Tính toán thiết kế hệ thống trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng mặt trời tại sân bay quốc tế đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN LÊ KIM THỊNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS TRỊNH TRUNG HIẾU Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Trong luận văn có trích dẫn số tài liệu chuyên ngành kỹ thuật điện Việt Nam số tổ chức khoa học giới thiết kế hệ thống lượng mặt trời sử dụng cho trạm sạc xe điện, sử dụng phần mềm PV*SOL 2019 chun dụng cho thiết kế, tính tốn, mô hệ thống lượng mặt trời sử dụng cho trạm sạc xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng Các số liệu kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn NGUYỄN LÊ KIM THỊNH TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG Học viên: Nguyễn Lê Kim Thịnh Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 - Khóa: K34.KTĐ - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Trong lĩnh vực Hàng khơng, Việt Nam nói riêng giới nói chung, vấn đề sử dụng lượng tái tạo nhằm đa dạng hóa nâng cao hiệu sử dụng lượng đồng thời tiết kiệm lượng khu vực khai thác Đối với Cảng Hàng không quốc tế Việt Nam, với tần suất bay việc mở rộng nhà ga mới, tiếp nhận nhiều loại máy bay, có máy bay có sức chở lớn làm gia tăng mức độ ô nhiễm khơng khí nhiễm tiếng ồn Vì vậy, cần thiết phải có nghiên cứu, ứng dụng thử nghiệm phương tiện vận chuyển hàng hóa, hành khách sử dụng nguồn lượng điện thay xăng, dầu truyền thống nhằm giảm thiểu nhiễm Vì lý đó, luận văn tính tốn thiết kế trạm sạc xe điện sử dụng lượng mặt trời sân bay quốc tế Đà Nẵng kết hợp sử dụng phần mềm PV*Sol 2019 để thiết kế, tính tốn mơ hoạt động trạm sạc xe điện Nghiên cứu áp dụng mơ hình đề xuất cho Tổng cơng ty cảng hàng không Việt Nam để đánh giá mặt kỹ thuật tính khả thi mặt kinh tế đưa hướng phát triển Từ khóa –Xe điện; Trạm sạc xe điện; Năng lượng mặt trời; Năng lượng tái tạo; CALCULATION AND DESIGNING AN ELECTRIC VEHICLE CHARGING STATION SYSTEM USING THE PHOTOVOLTAIC SYSTEM AT DA NANG INTERNATIONAL AIRPORT Abtract - In the aviation field, the world in general and Vietnam in paticular, using the renewable energy to diversify energy sources, increasing the efficiency and saving the energy have been the problems that is very concerned For Vietnam international airports, with the cuurent flight frequency, expanding the scale of airport and receiving the new bigger aircrafts which are increasing the air and noise pollution level Therefore, it is necessary to research the new equipments, vehicles in goods and passenger transport which using renewable energy instead of gasoline and diesel oil to minimize pollution For this purpose, this thesis designs and calculates an electric vehicle charging station using the the photovoltaic system by using PV*Sol 2019 software to design, calculate and simulate the Evs Charging station operation This project applies the proposed model to Airports Corporation of Viet Nam to verify its technical and economic feasibility and perspective of the work in issue the next development Key words –Electrical vehicle; Charging station; Photovoltaic systems; Renewable energy; Stored in a battery MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Dàn ý nội dung Tổng quan tài liệu nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN VÀ TRẠM SẠC XE ĐIỆN 1.1 Tổng quan xe điện 1.1.1 Xe điện lai (HEV - Hybrid Electric Vehicles) 1.1.2 Xe điện hỗn hợp (PHEV - Plug-in Hybrids Electric Vehicles) 1.1.3 Xe điện chạy hoàn toàn pin (BEV - Battery Electric Vehicles) 1.1.4 Xe điện có tầm xa hoạt động xa (EREV - Ex tended Range Electric Vehicles) 1.2 Các chế độ sạc cho trạm sạc xe điện 1.2.1 Sạc Cấp – 120V AC 1.2.2 Sạc Cấp – 208 VAC đến 240 VAC 1.2.3 Sạc Cấp – 200 VDC đến 450 VDC 1.3 Trạm sạc xe điện 1.3.1 Thiết bị đảm bảo an toàn trạm sạc xe điện 10 1.3.2 Tiêu chuẩn chứng nhận thiết bị điện 10 1.4 