Nghiên cứu tua bin gió cỡ nhỏ kết hợp tấm solar cho hộ gia đình

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn (Ký ghi rõ họ tên) HUỲNH THANH TÂM ii LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin gửi đến thầy TS Võ Hồng Duy lịng tri ân sâu sắc Trong suốt q trình thực luận văn, Tiến sĩ Võ Hoàng Duy người tận tình hướng dẫn, định hướng cung cấp góp ý cần thiết để tơi hồn thành luận văn Không học hỏi kiến thức thầy, tơi cịn học thầy phương pháp nghiên cứu, cách thức làm việc khoa học nhiệt tâm người thầy với học trị Để có kiến thức hơm nay, xin chân thành cảm ơn thầy môn Cơ Điện tử - trường đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh Tơi xin gửi lời cảm ơn đến kỹ sư Đồn Văn Toản, người có góp ý quý báu cung cấp cho tơi nhiều tài liệu tham khảo có giá trị liên quan đến đề tài nghiên cứu này, giúp đỡ tơi việc tiến hành thí nghiệm kiểm chứng Ngồi tơi xin gửi lời cám ơn đến hỗ trợ bạn kỹ sư, sinh viên làm việc học tập Phòng Thí nghiệm Cơ Điện Tử- trường Bách Khoa Tp HCM, nơi tơi tiến hành thí nghiệm kiệm chứng Sau cùng, xin gửi lời cảm ơn đến tất người thân, bạn bè đồng nghiệp, người động viên hỗ trợ suốt trình học tập nghiên cứu Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 07 năm 2016 HUỲNH THANH TÂM iii TĨM TẮT Mục tiêu luận văn tập trung vào nhằm tính tốn, thiết kế chế tạo máy phát điện gió trục đứng kết hợp solar pannel công suất nhỏ dựa sở lý thuyết Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: * Phân tích lựa chọn phương án: bao gồm hai phần: phần trình bày việc phân tích lựa chọn phương án tua bin gió; phần trình bày việc phân tích lựa chọn phương án pin mặt trời * Thiết kế chế tạo khí: tác giả thiết kế tua bine gió trục đứng dựa tốc độ gió 6m/s Tác giả sử dụng liệu cảm biến cường độ sáng BH1750 để tính tốn thông số cần thiết cho việc điều khiển xoay pin * Thực nghiệm kiểm chứng: tác giả sử dụng mơ hình để kiểm nghiệm khả hịa điện hệ thống vào lưới điện EVN, kiểm nghiệm độ ổn định hệ thống tính hiệu hệ thống iv ABSTRACT Based on the literature reviews and theories, this study aims at the calculating, designingand manufacture for a small productivity generator which absorbs the power from a solar panel and vertical axis wind turbine The thesis includes: Analyzing and choosing the solutions for both solar panel and vertical axis wind turbine Designing and manufacture: Based on the wind speed at 6m/s to make a vertical axis wind turbine and based on a BH1750 light intensity sensor for calculating the proper parameters to turn the solar panel Experiment: using the model to test the capability of integrating into EVN grid, the stability and effectiveness of the system v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG x Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Giới thiệu chung lượng gió lượng mặt trời 1.2.1 Năng lượng gió 1.2.2 Năng lượng mặt trời 1.2.3 Kết hợp lượng gió lượng mặt trời 1.3 Tiềm lượng gió lượng mặt trời Việt Nam 1.3.1 