý S n 4,112 4,240 4,272 4,336 4,654 4,686 4,878 4,941 2.2 Giới thiệu tổng quan, khả cung cấp tiêu thụ điện trường Đại học Phạm Văn Đồng-Quảng Ngãi 2.2.1 Thông tin chung 2.2.2 Sơ đồ tổ chức 2.2.3 Năng lượng cung cấp tiêu thụ Tr nguồn l ng Đ i học Ph m Văn Đồng- Qu ng Ngãi đ i điện th ng qu đ c cấp từ ng dây 22kV tr m biến áp gồm máy 560 KVa- 22/0.4kV Tr m biến áp cung cấp ho tr hành máy điều kiện tr nh th ng vận ng, máy l i nghỉ dùng cho ng h p dự phòng B ng 2.6 B ng tổng h p điện tiêu thụ năm 2017 Tháng Điện tiêu thụ (kWh) 10 11 12 Tổng 17.918 16.040 22.695 32.253 28.185 31.039 30.156 33.220 35.059 36.785 30.264 30.565 344.179 lượng Điện tiêu thụ 2017 (kWh) 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 10 11 12 Thời gian (tháng) H nh Đồ thị phụ t i tháng củ Tr ng 2.3: Hiện trạng sử dụng điện trường Đại học Phạm Văn Đồng- 10 CHƯ NG CÁC MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG 3.1 Mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành điện 3.1.1 Mơ hình biến đổi độc lập khơng kết lưới 3.1.2 Mơ hình biến đổi có kết lưới Hệ thống PV công suất nhỏ thể u điểm củ hi đ vận hành có liên kết v i l đ l u i điện Khi đ c kết l c i hệ thống PV c vận hành cách linh ho t nh hệ thống điều khiển tối u tr o ng suất hệ thống đóng - cắt 3.2 Các bước tính toán thiết kế hệ thống biến đổi lượng mặt trời thành điện 3.2.1 Các lưu ý 3.2.2 Các thông số cần thiết để thiết kế hệ thống điện mặt trời  Yêu cầu đặc trưng phụ tải  Vị trí lắp đặt hệ thống 3.2.3 Các bước thiết kế Gồm nh s u:  Lựa chọn s đồ khối  Tính tốn hệ nguồn điện pin mặt tr i  Tính phụ t i điện yêu ầu  Tính l ng điện mặt tr i cần thiết Ecấp  Tính cơng suất dàn pin mặt tr i Wp (Peak Watt)  Tính số modun mắc song song nối tiếp  Bộ điều phối l ng - Bộ biến đổi điện DC-AC (Inverter) - Hộp nối dây nối điện 11 CHƯ NG ÁP DỤNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI 4.1 Tính tốn thiết kế hệ thống pin lượng mặt trời cho trường Đại học Phạm Văn Đồng 4.1.1 Lựa chọn mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành điện Cần ph i sử dụng hệ thống điện mặt tr i kết h p v i l b o cung cấp điện cho phụ t i tr i để đ m ng h p điều kiện hí t ng h ng đủ Khi pin mặt tr i h ng đ m b o cung cấp điện cho phụ t i, hệ thống lấy điện từ l i Để đ m b o đ tính đồng hệ thống, cần ph i sử dụng thêm thiết bị đồng Sunny Boy RS-485 để truyền th ng tin đến điều khiển trung tâm Sunny WebBox Bộ điều khiển trung tâm đ c nối v i máy vi tính đ c lập tr nh để theo dõi qu n lý toàn hệ thống 4.1.2 Xác định vị trí lắp đặt quy mô công suất