Tiêu chuẩn thiết kế 11 1.4.1 Chuẩn SAE J1772 - sạc dòng xoay chiều - AC 11 1.4.2 Chuẩn SAE J1772 –Sạc nhanh dòng điện chiều – DC 13 1.4.3 Tiêu chuẩn SAE J1772 Combo 13 1.4.4 Tiêu chuẩn CHAdeMO –Sạc nhanh dòng điện chiều 14 1.4.5 Trạm sạc siêu nhanh hãng Tesla 16 1.5 Tiêu chí lựa chọn trạm sạc xe điện 17 1.5.1 Trạm sạc công cộng 19 1.5.2 Lắp đặt nhiều trạm sạc điện 19 1.6 Sạc xe điện từ lượng mặt trời 23 1.6.1 Cấu trúc hệ thống EV-PV 24 1.6.2 Mơ hình hệ thống NLMT kết nối lưới 27 1.7 Khảo sát, thống kê tiềm xạ sân bay quốc tế Đà Nẵng 30 1.7.1 Giới thiệu Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng – Chi nhánh Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam – CTCP 30 1.7.2 Tiềm xạ mặt trời khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng 32 1.8 Kết luận chương 33 CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG 34 2.1 Nhu cầu sử dụng xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng 34 2.2 Lựa chọn loại xe điện phục vụ sân bay quốc tế Đà Nẵng 34 2.3 Mô hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới, vị trí lắp đặt 36 2.3.1 Lựa chọn mơ hình hệ thống 36 2.3.2 Vị trí xây dựng hệ thống pin lượng mặt trời nối lưới 38 2.4 Cơ sở tính tốn thông số trạm sạc 41 2.4.1 Tính tốn sản lượng điện mà phụ tải yêu cầu 41 2.4.2 Lựa chọn cung cấp đầu sạc nhanh DC đầu sạc cấp cho trạm sạc xe điện 41 2.4.3 Tính toán lượng điện hàng ngày dàn pin lượng mặt trời cung cấp cho trạm sạc xe điện 43 2.4.4 Tính cơng suất dàn pin mặt trời 43 2.4.5 Tính số module mắc song song nối tiếp 44 2.4.6 Tính thơng số điều phối điện 44 2.4.7 Điện áp làm việc điều phối điện 44 2.5 Chọn loại pin mặt trời lựa chọn thông số cụ thể hệ thống pin lượng mặt trời 44 2.5.1 Chọn pin lượng mặt trời 44 2.5.2 Tính chọn thông số cụ thể hệ thống pin lượng mặt trời 47 2.6 Kết luận chương 51 CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG PV*SOL 2019 TRONG MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ TRẠM SẠC XE ĐIỆN 52 3.1 Phần mềm PV*SOL 2019 52 3.1.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm 52 3.1.2 Các chức phần mềm 52 3.2 Khảo sát hoạt động hệ thống pin NLMT trạm sạc xe điện 57 3.2.1 Thông số dùng để nhập liệu phần mềm 57 3.2.2 Sơ đồ mô 60 3.2.3 Kết mô 62 3.2.4 Nhận xét 68 3.3 Đánh giá tiêu kinh tế 68 3.4 Kết luận chương 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AC Alternating current: Dòng điện xoay chiều HTPMT Hệ thống pin mặt trời DC Direct current: Dòng điện chiều EV Electric vehicle: Xe điện EVSE Electric vehicle supply Equipment: Thiết bị cung cấp cho xe điện PV Solar Photovoltaic: Pin lượng mặt trời DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tổng quan mức sạc trạm sạc xe điện Bảng 1.2 Thời gian sạc tính quãng đường di chuyển Sạc cấp 1.(b) Tính trung bình đường thành phố đường cao tốc dòng điện sạc bé 12Ayêu cầu thời gian sạc dài .6 Bảng 1.3 Thời gian sạc tính quãng đường xe điện di chuyển công suất sạc tối đa trạm sạc Cấp Tính trung bình đường thành phố đường cao tốc .6 Bảng 1.4 Thời gian sạc công suất sạc tương ứng với quãng đường di chuyển cấp – Sạc nhanh (a) Tính trung bình đường thành phố đường cao tốc .9 Bảng 1.5 Tóm tắt đặc tính thiết bị cấp 120V AC cấp 208-VAC 240-VAC Bắc Mỹ 11 Bảng 1.6 Tóm tắt chi tiết kỹ thuật cho sạc dòng điện chiều Cấp Cấp Bắc Mỹ 13 Bảng 1.7 Vật tư yêu cầu cho lắp đặt trạm sạc cấp 20 Bảng 1.8 Bảng số liệu xạ mặt trời tỉnh thành Việt Nam 32 Bảng 1.9 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng (ºC) ĐàNẵng 32 Bảng 1.10 Bảng xạ tổng cộng trung bình ngày thành phố Đà Nẵng (KWh/m2.ngày) 32 Bảng 1.11 Bảng xạ tổng cộng trung bình tháng năm thành phố Đà Nẵng (KWh/m2.tháng) .32 Bảng 2.1 Lượng điện tiêu thụ xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng 41 Bảng 2.2 Bảng thông số vật lý Pin mặt trời Sun Power .45 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật Pin mặt trời Sun Power hoạt động theo điều kiện