Lưu trữ điện mặt trời bằng khí nén và sử dụng khí nén để sục khí cho ao nuôi tôm

PGS.TS Trương Việt Anh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  BÁO CÁO MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Lưu trữ điện mặt trời khí nén sử dụng khí nén để sục khí cho ao ni tơm GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh SVTH: Nhóm Nguyễn Quốc Khánh 18142133 Nguyễn Quang Khải 18142131 .Phan Anh Kiệt 18142146 TP HỒ CHÍ MINH – 6/2021 PGS.TS Trương Việt Anh Lời mở đầu 1.Phạm vi, tính cần thiết máy nén 2.Tổng quan máy nén khí a Lịch sử phát triển b Nguyên lý hoạt động .3 c Phân tích ưu nhược điểm loại khí nén d Đánh giá lựa chọn hệ thống điều khiển với yêu cầu thực tiễn dự án .5 Nguyên lý vận hành hệ thống điều khiển đề xuất a Điện mặt trời b Máy nén khí piston không dầu .5 c Bình chứa d Máy sấy khí tác nhân lạnh e Bộ lọc .7 Xác định thông số thiết kế hệ thống điều khiển a Yêu cầu số lít khí oxy cần sục ngày: b Yêu cầu công suất máy nén khí bình chứa khí c Yêu cầu công suất điện mặt trời 10 Các sơ đồ hệ thống máy nén khí có: .14 So sánh phương pháp lưu điện mặt trời acquy khí nén 16 Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống điều khiển giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng hệ thống điều khiển lên chất lượng điện môi trường 18 Kết luận .20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 PGS.TS Trương Việt Anh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PGS.TS Trương Việt Anh Lời mở đầu Hiện với nhu cầu phát triển nuôi trồng thủy hải sản ngày tăng nên yêu cầu chất lượng nuôi ngày cao để có sản lượng tốt Đặc biệt Trong ao hồ máy sục khí ni tơm thiết bị quan trọng tạo oxy để trì sống tôm Nếu oxy ao hồ không đảm bảo tôm không phát triển, mắc bệnh dễ chết Chính điều đó, cần phải đảm bảo nguồn oxy nước Việc áp dụng máy sục khí ni tơm mang lại lợi ích lớn Bên cạnh với phát triển mạnh lượng mặt trời nguồn lượng vơ tận Việt Nam đánh giá nước có lượng xạ mặt trời tốt, đặc biệt khu vực nuôi trồng thủy sản miền Nam Do người ni trồng thủy sản kết hợp cơng nghệ sục khí lượng mặt trời: Tiết kiệm chi phí cho hộ ni tơm công nghiệp Việc kết hợp lượng mặt trời để sục khí cho ao ni người nơng dân chủ động nguồn điện nơi lưới điện khó kéo đến Xuất phát từ ý tưởng nhóm em định nguyên cứu đề tài : “ lưu trữ điện mặt trời khí nén sử dụng khí nén để sục khí cho ao nuôi tôm” Hy vọng với nguyên cứu giúp mang lại lợi ích cho người ni trồng thủy sản góp phần phát triển đất nước ngày tốt đẹp PGS.TS Trương Việt Anh 1.Phạm vi, tính cần thiết máy nén Ngày với phát triển kinh tế để đáp ứng yêu cầu ngành công nghiệp, ngành chế tạo máy nén khí phát triển mạnh cải tiến độc đáo tiến việc làm giảm khổi lượng máy, giảm chi phí bảo trì, bảo dưỡng, tăng suất ,tăng độ cững hoạt động, tự động hóa việc điểu chỉnh đảm bảo an tồn tịng sử dụng So với loại máy trước máy nén khí ngày có số vịng quay lớn hơn, nối trực tiếp với động cơ, trục khuỷu máy thường roto động Trong thân máy trang bị điều chỉnh suất nhiều cấp vô cấp đồng thởi trang bị thêm phận bảo vệ để đảm bảo an toàn lao động Hiện máy nén khí sử dụng phổ biến, can thiệp vào hầu hết ngành cơng nghiệp : hệ thống điều khiển tự động khơng có can thiệp người, dây chuyền sản xuất tự động, thiết bị vận chuyển, thiết bị kiểm tra, lĩnh vực