Khảo sát gió Việt Nam 1.3.2 Tiềm lượng gió Việt Nam 1.3.3 Tiềm lượng mặt trời Việt Nam 10 1.4 Tìm hiểu tua bin gió pin lượng mặt trời 12 1.4.1 Tua bin gió 12 1.4.1.1.Khái niệm 12 1.4.1.2.Phân loại 12 1.4.1.3.Một số loại tua bin gió 14 1.4.2 Pin mặt trời 17 1.4.2.1.Khái niệm 17 vi 1.4.2.2.Phân loại 18 1.5 Tình hình nghiên cứu nước 19 1.6 Mục tiêu, phạm vi đề tài 21 1.6.1 Mục tiêu 21 1.6.2 Nhiệm vụ đề tài 21 1.6.3 Phạm vi đề tài 21 1.7 Tổ chức luận văn 21 Chương 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 22 2.1 Phân tích lựa chọn phương án tua bin gió 22 2.1.1 So sánh tua bin gió trục đứng tua bin gió trục ngang 22 2.1.2 Lựa chọn loại tua bin gió trục đứng 23 2.2 Phân tích lựa chọn phương án khung pin lượng mặt trời 24 2.2.1 Phân tích lựa chọn phương án pannel trục đơn trục kép 24 2.2.2 Tấm pin quay theo hướng mặt trời 26 Chương 3: CƠ SỞ THIẾT KẾ, THIẾT KẾVÀ CHẾ TẠO CƠ KHÍ 27 3.1 Cơ sở thiết kế 27 3.1.1 Cơ sở thiết kế tua bin gió trục đứng 27 3.1.2 Cơ sở lý thuyết lượng mặt trời 33 3.1.3 Tính tốn ắc qui (battery) 34 3.2 Phương án thiết kế 36 3.2.1 Nhu cầu điện cho hộ gia đình 36 3.2.2 Máy phát điện gió trục đứng cánh tròn (Savonius) 36 3.2.3 Khung Solar panel chuyển động theo ánh sáng mặt trời 48 Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN 50 4.1 Sơ đồ chung 50 vii 4.1.1 Bộ điều khiển sạc 50 4.1.2 Bộ inverter 52 4.1.3 Sơ đồ đấu dây hệ thống 53 4.2 Điều khiển pin hướng theo mặt trời 54 4.2.1 Vi điều khiển PIC16F877A 55 4.2.2 Cảm biến cường độ sáng 56 4.2.3 Cách bố trí cảm biến 57 4.2.4 Cơng tắc hành trình 58 4.2.5 Lưu đồ giải thuật điều khiển xoay pin 59 4.2.6 Lưu đồ giải thuật đo vận tốc gió 62 Chương 5: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ &HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 63 5.1 Mục tiêu thực nghiệm 63 5.2 Thiết bị thực nghiệm 63 5.3 Quá trình thực nghiệm 64 5.4 Nhận xét, đánh giá 68 5.5 Hướng phát triển đề tài 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các ứng dụng lượng gió Hình 1.2 Biểu đồ phân bố tốc độ gió Việt Nam, độ cao 80m Hình 1.3 Biểu đồ xạ mặt trời tiềm Việt Nam 11 Hình 1.4 Tua bin gió trục ngang downwind upwind 12 Hình 1.5 Upwind tua bin 13 Hình 1.6 Tua bin gió trục đứng 14 Hình 1.7.Tua bin gió Savonius 15 Hình 1.8 Tua bin gió Gorlov 15 Hình 1.9 Tua bin gió kiểu Darrieus 16 Hình 1.10 Tua bin Giromill ( H-rotor ) 16 Hình 1.11.Tấm pin mặt trời 18 Hình 1.12.Các dạng pin mặt trời 18 Hình 2.1 Bộ truyền đai 24 Hình 2.2 Mơ hình trục mơ hình trục định hướng theo mặt trời 25 Hình 3.1.Khí động học cánh rotor 27 Hình 3.2 Cơng suất tua bin gió 30 Hình 3.4 Rotor Savonius 32 Hình 3.5.Hoạt động hế thông pin Mặt trời 34 Hình 3.6.Lưu đồ thiết kế tua bin gió 37 Hình 3.7 Cơng suất tua bin gió 39 Hình 3.8.Motor generator 40 Hình 3.9 Lực tác dụng lên cánh 41 Hình 3.10.Bản vẽ thiết kế góc đặt cánh 44 Hình 3.11.Mơ hình 3D góc đặt cánh 44 Hình 3.18.