Thiết kế, chế tạo dàn pin năng lượng mặt trời tự xoaay

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DÀN PIN MẶT TRỜI TỰ XOAY VĂN CƠNG BÍCH Thái ngun – 2010 - 1Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DÀN PIN MẶT TRỜI TỰ XOAY Học viên: VĂN CƠNG BÍCH Lớp: Cao học K11 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: TS NGUYỄN VĂN DỰ NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN TS Nguyễn Văn Dự Văn Cơng Bích KHOA ĐÀO TẠO SĐH ĐẠI HỌC KTCN THÁI NGUYÊN - 2Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cam đoan Tôi xin cam đoan kết trình bày luận văn thân thực hiện, chưa sử dụng cho khóa luận tốt nghiệp khác Theo hiểu biết cá nhân, chưa có tài liệu khoa học tương tự công bố, trừ thông tin tham khảo trích dẫn Văn Cơng Bích Tháng 09 năm 2010 - 3Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cám ơn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn khoa học tôi, Tiến sỹ Nguyễn Văn Dự, người tận tình bảo, động viên giúp đỡ cho nhiều suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cám ơn đến bạn Hoàng Tiến Đạt, sinh viên khóa K41CCM04, giúp đỡ tơi q trình làm luận văn Tôi xin cám ơn tới Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí chế tạo trường Cao đẳng Công nghiệp Huế tạo điều kiện để tơi tham gia hồn thành khóa học Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến bố mẹ tôi, người cho lời khuyên, lời động viên, bảo để tơi ngày hồn thiện Tôi xin gửi lời cám ơn đến bà cô tôi, bà Văn Thị Hường, người cho tơi lời khun bổ ích, động viên tơi, người cho tơi phần kinh phí để hồn thành khóa học Tơi vơ cám ơn người vợ thương yêu của, “hậu phương” vững động viên, chăm lo gia đình, hỗ trợ tinh thần để tơi n tâm cơng tác nghiên cứu, hồn thành khóa học Tơi xin chân thành cám ơn ban giám hiệu, khoa đào tạo sau đại học trường Đại học Công Nghiệp Thái Nguyên tạo điều kiện cho tơi tham gia khóa học Cuối xin gửi lời cám ơn đến đồng nghiệp, bạn bè hỗ trợ giúp đỡ khố học - 4Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tóm tắt Luận văn trình bày giải pháp cho vấn đề tính tốn, thiết kế chế tạo dàn lượng mặt trời tự xoay theo hướng tia sáng nhằm thu quang lớn Mặc dù dàn lượng tự xoay giới thiệu lần đầu năm 19…, đến nay, chưa có tài liệu hướng dẫn tính tốn, thiết kế hệ thống cơng bố Các dàn tự xoay có mục tiêu đảm bảo tia sáng mặt trời ln vng góc với bề mặt hấp thụ ánh sáng Cơ sở để xác định cách bố trí phương thức xoay hệ thống bao gồm quy luật chuyển động tương đối mặt trời so với vị trí đặt dàn thu, lý thuyết tính tốn xác định phương bố trí trục xoay góc xoay Các vấn đề sưu tập, giới thiệu phân tích luận văn Bài toán sức bền hệ khung, dầm, giá đỡ hệ thống tính tốn dựa lý thuyết sức bền vật liệu giải máy tính Tải trọng đặt lên hệ thống xác định bao gồm trọng lượng chi tiết, tải trọng gió quán tính hệ Tốc độ quay dàn lựa chọn thử nghiệm nhằm đảm bảo yêu cầu chuyển động êm, gây rung động Các thơng số tải trọng tốc độ xoay dùng làm đầu vào cho toán lựa chọn động hệ truyền dẫn khí Các vấn đề giải trọn vẹn luận văn Các kết tính tốn nói dùng làm sở để triển khai thiết kế chế tạo mô hình dàn xoay thực Kết vận hành thử nghiệm cho thấy, hệ thống khí có