Các giải pháp tiết kiệm điện và thiết kế hệ thống pin mặt trời cho siêu thị CO OPMART quảng ngãi

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H CăĐÀăN NG TR NăKIMăT N CÁCăGIẢIăPHÁPăTIẾTăKIỆMăĐIỆNăVÀăTHIẾTăKẾăHỆă THỐNGăPINăMẶTăTRỜIăCHOăSIÊUăTHỊăCO.OPMARTă QUẢNGăNGÃI LU N VĔN TH C Sƾă KỸ THU T ĐIỆN ĐƠăN ng - Nĕm 2018 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H CăĐÀ N NG TR NăKIMăT N CÁCăGIẢIăPHÁPăTIẾTăKIỆMăĐIỆNăVÀăTHIẾTăKẾăHỆă THỐNGăPINăMẶTăTRỜIăCHOăSIÊUăTHỊăCO.OPMART QUẢNGăNGÃI Chuyên ngànhμ Kỹ thuật điện Mã số : 60520202 LU N VĔN TH C SƾăKỸ THU T Ng ih ng d n khoa h c: GS.TS LÊ KIM HÙNG ĐƠ N ng - Nĕm 2018 LỜIăCAMăĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a riêng Các số liệu kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác gi lu năvĕn TR N KIM T N CÁCăGIẢIăPHÁPăTIẾTăKIỆMăĐIỆNăVÀăTHIẾTăKẾăHỆăTHỐNGăPINăMẶTăTRỜIăCHOăSIÊUă THỊăCO.OPMARTăQUẢNGăNGÃI Học viênμ Trần Kim Tấn Chuyên ngànhμ Kỹ thuật điện Mư sốμ 60520202 Khóa: K34.KTĐ.KH Trường Đại học Bách khoa ậ ĐHĐN Tómătắtă– Hiện nay, nước ta thiết hụt nguồn điện cung cấp nên việc sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu tìm nguồn lượng tái tạo để thay vấn đề quan trọng toàn xư hội Việc sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu lắp đặt sử dụng lượng tái tạo đặc biệt lượng mặt trời doanh nghiệp tiết kiệm chi phí sản xuất, giúp tăng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, tăng lợi nhuận mà cịn giảm bớt chi phí đầu tư cho cơng trình cung cấp điện từ lưới điện Quốc gia, đồng thời giảm phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên lượng, thực phát triển kinh tế - xư hội bền vững Luận văn ắCác giải pháp tiết kiệm điện thiết kế hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Coopmart Quảng Ngưi” cần thiết Đề tài tác giả đề xuất giải pháp tiết kiệm điện thiết kế hệ thống pin mặt trời nối lưới khơng dự trữ cho siêu thị qua tác giả tính tốn cụ thể giải pháp tiết kiệm điện lượng điện tiết kiệm được, chi phí đầu tư, thời gian thu hồi vốn, lượng phát thải CO2 giảm được, Sử dụng phần mềm PVsyst để tính tốn thiết kế mơ sản lượng điện hệ thống pin mặt trời từ đề kế hoạch khai tác vận hành bảo trì bảo dưỡng hệ thống pin cách hợp lý hiệu Từăkhóaă– Tiết kiệm điệnν iải pháp tiết kiệm điện cho siêu thị, lượng mặt trời; pin mặt trờiν mô hình biến đổi lượng mặt trời thành điện SOLUTIONS TO SAVE ELECTRICITY AND DESIGN SOLAR CELL SYSTEM FOR QUANG NGAI CO.OPMART SUPERMARKET Abstract: Currently in Vietnam, there is a shortage of the electricity supply, so using energy economically, effectively and finding renewable energy resources instead are extremely important to our society Using energy economically, effectively and installing renewable energy resources especially solar energy in the business, which is not only saving the cost of production, increasing productivity, comparative and profit, improving the quality of product but also reduce the cost of investment in electricity construction from national grid as well as decrease waste generation, protect natural resources, exploit natural