nhiệt độ hoạt động thông thường Cell .46 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật INVERTER Sunny Tripower 20000TL-US 49 Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật Sunny home manager 2.0 50 Bảng 3.1 Kết mô năm, chế độ sạc mặc định 62 Bảng 3.2 Kết mô ngày nắng lớn, chế độ sạc mặc định 64 Bảng 3.3 Kết mô ngày có cường độ xạ thấp, chế độ sạc mặc định.66 Bảng 3.4 Các thành phần điện cung cấp từ hệ thống phát điện 68 Bảng 3.5 Chi phí đầu tư hệ thống phát điện sử dụng NLMT .69 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Xe điện chạy hồn toàn pin xe điện hỗn hợp Hình 1.2 Sơ đồ dịng điện sạc từ lưới điện 120V AC 208/240V AC Hình 1.3 Sơ đồ sạc cấp Hình 1.4 Sơ đồ sạc nhanh DC cấp Hình 1.5 Biểu đồ khoảng cách di chuyển xe điện tăng theo sau sạc Hình 1.6 Trạm sạc xe điện đơn đôi 10 Hình 1.7 Chi tiết dầu kết nối sạc J1772 12 Hình 1.8 Chi tiết ổ cắm sạc xe điện - J1772 12 Hình 1.9 Chi tiết đầu kết nối sạc J1772 Combo 13 Hình 1.10 Chi tiết ổ cắm sạc xe điện - J1772 Combo 14 Hình 1.11 Khả tương thích ổ cắm Compo với đầu sạc tiêu chuẩn đầu sạc Compo 14 Hình 1.12 Chi tiết đầu sạc CHAdeMO 15 Hình 1.13 Chi tiết ổ xe điện sử dụng tiêu chuẩn CHAdeMO 16 Hình 1.14 Chi tiết đầu sạc hãng Tesla 16 Hình 1.15 Chi tiết ổ cắm xe điện hãngTesla 17 Hình 1.1 Lưu đồ định cho việc lắp đặt trạm sạc điện 18 Hình 1.17 Kết nối nguồn 600V cho trạm sạc 208V 20 Hình 1.18 Phịng phân phối nguồn cho nguồn cung cấp 380/600V 21 Hình 1.19 Kết nối trạm sạc 12 kW đến nguồn 380/600V 21 Hình 1.20 Kết nối trạm sạc 20 kW đến nguồn 380/600V 21 Hình 1.21 Kết nối nguồn 600V cho trạm sạc 240V 22 Hình 1.22 Kết nối trạm sạc nhanh đến nguồn pha – 208V 22 Hình 1.23 PV EV kết nối với nguồn DC (màu xanh cây) nguồn AC (màu hồng) với lưới điện AC khơng có nguồn DC từ PV 23 Hình 1.24 Sơ đồ PV-EV cấu trúc 25 Hình 1.25 Sơ đồ PV-EV cấu trúc 25 Hình 1.2 Sơ đồ PV-EV cấu trúc 26 Hình 1.27 Sơ đồ PV-EV cấu trúc 27 Hình 1.28 Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ 27 Hình 1.29 Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ 29 Hình 1.30 Trụ sở Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng 30 Hình 1.31 Sơ đồ cấu tổ chức Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng 31 Hình 2.1 Xe điện EG6118KB cùa hãng SUZHOU EAGLE 35 Hình 2.2 Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới dự trữ 37 Hình 2.3 Hình ảnh thực tế nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng 38 Hình 2.4 Bản vẽ mặt mái nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng 40 Hình 2.5 Đầu sạc cấp AC 42 Hình Đầu sạc nhanh DC 42 Hình 2.7 Pin mặt trời SUN POWER 45 Hình 2.8 Pin mặt trời SunPower Maxeon 46 Hình 2.9 Sunny Tripower 20000TL-US 49 Hình 2.10 Sunny home manager 2.0 50 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 51 Hình 3.1 Đặc tính U-I pin Model SPR-E20-327 59 Hình 3.2 Đặc tính U-P pin Model SPR-E20-327 59 Hình 3.3 Mơ hình hóa xe điện EAGLE-6118KB 60 Hình 3.4 Mơ hình hóa trạm sạc xe điện hoạt động từ sáng đến tối 61 Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý trạm sạc xe điện mô phần mềm PV*SOL 2019 61 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố lượng mặt trời năm 62 Hình 3.7 Biểu đồ phân bố lượng mặt trời ngày nắng lớn vào mùa nắng lớn 64 Hình 3.8 Biểu đồ phân bố lượng mặt trời ngày có cường độ xạ thấp 66 26 Cấu trúc – Bộ chuyển đổi nhiều cổng cho PV, EV, lưới điện liên kết với AC Hình (1.26) cho thấy sơ đồ cấu trúc sử dụng chuyển đổi nhiều cổng (MPC) hình Bộ chuyển đổi nhiều cổng kết nối chuyển đổi cho cụm PV, EV lưới điện AC sử dụng liên kết DC Nhiều MPC kết nối với thông qua lưới điện AC Tích hợp chuyển đổi điện tử cơng suất cho PV, EV, lưới vào MPC dẫ đến mật độ cơng suất cao hơn, giảm chi phí dễ dàng điều khiển, đếm thành phần Điều khiển sạc EV từ PV đạt thông qua điều khiển MPC hai cấu trúc trước, truyền thông phải thiết lập chuyển đổi riêng biệt PV EV Nhược điểm Nguồn DC