Đang tải... (xem toàn văn)
TÓM TẮT NỘI DUNG BÁO CÁO CHƯƠNG 1: Tổng quan về Năng lượng mặt trời và Hệ thống điện mặt trời Trong chương này, chúng tôi sẽ giới thiệu tổng quan về năng lượng mặt trời và những ứng dụng của nó: Năng lượng nhiệt (Thermal) và Năng lượng điện (Photovoltaic). Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời (Photovoltaic system) và phân loại các hệ thống điện mặt trời sẽ được mô tả chi tiết. Công nghệ sản xuất tấm pin quang điện cũng như hiệu suất, ưu nhược điểm và ứng dụng của từng công nghệ sẽ được đề cập. Phần cuối cùng của chương, chúng tôi cập nhật tình hình sản xuất và sử dụng điện mặt trời trên thế giới, tại Việt Nam và tiềm năng sử dụng năng lượng điện mặt trời.CHƯƠNG 2: Đối tượng thiết kế và Tính toán phụ tải Trong chương này, vị trí địa lý cũng như diện tích khả dụng của khu vực đề xuất thiết kế và lắp đặt hệ thống điện mặt trời cho toà nhà thư viện, trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội sẽ được mô tả chi tiết. Sản lượng điện năng từ hệ thống điện mặt trời nói chung phụ thuộc vào các tham số: khu vực lắp đặt, diện tích khả dụng, nhiệt độ môi trường và đặc biệt là cường độ bức xạ mặt trời; do đó các tham số này sẽ được phân tích. Phần quan trọng của chương này, chúng tôi đề cập tới tính toán và phân tích nhu cầu phụ tải tiêu thụ của toà nhà khu vực dự định thiết kế hệ thống, qua đó đánh giá được khái toán định mức thiết kế.CHƯƠNG 3: Tính toán và Thiết kế hệ thống điện mặt trời 100 kWp Trong chương này, chúng tôi lựa chọn thiết kế hệ thống điện mặt trời nối lưới (GridConnected PV system), mô tả sơ đồ nguyên lý, các bước tính toán lý thuyết nhằm lựa chọn sơ bộ công suất lắp đặt hệ thống, số lượng tấm pin quang điện, lựa chọn Inverter cũng như sơ đồ kết nối chuỗi các tấm pin với Inverter sẽ được mô tả chi tiết. Ngoài ra, việc tính toán và lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ, tủ điện, kết nối của hệ thống điện mặt trời tới hệ thống lưới điện của toà nhà cũng là phần quan trọng của chương này.CHƯƠNG 4: Đánh giá và phân tích hiệu năng của hệ thống điện mặt trời nối lưới 100 kWp Trong chương này, việc đánh giá và phân tích hiệu năng của hệ thống điện mặt trời nối lưới 100 kWp (ở chương 3) sẽ được đề cập. Chúng tôi sử dụng phần mềm phổ biến hiện nay là PVsyst, qua đó với các tham số đầu vào (ở chương 2), tham số tính toán (ở chương 3), phần mềm mô phỏng cho phép chúng tôi phân tích sản lượng điện năng của hệ thống (Năng lượng điện kWh sản xuất của hệ thống trung bình theo năm, theo các tháng năm, theo ngày điển hình trong năm…). Việc đánh giá và phân tích này là cần thiết, bổ trợ thông tin hệ thống thiết kế cũng như giúp chúng tôi nhìn nhận rõ ràng hơn hiệu quả kỹ thuật kinh tế của hệ thống thiết kế. Phần 2 của chương 4, bằng việc sử dụng công cụ Autocad, chúng tôi đưa ra đề xuất mặt bằng lắp đặt hệ thống điện mặt trời 100 kWp trên mái toà nhà, sơ đồ nguyên lý kết nối, sơ đồ nguyên lý hệ thống điện cũng sẽ được mô tả chi tiết.