kết cấu hợp lý, bố trí phù hợp, làm việc êm ổn định Mơ hình dùng để kiểm nghiệm cho tốn tính tốn khác dàn tự xoay - 5Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục lục Lời cam đoan Lời cám ơn Tóm tắt Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu 10 Chương 1: Giới thiệu 11 1.1 Đặt vấn đề 11 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 13 1.3 Đối tượng nghiên cứu 13 1.4 Phương pháp nghiên cứu 13 1.5 Các kết đạt 14 1.6 Cấu trúc luận văn 14 Chương 2: Tổng quan 16 2.1 Tiềm nguồn lượng mặt trời 16 2.2 Các kiểu khai thác lượng mặt trời 17 2.3 Một số kiểu dàn xoay 20 2.3.1 Nguyên tắc xoay 20 2.3.2 Các kết cấu xoay 21 2.3.3 Các phương án điều khiển 26 2.3.4 Cơ sở để xoay dàn pin 27 - 6Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.4 Kết luận 34 Chương 3:Thiết kế, chế tạo dàn tự xoay 35 3.1 Giới thiệu 35 3.2 Sơ đồ kết cấu hệ thống 35 3.2.1 Mơ đun khí 35 3.2.2 Mô đun điều khiển 37 3.3 Thiết kế dàn 500W 37 3.3.1 Lựa chọn kiểu pin 37 3.3.2 Thiết kế khung dàn 38 3.3.2.1 Bố trí khung dàn 39 3.3.2.2 Kiểm tra độ bền khung 40 3.3.2.3 Kiểm tra độ bền dầm 42 3.3.3 Thiết kế trục 43 3.3.4 Thiết kế khung đỡ 45 3.3.5 Thiết kế trụ đỡ 46 3.3.6 Chọn công suất động 48 3.4 Thiết kế dàn 40W 51 3.4.1 Lựa chọn kiểu pin 51 3.4.2 Thiết kế khung dàn 51 3.4.2.1 Bố trí khung dàn 51 3.4.2.2 Kiểm tra độ bền khung 52 3.4.2.3 Kiểm tra độ bền dầm 54 3.4.3 Thiết kế trục 55 - 7- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4.4 Thiết kế trụ đỡ 56 3.4.5 Chọn công suất động 58 3.5 Thiết kế điều khiển chuyển động 60 3.5.1 Lựa chọn kiểu điều khiển 60 3.5.2 Các phận hệ thống điều khiển 61 3.5.3 Lựa chọn bố trí cảm biến 65 3.6 Kết luận 68 Chương 4: Kết chế tạo vận hành thử nghiệm 4.1 Kết chế tạo 69 69 4.1.1 Mơ đun khí 69 4.1.2 Mơ đun khiển 71 4.2 Vận hành thử nghiệm 74 4.2.1 Thử nghiệm độ ổn định 74 4.2.2 Thử nghiệm phòng 74 4.2.3 Thử nghiệm trời 75 4.3 Vận hành dàn pin 75 4.4 Một số vấn đề lưu ý thiết kế, chế tạo 76 4.5 Kết luận 76 Chương 5: Kết luận đề xuất 77 5.1 Kết luận 77 5.2 Đề xuất 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 - 8Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Danh mục hình ảnh Hình Nội dung Trang Hình 2.1 Động hoạt động nhờ ánh sáng mặt trời 17 Hình 2.2 Bếp lượng mặt trời 18 Hình 2.3 Nhà máy điện lượng mặt trời 19 Hình 2.4 Du thuyền hoạt động lượng mặt trời 19 Hình 2.5 Mơ tả góc tới tia sáng mặt trời pháp tuyến mặt phẳng nằm Hình 2.6 ngang 20 Dàn pin tự xoay theo trục 22 Hình 2.7 Biểu đồ so sánh lượng thu hai kiểu dàn Hình 2.8 Tỉ lệ % lượng thu giàn trục so với giàn cố định giảm dần góc quay tăng dần Hình 2.9 22 23 Mơ hình dàn pin xoay theo trục, trục quay theo góc phương vị trục quay theo góc vĩ độ 24 Hình 2.10 Biểu đồ so sánh cơng suất hệ thống xoay hai trục 26 Hình 2.11 Các kiểu điều khiển 27 Hình 2.12 Mơ tả góc chiếu sáng 28 Hình 2.13 Minh họa góc nghiêng 28 Hình 2.14 Mơ tả góc nghiêng trái đất so với trục quãy đạo trái đất 31 Hình 2.15 Dàn pin xoay theo trục 32 Hình 2.16 Bếp thu lượng mặt trời tự xoay 33 - 9Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.1 Sơ đồ dàn pin 36 Hình 3.2 Kết cấu khung dàn 39 Hình 3.3 Liên kết giằng dầm 40 Hình 3.4 Sơ đồ phân