Qu mái nh h o sát, họn vị trí lắp đặt ủ hu nh H nh hính Hiệu ộ Nh tr ằng tầng th diện tí h lắp đặt h ng ủ tò nh ng mặt tr i ng Hiện t i mặt ó iện tích 90,2x18,5 = 1668,7 m2, ụng ó thể lắp đặt 18m) s n ê t ng h ng mái v i ng việ thi n pin l n pin ho ng 774m2(43m x ng tr nh phụ tr ễ ng ho ng, lắp đặt V i vị trí lắp đặt nh họn lựa trên, bỏ qua nh h ởng góc nghiêng dàn pin mặt tr i hiệu ng nhiệt độ, công suất đỉnh dàn pin mặt tr i đ xá định theo công th c: 12 E wp = I0 E ng (4.1) IT η Trong đó: + I0=1000 W/m2 = kW/m2, b c x mặt tr i điều kiện tiêu chuẩn +  = hiệu suất tổng thể hệ thống bao gồm: điều khiển, biến đổi, hiệu suất phóng n p điện kho ắc quy,  = 0,8 + IT = 4,693 kWh/m2 Từ công th trên, t tính r đ điện dàn pin mặt tr i hệ thống để cấp điện cho phụ t i củ Nh tr ng: Theo số liệu phụ t i sử ụng theo ng y ủ Nh tr tiêu thụ ủ hu nh h nh hính hiệu ộ ho ng 16-18% Tổng điện tiêu thụ ủ 256 000Wh (m Trên l họn ng, điện hu nh h nh hính hiệu ộ t ng ng 18%) v i Ewp gần 70 000 Wp sở gi i h n iện tí h t i vị trí h o sát lắp đặt n Pin ng mặt tr i tầng mái nh Khu nh H nh hính hiệu ộ, ng suất đỉnh ủ n pin mặt tr i hệ thống ó thể ấp điện l 72 Wp, ấp điện ho phụ t i ủ Nh tr ng 4.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ 4.2.1 Hệ thống pin a Lựa chọn loại pin sử dụng Các thông số kỹ thuật pin ZBR-300M lựa chọn để thiết kế: - Công suất l n Pmax : 300 W 13 - Điệp áp làm việc l n Vmp : 36,2V - Dòng điện làm việc l n Imp : 8,29 A - Dòng ngắn m ch ISC : 8.9 A - Điệp áp hở m ch VOC : 44,5 V - Trọng l : 25 kg ng - Kích th c hình học dàn pin: 1.957 x 990 x 50 (mm) Số l ng Pin mặt tr i ự iến lắp đặt: - Đối v i hệ thống l ng mặt tr i thiết kế nh tr nh trên, công suất cần lắp kho ng 72kWp, số l y ng pin cần thiết: Npin =Ewp / Pđmpin= 72.000/300 = 240 - Dự v o đó, iện tí h s ộ cần thiết để lắp đặt hệ thống pin: S= Spin× 240 = (1,957×0,990) × 240 = 465 m2 b Mơ hình hóa pin lựa chọn: c Bố trí hướng lặp hệ thống pin mặt trời V i iện tí h lắp đặt ho ng 774m2, hệ thống PV đ hi th nh nhóm giống nh u, v i ết u nhóm gồm 20 pin mắ nối tiếp v ãy song song Mỗi ãy PV nh ùng đ gắn gi n gá lắp thiết ị, gó nghiêng ủ đ h lự gi n gá lắp thiết ị họn tối u ự v o phần mềm thiết ế PVSyst l 10ᵒ theo ng Bắ -N m ọ theo hiều nghiên tối u đ Kí h th i ủ đ ng Ph n Đ nh Phùng, góc x s định l 15ᵒ thự tế ủ hệ thống pin lắp đặt lấy theo th ng số nh tính tốn trên: - Chiều dài: D = 1,957×20= 39,14 m - Chiều rộng: R = (1+0.5) ×12 – 0.5 = 17,5 m - Diện tích lắp đặt thực tế: S = 39,14×17,5 = 648,95m2 4.2.2 Bộ biến đổi điện mặt trời 