Để thực hiện công việc, phương pháp nghiên cứu của chúng tôi dựa trên nghiên cứu tổng hợp lý thuyết; khảo sát khu vực lắp đặt và tổng hợp phân tích dữ liệu đầu vào; tính toán lý thuyết và sử dụng công cụ là phần mềm mô phỏng.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đại học ngành CNKT Điện, Điện tử Đề tài: Thiết kế hệ thống điện mặt trời nối lưới cho toà thư viện trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Giáo viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn *** *** TS Nguyễn Mạnh Quân Mã sinh viên 201760*** Mục lục LỜI MỞ ĐẦU TÓM TẮT NỘI DUNG BÁO CÁO CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1.1 Tổng quan lượng mặt trời 1.1.1 Năng lượng nhiệt 1.1.2 Năng lượng điện .2 1.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại hệ thống điện mặt trời 1.2.1 Nguyên lý hoạt động .3 1.2.2 Phân loại hệ thống điện mặt trời .4 1.3 Tình hình phát triển điện mặt trời giới 1.4 Phát triển điện mặt trời ở Việt Nam 10 1.4.1 Tiềm phát triển ở Việt Nam 10 1.4.2 Thực trạng sử dụng lượng mặt trời Việt Nam và sở pháp lý hiện hành cho việc phát triển hệ thống điện mặt trời .11 1.5 Công nghệ Pin mặt trời .13 1.5.1 Công nghệ tâm pin quang điện .13 1.5.2 Pin mặt trời Solar panel chia làm ba loại: 15 1.5.3 Hiệu suất pin lượng mặt trời 20 CHƯƠNG ĐỚI TƯỢNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN PHỤ TẢI 22 2.1 Đối tượng thiết kế .22 2.1.1 Vị trí đới tượng .22 2.1.2 Mục tiêu hệ thống lượng mặt trời 24 2.1.3 Điều kiện tự nhiên .24 2.1.4 Mơ hình hệ thớng lượng mặt trời kết nối lưới không lưu trữ 27 2.2 Tính toán phụ tải .27 2.2.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng 28 2.2.2 Tính toán phụ tải sinh hoạt 28 2.2.3 Phụ tải thông gió 33 2.2.4 Tởng cơng suất tiêu thụ toàn tịa nhà 37 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 100KWP 38 3.1 Trình tự thiết kế mợt hệ thớng điện mặt trời nới lưới .38 3.2 Tính toán lựa chọn pin .43 3.3 Tính toán lựa chọn Inverter và cấu hình đấu nới 44 3.3.1 Tính toán lựa chọn Inverter và cấu hình đấu nới khu vực mái A 45 3.3.2 Tính toán lựa chọn Inverter và cấu hình đấu nới khu vực mái B 47 3.4 Tính toán lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ 47 3.4.1 Tính toán lựa chọn dây dẫn 47 3.4.2 Tính toán chọn tủ điện và thiết bị đóng cắt (MCCB) 54 CHƯƠNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 56 4.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm PVsyst và phần mềm thiết kế AutoCad 56 4.1.1 Phần mềm PVsyst 56 4.1.2 Phần mềm AutoCad 57 4.2 Thực hiện mô và đưa kết quả .59 KẾT LUẬN 70 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 72 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Các ứng dụng lượng mặt trời .1 Hình 1-2: Công nghệ lượng mặt trời hội tụ .2 Hình 1-3: Mơ hình q trình chuyển đổi lượng quang – điện Hình 1-4: Mơ hình tởng quan hệ thớng điện mặt trời hịa lưới Hình 1-5: Mơ hình tởng quan hệ thớng điện mặt trời đợc lập .5 Hình 1-6: Mơ hình tởng quan hệ thống điện mặt trời Hybrid Hình 1-7: Biểu đồ sản lượng lắp đặt điện mặt trời theo khu vực giới (GW) Hình 1-8: Cấu tạo bản pin mặt trời Solar Panel 13 Hình 1-9: Tấm Pin đơn tinh thể (Monocrystalline solar panels) 15 Hình 1-10: Tấm Pin đa tinh thể (Polycrystalline solar panels) 16 Hình 1-11: Tấm Pin màng mỏng (Thin film solar panels) .17 Hình 1-12: Các kiểu cell và hiệu suất chúng 21 Hình 2-1: Vị trí đới tượng thiết kế bản đồ .22 Hình 2-2: Bản vẽ mái tòa thư viện .23 Hình 2-3: Mặt trước tịa thư viện .23 Hình 2-4: Mặt chiếu cạnh toà thư viện 24 Hình 2-5: Nhiệt đợ mơi trường tại Hà Nợi theo tháng (1991 – 2010) 25 Hình 2-6: Nhiệt đợ pin trung bình theo các tháng 25 Hình 2-7: Mơ hình hệ thớng điện mặt trời hịa lưới khơng lưu trữ 27 Hình 3-1: Sơ đồ ngun lý hệ thớng điện lượng mặt trời nới lưới 38 Hình 3-2: Tấm Pin Canadian CS3W-445MS công suất 445W 43 Hình 3-3: Bớ trí khu vực các mái .44 Hình 3-4: SUNSYS 56K 45 Hình 3-5: Dây cáp chuyên dụng 1500VDC chuẩn PV1-F 1*4mm 49 Hình 3-6: Hệ tiếp địa pin 51 Hình 3-7: Cáp điện 4x25mm CU/XLPE/PVC CADISUN .53 Hình 3-8: MCB 4P LS 80A 10kA 54 Hình 3-9: MCCB LS 4P 175A 30kA – ABN204c 55 Hình 4-1: Giao diện phần mềm PVsyst 7.1 57 Hình 4-2: Nhập thơng sớ góc nghiêng và góc phương vị 59 Hình 4-3: Thơng số kỹ thuật pin Canadian CS3W-445MS 60 Hình 4-4: Thơng sớ kỹ thuật Inverter SUNSYS 56K 60 Hình 4-5: Thơng sớ thiết kế cho mái A 61 Hình 4-6: Thơng sớ thiết kế cho mái B 61 Hình 4-7: Biểu đồ phân bớ xác suất lượng vào/ra 63 Hình 4-8: Biểu đồ sản lượng trung bình hệ thớng / tháng 65 Hình 4-9: Sản lượng điện trung bình theo ngày/ tháng 66 Hình 4-10: Sản lượng điện trung bình theo ngày/ tháng 66 Hình 4-11: Kết quả mơ tổn thất hệ thống .67 Hình 4-12: Sản lượng và tởn thất trung bình các tháng .68 Hình 4-13: Hiệu suất hệ thống các tháng năm 68 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Các nhà sản xuất giới 18 Bảng 2-1: Bảng thông số liệu cường độ bức xạ theo phần mềm PVsyst (2003-2010) 26 Bảng 2-2: Hệ số đồng thời tủ phân phối theo mạch 28 Bảng 2-3: Bảng thông số phụ tải tầng 28 Bảng 2-4: Bảng thông số phụ tải tầng 29 Bảng 2-5: Bảng thông số phụ tải tầng 30 Bảng 2-6: Bảng thông số phụ tải tầng 31 Bảng 2-7: Bảng tổng hợp thông số phụ tải .33 Bảng 2-8: Bảng thông số hệ số sử dụng phụ tải thơng gió .33 Bảng 2-9: Bảng thơng sớ phụ tải thơng gió tầng 33 Bảng 2-10: Bảng thơng sớ phụ tải thơng gió tầng 34 Bảng 2-11: Bảng thông số phụ tải thơng gió tầng 35 Bảng 2-12: Bảng thơng sớ phụ tải thơng gió tầng 35 Bảng 3-1: Bảng thông số pin mặt trời .43 Bảng 3-2: Bảng thông số Inverter SUNSYS 56K 46 Bảng 3-3: Tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC 60439 -1 .48 Bảng 3-4: Tiêu chuẩn chọn tiết diện dây tiếp địa .50 Bảng 3-5: Tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC 60439 -1 .52 Bảng 3-6: Kích thước nhỏ dây nới đất và dây trung tính bảo vệ 53 Bảng 3-7: thông số kỹ thuật MCB 4P LS 80A 10kA .55 Bảng 3-8: Thông số kỹ thuật MCCB LS 4P 175A 30kA – ABN204c 55 Bảng 4-1: Bảng thông số mô tả hệ thống thiết kế 62 Bảng 4-2: Bảng kết quả mô 64 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, lượng tàn dư sinh học, lượng không tái sinh ngày kiệt, giá dầu mỏ tăng ngày, ảnh hưởng xấu