Đai 180XL-037 45 Hình 3.19.Cơng cụ tính tốn đai 46 Hình 3.20.Cánh đón gió lắp vào mơ hình 47 Hình 3.21.Mơ hình 3D tổng quan 48 Hình 3.22 Máy phát điện gió hồn thiện 48 ix Hình 3.23.Hệ thống pin mặt trời hồn thiện 49 Hình 4.1.Sơ đồ khối chung hệ thống 50 Hình 4.2.Bộ điều khiển sạc VS3024N 50 Hình 4.3.Đấu dây điều khiển sạc VS3024N 51 Hình 4.4.Bộ inverter grid tied micro 52 Hình 4.5 Các ngõ đấu dây thiết bị 53 Hình 4.6 Sơ đồ đấu dây chung hệ thống 54 Hình 4.7 Sơ đồ chân PIC16F877A 55 Hình 4.8 Cảm biến cường độ sáng BH1750 56 Hình 4.9 Bố trí cảm biến cường độ sáng BH1750 57 Hình 4.10.Hiện tượng dội với cơng tắc khí (Bouncing and Debouncing) 58 Hình 4.12 Lưu đồ giải thuật điều khiển xoay pin 59 Hình 4.13 Sơ đồ giải thuật đọc encoder hiển thị tốc độ gió 62 Hình 5.1 Hệ thống thực nghiệm 63 Hình 5.2.Dụng cụ đo thứ dùng để đo dòng trình thực nghiệm 63 Hình 5.3 Dụng cụ đo thứ dùng để đo dịng, áp, cơng suất, cos 64 Hình 5.4.Dụng cụ đo thứ dùng để đo dịng, áp, cơng suất, cos 64 Hình 5.5.Thiết bị tiêu thụ điện AC dùng trình thực nghiệm 64 Hình 5.6 Kết đo công suất thực nghiệm thiết bị 68 Hình 5.7.Kết đo công suất thực nghiệm thiết bị 68 x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tiềm gió Việt Nam, độ cao 65m so với mặt đất Bảng 2.1 Bảng so sánh tua bin gió trục đứng tua bin gió trục ngang 22 Bảng 2.2 Bảng so sánh tua bin gió Savonius tua bin gió Darrieus 23 Bảng 2.4 Bảng so sánh pannel trục đơn pannel trục kép 25 Bảng 3.1 Điện sử dụng hộ gia đình 36 Bảng 3.1 Thông số động 40 Bảng 3.2 Kích thước tua bin 44 Bảng 5.1 Kết đo bước 65 Bảng 5.2 Kết đo bước 66 Bảng 5.3 Kết đo bước 67 57 - Trời sáng trăng: 0.02 - 0.3 lx - Trời mây nhà: - 50 lx - Trời mây trời: 50 - 500 lx - Trời nắng nhà: 100- 1000 lx Thông số kỹ thuật: - Giao tiếp chuẩn truyền i2C - Độ phân giải cao(1 - 65535 lx ) - Tiêu hao nguồn - Khả chống nhiễu sáng tần số 50 Hz/60 Hz - Sự biến đổi ánh sáng nhỏ (+/- 20%) - Độ ảnh hưởng ánh sáng hồng ngoại nhỏ - Nguồn cung cấp: 3.3V-5V - Kích thước board: 0.85x0.63x0.13" (21x16x3.3mm) 4.2.3 Cách bố trí cảm biến Ở đề tài điều khiển pin mặt trời xoay quanh (như phân tích chương 2), nên bố trí cảm biến cường độ sáng BH1750 nằm phương trục xoay Nếu đặt cảm biến cường độ sáng vị trí khác ứng với góc xoay nhỏ pin vị trí cảm biến lệch đoạn lớn hơn, cảm biến cường độ sáng trường hợp dễ bị che khuất Để hạn chế điều này, ta đặt cảm biến trùng với phương trục xoay pin hình 4.9 Cảm biến Tấm pin Mặt Trời Cảm biến Trục xoay Hình 4.9 Bố trí cảm biến cường độ sáng BH1750 58 4.2.4 Công tắc hành trình Để đưa pin vị trí home ban đầu, cần sử dụng công tắc tác động để giới hạn hành trình Do mạch giao tiếp với cơng tắc khí nên đóng mở sinh tượng dội ảnh hưởng trực tiếp đến vi điều khiển Hình 4.10.Hiện tượng dội với cơng tắc khí (Bouncing and Debouncing) 59 4.2.5 Lưu đồ giải thuật điều khiển xoay pin Điều khiển pin, hướng nắng Xoay pin home; i = 0;b=0; Đọc giá trị cảm biến: xi xi < ngưỡng m S Xoay pin góc a; i = i+1; Cập nhật góc b=b+a; Đ Đọc giá trị cảm biến: xi PID vị trí góc b thời gian t2 xi-1 > xi S Đ Xoay pin góc -a; i = i+1; Cập nhật góc: b=b-a; PID vị trí góc b thời gian t1 Hình 4.12 Lưu đồ giải thuật điều khiển xoay pin 60 Giải thích sơ đồ: i: trạng thái vị trí pin mặt trời xi: giá trị cảm biến cường độ sáng trạng thái thứ i m: giá trị ngưỡng cường độ sáng vào lúc chiều tối khoảng 0.02 lx a: số độ xoay pin trạng thái t: khoảng thời gian giữ nguyên vị trí pin Khi nắng lên vào lúc 7h sáng, pin quay vị trí ban đầu Vị trí ban đầu vị trí cài đặt pin nghiêng hướng Đơng, hợp với phương đứng góc 300 (nhằm giảm lực kéo ban đầu motor) Xét trường hợp trạng thái i=0, giá trị cảm biến đọc x0 Sau đó, pin xoay theo hướng từ Đơng sang Tây góc a=50, trạng thái i=1, giá trị cảm biến đọc tương ứng x1 Vi điều khiển so sánh x0 x1, kết hai trường hợp sau: Trường hợp 1: x0> x1, có nghĩa vị trí tương ứng trạng thái i=0, pin thu lượng lớn pin vị trí tương ứng trạng thái i=1 Do mặt trời di chuyển theo quỹ đạo cố định từ Đông sang Tây (nếu nhìn từ Trái Đất, thật Trái Đất xoay quanh mặt trời) nên khoảng thời gian ngắn định, có vị trí mà pin thu lượng nhiều Do đó, pin xoay tiếp góc a=50 (trạng thái i=2), giá trị cảm biến tương ứng x2 nhỏ x1 nhỏ x0 Vì vậy, pin vị trí tương ứng trạng thái i=0 thu lượng lớn trường hợp này, nên x0> x1, pin từ vị trí tương ứng trạng thái i=1 quay trở vị trí tương ứng trạng thái i=0, mà khơng cần xoay tiếp từ vị trí tương ứng trạng thái i=1 sang vị trí tương ứng trạng thái i=2 Như vậy, cách tổng quát, giá trị cảm biến xi-1 trạng thái (i-1) lớn giá trị cảm biến xi trạng thái i, vi điều khiển điều khiển pin xoay theo hướng từ Tây sang Đông góc a=5 0, lại vị trí tương ứng trạng thái (i-1) Và giữ pin nguyên vị trí khoảng thời gian t=15 phút Sau khoảng thời gian đó, 61 vị trí đó, vi điều khiển đọc giá trị cảm biến xoay pin sang trạng thái kế kiếp thực tương tự Trường hợp 2: x0 < x1, có nghĩa vị trí tương ứng trạng thái i=0, pin thu lượng nhỏ pin vị trí tương ứng trạng thái i=1 Nhưng vị trí tương ứng trạng thái i=1 chưa phải vị trí pin thu lượng lớn Nên pin xoay tiếp sang trạng thái i=2 vi điều khiển đọc giá trị cảm biến tương ứng x2 Nếu x1< x2 vi điều khiển điều khiển pin xoay tiếp đến giá trị cảm biến trạng thái (i-1) xi-1 lớn xi – giá trị cảm biến trạng thái i, vị trí tương ứng trạng thái (i-1), pin thu lượng lớn Nên vi điều khiển điều khiển pin xoay theo hướng từ Tây sang Đơng góc a=50, lại vị trí tương ứng trạng thái (i-1) Và giữ pin nguyên vị trí khoảng thời gian t=15 phút Sau khoảng thời gian đó, vị trí đó, vi điều khiển đọc giá trị cảm biến xoay pin sang trạng thái kế kiếp thực tương tự Mỗi lần đọc giá trị cảm biến, vi điều khiển so sánh với ngưỡng cường độ sáng m=0.02 lx, tương ứng cường độ sáng lúc chiều tối Nếu giá trị cảm biến nhỏ m, trời khơng có nắng, cường độ sáng bé 0.02 lx, giữ nguyên vị trí pin khoảng thời gian t2 = giờ, sau quay pin vị trí ban đầu (vị trí home), đọc giá trị cảm biến so sánh với ngưỡng m tiếp tục chu trình 62 4.2.6 Lưu đồ giải thuật đo vận tốc