PV từ MPC không sử dụng để sạc EV MPC khác mà khơng cần chuyển đổi sang AC [5] Hình 1.26 Sơ đồ PV-EV cấu trúc [5] Cấu trúc – Bộ chuyển đổi nhiều cổng cho PV, EV, lưới điện liên kết với DC Hình (1.27) cho thấy sơ đồ cấu trúc kết hợp cấu trúc Nó sử dụng chuyển đổi nhiều cổng (như hình (b) để tích hợp chuyển đổi cho cụm PV EV Nhiều MPC kết nối với sử dụng kết nối DC Một biến tần trung tâm công suất cao sử dụng để kết nối với lưới điện AC Biến tần trung tâm tốt so với sử dụng số biến nhỏ cài MPC cấu trúc Tương tự cấu trúc 2, kết nối DC mở rộng đến mạng lưới nhỏ DC phụ thuộc vào công suất định mức nguồn, tải khác kết nối [5] 27 Hình1.27 Sơ đồ PV-EV cấu trúc [5] 1.6.2 Mơ hình hệ thống NLMT kết nối lưới a Mơ hình hệ thống NLMT kết nối lưới khơng dự trữ Hình 1.28 Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ [1] Hệ thống bao gồm: 1: Hệ thống pin NLMT (Solar Panels) 2: Bộ nghịch lưu (Inverter/Charger) 3: Bảng điện phân phối (Main Distribution Panel) 4: Công tơ đếm từ lưới điện (Utility Meter) 5: Lưới điện (Utility Grid) 6: Bộ giám sát (Monitoring of your system and data logging) 28 7: Bộ phân bố công suất – điều phối điện (Critical Load Distribution Panel) 8: Trạm sạc xe điện (EV Charging Station) Ngun lý hoạt động: Khi khơng có mặt trời, HTPMT khơng sản sinh điện [1] Do đó, điện cấp cho phụ tải lấy từ lưới cách bình thường Khi trời có nắng, PMT sản sinh nguồn điện chiều DC qua biến đổi DC-AC biến thành nguồn điện xoay chiều AC có tần số, pha điện áp trùng với lưới để hòa với lưới điện cung cấp cho phụ tải Khi điện lưới, hệ thống ngưng hoạt động đảm bảo an toàn cho lưới điện - Ưu điểm: Khơng sử dụng bình acquy: giảm đáng kể chi phí đầu tư bảo dưỡng cho hệ thống acquy Khai thác điện hiệu từ nguồn NLMT có cấu bật thu nhận, biến đổi bổ xung trực tiếp vào lưới điện không bị tổn hao ắc quy dự trữ Do máy vận hành song song với lưới điện nên đột biến tải hay điện áp đường dây nguồn điện tác động trực tiếp vào máy Vì thế, tuổi thọ hệ thống nâng cao, lên tới 25 năm Ứng dụng rộng rãi cho nơi như: hộ dân, quan, đơn vị có điện lưới quốc gia Việc lắp đặt sử dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp, gần không, nên thời gian thu hồi vốn rút ngắn tối đa chắn theo dự tính đầu tư ban đầu Hệ thống đặc biệt thích hợp để đầu tư cho đơn vị văn phòng, khách sạn, siêu thị trạm sạc xe điện cơng cộng … có nhu cầu sử dụng điện cao vào cao điểm từ sáng đến chiều - Nhược điểm: Hiện hệ thống quản lý điện lực nước ta chưa chấp nhận mua điện từ nhà máy điện mặt trời, điện gió (Đồng hồ điện quay ngược để giảm số) nên hệ thống điện mặt trời nối lưới cung cấp nhiều tải sử dụng điện thừa phải gửi” lên lưới tạm thời bị coi phí uổng” Tuy nhiên, có lựa chọn hợp pháp khôn khéo lúc lắp đặt công suất hệ nối lưới nhỏ công suất tải sử dụng nhằm giảm số điện tiêu thụ từ lưới Thực chất ta phải mua điện từ lưới mua 29 b Mơ hình hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ Hình 1.29 Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ [1] Hệ thống bao gồm: 1: Hệ thống pin NLMT (Solar Panels) 2: Bộ ngắt dòng DC (DC Disconnect) 3:Bộ quản lý sạc ( Solar Charge Controller) 4: Hệ thống Ắc –quy (Battery Bank) 5: Bộ nghịch lưu (Inverter/Charger) 6: Bộ giám sát (Monitoring of your system and data logging) 7: Bộ phân bố công suất – điều phối điện (Critical Load Distribution Panel) 8: Bảng điện phân phối (Main Distribution Panel) 9: Cơng tơ đếm từ lưới điện (Utility Meter) 10: Lưới điện (Utility Grid) 11: Trạm sạc xe điện (EV Charging Station) - Nguyên lý hoạt động: Đây tích hợp hai hệ thống thành hệ thống liên hoàn bao gồm: Hệ thống on - grid (hệ thống nối lưới): Sản xuất điện từ pin mặt trời thành điện 220V AC /50Hz để hòa vào điện lưới [1] Hệ thống off - grid (hệ thống độc lập): Lưu trữ điện từ pin mặt trời vào Acquy để sẵn sàng biến đổi thành điện 220VAC/50Hz để cung cấp cho tải khơng có điện lưới [1] Khi khởi động hệ thống, Acquy