đến phát triển kinh tế xã hợi và mơi trường sớng Tìm kiếm nguồn lượng thay nhiệm vụ cấp bách toàn giới, xã hội người Nguồn lượng thay phải sạch, thân thiện với mơi trường, giảm chi phí, khơng cạn kiệt (tái sinh) và dễ dàng sử dụng Một nguồn lượng lượng mặt trời Nguồn lượng này gần là vơ tận, và có thể trả lời hầu hết các câu hỏi Rất nhiều công nghệ ứng dụng thực hiện từ nguồn lượng mặt trời, từ cho thấy lượng mặt trời không lượng hiện tại mà là lượng cả tương lai Chính lý chúng tơi chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống điện mặt trời nối lưới cho tồ thư viện trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội” Mục tiêu đề tài: - Xác định các bước thực hiện một đề tài thiết kế cụ thể - Chọn thiết bị thích hợp cho hệ thớng - Tính toán thiết kế phụ tải và lượng tạo từ nguồn lượng mặt trời - Hoàn thiện các bản vẽ kĩ thuật liên quan đến đồ án - Hoàn thành đồ án theo quy định và quy định nhà trường đề - Mô và đưa kết quả chi tiết lượng thu từ hệ thống lượng mặt trời Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu tài liệu, tổng hợp kiến thức liên quan đến đề tài đồ án tốt nghiệp - Áp dụng các tiêu chuẩn hiện hành thiết kế hệ thống lượng mặt trời - Sử dụng các phần mềm hỗ trợ tính toán, thiết kế TÓM TẮT NỢI DUNG BÁO CÁO CHƯƠNG 1: Tổng quan về Năng lượng mặt trời và Hệ thống điện mặt trời - Trong chương này, giới thiệu tổng quan lượng mặt trời và ứng dụng nó: Năng lượng nhiệt (Thermal) và Năng lượng điện (Photovoltaic) Nguyên lý hoạt động hệ thống điện mặt trời (Photovoltaic system) và phân loại các hệ thống điện mặt trời mô tả chi tiết Công nghệ sản xuất pin quang điện hiệu suất, ưu nhược điểm và ứng dụng công nghệ đề cập Phần cuối chương, cập nhật tình hình sản xuất và sử dụng điện mặt trời giới, tại Việt Nam và tiềm sử dụng lượng điện mặt trời CHƯƠNG 2: Đối tượng thiết kế và Tính toán phụ tải - Trong chương này, vị trí địa lý diện tích khả dụng khu vực đề xuất thiết kế và lắp đặt hệ thống điện mặt trời cho toà nhà thư viện, trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội mô tả chi tiết Sản lượng điện từ hệ thớng điện mặt trời nói chung phụ tḥc vào các tham sớ: khu vực lắp đặt, diện tích khả dụng, nhiệt độ môi trường và đặc biệt là cường đợ bức xạ mặt trời; các tham sớ này phân tích - Phần quan trọng chương này, chúng tơi đề cập tới tính toán và phân tích nhu cầu phụ tải tiêu thụ toà nhà - khu vực dự định thiết kế hệ thống, qua đánh giá khái toán định mức thiết kế CHƯƠNG 3: Tính toán và Thiết kế hệ thống điện mặt trời 100 kWp - Trong chương này, lựa chọn thiết kế hệ thống điện mặt trời nối lưới (Grid-Connected PV system), mô tả sơ đồ nguyên lý, các bước tính toán lý thuyết nhằm lựa chọn sơ bộ công suất lắp đặt hệ thống, số lượng pin quang điện, lựa chọn Inverter sơ đồ kết nối chuỗi các pin với Inverter mơ tả chi tiết - Ngoài ra, việc tính toán và lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ, tủ điện, kết nối hệ thống điện mặt trời tới hệ thống lưới điện toà nhà là phần quan trọng chương này CHƯƠNG 4: Đánh giá và