Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tính toán thiết kế và phân tích kinh tế hệ thống ĐMT phù hợp với điều kiện khí hậu và phụ tải ngôi nhà (tính toán công suất pin mặt trời cần sử dụng, tính toán ắc quy lưu trữ, tính toán bộ chuyển đổi điện DC-AC, tính toán bộ điều khiển sạc). Tính toán công suất tối ưu hệ thống ĐMT độc lập (công suất pin mặt trời, công suất ắc quy) cho 3 vị trí tại trạm khí tượng: thành phố Huế, huyện Nam Đông và huyện A Lưới.
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học TS Khương Anh Sơn Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, luận văn cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc.Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Huế, ngày 29 tháng năm 2016 Tác giả Luận văn Nguyễn Hoàng Phương PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ii LỜI CẢM ƠN Trước hết xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Huế, thầy giáo phịng Đào tạo sau đại học, tồn thể thầy giáo khoa Cơ khí - Cơng nghệ tạo điều kiện tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Khương Anh Sơn dành nhiều thời gian tâm huyết, trực tiếp hướng dẫn tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực nghiên cứu đề tài hồn chỉnh luận văn Thạc sĩ chuyên nghành Kỹ thuật Cơ khí Cơ kỹ thuật Cuối xin chân thành cám ơn gia đình bạn bè ln đồng hành, động viên, khích lệ, sẻ chia giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành Luận văn Huế, ngày 29 tháng năm 2016 Tác giả Luận văn Nguyễn Hoàng Phương PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma iii TÓM TẮT ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài Nước ta có tiềm lớn nguồn lượng mặt trời (NLMT) Trong năm gần đây, hoạt động nghiên cứu ứng dụng NLMT nói chung hệ thống điện mặt trời (ĐMT) nói riêng triển khai Tuy nhiên, việc ứng dụng chưa phát triển, chưa sâu rộng Rào cản lớn dạng lượng đầy tiềm giá thành chi phí đầu tư ban đầu cao Đồng thời nghiên cứu ĐMT phục vụ sinh hoạt chưa nhiều, chưa tính hết phụ thuộc vào khí hậu cho khu vực, tiêu kinh tế - kỹ thuật với việc phân tích kinh tế hệ thống Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống ĐMT độc lập thỏa mãn điều kiện nêu cần thiết nên chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế phân tích kinh tế hệ thống điện mặt trời độc lập tỉnh Thừa Thiên Huế” Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu thực trạng sử dụng hệ thống ĐMT Thừa Thiên Huế - Tính tốn thiết kế phân tích kinh tế hệ thống ĐMT phù hợp với điều kiện khí hậu phụ tải ngơi nhà (tính tốn cơng suất pin mặt trời cần sử dụng, tính tốn ắc quy lưu trữ, tính tốn chuyển đổi điện DC-AC, tính tốn điều khiển sạc) - Tính tốn cơng suất tối ưu hệ thống ĐMT độc lập (công suất pin mặt trời, cơng suất ắc quy) cho vị trí trạm khí tượng: thành phố Huế, huyện Nam Đơng huyện A Lưới Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống ĐMT độc lập - Các hộ gia đình, đơn vị sản xuất công suất nhỏ Phạm vi nghiên cứu - Hệ thống ĐMT độc lập cung cấp điện cho phụ tải nhà, phụ tải nhỏ khu vực lựa chọn Thừa Thiên Huế - vị trí đài khí tượng thành phố Huế, huyện Nam Đông A lưới Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập số liệu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu lý thuyết - Phương pháp chun gia - Phương pháp tính tốn phân tích PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma iv Nội dung