sản xuất lắp ráp thiết bị điện tử ngun liệu sản xuất (trong cơng nghiệp hóa học), tác nhân mang lượng (khoáy trộn tạo phản ứng), nguồn động lực cho cấp khí cho kích, tua bin… - Trong lĩnh vực điều khiển: + Những năm 50 60 kỷ 20 giai đoạn kỹ thuật tự động hóa phát triển, Kỹ thuật điều khiển khí nén phát triển rộng rãi đa dạng nhiều lĩnh vực, riêng Đức có 60 hãng chuyên sản xuất phần tử điều khiển khí né + Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng lĩnh vực mà hay xãy vụ nổ nguy hiểm thiết bị phun sơn, loại đồ gá kẹp, chi tiết nhựa, chất dẻo lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử, điều kiện vệ sinh mơi trường tốt an tồn cao, ngồi cịn sử dụng thiết bị vận chuyển kiểm tra thiết bị lị hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì cơng nghiệp hóa chất - Trong lĩnh vực truyền động: + Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: • Các thiết bị máy móc lĩnh vực khai thác như: khai thác đá, khai thác than • Trong cơng trình xây dựng như: xây dựng hầm mỏ, đường hầm - Truyền động quay: áp dụng vào dụng cụ vặn vít, máy khoan có cơng suất khoảng 3,5Kw - Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động thẳng áp suất khí nén cho truyền động thẳng dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, loại máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh hệ thống hãm tơ Nguồn cấp khí nén máy nén khí Máy nén khí có chức nói lại có nhiều công dụng nghành nghề lĩnh vực khác Chẳng hạn như: • Nghành bảo dưỡng xe: Máy nén khí sử dụng để vệ sinh xe như, làm bụi bẩn, dùng khí nén làm khơ xe PGS.TS Trương Việt Anh • • • Ngành y tế: Cung cấp oxy để đẩy nhanh trình sấy khô nguyên vật liệu, thiết bị y tế, khí nén dùng để phun rửa vỏ thuốc Ngành cơng nghiệp: Thơng gió, khí nén có động lực mạnh làm hoạt động thiết bị dùng khí, dùng để thăm dị độ sâu Nhóm ngành chế tạo: Thiết bị nâng khí nén dùng để cầu hàng, áp lực tác động lên súng phun sơn, điều khiển thiết bị tự động hóa, sản xuất bao bì chân khơng để kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm, vệ sinh làm bụi 2.Tổng quan máy nén khí a Lịch sử phát triển Ứng dụng khí nén có từ thời trước cơng ngun, nhiên phát triển khoa học kỹ thuật thời khơng đồng bộ, kiến thức học, vật lý, vật liệu… thiếu, phạm vi ứng dụng khí nén cịn hạn chế Tiền sử sử dụng khí nén: Lịch sử việc sử dụng máy nén khí bắt nguồn từ hàng nghìn năm trước văn minh sơ khai phát sức mạnh phổi người Với khả thở ôxy, phổi giúp cho việc đốt cháy giữ ấm trở nên dễ dàng Vào khoảng năm 3000 trước Công nguyên, ngành khoa học gọi luyện kim thực hiện, liên quan đến việc nghiên cứu sản xuất kim loại Trong số thợ kim loại, rõ ràng cần phải có dạng khơng khí nóng để biến khoáng chất lỏng đồng vàng thành kim loại cứng Trước nhu cầu sản xuất kim loại mang lại, hạn chế phổi người trở nên rõ ràng Ở thời điểm khỏe mạnh nhất, phổi người có khả tạo phần nhỏ áp suất khơng khí cần thiết để làm mát kim loại Hơn nữa, phổi chứng minh nguồn khơng thích hợp cho việc chữa cháy hàm lượng carbon dioxide khơng khí mà người thở Rõ ràng, thứ mạnh mẽ công phu cần thiết để sản xuất khơng khí Khơng có thời kỳ lịch sử lồi người chứng kiến phát triển cơng nghệ nhiều kỷ 20 Chỉ nửa đầu kỷ đó, người ta chứng kiến đời ô tô, máy bay vô số sản phẩm bày bán cửa hàng lấy từ dây chuyền lắp