resources rationally and implement sustainable socio-economic development Thesis "solutions to save electricity and design solar cell system for Quang Ngai Co.opmart Supermarket” is very necessary This subject, the author proposes the solutions to save electricity and design of solar system connected with grid without reserved for supermarkets , through it, the author calculated in detail each solution to save electricity as the amount of saved electricity, saved cost of investment, time of capital recovery, CO2 emission reduction, using PVsyst software to calculate , design and simulate the output of solar PV system to refer to plans to operate and maintain the cell system in a reasonable and effective way Keywords – Electricity saving; solutions to save electricity for supermarket; solar energy; solar Panel; model transforms solar energy into power M CL C L I CAM ĐOAN M CL C DANH M C KÝ HI U VI T T T DANH M C CÁC B NG DANH M C CÁC HÌNH M Đ U 1 Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .2 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Phương pháp nghiên cứu .2 ụ nghĩa khoa học thực ti n đề tài .2 Bố cục luận văn .3 CH NGă ĐI U TRA PH TẢI VÀ NH Nă ĐỊNH TI Mă NĔNGă TIẾT KIỆMăĐIỆN T I SIÊU THI CO.OPMART QUẢNG NGÃI 1.1 Giới thiệu siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi .4 1.2 Khả cung cấp tiêu thụ điện siêu thị 1.3 Khảo sát, đo đạc hệ thống sử dụng điện siêu thị 1.3.1 Hệ thống chiếu sáng 1.3.2 Hệ thống điều hịa khơng khí thơng gió 1.3.3 Hệ thống tủ đông, tủ mát trưng bày sản phẩm .10 1.3.4 Các thiết bị khác 10 1.3.5 Hệ thống điện 10 1.4 Các tiềm tiết kiệm điện .11 1.5 Kết luận .11 CH NGă2 TÍNH TỐN CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆMăĐIỆN 12 2.1 Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng siêu thị 12 2.2 Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống thơng gió .14 2.3 Giải pháp tránh xâm nhập nhiệt nóng từ bên vào 15 2.4 Tổng hợp giải pháp tiết kiệm điện cho siêu thị 18 2.5 Lắp đặt hệ thống pin mặt trời cho siêu thị 18 2.6 Kết luận .19 CH NGă TÍNH TỐN - THIẾT KẾ HỆ THỐNGă PINă NĔNGă L NG MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ CO.OPMART QUẢNG NGÃI 20 3.1 Tổng quan hệ thống pin mặt trời 20 3.1.1 Cơ s lý tuyết lượng mặt trời 20 3.1.2 Pin mặt trời cấu tạo nguyên lý 22 3.1.3 Mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành điện 29 3.1.4 Khảo sát thống kê tiềm xạ mặt trời thành phố Quảng Ngãi 33 3.2 Tính tốn, thiết kế, mơ hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi .34 3.2.1 Nhu cầu xây dựng hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi 34 3.2.2 Lựa chọn mơ hình hệ thống pin mặt trời vị trí lắp đặt .34 3.2.3 Tính tốn, thiết kế, mơ hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi .35 3.2.4 Đấu nối hệ thống 43 3.2.5 Giải pháp lắp đặt Pin mặt trời lên tầng thượng siêu thị 46 3.2.6 Kết mô phần mềm PVsyst 46 3.3 Kết luận .50 CH NGă TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ C A CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆMă ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG PINă NĔNGă L NG MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ CO.OPMART QUẢNG NGÃI 51 4.1 Tổng mức đầu tư hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi 51 4.1.1 Chi phí xây dựng (CPXD) .51 4.1.2 Chi phí mua thiết bị (CPTB) 52 4.1.3 Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng (CPTVĐTXD), chi phí khác (CPK) 52 4.1.4 Chi phí vận hành bảo dưỡng hệ thống (CPVHBD) 53 4.2 Phân tích tính hiệu kinh tế hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi .53 4.3 Tổng hợp đánh giá hiệu giải pháp tiết kiệm điện hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi 54 4.4 Kết luận .55 KẾT LU N VÀ KIẾN NGHỊ 56 DANH M C TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PH L C DANH M C KÝ HIỆU VIẾT T T PV Photovoltaics : Hệ thống quang điện DC Direct current μ Dòng điện chiều AC Alternating current μ Dòng điện xoay chiều NLMT μ Năng lượng mặt trời PMT : Pin mặt trời DANH M C CÁC BẢNG S hi u Tên b ng Trang 1.1 Tiêu thụ điện hàng tháng chi phí tiền điện theo hoá đơn 1.2 Bảng thống kê số lượng đèn điện tiêu thụ loại đèn 1.3 Bảng thống kê hệ thống điều hòa khơng khí 1.4 Bảng thống kê quạt hút hệ thống thơng gió 1.5 Bảng thống kê hệ thống tủ đông, tủ mát trưng bày sản phẩm 10 1.6 Bảng đề xuất giải pháp tiết kiệm điện 11 2.1 Thông số kỹ thuật đèn LED Tuýp 18W đèn LED 150W 12 2.2 Bảng tổng hợp chi phí tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng 14 2.3 Bảng tổng kết giải pháp tiết kiệm điện cho siêu thị 18 3.1 Dữ liệu khí tượng sau định vị địa điểm siêu thị Co.opmart 33 3.2 Phụ tải siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi 36 3.3 Thông số vật lý Pin mặt trời 38 3.4 Thông số kỹ thuật Pin mặt trời 38 3.5 Thông số kỹ thuật INVERTER 41 3.6 Tủ đấu nối cáp DC chuyên d ng 42 3.7 Đặc tính kỹ thuật Webbox 43 3.8 Tổng hợp số liệu để mơ 47 3.9 Tổng hợp kết tính tốn mơ 48 3.10 Sản lượng điện phát nhóm pin 49 4.1 Chi phí gia công, lắp dựng giá đỡ dàn pin mặt trời 51 4.2 Chi phí mua thiết bị hệ thống pin mặt trời 52 4.3 Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng chi phí khác 52 4.4 Chi phí vận hành bảo dưỡng hệ thống hệ thống pin mặt trời 53 4.5 Bảng tổng kết giải pháp tiết kiệm điện cho siêu thị 54 4.6 Bảng tổng kết cho việc lắp đặt hệ thống pin mặt trời 55 DANH M C CÁC HÌNH S hi u Tên hình Trang 1.1 Siêu thị Co.opMart Quảng Ngãi 1.2 Sơ đồ hệ thống sử dụng điện siêu thị 1.3 Biểu đồ phụ tải tiêu thụ điện hàng tháng năm 2017 1.4 Biểu đồ phụ tải tiền điện hàng tháng năm 2017 1.5 T lệ tiêu thụ điện khu vực siêu thị 1.6 Đồ thị phụ tải ngày bình thường 2.1 Lối cầu thang bị xâm nhập nhiệt qua lớp kính 15 2.2 Nhiệt độ & độ ẩm bên cửa chính: 29,6oC & 73,5% 16 2.3 Nhiệt độ & độ ẩm bên cửa chính: 30,8oC & 78,5% 16 2.4 Ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào cửa sổ kính 16 2.5 Mái che không ngăn hết ánh sáng mặt trời 16 2.6 Cửa sổ không mái che ánh sáng mặt trời 16 2.7 Mái che ngăn 90% ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào 17 3.2 Quá trình truyền lượng xạ mặt trời qua lớp khí 21 3.3 Vị trí Trái đất mặt trời thay đổi năm 22 3.4 