bố lực giằng ngang 41 Hình 3.5 Ứng suất dầm 42 Hình 3.6 Chi tiết dầm 42 Hình 3.7 Mơ lực tác dụng lên dầm 43 Hình 3.8 Mơ ứng suất dầm 43 Hình 3.9 Cụm chi tiết trục 44 Hình 3.10 Chi tiết trục 44 Hình 3.11 Mơ trục chịu lực 45 Hình 3.12 Mơ ứng suất 45 Hình 3.13 Khung đỡ 46 Hình 3.14 Trụ đỡ dàn pin 47 Hình 3.15 Mơ ứng suất dầm 48 Hình 3.16 Kết cấu khung dàn 52 Hình 3.17 Sơ đồ phân bố lực 53 Hình 3.18 Ứng suất dầm 54 Hình 19 Chi tiết dầm 54 Hình 3.20 Mơ lực tác dụng lên dầm 55 Hình 3.21 Mơ ứng suất dầm 55 Hình 3.22 Chi tiết trụ 55 - 10- Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.36 sơ đồ mạch cảm biến Hình 3.36 Sơ đồ mạch khối cảm biến Hệ thống kết hợp với hai cơng tắc hành trình, chức dừng động xa vịng quay giới hạn Chúng lắp đặt hai vị trí, góc tạo hai đường thẳng qua hai điểm đặt cơng tắc đến tâm trục quay góc quay dàn, góc quay thay đổi theo yêu cầu Khi dàn quay quay đến phía Tây, cơng tắc hành trình phía Tây chạm vào cữ hành trình, làm đảo chiều động cơ, dàn quay trở lại phía Đơng Khi cữ hành trình chạm vào cơng tắc hành trình phía Đơng, dàn ngừng quay lức mặt trời mọc VCC VCC 2 R26 R21 10k CTHT1 220 LED_CTHT1 R27 R20 10k CTHT2 220 LED_CTHT2 LED LED CTHT2 CTHT1 2 CONG TAC HANH TRINH Hình 3.37 Sơ đồ mạch cơng tắc hành trình - 69Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.6 Kết luận Chương trình bày nguyên tắc ứng dụng để lựa chọn kết cấu khung, dàn, động hệ truyền động Sức bền kết cấu khí kiểm nghiệm phần mềm RDM, phần mềm ĐH Le Mans Pháp Tính tốn cho thấy, lựa chọn truyền trục vít bánh vít phương án hợp lý Qúa trình tính tốn tiến hành cho hai dàn có cơng suất 500W 50W Kết tính tốn cho thấy, công suất cần thiết để xoay dàn nhỏ công suất điện dàn phát ( 1/100 dàn 500W, 1/50 dàn 50W) Kết tính tốn dàn 50W đường sử dụng để chế tạo mơ hình dàn tự xoay thực Vấn đề trình bày chương - 70Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chương KẾT QUẢ CHẾ TẠO VÀ VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM 4.1 Kết chế tạo 4.1.1 Mô đun khí Sử dụng tương quan kích thước thiết kế chương 3, mơ hình chế tạo hồn chỉnh vận hành chạy thử Hình 4.1 Tổng thể dàn quay 1- Bộ truyền động 2- Dầm dàn 3- Khung dàn 4- Trụ đỡ 5- Chân trụ đỡ 6- Bảng gắn hộp điều khiển Trong hình 4.1 gồm có động (4), nối với hộp giảm tốc (1) truyền trục vít - bánh vít Đầu truyền trục vít- bánh vít nối với trục quay dàn (10) thông qua khớp nối, trục quay lắp nghiêng góc vĩ độ nơi lắp đặt dàn pin Trong trường hợp này, góc nghiêng trục 16.50, vĩ độ thành phố Huế Thanh nối (10) nối dầm dàn (2) trục quay (10) có tác dụng truyền chuyển động quay từ trục đến dàn - 71Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Các khung dàn (3) liên kết với phương pháp hàn, khung dàn nối với dầm mối ghép bu lơng- đai ốc thuận tiện cho việc chế tạo, lắp ráp Toàn khung dàn trục quay gá hai gối đỡ (9), trục dàn đặt nghiêng góc, đó, ngồi lực hướng tâm, gối đỡ cịn chịu lực dọc trục Do đó, ổ đỡ chọn để lắp ghép ổ đỡ chặn Khung dàn, trục truyền động, hộp giảm tốc, động cố định phẳng (8), phẳng cố định lên trụ đỡ (5) Trụ đỡ (5) có trục vng góc với mặt phẳng nằm ngang, chân trụ đỡ (6) có lỗ để cố định tồn dàn pin lên mặt phẳng (thường