ráp nhà máy Việc sản xuất tất thứ phần lớn thúc đẩy khí nén, điều giúp cho cơng nhân nhà máy lắp ráp mặt hàng nặng, phức tạp với tốc độ mà kỷ trước điều khơng thể Máy nén khí sơ khởi Bellows: Nguyên mẫu cho máy nén khí Thiết bị khơng khí nhân tạo sớm ống thổi, nhà luyện kim Ai Cập sử dụng để sản xuất kim loại quý thấy mộ cổ Tiếp theo ống thổi vận hành tay - thiết bị khí nén học giới Bao gồm túi linh hoạt, thiết bị giúp việc sản xuất khí nén dễ dàng nhiều Thiết bị giống đàn accordion hút không khí qua bên kéo dài, sau đẩy khơng khí qua đầu tay cầm ép chặt vào ống thổi Vào khoảng năm 1500 trước Công nguyên, đời ống thổi hoạt động chân - an toàn vận hành khơng có yếu tố gây căng thẳng cho cánh tay bàn tay - cho phép tạo cách thực tế để tạo khơng khí cho gia PGS.TS Trương Việt Anh cơng kim loại Ống thổi tiêu chuẩn sản xuất khí nén hai thiên niên kỷ Mặc dù ống thổi có chút giống với máy nén khí đại, chúng có khả trì đám cháy với đủ nhiệt để nung quặng sắt Ngày nay, ống thổi sử dụng số ứng dụng định, bao gồm thiết bị thở sử dụng bệnh viện Máy nén khí cơng nghiệp giới 1660 đến 1830: Bơm chân không, thiết bị thổi thiết bị nổ Sự phát triển lò cao dẫn đến nhu cầu dạng khí nén mạnh Năm 1650, nhà vật lý người Đức Otto Von Guericke thiết kế máy bơm chân khơng hút khí qua khoang nhỏ để khoang khơng có khơng khí Hơn kỷ sau, John Smeaton hình thành ý tưởng chí cịn có ảnh hưởng lớn Ơng kỹ sư chuyên nghiệp giới vào năm 1762, ông thiết kế loại thiết bị thổi điều khiển bánh xe nước Điều tiếp nối vào năm 1776 nhà phát minh người Anh John Wilkinson, người tạo phận nổ cơng suất cao, đóng vai trị tiền thân máy nén khí ngày Máy nén khí chạy nước thiết bị sử dụng số nhiệm vụ lớn nước đầu tiên, khơng khí bơm đến người thợ lặn để bề mặt để hồn thành nhiệm vụ Vào bình minh kỷ 19, kỹ sư sử dụng máy nén khí cho mục đích truyền lượng Những năm 1820 chứng kiến việc xây dựng nhà máy nước xứ Wales sử dụng khí nén Rõ ràng khí nén tốt nước nguồn lượng cho máy móc hạng nặng Ngành khí nén kỉ 19 Cơng nghiệp sử dụng khí nén đường ống để truyền tải phát triển vào kỷ 19 Không giống nước, khí nén dẫn khoảng cách xa mà không bị giảm áp suất ngưng tụ Một ứng dụng ban đầu khí nén việc khoan Đường hầm Mont Cenis Ý Pháp vào năm 1861, nơi nhà máy khí nén 600 kPa (87 psi) cung cấp lượng cho máy khoan khí nén, tăng suất lên nhiều so với phương pháp khoan thủ cơng trước Các thử nghiệm khí nén áp dụng mỏ Hoa Kỳ vào năm 1870 George Westinghouse phát minh hệ thống phanh cho xe lửa năm 1869 Những hệ thống phanh cải thiện đáng kể an toàn hoạt động đường sắt Vào kỷ 19, Paris có hệ thống đường ống lắp đặt để phân phối khí nén cho thành phố tới máy móc vận hành máy phát điện để thắp sáng Các máy nén khí chạy nước, số vị trí thuận lợi máy nén khí trực tiếp lấy khí nén từ lực nước thuỷ điện ngày Sau chiến tranh giới thứ hai, việc ứng dụng lượng khí nén kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén sáng chế ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Sự kết hợp khí nén với điện- điện tử định cho phát triển kỹ thuật điều khiển tương lai b Nguyên lý hoạt động PGS.TS Trương Việt Anh Máy nén tạo khí nén, lượng học động điện hay động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý sau: • Ngun lý thay đổi thể tích : Khơng khí dẫn vào buồng chứa, buồng