ưu tiên nạp điện từ Mặt trời đầy Lúc hệ thống On Grid chưa làm việc Khi acquy đầy, hệ thống tự động biến đổi điện DC từ PMT thành điện AC 220V để hòa với điện lưới (Điện áp hệ thống có tần số, pha trùng với điện lưới pha pha) 30 Khi điện lưới, hệ thống tự động lấy điện DC từ Acquy PMT để biến đổi thành điện AC- 220V cung cấp cho tải ưu tiên - Ưu điểm: Độ tin cậy cao cấp điện từ nguồn Việc sử dụng NLMT mặt trời chiếu sáng cho phép giảm phụ thuộc vào lưới điện ngày - Nhược điểm: Giá thành đầu tư bảo dưỡng hệ thống ắc quy cao 1.7 Khảo sát, thống kê tiềm xạ sân bay quốc tế Đà Nẵng 1.7.1 Giới thiệu Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng – Chi nhánh Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam – CTCP Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam - CTCP (tên giao dịch quốc tế: Airports Corporation of Vietnam - Viết tắt: ACV) cơng ty cổ phần hoạt động theo mơ hình Công ty mẹ - Công ty con, chuyển đổi từ Công ty TNHH Một thành viên nhà nước nắm giữ 100% vốn điều lệ thành công ty cổ phần nhà nước nắm giữ cổ phần chi phối theo Quyết định số 1710/QĐ-TTg ngày tháng 10 năm 2015 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt phương án cổ phần hóa Cơng ty mẹ - Tổng cơng ty Cảng hàng không Việt Nam ACV quản lý, đầu tư, khai thác khai thác hệ thống 22 Cảng hàng không nước, bao gồm 09 Cảng hàng không quốc tế: Tân Sơn Nhất, Nội Bài, Đà Nẵng, Vinh, Cát Bi, Phú Bài, Cam Ranh, Phú Quốc, Cần Thơ 13 Cảng hàng không nội địa: Buôn Ma Thuột, Liên Khương, Rạch Giá, Cà Mau, Côn Đảo, Phù Cát, Pleiku, Tuy Hòa, Chu Lai, Đồng Hới, Nà Sản, Điện Biên Thọ Xn; góp vốn vào cơng ty cơng ty liên doanh, liên kết Hình 1.30 Trụ sở Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam - CTCP (tên giao dịch quốc tế: Airports Corporation of Vietnam - Viết tắt: ACV) công ty cổ phần hoạt động theo mơ hình Cơng ty mẹ - Cơng ty con, chuyển đổi từ Công ty TNHH Một thành viên nhà nước nắm giữ 100% vốn điều lệ thành công ty cổ phần nhà nước nắm giữ cổ phần chi phối theo Quyết định số 1710/QĐ-TTg ngày tháng 10 năm 2015 31 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt phương án cổ phần hóa Cơng ty mẹ - Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam ACV quản lý, đầu tư, khai thác khai thác hệ thống 22 Cảng hàng không nước, bao gồm 09 Cảng hàng không quốc tế: Tân Sơn Nhất, Nội Bài, Đà Nẵng, Vinh, Cát Bi, Phú Bài, Cam Ranh, Phú Quốc, Cần Thơ 13 Cảng hàng không nội địa: Buôn Ma Thuột, Liên Khương, Rạch Giá, Cà Mau, Cơn Đảo, Phù Cát, Pleiku, Tuy Hịa, Chu Lai, Đồng Hới, Nà Sản, Điện Biên Thọ Xuân; góp vốn vào công ty công ty liên doanh, liên kết Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng có đường cất hạ cánh, trang bị hệ thống đèn tín hiệu, hệ thống phù trợ dẫn đường hạ cánh xác (ILS, DVOR\DME, NDB), hệ thống radar sơ cấp, thứ cấp đại, hệ thống quan trắc phát tin dự báo khí tượng tiên tiến, hệ thống thường trực khẩn nguy, hệ thống phục vụ sân đỗ đại… có khả phục vụ loại máy bay thương mại cỡ lớn Boeing 747, Boeing 777, AN-124, MD-11… cất hạ cánh điều kiện thời tiết Nhà ga hành khách đưa vào khai thác từ tháng 12/2011, với tổng mức đầu tư 1.300 tỷ đồng, tổng diện tích sử dụng 36.100 m2, công suất phục vụ tối đa triệu khách/năm, tiếp nhận 400.000 - triệu hàng hóa/năm nâng cấp thêm Nhà ga hành khách đưa vào khai thác từ tháng 12/2011, với tổng mức đầu tư 1.300 tỷ đồng, tổng diện tích sử dụng 36.100 m2, công suất phục vụ tối đa triệu khách/năm, tiếp nhận 400.000 - triệu hàng hóa/năm nâng cấp thêm Hình 1.31 Sơ đồ cấu tổ chức Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng 32 1.7.2 Tiềm xạ mặt trời khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng Đà Nẵng có tiềm phát triển lượng mặt trời lớn, khí hậu tương đối ơn hịa năm có mùa rõ rệt: mùa khơ từ tháng đến tháng mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 12 Số nắng trung bình 177 giờ/tháng 5,9 giờ/ngày cường độ xạ trung bình 4,89kWh/m2/ngày, xếp hàng thứ số 16 tỉnh thành có tiềm nguồn lượng mặt trời Đà Nẵng nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao biến động Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,6ºC, cao tháng (29,2ºC), thấp tháng (21,2ºC) Bảng 1.8 Bảng số liệu xạ mặt trời tỉnh thành Việt Nam [1] Cường đ BXMT Vùng Giờ nắng năm Đông Bắc 1600 – 1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750 – 1800 4,1 – 4,9 Trung bình Bắc Trung Bộ 1700 – 2000 4,6 – 5,2 Tốt Tây Nguyên Nam Trung Bộ 2000 – 2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Nam Bộ 2200 – 2500 4,3 – 4,9 Rất tốt Trung bình nước 1700 – 2500 4,6 Tốt (kWh/m2, ngày) Ứng dụng (Nguồn: bảng đồ lượng xạ mặt trời Việt Nam) Bảng 1.9 Nhiệt độ không khí trung bình tháng (ºC) ĐàNẵng [1] Tháng 10 11 12 Đà Nẵng 21,9 21,2 24,1 26,5 28,4 29,2 28,3 28,9 27,3 25,00 24,3 21,8 Bảng 1.10 Bảng xạ tổng cộng trung bình ngày thành phố Đà Nẵng (KWh/m2.ngày) [1] Tháng 10 11 12 Đà Nẵng 3,5 4,2 5,0 5,7 6,2 5,9 6,4 5,8 5,0 4,0 2,9 2,4 Bảng 1.11 Bảng xạ tổng cộng trung bình tháng năm thành phố Đà Nẵng (KWh/m2.tháng) [1] Tháng 10 11 12 Năm Đà Nẵng 10 12 151 170 186 177 192 175 151 120 88 71 1710 33 Nhận xét: Theo số liệu tính tốn đánh giá khu vực thành phố Đà Nẵng có tiềm năng lượng mặt trời lớn, cường độ xạ tổng cộng hàng năm đạt 1710 KWh/m2 (4,89 KWh/m2.ngày) Việc ứng dụng lượng mặt trời vào xây dựng hệ thống trạm sạc xe điện sử dụng lượng mặt trời sân bay quốc tế Đà Nẵng thích hợp 1.8 Kết luận chương Thơng qua việc tìm hiểu nghiên cứu xe điện, trạm sạc xe điện mơ hình hệ thống NLMT cung cấp cho trạm sạc xe điện chương Tác giả thu thập liệu thông số trạm sạc bao gồm: trạm sạc cấp 1, trạm sạc cấp trạm sạc nhanh DC, mơ hình hệ thống NLMT để phục vụ cho việc tính tốn thiết kế hệ thống trạm sạc xe điện kết hợp với hệ thống NLMT phù hợp cho trình khai thác phục vụ hành khách đến sân bay quốc tế Đà Nẵng mở rộng mơ hình đến sân bay nước 34 Chương TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG 2.1 Nhu cầu sử dụng xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng Năm 2017, tổng lượng hành khách thông qua Cảng Hàng không quốc tế Đà Nẵng đạt gần 11 triệu lượt khách, tăng 24,1% so với năm 201 ; khách quốc tế đạt 3,6 triệu lượt khách, tăng 57,3% so với năm 201 Kế hoạch năm 2019, Cảng Hàng không quốc tế Đà Nẵng dự kiến phục vụ 14,5 triệu hành khách thông qua sân bay quốc tế Đà Nẵng Trong dự kiến lượng khách sử dụng dịch vụ xe điện đưa đón sân bay chiếm 20%, triệu 900 nghìn hành khách cao điểm có 200 hành khách có nhu cầu di chuyển xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng Hiện sân bay quốc tế Nội Bài áp dụng xe điện vào đảm bảo chất lượng mà đáp ứng cao dịch vụ, đồng thời thân thiện với môi trường Xe điện giúp cho môi trường cảnh quan nội cảng thêm đẹp, văn minh Bên cạnh đó, xuất xe điện thực có lợi cho lao động địa phương Nhà ga hành khách T1 sân bay quốc tế Đà Nẵng thiết kế kết thuận lợi kết nối với nhà ga T2 Tuy nhiên với quãng đường di chuyển từ khu vực như: ga hàng hóa, nhà giữ xe hai bánh đến nhà ga T2 700m nhà ga T1 400m, ước tính phạm vi di chuyển toàn khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng km, quãng đường di chuyển xa thời gian đến thiết kế nâng công suất khai thác xây dựng thêm nhà ga T3 phạm vi di chuyển khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng đặc biệt khó khăn hành khách người hạn chế vận động, người già, trẻ em, phụ nữ có thai Nằm trong sân bay quốc tế lớn nước lại khơng có dịch vụ hỗ trợ xe điện đưa đón hành khách, tác giả xin đề xuất đầu tư dịch vụ hỗ trợ xe điện đưa đón hành khách khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng theo nguyên tắc: ưu tiên khách có khó khăn di chuyển trước, phục vụ khách di chuyển chở hàng hóa đến nhà ga T1 T2 sân bay quốc tế Đà Nẵng di chuyển nhân viên từ khu vực nhà ga đến quan đơn vị khu vực Cảng HKQT Đà Nẵng góp phần ổn