Cấu tạo pin mặt trời 22 3.5 Tế bào PMT 22 3.6 Các loại cấu trúc pin mặt trời 23 3.8 Hệ thống mức lượng (E1 Eg = Ec - Ev (3.3) Suy bước sóng tới hạn λ ánh sáng để tạo cặp e' - h+ là:  = hc/( Ec - Ev) (3.4) Vậy chiếu sáng vào vật rắn, điện tử vùng hoá trị hấp thụ lượng photon hv chuyển lên vùng d n tạo cặp hạt d n điện tử - l trống e’- h+, tức tạo điện Hiện tượng gọi tượng quang điện bên Nguyên lý hoạt động pin mặt trời tượng quang điện xảy lớp tiếp xúc p-n 25 Hình 3.10: Hiện tượng quang điện lớp bán dẫn Khi photon chạm vào mảnh silic s truyền xuyên qua mảnh silic (thường xảy lượng photon thấp lượng đủ để đưa hạt electron lên mức lượng cao hơn) lượng photon hấp thu b i silic (thường xảy lượng photon lớn lượng đủ để đưa hạt electron lên mức lượng cao hơn) Khi photon hấp thụ, lượng truyền đến hạt electron màng tinh thể Thông thường electron lớp ngồi c ng, thường kết dính với ngun tử lân cận khơng thể di chuyển xa Khi electron kích thích, tr thành d n điện, electron tự di chuyển bán d n Khi nguyên tử s thiếu electron gọi l trống L trống tạo điều kiện cho electron nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào l trống, điều tạo l trống cho nguyên tử lân cận có "l trống" Cứ tiếp tục lồ trống di chuyên xuyên suốt mạch bán d n Một photon ch cần có lượng lớn luợng đủ để kích thích electron lớp ngồi d n điện Tuy nhiên, tần số mặt trời thường tương đương 6000°K, lượng hấp thu b i silic Tuy nhiên, hầu hết lượng mặt trời chuyển đổi thành nhiệt điện Một tế bào mặt trời sản sinh lượng điện Vì để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện lớn người ta thường liên kết tế bào mặt trời lại với thành nhóm gọi mudule mặt trời Một module mặt trời có giàn khung để giừ tế bào thơng thường chúng tạo tới vài trăm watt điện Nếu cần công suất lớn nữa, ghép module lại thành ma trận mặt trời 3.1.2.3 ng dụng Pin mặt trời đư ứng dụng nhiều nơi giới Chúng đặc biệt thích hợp cho v ng lưới điện khơng đến Pin mặt trời sử dụng nhiều sản xuất đời sống Một ứng dụng đơn giản pin mặt trời sống hàng ngày đồng hồ, máy tính … Ngồi pin mặt trời ứng dụng thiết bị vận chuyển tơ, máy tính cầm tay, điện thoại di động, thiết bị bơm nước Ngày nay, ngơi nhà có gắn lượng mặt trời đư tr thành phổ biến có xu hướng tăng dần tương lai 26 3.1.2.4 Cách ghỨp nối lượng mặt trời Như ta đư biết pin mặt trời có cơng suất hiệu điện xác định từ nhà sản xuất Để tạo công suất điện theo u cầu phải ghép nối nhiều pin lại với Có hai cách ghép bản: - Ghép nối tiếp pin lại s cho điện áp lớn - Ghép song song pin lại s cho dòng điện lớn Trong thực tế phương pháp ghép h n hợp sử dụng nhiều để đáp ứng yêu cầu điện áp dòng điện a Phương pháp ghép nối tiếp lượng mặt trời (a) (b) Hình 3.11: Ghép nối tiếp hai pin mặt trời (a) đường đặc trưng VA c a pin c a hệ (b) Giả sử pin giống hệt nhau, có đường đặc tính V-A giống hết nhau, thơng số dịng đoản mạch ISC, h mạch VOC Giả sử cường độ chiếu sáng đồng hình 3.11 Khi ghép nối tiếp tấm pin ta s có: I = I1 = I2 = … = Ii (3.5) V   Vi n (3.6) i 1 P  V.I   IVi   Pi n n i 1 i 1 (3.7) I opt  I iopt , Vopt   Vopti , Popt   