Năng lượng mặt trời (phần 4) (NĂNG LƯỢNG tái tạo SLIDE)

Ch 2: Năng lượng mặt trời 2.8 Hệ thống điện mặt trời hoạt động độc lập  Ước lượng tải  Bộ nghịch lưu hệ điện áp  Ắc-quy tính tốn dung lượng ắc-quy  Tính tốn lắp ghép dàn pin mặt trời  Hệ điện mặt trời lai Bài giảng Hệ thống điện mặt trời hoạt động độc lập Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ  Công việc trình thiết kế hệ thống điện mặt trời  Sẽ có vài bước tính lặp  Cần cân nhắc phụ tải thiết yếu, phụ tải xa xỉ  Sẽ đạt đến điểm thỏa hiệp, coi tối ưu chi phí nhu cầu người sử dụng  Cần thông tin công suất lẫn lượng, với biểu đồ sử dụng tất phụ tải cung cấp điện Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng 5 Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng Ví dụ 9.14  Ước tính nhu cầu lượng hàng tháng cabin có tồn tải AC, bao gồm tủ lạnh 19 cu ft, bóng compact 30 W dùng h/ngày, TV 19 inch bật h/ngày nối vào đầu thu vệ tinh, điện thoại khơng dây, lị vi ba 1000 W dùng.6 phút/ngày, máy giặt 250 W dùng 12 phút/ngày, bơm chìm 100 ft cung cấp 120 gallon/ngày Bài giảng Ví dụ 9.14 Bài giảng Bộ nghịch lưu điện áp hệ thống  Để ước tính cơng suất mà ắc-quy phải cung cấp, cần phải xem xét hiệu suất nghịch lưu Bài giảng 10 Ví dụ 9.18  Một cabin có nhu cầu điện AC 3000 Wh/ngày mùa đơng Tính khả dụng 95% chọn, với 5% lại hỗ trợ máy phát dự phòng Các ắc-quy lưu trữ nơi mà nhiệt độ đến –10 °C Điện áp hệ thống 24 V, nghịch lưu có hiệu suất 85% dùng Giải:  Tải DC hệ thống là: 3000 Wh/ngay Tai DC = = 3529 Wh/ngay 0,85 Bài giảng 37 Ví dụ 9.18  Ở điện áp hệ thống 24 V, tải tương ứng (3529 Wh/ngày)/24 V = 147 Ah/ngày  Để phục vụ mùa đơng tốt hơn, chọn góc nghiêng pin L+15° (L vĩ độ)  Ví dụ cho Salt Lake City, số nắng đỉnh dùng để thiết kế 3,1 (cho góc nghiêng pin L+15° ) Bài giảng 38 Ví dụ 9.18  Từ đồ thị slide 35 cho tính khả dụng 95% (hoặc dùng phương trình), ta thu số ngày lưu trữ khoảng 4,6  Như vậy, dung lượng lưu trữ khả dụng cần có (147 Ah/ngày)× 4,6 ngày = 676 Ah  Ta dùng ắc-quy chì axit cho phép phóng sâu đến 80%, cần xác định hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ mức phóng điện, theo đồ thị slide 26  Thời gian phóng điện 4,6 ngày, mức phóng điện quy đổi C/92, dùng đường cong cho C/72 Ở nhiệt độ –10 °C, có hệ số (T, DR) = 0,97 Bài giảng 39 Ví dụ 9.18  Vậy, dung lượng danh định C/20, 25 °C 676 Ah/(0,8× 0,97) = 871 Ah  Bộ ắc-quy cần cung cấp 871 Ah 24 V, ắc-quy đơn lẻ chế tạo cho mức dung lượng  Dựa vào bảng 9.15 (slide 25), thấy ghép dãy ắc-quy Trojan T-105 225 Ah, V để cung cấp 900 Ah Vì điện áp ắc-quy có V, nên có ắc-quy ghép nối tiếp dãy, để tạo điện áp hệ thống 24 V Bài giảng 40 Ví dụ 9.18 Bài giảng 41 Diode chặn phóng ngược  PV thực tế có nhánh dẫn điện song song đặc trưng cho rị điện khơng đủ ánh sáng chiếu vào (Rsh) Do đó, khơng đủ ánh sáng, PV tiêu thụ điện từ ắc-quy  Người ta hạn chế điều diode chặn, mắc PV ắc-quy, để