chứa thu nhỏ lại Như áp dụng định luật Boyle-Matiotte, áp suất buồng chứa tăng lên Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý kể đến kiểu máy nén khí piston, bánh răng, cánh gạt • Nguyên lý động : khơng khí dẫn vào buồng chứa gia tốc phận quay với tốc độ cao, nhờ chênh lệch vận tốc áp suất khí nén tăng lên, nguyên tắc tạo lưu lượng cơng suất lớn Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý như máy nén khí ly tâm • Ngun lý ăn khớp: Đơn cử máy nén khí trục vít Máy bao gồm trục vít trục vít đực trục vít Khi máy vận hành, khí bơm vào Hai trục vít máy quay ngược chiều gọi q trình ăn khớp Khi trục vít quay nhanh, khơng khí hút vào vỏ qua cửa nạp truyền vào buồng khí trục vít Tại khơng khí nén bánh đưa tới cửa xả c Phân tích ưu nhược điểm loại khí nén *Máy nén khí piston - Ưu điểm: + Giá thành phù hợp với nhu cầu sử dụng rộng rãi sống ngày + Kết cấu gọn, trọng lượng máy nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt khơng lớn + Tiện lợi tháo lắp cụm chi tiết + Có thể tạo áp suất lớn từ 2-1000 kg/cm2 lớn + Chính phù hợp với nhu cầu công việc đơn vị, tổ chức cá nhân nên dịng máy nén khí piston bán với doanh số cao thị trường - Nhược điểm: + Do có khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động khơng cân bằng, làm việc cịn ồn rung động + Khí nén cung cấp khơng liên tục, phải có bình chứa khí nén kèm, độ ổn định độ bền máy không cao dịng máy nén khí trục vít *Máy nén khí trục vít: - Ưu điểm: + Thiết kế đẹp mắt, đồ ồn thấp + Máy có độ bền cao + Máy có hiệu suất làm việc cao + Sử dụng máy khơng tốn nhiều chi phí bảo dưỡng + Dễ dàng theo dõi tình trạng hoạt động, điều khiển máy -Nhược Điểm: + Máy có giá thành cao + Quá trình chế tạo, sửa chữa khó + Tính động máy khơng cao *Máy nén khí ly tâm -Ưu điểm: + Hiệu suất làm việc cao + Công suất lớn PGS.TS Trương Việt Anh + Tuổi thọ cao -Nhược điểm: + Sản Phẩm có kích thước lớn, cồng kềnh nên khơng gian đặt máy phải rộng rãi, thống mát + Giá thành cao không phù hợp với điều kiện tài nhiều đơn vị, doanh nghiệp + Thiết bị lắp đặt cố định nên tính động không cao + cấu tạo phức tạp nên việc sữa chữa, vệ sinh máy hay thay linh kiện tiêu tốn nhiều thời gian, địi hỏi thợ có kinh nghiệm tốn chi phí d Đánh giá lựa chọn hệ thống điều khiển với yêu cầu thực tiễn dự án Hiện nay, người nuôi tôm sử dụng phương pháp ni khép kín, thay nước nên q trình tích tụ chất hữu phân hủy cần lượng oxy đáng kể Bên cạnh đó, người ni tơm có sáng kiến cho xuống ao nuôi số vi sinh vật để phân hủy thức ăn thừa mùn bã hữu cơ, khiến nhu cầu oxy hòa tan nước ngày cao Trước tình hình nên người ni tơm chọn giải pháp sử dụng máy nén khí để cải tạo mơi trường đáy ao, giúp tơm phát triển mãnh mẽ bị nhiễm bệnh Và tình hình lượng tái tạo phát triển mạnh nên nhóm chúng em định chọn đề tài: “Lưu trữ điện mặt trời khí nén sử dụng khí nén để sục khí cho ao nuôi tôm.” Nguyên lý vận hành hệ thống điều khiển đề xuất a Điện mặt trời Phương án cung cấp điện cho máy nén khí sử dụng điện mặt trời để chạy động máy nén khí Nguyên lý hoạt động điện mặt trời nhìn chung đơn giản Nhìn vào cấu tạo thấy nguyên lý điện mặt trời hệ thống Đầu tiên hệ thống pin lượng mặt trời lắp đặt mái nhà, vách tường nơi thuận lợi để tiếp thu nhiều ánh nắng mặt trời Tấm panel pin quang điện thiết bị nhận trực