Popti n n i 1 i 1 (3.8) Trong đóμ I, P, V Ii, Vi, Pi μ dịng điện, công suất hiệu điện hệ μ dịng điện, cơng suất, hiệu điện pin thứ i hệ 27 Iopi, Vopi, Popi μ dòng điện làm việc tối ưu, điện làm việc tối ưu, công suất làm việc tối ưu môđun thứ i hệ Iop, Vop, Pop μ dòng điện làm việc tối ưu, điện làm việc tối ưu, công suất làm việc tối ưu hệ Khi tải có giá trị < R <  , Các pin làm việc máy phát tương đương Đường đặc tính vơn - ampe hệ tổng hình học hai đường đặc trưng m i pin b Ghép song song môđun mặt trời Giả sử cường độ chiếu sáng đồng hình 3.12 (a) (b) Hình 3.12: Ghép song song hai pin mặt trời (a) đường đặc trưng VA c a pin c a hệ (b) cách ghép này, ta giả sử môđun giống hệt nhau, có đường đặc tính V-A giống hết nhau, thơng số dịng đoản mạch Isc, h mạch Voc Khi ta có: U = U1 = U2 =…= Ui (3.9) I   Ii n (3.9) i 1 P  V.I   VI i   Pi n n i 1 i 1 (3.10) Vopt  Viopt , I opt   I opti , Popt   Popti n n i 1 i 1 (3.11) Đường đặc tính VA hệ suy cách cộng giá trị dòng điện I ứng với giá trị điện V không đổi Trong trường hợp này, pin làm việc máy phát điện tải có giá trị < R <  28 c Hiện tượng điểm nóng Xảy ta ghép nối pin không giống nhau, tức thông số ISC, VOC, POPT pin khác Đây tượng pin yếu (tức pin chất lượng so với pin khác dàn bị che nắng pin khác dàn v n chiếu sáng) s hấp thụ hồn tồn cơng suất điện pin khoẻ phát làm cho công suất điện mạch Phần lượng điện pin yếu nhận từ pin khoẻ s biến thành nhiệt, làm nóng pin lên d n tới hư hỏng Hiện tượng điểm nóng ch xảy pin yếu pin khác hệ, d n tới hư hỏng hệ hay làm giảm đáng kể hiệu suất biến đổi quang điện hệ Để tránh hiệu ứng điểm nóng này, thiết kế phải ghép pin mặt trời loại, có thơng số đặc trưng dàn pin mặt trời Vị trí đặt dàn phải tránh bóng che cối, nhà cửa hay vật cản khác ngày có nắng bảo vệ tránh bụi bẩn phủ bám lên v ng pin sử dụng điốt bảo vệ hình 3.13 Hình 3.13: Điốt nối song song với pin để bảo vệ pin & dàn pin mặt trời Nhìn hình v 3.13 ta thấy giả sử pin Ci pin yếu bảo vệ điốt phân cực thuận chiều với dòng điện mạch mắc song song Trong trường hợp hệ làm việc bình thường, pin mặt trời hoạt động điều kiện dịng mạch khơng qua điốt nên khơng có tổn hao lượng Khi có cố xảy ra, ngun nhân mà pin Ci bị che bị tăng nhiệt độ, điện tr Ci tăng lên, lúc phần hay toàn dòng điện s r qua Diốt để tránh gây hư hỏng cho Ci Thậm chí Ci bị hỏng hồn tồn hệ v n tiếp tục làm việc 29 3.1.3 Mơ hình biến đổi lượng mặt trời thành điện 3.1.3.1 Mơ hình hệ thống lượng mặt trời cấp điện độc lập Hình 3.14: Sơ đồ điển hình c a hệ thống NLMT độc lập Hệ PV làm việc độc lập gồm có thành phần là: - Thành phần lưu giữ lượng - Các biến đổi bán d n a Thành phần lưu giữ lượng Hệ quang điện làm việc độc lập cần phải có khâu lưu giữ điện để phục vụ cho tải thời gian thiếu nắng, ánh sáng yếu hay vào ban đêm Có nhiều phương pháp lưu trữ lượng hệ PV Phổ biến v n sử dụng ắc quy để lưu trữ lượng c quy cần phải có điều khiển nạp để bảo vệ đảm bảo cho tuổi thọ ắc quy b Các biến đổi bán dẫn hệ PV Các bán d n hệ PV gồm có biến đổi chiều DC/DC biến đổi DC/AC Bộ DC/DC d ng để xác định điểm làm việc có