14 Dự v o số liệu tính tốn v i điện áp l m việ l n đ t 724V, òng l m việ l n đ t 33,16A ủ hệ thống pin, sử ụng ộ iến đổi điện RefuSol 24K-UL ủ hãng REFU Ele troni Gm H (s n xuất từ năm 2017) ó tí h h p sẵn thiết ị hị l iv hệ thống truyền tín hiệu đến ộ We Box B ng 4.1 Thông số kỹ thuật biến đổi điện mặt tr i SMC 5000A Đầu vào (DC) C ng suất DC tối đ ( os φ= 1) 24,6 kW Điện áp đầu v o tối đ 1000 V D i điện áp MPP 250 V- 890 V Điện áp đầu v o tối thiểu/Điện áp đầu v o 570 V/730 V định m Dòng v o tối đ 43.1 A Đầu (AC) C ng suất thự AC 24 kVA Dãi điện áp AC nh th ng 300V-480V Tần số điện AC 50 HZ, 60 HZ Dịng r tối đ 29,1 A Thơng số chung Kí h th 530x270x600mm Khối l ng 40kg D i nhiệt độ ho phép Lên đến 600C 4.2.3 Tủ đấu nối DC thiết bị giám sát Webbox V i đặ tính ĩ thuật ủ hệ thống, tủ đấu nối DC đ ế nh ng D i điện áp v o l m việ Điện áp v o m x Dòng định m DC ho ãy Dòng m x DC ho ãy Chuẩn đấu nối đầu v o 200-900VDC 1000VDC 0-40A 45A MB12-08 thiết 15 Dòng đầu r Chuẩn ết nối đầu r Chuẩn nối đất We ox l thiết ị truyền th ng nh 96A MB25-18 MB16-10 g tew y v huyển đổi tín hiệu từ huẩn lý RS-232 s ng đ theo gi o th t -logger, ng truyền Ethernet-TCP/IP ho phép giám sát v điều hiển ộ huyển đổi hệ thống l ng mặt tr i qu we B ng4 Th ng số ỹ thuật ủ We ox Truyền th ng gi o tiếp v i RS232 (lên đến10 inverters ộ inverter Ethernet) Gi o iện Ethernet 10/100MB, ết nối ng LAN Thẻ nh l u trữ SD Tối đ 2GB Hiện thị tr ng thái Tí h h p LED Nguồn ung ấp 110 – 230V, 50Hz Tiêu thụ điện Nhiệt độ vận h nh Độ ẩm vận h nh H nh th lắp đặt Lo i 5W/ tối đ 12W -200C đến 550C Từ 5% đến 95% Gắn t ng, để n 4.3 Tổng hợp phương án tính tốn, thiết kế B ng 4.4 Các thơng số kỹ thuật hệ thống mặt tr i t i Nhà tr ng Số l ng mo ule pin qu ng điện 240 Diện tí h hệ thống qu ng điện 650m2 Số mo ule nối tiếp t o th nh m ng 20 Số m ng mo ule ghép song song 12 C ng suất mo ule pin qu ng điện 300Wp C ng suất lắp đặt hệ thống pin qu ng điện 72kWp Số l ng iến tần ộ C ng suất định m iến tần 24kW C ng suất định m hệ thống iến tần 72kW We ox sử ụng RS-232 16 H nh S đồ đấu nối dàn pin mặt tr i vào hệ thống 17 CHƯ NG 5: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PIN NĂNGLƯỢNG MẶT TRỜI, PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN CHI PHÍ D ÁN 5.1 Mơ hệ thống pin lắp đặt 5.1.1 Giới thiệu phần mềm PVsyst 5.1.2 Mô hệ thống pin lượng mặt trời lắp đặt a Thông số trắc quang nhiệt độ xạ Vị trí lắp đặt n pin nằm t i Tr ng Đ i họ Ph m Văn Đồng- Qu ng Ngãi ó vị trí đị lý: Vĩ độ 15,1; inh độ 108,81 H nh Đị điểm lắp đặt pin H nh