tránh cho dịng điện phóng ngược từ ắc-quy sang PV không đủ ánh sáng ( ) I d = I e38,9Vd − ( I B = I0 e Bài giảng 38 , 9Vd ) − + Vd / Rsh 42 Ví dụ 9.19  Một pin mặt trời có 36 tế bào mắc nối tiếp, tế bào có dòng điện bão hòa I0 10-10 A điện trở song song Ω PV cung cấp dòng quy đổi A ngày Tấm pin nối với ắc-quy có điện áp 12,5 V mà khơng có diode chống phóng ngược a) Có Ah bị phóng ngược từ ắc-quy 15 h? b) Bao nhiêu lượng bị hao hụt điều này? c) Nếu thêm diode chống phóng ngược, có lượng bị tiêu tán diode có đủ ánh sáng? Giả sử điện áp rơi diode dẫn điện 0,6 V Bài giảng 43 Tính tốn dàn pin mặt trời Bài giảng 44 Tính tốn dàn pin mặt trời  Khi nạp điện cho ắc-quy, PV làm việc phía cánh chỏ đường cong I-V Tính tốn theo quan điểm thận trọng (tính thừa) Ah = (Dịng định mức)× (Số nắng đỉnh) × (Hiệu suất Coulomb) × (Hệ số suy giảm định mức)  Hệ số suy giảm định mức thường chọn 0,9, để xét đến ảnh hưởng bụi bám lão hóa dần  Với điện áp hệ thống 24 V, mắc nối tiếp hai pin thiết kế cho hệ thống 12 V, dùng pin cho hệ thống 24 V Ghép song song pin để tăng dòng Bài giảng 45 Ví dụ 9.20  Cabin ví dụ 9.18 cần 147 Ah/ngày Giả sử hiệu suất Coulomb 0,9, hệ số suy giảm định mức 0,9 Dòng điện định mức cần cung cấp từ PV Dòng định mức = (Ah cần thiết)/[(Số nắng đỉnh) × (Hiệu suất Coulomb) × (Hệ số suy giảm định mức)]  Tức là, IR = 147/(3,1× 0,9× 0,9) = 58,54 A  Nếu chọn pin mã hiệu P630-210 Redsun, với cơng suất đỉnh 210 Wp, dịng điện Imp = 7,25, cần 58,54/7,25 = 8,07 Vậy, chọn dùng pin (vì tính thừa) Bài giảng 46 Ví dụ 9.20  Sơ đồ khối hệ thống tương tự Bài giảng 47 Ví dụ 9.20  Hệ thống thiếu hụt chút vào tháng 12 Bài giảng 48 Hệ pin mặt trời lai  Hệ thống thiết kế theo tháng xấu năm thường có sản lượng cao nhiều vào tháng khác, đặc biệt khu vực nhiệt đới  Một hệ thống lai, hầu hết phụ tải cung cấp từ điện mặt trời, phần nhỏ cung cấp từ máy phát, giải pháp hiệu  Có thể phân tích nhu cầu lượng tháng thay đổi định mức PV để định tỷ lệ đầu tư cho PV máy phát dự phòng Slide giới thiệu đồ thị điển hình Bài giảng 49 Hệ pin mặt trời lai % tháng xấu = 0,625× (% năm) (cả năm ≤ 0,8) % tháng xấu = 0,5 + 28× (% năm – 0,8)2,5 (cả năm > 0,8) Bài giảng 50 Hệ pin mặt trời lai  Bộ ắc-quy giảm dung lượng  Dịng điện phóng/nạp ắc-quy khơng q C/5  Dung lượng cho ngày hạn chế số lần khởi động máy phát Bài giảng 51 ...Hệ thống điện mặt trời hoạt động độc lập Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ  Công việc trình thiết kế hệ thống điện mặt trời  Sẽ có vài bước tính lặp  Cần cân nhắc... công suất lẫn lượng, với biểu đồ sử dụng tất phụ tải cung cấp điện Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng 5 Ước lượng tải tiêu thụ Bài giảng Ước lượng tải tiêu... lượng riêng ắc-quy giảm Bài giảng 22 Ắc-quy chì axit  Điện áp tỷ trọng theo điện lượng Bài giảng 23 Dung lượng ắc-quy  Dung lượng ắc-quy tăng dịng phóng giảm  Nhiệt độ thấp làm giảm dung lượng