cơng suất lớn pin làm ổn định nguồn điện chiều lấy từ pin mặt trời để cung cấp cho tải ắc quy Bộ biến đổi DC/DC cịn có tác dụng điều khiển chế độ nạp phóng để bảo vệ nâng cao tuổi thọ cho ắc quy Có nhiều loại biến đổi DC/DC sử dụng phổ biến v n loại là: Bộ tăng áp Boost, Bộ giảm áp Buck Bộ h n hợp tăng giảm Boost ậ Buck Cả loại DC/DC sử dụng nguyên tắc đóng m khóa điện tử theo chu kỳ tính tốn s n để đạt mục đích sử dụng Tùy theo mục đích nhu cầu mà DC/DC lựa chọn cho thích hợp Khóa điện tử mạch DC/DC điều khiển đóng cắt chu kỳ Mạch điều khiển khóa điện tử kết hợp với thuật toán xác định điểm làm việc tối ưu (MPPT ậ maximum power point tracking) để đảm bảo cho hệ quang điện làm việc hiệu 30 Bộ DC/AC có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn chiều sang xoay chiều (110 220 VAC, tần số 50Hz 60 Hz) để phục vụ cho thiết bị xoay chiều Có nhiều kiểu biến đổi DC/AC, chúng làm việc hai chế độ từ chiều sang xoay chiều chế độ từ xoay chiều sang chiều Nhìn chung, biến đổi DC/ AC hệ PV độc lập làm việc mức điện áp chiều 12, 24, 48, 96, 120, 240,380 VDC tuỳ hệ 3.1.3.2 Mơ hình hệ thống độc lập, kết hợp lượng mặt trời nguồn lượng khác Hình 3.15, 3.16 hệ thống nguồn điện lượng kết hợp lai ghép lượng mặt trời với lượng gió lượng mặt trời, lượng gió máy phát điện Diesel hệ thống này, lượng gió, lượng mặt trời thu nạp dự trữ vào hệ ắc quy, sau chuyển thành điện AC để cấp cho tải sử dụng Nếu nguồn điện lượng không đảm bảo yếu tố thời tiết, đư có máy phát điện Diesel dự phịng h trợ Vì thế, nguồn cung cấp cho tải đảm bảo không bị gián đoạn Khi máy phát điện hoạt động, s cho máy phát hoạt động đầy tải, tức vừa cấp điện Diesel dự phòng h trợ vừa sạc vào hệ bình ắc quy với nguồn lượng Khi ắc quy đư đầy cho dừng máy phát điện, lượng dự trữ từ bình ắc quy s chuyển đổi thành điện để cung cấp cho tải Thời gian dừng máy phát phụ thuộc vào tải dung tích bình dự trữ Quy trình lặp lại nguồn điện dự trữ hay nguồn lượng không cấp đủ điện cho tải máy phát lại kích hoạt Hình 3.15: Mơ hình hệ thống độc lập kết hợp lượng mặt trời - Diesel 31 Hình 3.16: Mơ hình hệ thống độc lập kết hợp lượng mặt trời- gió- Diesel 3.1.3.3 Mơ hình hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới Đây hệ PV kết nối với lưới điện Hệ thống cho phép tự trì hoạt động tải nguồn lượng dự trữ đồng thời bơm phần lượng dư thừa vào lưới điện để bán Khi nguồn pin mặt trời (hay máy phát pin mặt trời) sinh nhiều lượng nguồn lượng dư thừa s chuyển vào lưới điện, điều kiện thời tiết xấu, khơng có nắng hay mây mưa, máy phát pin mặt trời không sinh đủ lượng để đáp ứng cho phụ tải hệ s lấy điện từ lưới Do hệ PV cần khơng cần ắc quy để dự trữ lượng Bộ biến đổi hệ không ch giúp ổn định nguồn lượng tạo b i nguồn pin mặt trời mà phải đảm bảo nguồn điện khỏi hệ quang điện phải đồng với lưới Hệ quang điện mặt trời tr thành phần lưới điện lớn Cấu trúc hệ cịn phụ thuộc vào quy mơ hệ đặc tính phụ tải sử dụng Khi hệ quang điện mắc với lưới, nguồn cơng suất có hai chiều hướng Lưới s hấp thụ nguồn điện mặt trời s cung cấp cho thiết bị tiêu thụ mà hệ PV sinh điện vào thời