kết nghiên cứu - Tính tốn hệ thống ĐMT độc lập cho hộ gia đình - Tính tốn thành phần hệ thống ĐMT độc lập cung cấp cho phụ tải nhà khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế - Tính tốn cơng suất pin mặt trời, ắc quy hệ thống ĐMT lập cho khu vực Thừa Thiên Huế - Phân tích chi phí vịng đời tính kinh tế hệ pin mặt trời - Thiết kế tính tốn trạm sạc NLMT cho xe điện tham quan Đại Nội Huế bến xe Nguyễn Hồng, thành phố Huế Kết luận - Tìm hiểu thực trạng sử dụng NLMT giới, Việt Nam tỉnh Thừa Thiên Huế - Đánh giá trạng sử dụng hệ thống ĐMT Thừa Thiên Huế - Dùng thuật toán di truyền để tối ưu thông số công suất dàn pin mặt trời cơng suất ắc quy - Tính tốn cơng suất phân tích kinh tế cho hệ thống ĐMT độc lập hộ khu vực - Thiết kế tính tốn trạm sạc NLMT cho xe điện tham quan Đại nội Huế bến xe Nguyễn Hoàng, thành phố Huế PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI iii MỤC LỤC v DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG .ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Khái niệm lượng Mặt Trời 1.1.2 Sự cần thiết phát triển lượng mặt trời 1.1.3 Các ứng dụng lượng mặt trời 1.1.4 Khái quát Pin NLMT 1.2 Cơ sở thực tiễn vấn đề nghiên cứu 11 1.2.1 Tình hình phát triển lượng mặt trời giới 11 1.2.2 Tình hình phát triển lượng mặt trời nước 17 1.2.3 Trạm sạc lượng mặt trời cho xe ô tô điện 31 1.2.4 Nhận xét đề nghị hướng nghiên cứu 34 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma vi 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 36 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 36 2.2 Nội dung nghiên cứu 36 2.3 Phương pháp nghiên cứu 36 2.3.1 Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập số liệu 36 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu lý thuyết 36 2.3.3 Phương pháp chuyên gia 37 2.3.4 Phương pháp tính tốn phân tích 37 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38 3.1 Đặc điểm địa bàn nghiên cứu 38 3.2 Hệ thống lượng mặt trời độc lập 42 3.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống điện mặt trời độc lập 42 3.2.2 Cấu trúc hệ thống lượng mặt trời độc lập 42 3.2.3 Những tiện ích mà điện lượng mặt trời mang lại 48 3.2.4 Tình hình phát triển điện mặt trời Thừa Thiên Huế 49 3.3 Mơ hình thuật toán 57 3.3.1 Mơ hình dàn pin Mặt Trời 57 3.3.2 Mơ hình ắc quy 58 3.3 Mơ hình độ tin cậy 58 3.3.4 Mơ hình kinh tế 59 3.3.5 Hàm mục tiêu hàm ràng buộc 60 3.4 Áp dụng thuật tốn di truyền tính tốn tối ưu hệ thống NLMT 61 3.4.1 Thuật toán di truyền 61 3.4.2 Kết tính toán tỷ lệ tối ưu từ thuật toán di truyền 62 3.5 Thiết kế mô hình hệ thống điện lượng mặt trời độc lập cho hộ gia đình 65 3.5.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập 65 3.5.2 Sơ đồ khối hệ thống 67 3.5.3 Tính tốn thiết kế phân tích kinh tế hệ thống ĐMT độc lập 68 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma vii 3.5.4 Tính tốn hệ thống ĐMT cho hộ dân thành phố Huế năm 2015 72 3.5.5 Tính tốn hệ thống ĐMT cho hộ dân huyện Nam Đông huyện A Lưới năm 2015 84 3.5.6 Tính tốn cơng suất hệ thống ĐMT có xét đến ảnh hưởng tỷ lệ lạm phát chiết khấu 85 3.5.7 Tính toán trạm sạc lượng mặt trời cho xe điện bến xe Nguyễn Hoàng 90 3.6 Nhận xét thảo luận 95 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 5.1 Kết luận 97 5.2 Kiến nghị 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma viii DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải nghĩa AQ : Ắc quy BCĐ : Bộ chuyển đổi nguồn điện BD&SC : Bảo dưỡng sửa chữa CPVĐ : Chí phí vịng đời PAQ : Dung lượng ắc quy ĐMT : Điện mặt trời LOLH : Độ tin cậy cung cấp điện NLMT : Năng lượng mặt trời NL : Năng lượng NLTT : Năng lượng tái tạo GA : Thuật tốn di truyền SOC : Tình trạng sạc điện PV :Tấm pin quang điện PMT : Pin mặt trời PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Xếp hạng nhà máy điện mặt trời làm việc nguyên lý công nghệ quang điện 16 Bảng 1.2 Số liệu xạ Mặt Trời Việt Nam 19 Bảng 1.3 Lượng tổng xạ Mặt Trời trung bình ngày tháng năm số địa phương nước ta, đơn vị: MJ/m2/ngày 20 Bảng 3.1 Tần suất (%) xuất lượng mưa tháng ≥ 100mm 39 Bảng 3.2 Lượng mây tổng quan trung bình 40 Bảng 3.3 Số ngày nhiều mây trung bình 40 Bảng 3.4 Tổng số nắng trung bình tháng năm 41 Bảng 3.5 Các thông số kỹ thuật mô đun pin Mặt Trời 44 Bảng 3.6 Các tham số mô ắc quy 58 Bảng 3.7 Kích thước tối ưu hệ thống NLMT độc lập tai khu vực Khu vực thành phố Huế 63 Bảng 3.8 Chi phí thành phần hệ thống NLMT độc lập 71 Bảng 3.9 Nhu cầu sử dụng thiết bị điện nhà 72 Bảng 3.10 Lựa chọn thành phần hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 74 Bảng 3.11 Nhu cầu sử dụng thiết bị điện nhà 76 Bảng 3.12 Tính tốn cơng suất hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 77 Bảng 13 Lựa chọn thành phần hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 77 Bảng 3.14 Chi phí thành phần hệ thống NLMT cho hộ dân 78 Bảng 3.15 Nhu cầu sử dụng thiết bị điện nhà 78 Bảng 16 Tính tốn cơng suất hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 79 Bảng 17 Lựa chọn thành phần hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 79 Bảng 3.18 Chi phí thành phần hệ thống NLMT cho hộ dân 80 Bảng 3.19 Bảng tổng hợp chi phí ba ngơi nhà (VNĐ) 81 Bảng 3.20 Bảng chi phí kW tiền điện dùng điện lưới 82 Bảng 3.21 So sánh cho phí kWh hộ dùng hệ thống ĐMT điện lưới 83 Bảng 3.22 Nhu cầu sử dụng thiết bị điện nhà hộ dân 84 Bảng 3.23 Tính tốn cơng suất hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 84 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma x Bảng 3.24 Tính tốn cơng suất hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 84 Bảng 3.25 Tính tốn cơng suất hệ thống NLMT độc lập cho hộ dân 85 Bảng 3.26 Tính toán thành phần hệ thống NLMT độc lập 85 Bảng 3.27 Tính tốn thành phần hệ thống NLMT độc lập 86 Bảng 3.28 Tính tốn thành phần hệ thống NLMT độc lập 87 Bảng 3.29 Tính tốn thành phần hệ thống NLMT độc lập 88 Bảng 3.30 Tính tốn thành phần trạm sạc xe điện 94 Bảng 3.31 Tính toán thành phần ba trạm sạc xe điện 94 Bảng 3.32 Tính tốn chi phí thành phần ba trạm sạc xe điện 94 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ... ? ?Nghiên cứu thiết kế phân tích kinh tế hệ thống điện mặt trời độc lập tỉnh Thừa Thiên Huế? ?? Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu thiết kế hệ thống ĐMT độc lập nhằm thỏa mãn tiêu kinh tế kỹ thuật. .. thống ĐMT độc lập thỏa mãn điều kiện nêu cần thiết nên chọn đề tài ? ?Nghiên cứu thiết kế phân tích kinh tế hệ thống điện mặt trời độc lập tỉnh Thừa Thiên Huế? ?? Mục đích nghiên cứu luận văn, đối... thuộc vào khí hậu cho khu vực, tiêu kinh tế - kỹ thuật với việc phân tích kinh tế hệ thống Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống ĐMT độc lập thỏa mãn điều kiện nêu cần thiết nên chọn đề tài “Nghiên