Phương pháp thiết kế hệ thống điện lượng mặt trời Để thiết kế hệ solar, thưc bước sau: Tính tổng lượng tiêu thụ điện tất thiết bị mà hệ thống solar phải cung cấp Tính tổng số Watt-hour sử dụng ngày thiết bị Cộng tất lại có tổng số Watt-hour tồn tải sử dụng ngày Tính số Watt-hour pin mặt trời phải cung cấp cho toàn tải ngày Do tổn hao hệ thống, số Watt-hour pin trời cung cấp phải cao tổng số Watt-hour toàn tải Số Watt-hour pin mặt trời (PV modules) = 1.3 x tổng số Watt-hour toàn tải sử dụng Tính tốn kích cở pin mặt trời cần sử dụng Để tính tốn kích cở pin mặt trời cần sử dụng, ta phải tính Watt-peak (Wp) cần có pin mặt trời Lượng Wp mà pin mặt trời tạo lại tùy thuộc vào khí hậu vùng giới Cùng pin mặt trời đặt nơi mức độ hấp thu lượng khác với đặt nơi khác Để thiết kế xác, người ta phải khảo sát vùng đưa hệ số gọi "panel generation factor", tạm dịch hệ số phát điện pin mặt trời Hệ số "panel generation factor" tích số hiệu suất hấp thu (collection efficiency) độ xạ lượng mặt trời (solar radiation) tháng nắng vùng, đơn vị tính (kWh/m2/ngày) Mức hấp thu lượng mặt trời Việt Nam khoảng 4.58 kWh/m2/ngày lấy tổng số Watt-hour pin mặt trời chia cho 4.58 ta có tổng số Wp pin mặt trời Mỗi PV mà ta sử dụng có thơng số Wp nó, lấy tổng số Wp cần có pin mặt trời chia cho thông số Wp ta có số lượng pin mặt trời cần dùng Kết cho ta biết số lượng tối thiểu số lượng pin mặt trời cần dùng Càng có nhiều pin mặt trời, hệ thống làm việc tốt hơn, tuổi thọ battery cao Nếu có pin mặt trời, hệ thống thiếu điện ngày râm mát, rút cạn kiệt battery làm battery giảm tuổi thọ Nếu thiết kế nhiều pin mặt trời làm giá thành hệ thống cao, vượt ngân sách cho phép, không cần thiết Thiết kế pin mặt trời lại tùy thuộc vào độ dự phịng hệ thống Thí dụ hệ solar có độ dự phòng ngày, ( gọi autonomy day, ngày khơng có nắng cho pin mặt trời sản sinh điện), bắt buộc lượng battery phải tăng kéo theo phải tăng số lượng pin mặt trời Rồi vấn đề sử dụng pin loại tối ưu, thích hợp vùng địa lý có thời tiết khác Tất địi hỏi thiết kế phải chuyên gia có kinh nghiệm thiết kế nhiều năm cho hệ solar vùng Tính tốn inverter Đối với hệ solar stand-alone, inverter phải đủ lớn để đáp ứng tất tải bật lên, phải có cơng suất 125% cơng suất tải Nếu tải motor phải tính tốn thêm công suất để đáp ứng thời gian khởi động motor Chọn inverter có điện áp vào danh định phù hợp với điện áp danh định battery Đối với hệ solar kết nối vào lưới điện, ta không cần battery, điện áp vào danh định inverter phải phù hợp với điện áp danh hệ pin mặt trời Tính tốn battery Battery dùng cho hệ solar loại deep-cycle Loại cho phép xả đến mức bình thấp cho phép nạp đầy nhanh Loại có khả nạp xả nhiều lần ( có nhiều cycle) mà không bị hỏng bên trong, bền, tuổi thọ cao Số lượng battery cần dùng cho hệ solar số lượng battery đủ cung cấp điện cho ngày dự phòng (autonomy day) pin mặt trời không sản sinh điện Ta tính dung lượng battery sau: - Hiệu suất battery khoảng 85% chia số Wh tải tiêu thụ với 0.85 ta có Wh battery - Với mức deep of discharge DOD (mức xả sâu) 0.6, ta chia số Wh battery cho 0.6 có dung lượng battery Kết cho ta biết dung lượng battery tối thiểu cho hệ solar khơng có dự phịng Khi hệ solar có số ngày dự phòng (autonomy day) ta phải nhân dung lượng battery cho số autonomy-day để có số lượng battery cần cho hệ thống Thiết kế solar charge controller Solar charge controller có điện vào phù hợp với điện pin mặt trời điện tương ứng với điện battery Vì solar charge controller có nhiều loại bạn cần chọn loại solar charge controller phù hợp với hệ solar bạn Đối với hệ pin mặt trời lớn, thiết kế thành nhiều dãy song song dãy solar charge controller phụ trách Công suất solar charge controller phải đủ lớn để nhận điện từ PV đủ công suất để nạp battery Thơng thường ta chọn Solar charge controller có dịng Imax = 1.3 x dịng ngắn mạch PV Ví dụ cụ thể: Tính hệ solar cho hộ dân vùng sâu có yêu cầu sử dụng sau: - bóng đèn 18 Watt sử dụng từ 6-10 tối - quạt máy 60 Watt ngày sử dụng khoảng - tủ lạnh 75 Watt chạy liên tục Xác định tổng lượng điện tiêu thụ ngày = (18 W x giờ) + (60 W x giờ) + (75 W x 12 giờ) = 1,092 Wh/day (tủ lạnh tự động ngắt đủ lạnh nên xem chạy 12 nghỉ 12 giờ) Tính pin mặt trời (PV panel) PV panel = 1,092 x 1.3 = 1,419.6 Wh/day Tổng Wp PV panel = 1,419.6 / 4.58 = 310Wp Chọn loại PV có 110Wp số PV cần dùng 310 / 110 # Tính inverter Tổng cơng suất sử dụng = 18 + 60 + 75 = 153 W Công suất inverter = 153 x 125% # 190W Chọn inverter 200W trở lên Tính tốn Battery Với ngày dự phịng, dung lượng bình = 178 x = 534 Ah Như chọn battery deep-cycle 12V/600Ah cho ngày dự phịng Tính solar charge controller Thông số PV module: Pm = 110 Wp, Vm = 16.7 Vdc, Im = 6.6 A, Voc = 20.7 A, Isc = 7.5 A Như solar charge controller = (3 PV x 7.5 A) x 1.3 = 29.25 A Chọn solar charge controller có dịng 30A/12 V hay lớn ... autonomy day, ngày nắng cho pin mặt trời sản sinh điện), bắt buộc lượng battery phải tăng kéo theo phải tăng số lượng pin mặt trời Rồi vấn đề sử dụng pin loại tối ưu, thích hợp vùng địa lý có