gian yếu ánh sáng ban đêm Đây hình thức khuyến khích phát triển nhiều nơi giới a Mơ hình hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới khơng dự trữ Hình 3.17: Sơ đồ điển hình hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới không dự trữ 32 Hệ thống pin lượng mặt trời s nhận xạ mặt trời chuyển hóa thành nguồn điện chiều (DC) Nguồn điện DC s chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều (AC) thông qua chuyển đổi điện nối lưới Với chuyển đổi s đảm bảo nguồn lượng tạo từ hệ pin mặt trời s chuyển đổi chế độ tốt nhằm tối ưu hóa nguồn lượng từ hệ pin mặt trời cung cấp điện cho tải Bên cạnh chuyển đổi điện có chế độ thơng minh, tự dị tìm đồng pha nhằm kết nối điện tạo từ hệ pin mặt trời điện lưới Chế độ làm việc thông minh chuyển đổi điện với việc ưu tiên sử dụng lượng điện từ hệ pin mặt trời để cung cấp trực tiếp cho tải sử dụng s giúp tối ưu hóa lượng từ hệ pin mặt trời Điện thu từ pin điện chiều, qua hịa lưới, có chức đổi từ điện DC ậ AC pha tần số với điện lưới, sau hệ thống s hịa chung với điện lưới: + Khi cơng suất hịa lưới cơng suất tải tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ pin mặt trời + Khi công suất tải tiêu thụ lớn công suất hịa lưới tải s lấy thêm lưới bù vào + Khi công suất tải tiêu thụ nhỏ cơng suất hịa lưới điện từ hịa lưới s trả lưới Khơng tính tiền hịa dư EVN v n chưa cho đồng hồ quay ngược b Mơ hình hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới có dự trữ Tải FULL (82 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Hình 3.18: Sơ đồ điển hình hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới có dự trữ 33 Hệ thống tương tự hệ thống nối lưới nhiên thiết kế thêm hệ thống dự trữ nhỏ vừa cung cấp cho tải ưu tiên để điện lưới v n dùng Các tải ưu tiên thường có công suất nhỏ cần điện ổn định đèn, module mạng, hệ thống camera an ninh, máy tính … Hệ thống kết hợp hệ thống hòa lưới với hệ thống độc lập giúp tiết kiệm điện, để ln có lượng điện dự trữ cho thiết bị điện Nguyên tắc hoạt động hệ thống : kh i động c quy ưu tiên nạp đầy từ pin mặt trời Hệ thống s ln kiểm tra tình trạng ắc quy để đảm bảo ắc quy đầy điện Khi ắc quy đầy hệ thống s chuyển qua hòa lưới, giúp giảm lượng điện tiêu thụ, hòa lưới sử dụng tất tải Khi điện chuyển mạch (ATS) s chuyển phụ tải qua xài từ lượng điện dự trữ ắc quy, tồn hệ pin mặt trời chuyển qua sạc cho ắc quy, có điện tr lại hệ thống s chuyển qua hịa lưới bình thường 3.1.4 Khảo sát thống kê tiềm xạ mặt trời thành phố Quảng Ngãi Quảng Ngãi t nh có số nắng trung bình vào loại cao nước (khoảng 2.170 giờ/năm) Nằm khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ, Quảng Ngãi có diện tích khoảng 5138 km2 Khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có mùa rõ rệt mùa mưa m a nắng M a mưa ngắn hơn, từ tháng đến tháng 12 hàng năm, tập trung chủ yếu vào hai tháng 10 tháng 11, lượng mưa chiếm 50% tổng lượng mưa năm Các tháng lại mùa nắng, với tổng số nắng trung bình lên Tải FULL (82 trang): bit.ly/2Ywib4t tới 2.170 giờ/năm phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Việc định vị thu thập Dự