bê tơng có cố định bu lông) mối ghép bu lông- đai ốc Hình 4.2 Cụm chi tiết rục truyền động 1- Khung đỡ 2- Bulong.3- Trục 4- Bulong- đai ốc cố định dàn trụ đỡ 5- Khớp nối trục khung đỡ Hình 4.2 thể cụm chi tiết trục truyền động Chuyển động quay động truyền đến trục quay dàn thông qua hộp giảm tốc để có vận tốc đầu vịng/phút Khi dàn quay di chuyển đến vị trí có phương tia sáng vng góc với mặt phẳng pin mặt trời dừng lại, để đảm bảo dàn pin - 72Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn không không bị dịch chuyển, hộp giảm tốc chọn trục vít- bánh vít Bộ truyền trục vít- báng vít có ưu điểm tỉ số truyền lớn, có tính tự hãm Để truyền chuyển động quay từ trục quay (3) đến khung đỡ, mối ghép sử dụng mối ghép then Mối ghép có ưu điểm tháo lắp dễ dàng, truyền mômen lớn, phù hợp với yêu cầu thiết kế 4.1.2 Mơ đun điều khiển Hình mạch in mạch điều khiển, sơ đồ thiết kế dựa phần mềm biết nguyên lý hoạt động hệ thống Hình 4.3 Bản mạch in điều khiển - 73Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.4 Bo mạch 1- Cầu di-ot chỉnh lưu 2- Đầu vào nguồn cung cấp điện cho mạch điều khiển 3- Bộ cấp nguồn 4, 5- Rơ- le đảo chiều động 6- Điều khiển động 7- Nút RESET 8,10- Đèn LED 9- Nút STAR 11- Nút STOP 12- Công tắc 13Nút điều khiển dàn quay thuận 14- Nút điều khiển dàn quay nghịch 15- Bộ vi xử lý 16, 17- đèn báo hiệu chiều quay động 18- Đèn báo hiệu cơng tắc hành trình 19, 20- Đầu vào tín hiệu cơng tắc hành trình 21,22- Đầu vào tín hiệu sensor 23, 24- Biến trở 25- Đèn báo hiệu nguồn 26- Cơng tắc nguồn Trên hình 4.4 bo mạch điều khiển Khi bật công tắc nguồn (26) để cấp điện cho điều khiển, đèn (25) đỏ, báo hiệu bo mạch có điện Bật công tắc (12) chế độ điều khiển tay (MANU) để kiểm tra hoạt động dàn nút điều khiển tay (13, 14) Nút FORWARD (13) dùng để điều khiển dàn quay thuận, nút PROVIOUS (14) dùng để điều khiển dàn quay nghịch Khi bật công tắc (12) chế độ điều khiển tự động (AUTO), nhấn nút RESET (7) thiết đặt điều khiển, nhấn nút STAR (9)(đèn số báo hiệu) để khởi động chương trình tự động xoay dàn , nhấn nút STOP(11) (đèn số 10 báo hiệu) để - 74Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ngừng chế độ xoay tự động Bộ vi xử lý AT89C51 (15) có chức xử lý tín hiệu đầu vào sensor cơng tắc hành trình truyền về, phát tín hiệu để điều khiển chiều xoay dàn ngừng quay thông qua hai rơ-le (4,5) Hai đèn 16 17 báo hiệu động quay thuận hay quay nghịch ( hình 4.2 đèn báo hiệu động quay thuận), cữ hành trình chạm vào cơng tắc hành trình, đen báo hiệu (18) bậc sáng Tín hiệu truyền từ cơng tắc hành trình đến vi xử lý thơng qua chốt nối (19, 20), tín hiệu từ sensor truyền đến vi xử lý thông qua chốt nối (21, 22) Các nút 23, 24 dùng để điều chỉnh cường độ ánh sáng từ sensor truyền Nguồn vào mạch điều khiển thông qua chốt nối (2) cầu đi-ốt (1) chỉnh lưu dịng Cách bố trí cảm biến hình 4.5 Hai cảm biến (2, 3) gắn cố định dàn quay, trục đối xứng hai cảm biến phương với trục quay dàn ( phương với trục Bắc- Nam), đường thẳng qua hai cảm biến có phương với phương Đơng – Tây Giữa hai cảm biến có vách ngăng (1) dùng để tạo bóng che cho cảm biến tia sáng mặt trời khơng vng góc với mặt phẳng dàn quay Hình 4.5 Bố