phân tích hiệu hệ thống điện mặt trời nối lưới 100 kWp - Trong chương này, việc đánh giá và phân tích hiệu hệ thống điện mặt trời nối lưới 100 kWp (ở chương 3) đề cập Chúng sử dụng phần mềm phở biến hiện là PVsyst, qua với các tham số đầu vào (ở chương 2), tham số tính toán (ở chương 3), phần mềm mơ cho phép chúng tơi phân tích sản lượng điện hệ thống (Năng lượng điện kWh sản xuất hệ thớng trung bình theo năm, theo các tháng/ năm, theo ngày điển hình năm…) Việc đánh giá và phân tích này là cần thiết, bở trợ thơng tin hệ thớng thiết kế giúp chúng tơi nhìn nhận rõ ràng hiệu quả kỹ thuật/ kinh tế hệ thống thiết kế - Phần chương 4, việc sử dụng công cụ Autocad, đưa đề xuất mặt lắp đặt hệ thống điện mặt trời 100 kWp mái toà nhà, sơ đồ nguyên lý kết nối, sơ đồ nguyên lý hệ thống điện mô tả chi tiết Để thực hiện công việc, phương pháp nghiên cứu dựa nghiên cứu tổng hợp lý thuyết; khảo sát khu vực lắp đặt và tởng hợp phân tích liệu đầu vào; tính toán lý thuyết và sử dụng công cụ là phần mềm mô Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG Trường Đại học Công nghiệp Hà Nợi TỞNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1.1 Tổng quan lượng mặt trời Năng lượng mặt trời [1] là lượng dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt trời, cộng với một phần nhỏ lượng các hạt hạ nguyên tử khác phóng từ mặt trời Ứng dụng lượng mặt trời là: Năng lượng nhiệt (Thermal) và Năng lượng điện (Photovoltaic) Hình 1-1: Các ứng dụng lượng mặt trời [2] 1.1.1 Năng lượng nhiệt Các bộ thu lượng mặt trời [2] là các bộ hội tụ (như máng gương parabon, bộ hội tụ Fresnel, tháp hội tụ sử dụng các gương phẳng…) Quá trình chủn đởi lượng thực hiện qua bước Đầu tiên, lượng mặt trời hội tụ để tạo nguồn lượng có mật đợ và nhiệt đợ cao Sau nguồn lượng làm hóa nước (hoặc dầu) ở áp suất nhiệt độ cao để cấp cho tua bin máy phát điện để sản xuất điện Ở một số nhà máy sản xuất điện mặt trời ở các nước Trung Đơng và Tây Ban Nha cịn kết hợp để sản xuất điện và nước sạch từ nước biển nhờ ngưng tụ nước Thực tế cho thấy công nghệ này có hiệu suất chủn đởi khá cao, khoảng 25%, có hiệu quả ở các khu vực có mật đợ Đồ án tớt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội AutoCAD đóng vai trị tảng giúp cho mơ hình 3D có đợ xác cao AutoCAD cung cấp cho người sử dụng với giao diện trực quan, với cơng cụ và layout có sẵn cho phép bạn tạo vô số các đối tượng khác tùy vào lĩnh vực cụ thể Các phiên bản AutoCAD cung cấp cho các kiến trúc sư các công cụ phần tích cần thiết, để phân tích thành phần tịa nhà tính tốn kết cấu, cấu trúc, trọng tải cho tịa nhà AutoCAD tạo mợt phương án kiến trúc, thiết kế hệ thống pin mặt trời một cách chi tiết cụ thể AutoCAD phần mềm dùng để triển khai các bản vẽ kĩ thuật xây dựng mặt phẳng 2D AutoCAD cho phép người dùng thể hiện hình dạng, kích thước, đặc điểm cấu tạo cơng trình cần xây dựng mợt cách dễ dàng và nhanh chóng Nói cách khác, đới với ngành xây dựng AutoCAD phần mềm tạo bản vẽ kỹ thuật thay hoàn toàn cho việc vẽ tay giấy các kỹ sư thiết kế Trong thiết kế