liệu quan trọng, giúp ta định cỡ hệ thống xác dự đoán sản lượng điện tạo hệ thống Bảng 3.1 kết liệu khí tượng sau định vị địa điểm phần mềm PVsyst (nguồn liệu Meteonorn 7.1) Bảng 3.1: Dữ liệu khí tượng sau định vị địa điểm siêu thị Co.opmart Đ aăđiểm Giáătr Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng T ngăx Kwh/m2 112,1 131,5 170,4 179,7 196,4 193,4 197,3 Siêuăth ăCo.opmartăQu ngăNgƣi Tánăx Nhi tăđ ăkhơngăkhí Kwh/m C 68,7 20,7 65,7 22,0 78,2 24,6 82,7 27,1 79,3 29,1 73,7 30,0 73,6 29,9 34 Đ aăđiểm Giáătr Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Cả năm T ngăx 190,2 145,9 137,3 114,6 100,6 1869,4 Siêuăth ăCo.opmartăQu ngăNgƣi Tánăx Nhi tăđ ăkhơngăkhí 77,7 29,0 80,9 26,9 78,0 25,6 61,2 23,6 56,9 21,7 876,6 25,8 Nhận xétμ Từ bảng 3.1 ta thấy xạ mặt trời trung bình khu vực cao s hiệu đầu tư sản xuất điện từ lượng mặt trời (trung bình 5,12 kWh/m2/ngày)ν Nhiệt độ trung bình khu vực 25.80C ph hợp với nhiệt độ hoạt động thiết bị s giúp thiết bị hoạt động với hiệu suất độ bền cao 3.2.ăTínhătốn,ăthi tăk ,ămơăph ng h ăth ngăpinăm tătr iăchoăsiêuăth ăCo.opmartă Qu ngăNgƣi 3.2.1 Nhu cầu xây dựng hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi Nhu cầu sử dụng điện siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi lớn, chi phí cho hóa đơn tiền điện tổng chi phí siêu thị lớn làm cho siêu thị khơng có tính cạnh tranh cao Với yêu cầu hệ thống điện siêu thị phải cấp điện liên tục, ổn định cho phụ tải siêu thị Đứng trước khó khăn thử thách đặt ra, thiết kế hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi cần thiết 3.2.2 Lựa chọn mơ hình hệ thống pin mặt trời vị trí lắp đặt 3.2.2.1 Lựa chọn mơ hình hệ thống pin mặt trời kết nối lưới không dự trữ Với mục tiêu quan trọng giảm chi phí hóa đơn tiền điện, giảm giá thành sản phẩm để tăng tính cạnh tranh cho siêu thị nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho siêu thị để đảm bảo nguồn điện hoạt động xuyên suốt, đáp ứng nhu cầu phụ tải, chi phí đầu tư vừa phải mà đem lại hiệu kinh tế cao cho siêu thị Hiện hệ thống điện lưới quốc gia Quảng Ngưi có độ tin cậy cao, siêu thị đư đầu tư 01 máy phát điện dự phịng cơng suất 410kVA Do độ tin cậy cung cấp điện cho siêu thị cao Vì vậy, đề tài tác giả đề xuất lựa chọn mơ hình hệ thống pin mặt trời kết nối lưới khơng dự trữ xem hình 3.19 45942c69 ... Luận văn ? ?Các giải pháp tiết kiệm điện thiết kế hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Coopmart Quảng Ngưi” cần thiết Đề tài tác giả đề xuất giải pháp tiết kiệm điện thiết kế hệ thống pin mặt trời nối... C A CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆMă ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG PIN? ? NĔNGă L NG MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ CO.OPMART QUẢNG NGÃI 51 4.1 Tổng mức đầu tư hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi. .. tốn thiết kế hệ thống pin mặt trời cho siêu thị Co.opmart Quảng Ngãi 20 CH NGă3 TÍNH TỐN - THIẾT KẾ HỆ THỐNG? ?PIN? ?NĔNGăL NG MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ CO.OPMART QUẢNG NGÃI 3.1 T ngăquanăv ăh ăth ng? ?pin? ?m