trí cảm biến 1- Vách ngăn 2- Cảm biến quang điện phía nghịch (cảm biến A) 3- Cảm biến quang điện phía thuận (cảm biến B) - 75Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.6 Cơng tắc hành trình - Cơng tắc hành trình 2- Trục quay dàn 3- Cần gạt Hình 4.6 thể cần gạt (3) nối vơi trục quay (2) chạm vào cơng tắc hành trình (1) Nếu chạm vào cơng tắc hành trình phía Tây dàn pin quay hướng Đông, đến chạm vào công tắc hành trình hướng Đơng dàn ngừng quay Lúc dàn đứng yên vị trí lúc mặt trời mọc 4.2 Vận hành thử nghiệm 4.2.1 Thử nghiệm độ ổn định Khi vận hành tay, dàn pin hoạt động bình thường, ổn định, truyền động hoạt động êm, dàn rung động giới hạn cho phép dừng Khi thử nghiệm chế độ tự động, kết cho thấy, dàn hoạt động bình thường sử dụng bóng đèn sợi đốt để làm nguồn sáng đặt trời Tuy nhiên, chế độ lập trình sử dụng bóng đèn để làm nguồn sáng nên dàn tự động quay vị trí ban đầu nguồn sáng khơng ổn định 4.2.2 Thử nghiệm phịng Mơ hình thử nghiệm phòng vào ban ngày Điều kiện thử nghiệm nhiệt độ phịng khoảng 260C, khơng có gió, có ánh sáng bóng đèn huỳnh - 76Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn quang Sử dụng bóng đèn sợi đốt có cơng suất 40W để thay cho ánh sáng mặt trời, khoảng cách tối đa để cảm biến nhận tín hiệu vào khoảng 0,5m, vận tốc di chuyển bóng đèn khoảng vòng/phút Với điều kiện thử nghiệm trên, dàn hoạt động bình thường, êm, khơng gây tiếng động lớn khởi động dừng động cơ, công tắc hành tình làm việc tốt 4.2.3.Thử nghiệm ngồi trời Khi đặt dàn pin trời, cường độ ánh sáng mặt trời lớn nhiều so với cường độ ánh sáng bóng đèn 40W Vì vậy, phải điều chỉnh tín hiệu thu cảm biến mức thấp Nếu không điều chỉnh, hai cảm biến nhận tính hiệu (mức 1) Thời điểm thử nghiệm sáng, địa điểm thử nghiệm trường Cao đẳng Công nghiệp Huế Điều kiện thử nghiệm trời quang nắng, nhiệt độ trời 320C Qúa trình thử nghiệm cho kết dàn hoạt động tương đối ổn định, truyền động êm, cảm biến nhận tín hiệu tốt, điều khiển hoạt động bình thường 4.3 Vận hành dàn pin Để dàn pin hoạt động ổn định, cách vận hành thực theo trình tự sau: - Kiểm tra tất thiết bị, khung dàn trạng thái bình thường - Cấp nguồn 24V DC cho động mạch điều khiển - Bật công tắc để cấp nguồn cho mạch điều khiển động Khi thấy đèn báo hiệu có điện (bóng đèn báo hiệu có màu đỏ), điều khiển cấp nguồn - Bật nút điều khiển sang chế độ điều khiển tay để quay dàn pin hướng mặt phẳng dàn đến mặt trời (tương đối) nút PROVIOUS FORWARD - Bật nút điều khiển để dàn hoạt động - Phải quan sát dàn khoảng thời gian hoạt động ban đầu để kiểm tra độ ổn định - 77Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Nếu dàn khơng hoạt động phải gọi người có chun mơn đến khắc phục 4.4 Một số vấn đề lưu ý thiết kế vận hành - Dàn pin vận hành thử nghiệm chế độ điều khiển tay lẫn tự động, điều kiện ánh sáng mơi trường phịng điều kiện trời Trong số lần thử nghiệm, dàn pin tự động quay vị trí ban đầu, trình làm tổn thất lượng, làm giảm hiệu suất dàn Để khắc phục ttồn trên, cần lập trình điều khiển cho dàn pin dừng lại khoảng thời gian 15 phút hai cảm biến nhận tín hiệu (ở mức 1) - Khi tính tốn để chọn hộp giảm tốc, cần ý đến lực quán tính dàn ngừng quay - Bộ điều