Dữ liệu x v nhiệt độ t i vị trí lắp đặt b Mô hệ thống pin lắp đặt Các thơng số mơ í h th c hệ thống pin cụ thể nh s u: - Độ rộng h ng giá đỡ (Coll Band width): 1m (xấp xỉ độ rộng pin-0.99m) - Kho ng cách giữ mép i hàng pin liền kề (pitch): 1,5 m, 0,5 m sử dụng cho cơng việ l i lắp đặt - Góc gi i h n bóng che: 27.2ᵒ - Tỉ lệ chiếm đất – GCR: 67% c Mô hệ thống pin chuyển đổi B ng 5.1: Tổng h p thơng số nhóm: 18 Số l ng mo ule pin qu ng điện 80 Diện tí h hệ thống qu ng điện 155m2 Số mo ule nối tiếp t o th nh m ng 20 Số m ng mo ule ghép song song C ng suất mo ule pin qu ng điện 300Wp C ng suất lắp đặt hệ thống pin qu ng điện 24kWp C ng suất ự đ i hệ thống pin qu ng điện 22,7kWdc Số l ng iến tần C ng suất định m iến tần 24kW 5.2 Kết mô Do h n hế mặt n quyền phần mềm, đề t i hỉ trí h xuất ết qu m ho nhóm pin 24 Wp 5.2.1 Quá trình làm việc hệ thống a Nhiệt độ xạ làm việc b Điện áp làm việc Kết qu mô cho thấy, giá trị điện áp làm việc chủ yếu m ng pin qu ng điện kho ng 600V đến 690V, phần l n th i gian làm việc m c 640V - 680V c Phân bố công suất đầu nhóm pin Đồ thị h nh ho thấy ãi l m việ Dãi ng suất đầu r suất l m việ ủ ng suất đầu r rộng ó giá trị ự đ i ho ng 22,7 W, nhỏ h n ng iến tần 5.2.2 Sản lượng điện hiệu suất a Sản lượng điện thu hiệu suất S nl ng điện phát r ủ nhóm pin vịng năm đ tổng h p đầy đủ h nh 13 S n l tháng (3 442 MWh), nằm hu o (từ tháng đến 8) Trong hù ng o thu đ hệ thống phát l ng r iv o ng suất mù đ ng từ tháng đến tháng 19 năm ế tiếp, điện pin thu đ thấp, trung nh hỉ đ t ho ng 78% th i gi n mù hè, riêng tháng 12 l tháng ó s n l năm o tháng n y l tháng mù m iểu đồ s n l o tr o ó thể đ ng phát h ng tháng, hu vự Dự v o ế ho h thự ỡng thiết ị vận h nh hệ thống pin h y nâng ấp lên ế ho h phù h p đ m xuất l ủ ng điện thấp ng tá n pin o tối u việ s n ng ủ hệ thống pin mặt tr i áp mái b Tổn thất hệ thống Từ biểu đồ hình 5.14 có thấy thấy rằng: -L ng b c x theo ph pin đ x thu đ ng nghiên tăng lên 0,8%, điều đặt nghiên 15ᵒ so v i ph ng ng ng n đến l ng b c c nhiều h n - Một số nghiên c u cho thấy hiệu suất chuyển đổi pin quang điện kho ng 9% đến 17% (ở điều kiện tiêu chuẩn) V i hệ thống pin thiết kế ho Tr ng Đ i học Ph m Văn Đồng, hiệu suất chuyển đổi qu ng th nh điện đ t đ c 15,49%, cao - Tổn thất nhiệt độ có giá l n chiếm 12,3% biểu đồ Điều n y l o điều kiện khu vực làm việc hệ thống pin ó điều kiện th i tiết nhiệt đ i ẩm, mùa hè nắng gắt v i nhiệt độ cao Tuy nhiên, v i vị trí địa lí gần biển, m i tr ng ẩm v th Các yếu tố làm mát tự nhiên đ c tận dụng triệt để kết h p v i