chúng tơi dùng AutoCAD phiên bản 2019 để thực hiện: Mô mặt khảo sát để có cái nhìn trực quan đới tượng cần thiết kế Sơ đồ dây sơ đồ đấu nối Sơ đồ thiết kế tủ điện 58 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 4.2 Thực hiện mô và đưa kết Ta có vị trí đới tượng lắp đặt pin có hướng mái là hướng nam, sử dụng múi UCT+7 và mái với góc Azimuths (góc phương vị) là: mái A 180o, mái B 0o Góc nghiêng mái hợp với mặt phẳng ngang mợt góc 16 đợ nên ta có mái với góc Tilt (góc nghiêng pin) là: 16o Đầu tiên ta nhập thơng sớ góc nghiêng mái, và góc phương vị mái Hình 4-2: Nhập thơng sớ góc nghiêng và góc phương vị 59 Đồ án tớt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Chọn thông số pin Canadian CS3W-445MS công suất 445W hình (ở chương 3) Hình 4-3: Thơng sớ kỹ thuật pin Canadian CS3W-445MS Chọn thông số Inverter SUNSYS 56K ta hình dưới: Hình 4-4: Thông số kỹ thuật Inverter SUNSYS 56K 60 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Ta chọn thơng sớ hai mái có giao diện hình đây: Hình 4-5: Thơng sớ thiết kế cho mái A Hình 4-6: Thơng sớ thiết kế cho mái B 61 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Với các liệu đầu vào trên, các kết quả mô thể hiện sau: Bảng 4-1: Bảng thông số mô tả hệ thống thiết kế Thông Số Chung Thiết kế khu vực Kế hoạch thiết kế Góc Tilt/azimuths: Mái A - 16/180o Mái B - 16/0o Đặc Điểm Mảng Mơ hình pin Inverter Nhà sản xuất Canadian Solar.Inc Nhà sản xuất Socomec Công suất 445 (Wp) Model SUNSYS 56k-TT Số module lắp đặt 225 modules Công suất đặt 100(kWp) Tổng diện tích lắp đặt Tởng diện tích pin lắp đặt Công suất / bộ 47 kWac Số Inverter bộ Tổng công suất 94,0 kWac 497 m2 392 m2 Khu Vực Mái A Số pin 120 Tilt/azimuths 16/180o Cơng suất đặt 53,4 (kWp) Cấu hình string x 15 ln series Công suất đạt đỉnh 48,8kwp Điện áp đạt đỉnh 554V Dịng điện đạt đỉnh 88A Sớ Inverter bộ Công suất 47 kWac Dải điện áp hoạt động 450-850 V Khu Vực Mái B Số pin 105 Tilt/azimuths 16/0o Công suất đặt 46,7 (kWp) Cấu hình string x 15 ln series 62 Sớ Inverter bộ Công suất 47 kWac Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Công suất đạt đỉnh 42,7 kWp Điện áp đạt đỉnh 554 V Dòng điện đạt đỉnh 77 A Dải điện áp hoạt động 450-850V Hình 4-7: Biểu đồ phân bớ xác suất lượng vào/ra Phân bố lượng bức xạ một ngày: - Tổng lượng bức xạ tới bề mặt PV diện tích trung bình 1m2 nằm khoảng giá trị từ 0.3 kWh/m2/ngày đến 7,5 kWh/m2/ngày, điểm phân bố dày nằm ở khoảng từ kWh/m2/ngày đến 5.5 kWh/m2/ngày - Điện tạo hệ thớng mợt ngày phân bớ từ 30 kWh/ngày đến 600 kWh/ngày Bảng cho biết các kết quả tính toán cường đợ bức xạ theo phương ngang, chiếu xạ khuếch tán ngang, nhiệt đợ trung bình mơi trường, cớ, đợ che phủ, lượng hiệu dụng đầu mảng, lượng đưa vào lưới và phần trăm hiệu suất đạt các tháng năm tổng trung bình năm 63 Đồ án tớt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Bảng 4-2: Bảng kết quả mô GlobHor kWh/m2 T_Amb o Earray E_Grid C MWh MWh Tháng 67,0 15,43 5,78 5,23 Tháng 68,5 17,32 5,91 5,54 Tháng 87,3 20,66 7,45 6,98 Tháng 104,5 24,45 8,83 8,3 Tháng 