khiển dễ bị hỏng đặt trực tiếp ánh sáng mặt trời, có nhiệt độ cao Nên có hộp che chắn, có thể, đặt điều khiển phịng có điều hịa nhiệt độ - Phải có hộp che chắn động cơ, tránh ảnh hưởng xấu môi trường - Ổ bi phải bôi trơn định kì - Tồn dàn pin sơn phủ mạ kẽm để chống rỉ - Các vị trí có ứng suất lớn, cần gia cố thêm ke tăng lực - Các mối hàn, mối ghép ren,… phải đạt tiêu chuẩn 4.5 Kết luận Chương trình bày cách thức kết vận hành thử nghiệm dàn tự xoay chế tạo Kết cho thấy, hệ thống hoạt động ổn định điều kiện ánh sáng khác Mơ hình thiết kế dùng để tham khảo cho hệ lượng mặt trời tự xoay có cơng suất khác - 78Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Đề tài hoàn thành mục tiêu đề tính tốn triển khai thử nghiệm dàn lượng tự xoay theo hướng mặt trời Các kiến thức chưa trình bày tài liệu khác Các kết đạt bao gồm: - Hệ thống hóa sở để xác định nguyên tắc xoay để dàn lượng mặt trời hứng lượng quang lớn nhất; - Xác định thông số kết cấu cho dàn xoay trục Dàn xoay quanh trục đặt theo hướng làm với mặt phẳng ngang góc xác định theo vĩ độ điểm đặt dàn; - Xác định thông số tải trọng đầu vào cho tốn tính tốn khí, bao gồm trọng lượng, lực gió, qn tính dàn - Tính tốn xác định thơng số chế tạo khí cho dàn pin mặt trời có công suất phát điện 500 W 40 W; chi tiết kiểm nghiệm bền nhờ phần mềm máy tính RDM - Xác định cơng suất cần thiết để xoay dàn Với hai giá trị công suất phát điện, công suất cần thiết chiếm tỷ lệ nhỏ so với khả phát điện dàn Điều có nghĩa, dàn tự xoay khơng khơng u cầu dùng lượng bên ngồi trợ giúp để xoay, mà cịn cung cấp phần lớn lượng thu cho phụ tải khác; - Xác định phương án bố trí truyền động khí kết nối động trục xoay Tính tốn thử nghiệm cho thấy, truyền trục vít-bánh vít đáp ứng tốt yêu cầu tốc độ, độ ổn định tự hãm dàn tự xoay - Lựa chọn tích hợp thành cơng mơ đun điều khiển dùng cảm biến ánh sáng cho dàn tự xoay; - 79Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Đã chế tạo, vận hành thử nghiệm dàn khí cho pin 40 W tự xoay hai điều kiện ánh sáng phịng ánh sáng ngồi trời, hai địa điểm Huế Thái Nguyên Kết vận hành ổn định Điều cho phép nhân rộng kết tính tốn cho dàn tương tự 5.2 Các hướng nghiên cứu Qua q trình tính tốn, vận hành, thử nghiệm, vấn đề đặt cho nghiên cứu là: - Khái quát hóa bước tính tốn; - Xây dựng cơng thức tổng quát để tính thiết kế chi tiết khí cho giá trị công suất bất kỳ; - Xác định giá trị công suất phát điện tối thiểu dàn pin có hiệu lượng giá thành chế tạo; nhằm trả lời cho câu hỏi, với dàn cỡ nên áp dụng kỹ thuật tự xoay; - Ứng dụng cho thiết bị, phụ tải cụ thể; - Mở rộng tính tốn thiết kế cho gương lõm nhằm cung cấp nhiệt cho động mặt trời, tuốc-bin nhiệt mặt trời… - 80Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- http://hvacr.vn/diendan/archive/index.php/t-6.html [2] Hossein Mousazadeh a, Alireza Keyhani a,*, Arzhang Javadi b, Hossein Mobli a, Karen Abrinia c, Ahmad Sharifi b, A review of principle and sun-tracking methods for maximizing solar systems output Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009) 1800–1818 [3] Poulek V, Libra M New bifacial solar trackers and tracking oncentrators; 2007 http://www solar-trackers.com [4] Tracstar Should you install a solar tracker?; 2007 http://www.helmholz.us/ smallpowersystems/ [5] Helwa NH, Bahgat ABG, Shafee AMRE, Shenawy ETE Maximum collect- able solar energy by different solar tracking systems Energy Sources 2000; 22:23–4 [6] Chicco G, Schlabbach J, Spertino F Performance of grid-connected photo- voltaic systems in fixed and sun-tracking configurations; 2007 http:// www.labplan.ufsc.br/congressos/PowerTech07/ [7] M.S Al-Soud et al / A parabolic solar cooker with automatic two axes sun tracking system; Applied Energy- 24 August 2009 xxx–xxx [7] Kalogirou SA Solar thermal collectors and applications Progress in Energy and Combustion Science 2004;30:231–95 [8] I Sefa et al / Energy Conversion and Management 50 (2009) 2709– 2718 [9] S Abdallah, S Nijmeh / Energy Conversion and Management 45 (2004) 1931–1939 [12] C Grass et al / Comparison of the optics of non-tracking and novel types of tracking solar thermal collectors for process heat applications up to 300 0C; Solar Energy 76 (2004) 207–215 [10] Để khuyến khích đầu tư http://www.thesaigontimes.vn/Home/thoisu/doisong/8012; điện truy mặt trời; cập ngày 24/10/2009 - 81Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [11] Nhà xuất khoa học kỹ thuât-Năng lượng mặt trời cho kỷ 21, thách thức triển vọng-Tháng 08 năm 2009 [12] Để khuyến khích đầu tư http://www.thesaigontimes.vn/Home/thoisu/doisong/8012; điện truy mặt cập trời; ngày 24/10/2009 [13] Đại học bách khoa Đà Năng - Sách lượng mặt trời ứng dụng năm 2005 [14] F.M.AL NAIMA and N.A.YAGHOBIAM, Design ang contruction of solar tracking system, Solar and wind Techonology Vol.7, No.5, pp 611617,1990 [15] Lorenzo E, Perez M, Ezpeleta A, Acedo J Design of tracking photovoltaic systems with a single vertical axis Progress in PV Research and Applications 2002; 10:533–43 [16] Lakeou S, Ososanya E, Latigo BO, Mahmoud W, Karanga G, Oshumare W.Design of a low-cost digital controller for a solar tracking photovoltaic (PV) module and wind turbine combination system In: 21st European PV solar energy conference; 2006 [17] Zeroual A, Raoufi M, Ankrim M, Wilkinson AJ Design and construction of a closed loop sun-tracker with microprocessor management Solar Energy 1998; 19(4):263–74 [18] Abdallah S, Nijmeh S Two axes sun tracking system with PLC control Energy Conversion and Management 2004; 45:1931–9 [19] Abdallah S, Badran OO Sun tracking system for productivity enhancement of solar still Desalination 2008; 220:669–76 - 82Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 83Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... lắp pin lượng mặt trời dàn pin xoay được, dàn pin luôn hướng pin vào mặt trời vng góc với tia sáng mặt trời 2.3 Một số kiểu dàn pin tự xoay 2.3.1 Nguyên tắc xoay Tấm pin lượng mặt trời đạt hiệu... Hình 2.2 Bếp lượng mặt trời Chuyển lượng mặt trời thành điện Đây kiểu khai thác lượng mặt trời phổ biến Pin lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn... nắng mặt trời sản xuất điện năng) , không lệ thuộc vào ánh sáng mặt trời Tấm pin lượng mặt trời có hiệu suất hấp thụ cao tia sáng mặt trời ln vng góc với mặt phẳng thu Vấn đề giải cách lắp pin lượng