ph ng xuyên có gió, ng pháp lắp đặt hệ thống h p lý - Tổn thất tr nh huyển đổi l ng hủ yếu l o h ng đồng ủ pin tr nh hế t o, o điện trở ây ộ iến đổi Tổng l s nl n v ng điện ủ hệ thống ng tổn tất n y 5,8% 20 c Sản lượng điện thu tổn hao toàn hệ thống Tổn thất E_Toàn E_Cung cấp hệ Hiệu hệ thống PV cho phụ tải thống suất (MWh) (MWh) (MWh) 0.8 7.383 7.233 0.15 Tháng 29 0.8 8.445 8.274 0.171 Tháng 13 0.8 10.413 10.2 0.213 Tháng 02 0.7 10.149 9.942 0.207 Tháng 95 0.7 10.545 10.326 0.219 Tháng 83 0.7 10.119 9.906 0.213 Tháng 82 0.7 10.398 10.182 0.216 Tháng 81 0.7 10.407 10.191 0.216 Tháng 84 0.7 8.529 8.355 0.174 Tháng 98 0.8 8.472 8.298 0.174 Tháng 10 03 0.8 7.431 7.281 0.15 Tháng 11 16 0.8 6.624 6.489 0.135 Tháng 12 30 Năm 108.915 106.674 2.241 0.7 99 5.3 Tổng mức đầu tư hệ thống pin mặt trời cho Trường Đại học Phạm Văn đồng - Quảng Ngãi 5.3.1 Chi phí đầu tư xây dựng 21 B ng 5.3.Chi phí gia cơng, lắp dựng giá đỡ dàn pin mặt tr i (PXD) TT Hạng mục Gia công giá đỡ pin mặt tr i thép hình m ẽm 1,5 Đơn giá (103 đồng) 20.000 Thành tiền (103 đồng) 30.000 ĐV SL Tấn Lắp dựng giá đỡ pin mặt tr i Tấn 1,5 2.000 3.000 Cáp đồng C ivi nối pin mặt tr i Mét 720 4.320 Mét 30 140 4.200 Cáp đồng XLPE x 25 nối hệ thống pin v o ộ iến đổi Tổng cộng 41.520 B ng 5.4.Chi phí mua thiết bị Hệ thống pin mặt tr i (PTB) TT Tên thiết bị Pin mặt tr i ZBR - 300M Bộ biến đổi điện SMC 5000A Webbox ĐV Bộ Bộ Bộ Đơn giá (103 đồn 240 4.900 g) 60.000 Thành tiền (103 đồng) SL 1.176.000 180.000 14.000 14.000 TỔNGCỘNG 1.370.000 B ng 5.5.Chi phí t vấn đầu t xây dựng (PĐT) TT Các khoản mục Lập áo cáo inh tế ỹ thuật Cách tính Chiphí (XD+TB)*3,8% Chi phí(đồng) 53.637.760 22 Thẩm tr báo cáo inh tế ỹ thuật ChiphíXD*0 ,29% 4.093.408 Giám sát thi cơng xây dựng ChiphíXD*3 ,508% 49.516.122 Giám sát thi cơng lắp đặt thiết bị Chiphí TB*1,147% 16.190.134 TỔNG CỘNG 123.437.424 B ng 5.6.Cá phụ phí phát sinh há (PK) TT Các khoản mục Cách tính Chi phí(đồng) B o hiểm ng trình Chiphí (XD+TB)*2,6% 36.699.520 Nghiệm thu, khánh thành ChiphíXD*1,9% 26.818.880 Thẩmtr phê duyệt tốn Chiphí (XD+TB)*0,65% 9.174.880 Thẩm định dự án đầu t Chiphí (XD+TB)*0,019% 268.189 TỔNG CỘNG Tổng m đầu t ng tr nh (TĐT) 72.961.469 o gồm khâu h o sát, thiết ế… ho đến nghiệm thu đ ho n hi phí từ v o sử ụng, đ tính tốn: TĐT = PXD + PTB + PĐT + PK = 41.520.000 + 1.370.000.000 +123.437.424 + 72.961.469 =1.607.918.893 (đồng) 5.3.2 Chi phí vận hành, bảo dưỡng nhân viên: Nh tr ng tận ụng nguồn nhân lự t i hỗ, sử ụng nhân viên 23 qu n lý hệ thống điện ủ tr ng ó để vận h nh hệ thống pin mặt tr i nên h ng tốn hi phí ho ho n mụ n y Đối v i hi phí vận h nh, o ỡng (PVH) t lấy định m tổng hi phí ho việ o phí l 110 đồng/ Wh Do ỡng l 11 683 320 đồng 5.3.3 Các chi phí khấu hao năm (CPKH) Gi thuyết th i gian khấu h o hệ thống 20 năm,giá trị òn l i s u 20 năm sử ụng 20% tổng giá trị đầu t cơng trình Giá trị khấu hao năm ủ hệ thống là: PKH= (TĐT– 20% x TĐT)/20  PKH = (1.607.918.893 - 20% x 1.607.918.893)/20 = 64.319.275.72 (đồng/năm) 5.3.4 Phân tích tính hiệu kinh tế hệ thống pin mặt trời Số tiền Nh tr ng hi tr ho l ng điện năm h ng ó pin mặt tr i: Tnăm = 106 617 x 838,8 = 195 972 707 (đồng) Một năm Nh tr ng h ng ph i tr ho n hi phí: Tcp = Tnăm – PVH = 195.972.707 – 11.683.320 = 184 289 387,7 (đồng) Nh vậy, th i gi n thu hồi vốn ủ ự án: TTHV = TMĐT / Tcp = 1.607.918.893 / 184 289 387,7 = 8,7 (năm) Điệnnăng Chi phí tiết kiệm Chi phí đầu t Gi i pháp tiết kiệm (KWh/nă (đồng) (đồng/năm) m) Hệ thống 184.289.387,7 106.617 1.607.918.893 PV KẾT LUẬN Từ thực tế nhu cầu l Th i gian hoà vốn (năm) 8,7 ng gần Việt Nam ngày 24 tăng o n đến tình tr ng thiếu hụt điện v ết qu ngành điện ph i thực tiết gi m điện, ph i cắt điện luân phiên phụ t i sử dụng điện t i th i điểm th i tiết nắng nóng, khơ h n làm nh h ởng đến nhu cầu sử dụng l ng V i tiềm năng l l n, gi i pháp thiết kế sử dụng hệ thống Pin l ng mặt tr i ng mặt tr i để cung cấp điện, gi m thiểu tình tr ng lệ thuộc hoàn toàn nguồn l ng tiêu thụ từ l i điện đồng th i sử dụng nguồn l c góp phần tăng tỷ trọng ng mặt tr i gi m tá động đến m i tr ng phù h p cần thiết Đối v i Tỉnh Qu ng Ngãi, ần triển h i nhân rộng m h nh sử ụng điện l ng mặt tr i B n đầu ó thể án Ngân sá h nh n qu n nh n ế , nh ệnh viện, tr ng họ , tò nh l m việ ủ ự (trong triển h i lắp đặt hệ thống ng y từ hâu thiết n đầu), từ t o đ niềm tin hiệu qu ộng đồng; s u mở rộng đối t phịng, trung tâm th áp ụng đối v i ủ việ sử ụng đối v i ng áp ụng đối v i tò nh văn ng m i, nh h ng, há h s n, ... phối l ng - Bộ biến đổi điện DC-AC (Inverter) - Hộp nối dây nối điện 11 CHƯ NG ÁP DỤNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI 4.1... 4.1 Tính tốn thiết kế hệ thống pin lượng mặt trời cho trường Đại học Phạm Văn Đồng 4.1.1 Lựa chọn mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành điện Cần ph i sử dụng hệ thống điện mặt tr i kết h p v i... 2: TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI TRƯỜNG ĐAI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG QUẢNG NGÃI 2.1 Tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Quảng Ngãi: Qu ng Ngãi l tỉnh