143,6 27,93 11,98 11,33 Tháng 154,4 29,4 12,77 12,08 Tháng 159,4 29,41 13,09 12,37 Tháng 155,2 28,49 12,86 12,13 Tháng 131,0 26,83 10,88 10,28 Tháng 10 128,9 25,02 10,77 10,19 Tháng 11 92,2 20,7 7,8 7,24 Tháng 12 80,8 17,27 6,92 6,51 1372,8 23,61 115,05 108,19 Tổng GlobHor: Cường độ xạ mặt trời tổng theo phương ngang (GHI) T_Amb: Nhiệt độ môi trường Earray: Năng lượng hiệu dụng đầu mảng E_Grid: sản lượng hệ thống (ngõ Inverter) Ta thấy bảng phản ánh kết quả có hụt giảm lượng tạo từ mảng và lượng đưa vào hệ thông sử dụng các tháng Nguyên nhân bản là các loại tổn thất gây nên ví dụ như: tởn thất hoạt đợng Inverter, tởn thất nhiệt độ pin, tổn thất điện trở dây dẫn … 64 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nợi Hình 4-8: Biểu đồ sản lượng trung bình hệ thớng / tháng Từ biểu đồ cho ta thấy sản lượng điện tạo lớn là tháng với 12,37 MWh tạo Sản lượng điện tạo nhỏ là tháng với 5,23 MWh tạo Từ tháng đến tháng ta thu nhiều điện mùa hè Từ tháng 11 đến tháng mùa đông nên ta thu điện Phân bố điện tạo mợt tháng điển hình Từ biểu đồ ta thấy tháng là tháng có tháng có sản lượng trung bình thấp năm và tháng là tháng có tháng có sản lượng trung bình cao năm 65 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nợi Hình 4-9: Sản lượng điện trung bình theo ngày/ tháng Hình 4-10: Sản lượng điện trung bình theo ngày/ tháng 66 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Ta thấy rõ phân bố khác tháng và tháng Đây là đặc điểm chung môi trường ở Miền Bắc Bức xạ thu chênh lệch khá lớn Hình 4-11: Kết quả mô tổn thất hệ thống Sản lượng lượng tạo tại điều kiện tiêu chuẩn: 128,9 MWh Tổn thất điện trở dây AC: 0,86% Tổn thất vận hành Inverter: 4,82% Tổn thất nhiệt độ pin: 7,36% Tổn thất mức độ chiếu xạ pin: 1,24% Tổn thất cách phân bố mảng và chuỗi: 2,10% Và các tổn thất khác … 67 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nợi Hình 4-12: Sản lượng và tởn thất trung bình các tháng Hình 4-13: Hiệu suất hệ thớng các tháng năm 68 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nợi Tởng sản lượng điện có thể tạo đạt 108,2 MWh/ năm với hiệu suất đạt 80,93% Cụ thể là: 1081 kWh/ kWp / năm với hiệu suất đạt 80,93% Tổn thất trung bình pin là: 0,19 kWh/ kWp /ngày Tởn thất trung bình Inverter là: 0,51 kWh/ kWp /ngày Sản lượng điện tạo trung bình từ hệ thống: 2,96 kWh/kWp /ngày 69 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội KẾT LUẬN Quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thớng điện mặt trời nới lưới cho tịa thư viện trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội” yêu cầu sau: Thực hiện đánh giá kết cấu vị trí đới tượng Tính toán thiết kế lựa chọn Sử dụng phần mềm mô và đưa kết quả sát với thực tế Trong ngày đầu làm đề tài chúng em gặp khó khăn cơng tác định vị vị trí và kết cấu đới tượng và tìm hiểu phần mềm chuyên dụng để thiết kế mô đề tài Sau mợt thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài, với hướng dẫn tận tình thầy TS Nguyễn Mạnh Quân, các thầy cô và bạn bè giúp đỡ, chúng em đạt kết quả sau: Biết cách tính