gió Đọc encoder Đọc số xung 1s Số vòng quay b=số xung 1s/360 Hiển thị lên LCD Return Hình 4.13 Sơ đồ giải thuật đọc encoder hiển thị tốc độ gió Khi gió thổi làm quay trục tua bin, vi điều khiển đọc giá trị encoder đếm số xung khoảng thời gian giây Như vậy, số vòng quay trục tua bin tính cơng thức: b = số xung 1s/360 sau hiển thị giá trị lên LCD 63 Chương 5: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Mục tiêu thực nghiệm - Kiểm nghiệm khả hòa điện hệ thống vào lưới điện EVN - Kiểm nghiệm độ ổn định hệ thống - Kiểm nghiệm tính hiệu hệ thống Hình 5.1 Hệ thống thực nghiệm 5.2 Thiết bị thực nghiệm Hình 5.2.Dụng cụ đo thứ dùng để đo dịng q trình thực nghiệm 64 Hình 5.3 Dụng cụ đo thứ dùng Hình 5.4.Dụng cụ đo thứ dùng để đo dịng, áp, để đo dịng, áp, cơng suất, cos cơng suất, cos Hình 5.5.Thiết bị tiêu thụ điện AC dùng trình thực nghiệm 5.3 Quá trình thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm qua 12 lần đo, lần đo cách 15 phút lần đo thực qua bước sau đây: Bước 1: Kết nối thiết bị tiêu thụ điện AC vào lưới điện EVN, đo dịng, áp, cơng suất cos Kết đo bảng 5.1 65 Bước 2: Hòa điện AC từ ắc qui vào lưới điện EVN (không kết nối tải tiêu thụ AC), đo dịng, áp, cơng suất, cos Kết bảng 5.3 Bước 3: Kết nối tải tiêu thụ AC với lưới điện EVN, hòa điện AC ắc qui với lưới điện EVN Đo dòng, áp, công suất, cos Kết đo bảng 5.3 Bảng 5.1 Kết đo bước Thiết bị Thiết bị Lần đo Dịng Dịng Áp Cơng suất (A) (A) (V) (W) Thiết bị cos Dòng (A) Áp Công suất (V) (kW) cos 5.18 5.19 224 1155 5.064 223.7 1.1328 5.17 5.18 224.3 1154 5.083 224 1.1385 5.18 5.2 224.5 1156 5.087 224.2 1.1405 5.18 5.2 224 1155 1.1411 5.19 5.2 223.9 1157 5.112 225 1.1502 5.2 225 1158 5.121 224.6 1.1501 5.16 5.18 224.6 1156 5.072 223.9 1.1356 5.21 5.22 224 1160 5.133 224.8 1.1538 5.18 5.19 224.1 1157 5.096 223.4 1.1384 10 5.15 5.16 223.8 1150 5.074 222.9 1.131 11 5.24 5.25 225 1163 5.142 224.3 1.1533 12 5.17 5.19 223.9 1158 5.124 225.3 1.1544 5.21 5.09 224.2 Khi so sánh giá trị đo từ thiết bị, nhận thấy chênh lệch chúng không lớn Cụ thể, giá trị dòng thiết bị lần đo 5.18A, thiết bị 5.19A, thiết bị 5.064A; giá trị áp thiết bị 224V, thiết bị 223.7V Cho nên giá trị đo tin cậy Xét giá trị thiết bị 2: ta có P = UIcos = 224x5.19x1 = 1162.56W So với giá trị công suất hình thiết bị 1155W, hai giá trị sai lệch 0.65% Sở dĩ có sai lệch thời điểm đọc giá trị dịng, giá trị áp, giá trị 66 cơng suất, cos khác Tuy nhiên với sai lệch nhỏ này, chứng tỏ thiết bị có độ tin cậy cao Ở bước này, chưa hòa điện AC từ ắc qui vào lưới EVN nên gí trị đo giá trị tiêu thụ tải Bảng 5.2 Kết đo bước Thiết bị Thiết bị Lần đo Dòng Dòng Áp (A) (A) (V) 1.51 1.5 Thiết bị Công suất cos Dịng (A) (W) Áp Cơng suất (V) (kW) cos 1.5 236.1 287 0.81 1.518 236.5 0.2871 0.999 1.5 236 283 0.8 1.516 236.3 0.2832 0.998 1.53 1.52 236.5 295 0.82 1.49 1.51 236.4 290 0.81 1.519 1.52 1.53 236.7 293 0.81 1.5 1.5 236.1 285 0.8 1.517 236.8 1.51 1.5 236.2 291 0.82 1.521 236.5 0.2915 0.999 1.5 236 280 0.8 1.516 236.4 0.2813 0.998 1.52 1.51 236.4 285 0.8 1.517 236.5 0.2853 10 1.5 1.49 236.3 284 11 1.53 1.52 236.6 12 1.51 1.5 236.1 1.49 1.52 236.7 0.2954 237 0.2911 0.999 1.52 237.3 0.2933 0.999 0.81 1.517 0.2854 1 236 0.2841 0.999 288 0.8 1.518 237.1 0.2883 0.999 287 0.81 1.519 236.4 0.2876 Ở bước khơng có kết nối thiết bị tiêu thụ nên giá trị đo gía trị đầu từ ắc qui hòa vào lưới điện EVN Cụ thể dòng điện từ ắc qui hòa vào lưới điện EVN khoảng 1.5A (giá trị từ thiết bị lần đo 1), áp 236.1V Như lượng điện sinh từ tua bin gió pin mặt trời sau sạc vào ắc qui, góp vào lưới điện EVN cơng suất 287W 67 Bảng 5.3 Kết đo bước Thiết bị Thiết bị Lần đo Dòng Dòng Áp (A) (A) (V) Thiết bị Cơng suất cos Dịng (W) (A) Áp Công suất (V) (kW) cos 3.68 3.97 225.7 852 0.97 3.826 225.7 0.854 3.65 3.93 225.3 853 0.98 3.828 225.6 0.8536 3.67 3.97 225.9 860 0.97 3.828 225.8 0.8573 0.999 3.68 3.96 225.5 857 0.97 3.826 225.5 0.8621 3.65 3.94 225.2 852 0.98 3.825 225.3 0.855 3.67 3.97 225.5 852 0.96 3.826 225.4 0.8535 0.999 3.68 3.98 225.9 861 0.97 3.829 225.7 0.8618 3.67 3.96 225.7 858 0.96 3.828 225.8 0.8589 3.68 3.98 225.8 861 0.97 3.828 225.8 0.8619 10 3.69 3.98 225.9 863 0.97 3.827 225.8 0.8637 0.999 11 3.65 3.95 225.7 859 0.98 3.826 225.6 0.8599 12 3.68 3.96 225.7 856 0.97 3.826 225.7 0.8563 0.999 Ở bước có kết nối tải tiêu thụ vào lưới điện EVN hòa điện AC từ ắc qui vào lưới EVN nên giá trị dịng, áp cơng suật đo bị giảm Cụ thể công suất bước 852W (thiết bị lần đo 1), công suất bước 1155W (thiết bị lần đo 1), bước 287W (thiết bị lần đo 1) Từ giá trị công suất này, nhận thấy giá trị công suất bước gần tổng giá trị công suất bước Điều có nghĩa hòa diện AC từ ắc qui vào lưới điện EVN, tải tiêu thụ phần từ lưới điện EVN phần lại tiêu thụ từ lượng điện sinh từ tua bin gió pin mặt trời sinh 68 5.4 Nhận xét, đánh giá Hình 5.6 Kết đo cơng suất thực nghiệm thiết bị Hình 5.7.Kết đo cơng suất thực nghiệm thiết bị 69 Sau trình thực nghiệm, ta rút số kết luận sau: - Khả hòa lưới điện, giảm bớt phần điện tiêu thụ: Dựa vào kết đo công suất thiết bị 2, tính giá trị trung bình lượng điện từ ắc qui hịa vào lưới EVN (ở bước 2) 287.33W, giá trị trung bình tổng lượng điện tải tiêu thụ (ở bước 1) 1156.58W Như vậy,hệ thống góp vào lưới điện EVN giá trị khoảng 24.843% - Độ ổn định hệ thống hòa lưới: Thời gian lần thí nghiệm 15 phút, thực 12 lần Dựa vào kết đo công suất thiết bị 2, ta tính được: Sai lệch lớn giá trị tổng công suất tiêu thụ bước (1163W) so với giá trị trung bình (1156.58W) 0.552% Sai lệch lớn giá trị cơng suất hịa lưới bước 2(295W) so với giá trị trung bình (287.33W) 2.6% Như vậy, hệ thống hoạt động với độ ổn định cao (sai lệch không 3%) - So sánh giá trị tương ứng biểu đồ trên, ta thấy giá trị chênh lệch không nhiều, chứng tỏ giá trị kết đo đáng tin cậy - So sánh tổng giá trị công suất đo bước bước so với bước ta thấy có sai lệch không lớn Dựa vào kết đo công suất thiết bị 2, chênh lệch lớn tổng giá trị công