định an ninh trật tự mà cịn tạo dựng mơi trường cảnh quan văn minh lịch với tiêu trí Xanh – Sạch – Đẹp” sân bay quốc tế Đà Nẵng 2.2 Lựa chọn loại xe điện phục vụ sân bay quốc tế Đà Nẵng Đối với Cảng Hàng không quốc tế Việt Nam, với tần suất bay việc mở rộng nhà ga mới, tiếp nhận nhiều loại máy bay, có máy bay có sức chở lớn làm gia tăng mức độ nhiễm khơng khí nhiễm tiếng ồn Vì vậy, cần thiết phải có nghiên cứu, ứng dụng thử nghiệm phương tiện vận 35 chuyển hàng hóa, hành khách sử dụng nguồn lượng điện thay xăng, dầu truyền thống nhằm giảm thiểu ô nhiễm Để đảm giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch giảm chi phí nhiên liệu cho phương tiện giao thơng vận tải; Giảm lượng khí thải tiếng ồn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động cảng hàng không, sân bay; Nâng cao hiệu sử dụng nguồn lượng mặt trời phục vụ vận chuyển cự ly ngắn cảng hàng không, sân bay Hiện thị trường giới có nhiều hãng xe điện tiếng như: TESLA, MITSUBISHI, HONDA, BOSCH, SUZHOU EAGLE,….Tuy nhiên theo tình hình khai thác xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng giá thành chi phí mua sắm xe điện đầu tư sở hạ tầng hãng như: TESLA, MITSUBISHI, HONDA, BOSCH cao kể bao gồm nguồn vật tư phục vụ bảo dưỡng, sửa chữa cho xe điện Trong qua khảo sát thực tế giá thành chi phí mua sắm xe điện SUZHOU EAGLE nguồn vật tư phục vụ bảo dưỡng, sửa chữa cho xe điện lại thấp so với hãng Ngồi cơng ty SUZHOU EAGLE có kinh nghiệm việc cung cấp xe điện cho sân bay khu vực Đông Nam Á sân bay quốc tế Malaysia, cơng viên Biển Đơng Đà Nẵng… Vì tác giả xin đề xuất sử dụng loại xe điện EG6118KB cùa hãng SUZHOU EAGLE với ưu điểm lớn xe buýt đưa đón "số lượng tải" tăng lên làm giảm đáng kể chi phí vận chuyển Do khơng có nhiễm tiếng ồn thấp, loại xe buýt điện phương tiện vận chuyển hồn hảo khu vực kín cơng viên, khu nghỉ dưỡng, vườn, bảo tàng, làng, khách sạn, sân bay, cộng đồng, nhà máy lớn, phố bộ, v.v Hình 2.1 Xe điện EG6118KB cùa hãng SUZHOU EAGLE + Dự kiến lúc cao điểm có đến 200 hành khách có nhu cầu di chuyển xe điện EG6118KA cùa hãng SUZHOU EAGLE, (11 chỗ ngồi) số lượng xe tối thiểu cần phải dùng là: 200/11 = 18 xe 36 + Khung dự kiến hoạt động xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng từ 8h00 sáng đến 21h00 tối ngày với tần suất hoạt động 05 phút/01 lượt xe + Trong thời gian khai thác cao điểm tồn 18 xe điện hoạt động lúc để đáp ứng nhu cầu phục vụ đưa đón hành khách, hàng hóa sân bay 2.3 Mơ hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới, vị trí lắp đặt 2.3.1 Lựa chọn mơ hình hệ thống Theo lý thuyết chung chương I, hệ thống lượng mặt trời nối lưới có dạng mơ hình hệ thống bao gồm hệ thống có dự trữ hệ thống khơng dự trữ, mơ hình có ưu điểm nhược điểm riêng Đối với mơ hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới có dự trữ giá thành chi phí đầu tư cao nhiều so với hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới không dự trữ Tuy nhiên, ngày mưa mà lượng ánh nắng mặt trời khơng có ít, hệ thống pin mặt trời đáp ứng công suất phụ tải bị thiếu nhờ vào nguồn dự trữ, độ tin cậy cung cấp điện cao Đối với mơ hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới khơng dự trữ chi phí đầu tư thấp nhiều (do khơng có ắc quy dự trữ điều khiển, chuyển đổi điện) khơng có chi phí bảo dưỡng cho hệ thống ắc quy Tuy nhiên không đáp ứng công suất phụ tải vào ngày mưa cố mà lượng ánh nắng mặt trời khơng có ít, độ tin cậy cung cấp điện khơng cao Với mục tiêu quan trọng giảm chi phí đầu tư, nâng cao hiệu kinh tế, lợi nhuận cho Công ty Khai thác điện hiệu từ nguồn NLMT có cấu bật thu nhận, biến đổi bổ xung trực tiếp vào lưới điện không bị tổn hao ắc quy dự trữ, máy vận hành song song với lưới điện nên đột biến tải hay điện áp đường dây nguồn điện tác động trực tiếp vào máy Vì thế, tuổi thọ hệ thống nâng cao, lên tới 25 năm Do tác giả đề xuất lựa chọn Mơ hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới khơng dự trữ 37 Hình 2.2 Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới dự trữ Hệ thống bao gồm: 1: Hệ thống pin NLMT (Solar Panels) 2: Bộ nghịch lưu (Inverter/Charger) 3: Bảng điện phân phối (Main Distribution Panel) 4: Cơng tơ đếm từ lưới điện (Utility Meter) 5: Lưới điện (Utility Grid) 6: Bộ giám sát (Monitoring of your system and data logging) 7: Bộ phân bố công suất – điều phối điện (Critical Load Distribution Panel) 8: Trạm sạc xe điện (EV Charging Station) Hệ thống pin lượng mặt trời nhận xạ mặt trời chuyển hóa thành nguồn điện chiều (DC) Nguồn điện DC chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều (AC) thông qua chuyển đổi điện nối lưới Với chuyển đổi đảm bảo nguồn lượng tạo từ hệ pin mặt trời chuyển đổi chế độ tốt nhằm tối ưu hóa nguồn lượng từ hệ pin mặt trời cung cấp điện cho tải Đồng thời hệ thống kết hợp hệ thống hòa lưới với hệ thống độc lập để ln có lượng điện dự trữ cho tải Bên cạnh việc 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 giúp tối ưu hóa lượng từ hệ pin mặt trời 38 2.3.2 Vị trí xây dựng hệ thống pin lượng mặt trời nối lưới Hiện sân bay quốc tế Đà Nẵng khu vực sân đỗ nhà xe máy bãi giữ xe tơ nằm vị trí khu vực dân đảm bảo thuận lợi cho việc kết nối nhà ga với tất trục giao thông khu vực sân bay Vì khu vực khơng ảnh hưởng đến hoạt động bay, thuận lợi cho phương tiện giao thông công cộng hoạt động sân bay không bị che khuất ánh sáng mặt trời nhà cao tầng nên tác giả xin đề xuất dự kiến tận dụng mái nhà giữ xe hai bánh để lắp đặt sử dụng hệ thống pin lượng mặt trời nối lưới cung cấp điện cho trạm sạc xe điện khu bãi giữ xe ô tơ Từ định hướng phát triển hệ thống pin lượng mặt trời khu vực bãi đỗ xe ô tô khu vực dân khác địa bàn khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng Tải FULL (93 trang): https://bit.ly/3ge5MfU Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Hệ thống Pin lượng mặt trời nối lưới cung cấp điện cho trạm sạc xe điện dự kiến xây dựng mái Nhà giữ xe hai bánh Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng bên cạnh bãi đỗ xe ô tô Căn theo bảng vẽ mặt mái nhà giữ xe hai bánh mở rộng Hình 2.3 Hình ảnh thực tế nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng Các pin NLMT lắp đặt hệ khung bát đỡ lắp đặt hệ thống điện mặt trời mái nhà giữ xe + Bước trình lắp đặt đánh dấu điểm mái nhà Thường phấn để xếp nơi đặt + Bước thứ hai để tìm vị trí xà nhà mái lợp Tiếp khoan tia tụt xuyên qua mái nhà vào xà nhà Tại thời điểm này, bạn gắn kẹp vào chốt tụt nơi đường ray 39 + Bước thứ ba, bạn đặt đường ray vào kẹp xếp chúng lên Cuối cùng, bạn đặt mô-đun vào giá đỡ Sử dụng kẹp cuối, bạn đảm bảo an toàn pin vị trí cho ray Tải FULL (93 trang): https://bit.ly/3ge5MfU Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net Mục đích hệ thống khung bát đỡ lắp đặt hệ thống điện mặt trời gắn pin mặt trời vào mái nhà Quá trình gắn cần ngăn độ ẩm thấm vào qua xâm nhập mái điểm nối Và khung đỡ phải đủ mạnh để xử lý trọng lượng pin mặt trời Điều đặc biệt quan trọng cân nhắc đến ứng suất trọng lượng cộng hưởng vào pin có gió mạnh Phần chi tiết móng, chi tiết giằng cột, chi tiết kèo gia cường thêm để chịu phần tải trọng hệ thống pin NLMT lắp đặt mái nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng 40 Hình 2.4 Bản vẽ mặt mái nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng 7761658 ... thiết kế hệ thống trạm sạc xe điện sử dụng lượng mặt trời sân bay quốc tế Đà Nẵng? ?? nhằm góp phần thúc đẩy việc nghiên cứu sử dụng lượng mặt trời ứng dụng hệ thống xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng. .. Tiềm xạ mặt trời khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng 32 1.8 Kết luận chương 33 CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG... Chương TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG 2.1 Nhu cầu sử dụng xe điện sân bay quốc tế Đà Nẵng Năm 2017, tổng lượng hành khách