toán lựa chọn mợt hệ thớng điện mặt trời nới lưới cho mợt tịa nhà Biết cách xác định và bớ trí các thiết bị hệ thống điện mặt trời Biết cách xây dựng một dự án và mô qua phần mềm chuyên dụng đưa kết quả sát với thực tế giúp chúng em có thể đưa phương án tối ưu làm thực tế Mặc dù cịn gặp nhiều khó khăn quá trình thực hiện, với nỗ lực các thành viên nhóm, với giúp đỡ nhiệt tình thầy hướng dẫn, đề tài hoàn thành thời hạn và yêu cầu đặt Tuy cớ gắng nhiều chúng em cịn nhiều khuyết điểm, hy vọng đóng góp thầy để chúng em có thể phát triển tương lai Chúng em xin trân thành cảm ơn! 70 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ASIAN Development Bank, "Handbook for rooftop solar development in ASIA," 2014, pp 32-34 [2] Bài báo: “Điện mặt trời - Nguồn lượng sạch đóng góp vào cân lượng q́c gia” – Tổng Công ty phát điện (Tập đoàn Điện lực Việt Nam) https://www.genco3.com ngày 28/3/2017 [3] Cấu tạo và vật liệu cấu thành nên pin lượng mặt trời Solar Panel http://www.htdengineering.com [4] S.Anwar, H.Efstathiadis and S.Qazi, “Handbook of Research on Solar Energy Systems and Technology,” 2013, p 168 [5] A Scognamiglioa, G Adinolfia, G Graditia, E Sarettab, “Photovoltaics in net zero energy buildings and clusters: Enabling the smart city operation,” Energy Procedia 2014, vol 61, pp 1171–1174 [6] BloombergNEF- PV market outlook Q3 2020 [7] REN21, “Báo cáo hiện trạng lượng tái tạo toàn cầu 2020,” 2020 [8] Bài báo: “Phát triển điện mặt trời ở một số quốc gia giới” – Cơ quan ngôn luận, Tổng cục Thống Kê, Bộ kế hoạch và Đầu tư - ISSN 2734 -9144 http://consosukien.vn ngày 17/12/2020 [9] Bài báo: “Types of solar panels”- Andrew Sendy ngày 5/5/2021 https://www.solarreviews.com [10] Bài viết: “Hiệu suất pin mặt trời 2021” https://pinmattroi.org [11] World Meteorological Organization, “Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observations,” 2008, pp 1.2-3 [12] Nguyen Lang Tung, Sizing PV system on rooftop of USTH building during early design: a decision tool for architects [13] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7994-1: 2009 [14] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9206-2012 [15] Ngo Hong Quang, Cung Cấp Điện, NXB Giáo dục, 2011 [16] Ngo Hong Quang, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị, NXB Giáo dục, 2011 71 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Bố trí pin lên mái nhà PHỤ LỤC 2: Sơ đồ đấu nối dây các mái PHỤ LỤC 3: Sơ đồ đấu nối pin mặt trời PHỤ LỤC 4: Sơ đồ tủ điện 72 ... đởi từ điện DC sang AC pha, tần số với điện lưới, sau hệ thớng hịa chung với điện lưới: − Khi điện sinh từ hệ thống điện mặt trời đáp ứng nhu cầu điện tải tải tiêu thụ điện hoàn... trời − Khi điện sinh từ hệ thống điện mặt trời nhỏ so với nhu cầu điện tải tải lấy thêm điện lưới để bù vào − Khi điện sinh từ hệ thống điện mặt trời lớn với nhu cầu điện tải... mà hệ thớng điện lượng mặt trời nói chung phân làm cấu hình [1]: − Hệ thớng điện lượng mặt trời hịa lưới; − Hệ thống điện lượng mặt trời độc lập lưới (Stand alone); − Hệ thống điện