suất đo bước bước so với bước 1.897% Mặc dù trình thực nghiệm đạt số kết chứng minh lượng điện sinh từ tua bin gió pin mặt trời hòa vào lưới điện EVN giảm bớt phần lượng điện tiêu thụ Tuy nhiên sai lệch kết đo, số nguyên nhân sau: - Thời điểm đọc giá trị đo lần đo thiết bị khác nên có chênh lệch giá trị công suất đọc so với giá trị công suất tính từ cơng thức P = UIcos 70 - Thời điểm đọc giá trị đo thiết bị khác nên có sai lệch thiết bị - Thời điểm đọc giá trị đo bước thực nghiệm không trùng dẫn tới sai số tổng giá trị công suất đo bước bước giá trị công suất bước Tuy nhiên sai số khách quan vì: - Trên thiết bị đọc lúc giá trị đại lượng đo - Các bước thực nghiệm thực lần lượt, nên đọc giá trị đo bước thời điểm - Do trình thực nghiệm thực vào mùa mưa nên gặp khó khăn nhiều điều kiện thời tiết thất thường 5.5 Hướng phát triển đề tài - Tối ưu thiết kế khí tua bin gió trục đứng Mục đích việc tối ưu hóa nhằm cải thiện cơng suất đầu tua bin gió Có phương hướng tối ưu:  Thay đổi biên dạng cánh: Với biên dạng khác ảnh hưỏng đến khả hứng gió từ thay đổi cơng suất đầu  Sử dụng cảm biến để xác định hướng gió: Khi sử dụng cảm biến biết hướng gió thổi từ điều chỉnh góc nghiêng cánh phù hợp để lượng gió hứng đạt giá trị lớn - Phát triển giải thuật điều khiển xoay pin tự động hướng theo mặt trời - Mở rộng công suất hệ thống cách lắp đặt thêm nhiều pin mặt trời tua bin điện gió - Nâng cao hiệu suất sạc điện hệ thống - Nâng cấp hệ thống hoạt động độc lập, thiết bị có chức tự động điều hịa dòng điện từ lưới điện acquy (Battery) đến thiết bị sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc, Điện Gió quạt gió bơm nước (2013) Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội [2] Nguyễn Hữu Lộc (2011) Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại Học Quốc Gia [3] Dương Văn Đồng, Ngô Như Khoa (HD), Nghiên cứu, tính tốn thiết kế biên dạng cánh tuabin gió trục đứng cho máy phát điện 3KW, LVTN Thạc sĩ, ĐH Thái Nguyên, Trường ĐH Kỹ thuật Công Nghiệp, 2010 [4] Trương Việt Anh - Tôn Ngọc Triều, Nâng cao hiệu suất máy phát điện cơng suất nhỏ [5] Chu Đức Quyết (2009), Tính tốn thiết kế hệ thống cánh turbine gió kiểu trục đứng máy phong điện công suất 10KW”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [6] Nguyễn Trọng Thắng - Trần Thế San(2014) , Sổ Tay Điện Mặt Trời ,Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật ... tua bin gió theo hai loại sau đây: tua bin gió trục ngang tua bin gió trục đứng Tua bin gió trục ngang: Hình 1.4 Tua bin gió trục ngang downwind upwind So với tua bin gió trục đứng, tua bin gió. .. Thiết kế mạch điện cho mâm xoay Thiết kế trụ cánh tua bin gió cỡ nhỏ cho hộ gia đình 200W 1.6.3 Phạm vi đề tài Đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phát điện gió trục đứng kết hợp solar pannel với... Hình 1.5 Upwind tua bin 13 Hình 1.6 Tua bin gió trục đứng 14 Hình 1.7 .Tua bin gió Savonius 15 Hình 1.8 Tua bin gió Gorlov 15 Hình 1.9 Tua bin gió kiểu Darrieus