tiếp xạ mặt trời, chuyển hóa quang mặt trời thành dịng điện chiều theo hiệu ứng quang điện Lượng điện chuyển hóa nhiều hay (cơng suất ngõ pin) phụ thuộc vào hiệu suất panel công nghệ bán dẫn sử dụng Sau qua chuyển đổi DC/AC (INVERTER), nhiệm vụ đổi nguồn chuyển đổi điện chiều từ PV thành điện xoay chiều chuẩn cung cấp trực tiếp cho động máy nén khí b Máy nén khí piston khơng dầu Có thể hiểu cách đơn giản, nguyên lý hoạt động máy nén khí khơng dầu piston tương tự hệ thống xe gắn máy Khi chu trình làm việc máy bắt đầu, van cửa nạp mở tự động chân không tạo bên piston Lúc này, không khí hút vào qua van nạp, vào buồng khí nén nhờ thay đổi áp suất hoạt động lên xuống piston bên xy lanh Khi áp suất buồng khí nén đạt PGS.TS Trương Việt Anh đến giới hạn, van thoát mở khí nén ngồi Một chu trình nén khí bắt đầu van đóng Nhìn chung, q trình nén khí máy nén khí piston diễn sau Máy sử dụng xy lanh có chứa piston Khi piston máy nén khí di chuyển xuống, lượng khơng khí bên ngồi hút vào đầu nén Khi piston di chuyển lên thu hẹp thể tích khí làm cho áp lực khí tăng đến mức định Mức áp lực xác định áp suất bên xilanh lớn áp suất dòng chảy Lúc van xả mở cho khơng khí ngồi đến hệ thống khí nén Đây q trình nén khí nguyên lý làm việc máy nén khí piston cấp Máy cấp thường nén khí mức 10 bar Tuy nhiên, nhiều người cần lượng khí nén có áp lực cao máy nén khí piston cấp đời Chúng có cấu tạo máy cấp Tuy nhiên nguyên lý có sai khác đơi chút Khí nén sau nén không trực tiếp vào hệ thống khí nén hay bình chứa mà lại tiếp tục đưa lên bình làm mát để làm mát khí nén Sau đưa đến xy lanh khác để tiếp tục nén lần Lúc kết thúc q trình nén khí đưa vào bình chứa, kết thúc q trình nén khí c Bình chứa Dù gắn liền với máy hay chia thành loại riêng bình tích áp có chức tác dụng bình tích áp tích trữ khí nén từ máy nén khí piston, nén với áp suất xác định tùy đặc thù công việc Lượng khí nén tích trữ bình có giá trị áp suất khơng đổi để tiến hành cung cấp cho hệ thống thiết bị, dụng cụ sử dụng khí nén đột xuất máy khơng có khả cung cấp kịp thời Bình tích khí nén thiết bị quan trọng, khơng thể thiếu, giúp trì ổn định áp suất hệ thống, tránh xảy tụt áp đột PGS.TS Trương Việt Anh Xác định thông số thiết kế hệ thống điều khiển a Yêu cầu số lít khí oxy cần sục ngày: -Diện tích ao ni tơm: 50x10=500 m2 -Sâu 2m -Thả giống tôm sú với mật độ : 15con/m2 -Kích cỡ thu hoạch tơm đạt đến 40 gram trọng lượng trung bình 25 /kg Chất lượng nước thường xuyên đo để đảm bảo mức độ oxy hịa tan trì mg/l (4 ppm); độ pH 7,5-8,3 độ kiềm không thấp 80 mg/l Nước khơng nên q trong, nước tôm không ăn nhiều dẫn đến dư thừa thức ăn Thức ăn cịn sót lại thúc đẩy phát triển tảo đáy ao Sau thời gian tảo lên bề mặt ao, tảo chết chúng chìm xuống đáy ao gây tích tụ ammoniac chất thải đáy ao Từ ảnh hưởng khơng tốt đến tơm Các thiết bị sục khí đặt gần với bờ, không 3-4m từ mép bờ ao Ở mơi trường nước ao có độ mặn phần ngàn tôm đỡ lượng cho cân nội môi, nên mau lớn rõ ràng so với độ mặn cao thấp Trong môi trường này, kg tôm tiêu thụ 0.4 gam oxy tôm ao tiêu thụ 300 lit oxy Nếu tôm sống độ mặn thấp 1-2 phần ngàn hay độ mặn cao 20-25 phần ngàn, lượng oxy tiêu thụ 500-700 lit oxy cho tôm (tương đương 0.7 - kg oxy) Nếu tôm bị stress căng thẳng môi trường xấu, NH4 lên cao, tảo dầy, nhiệt độ nước 30ºC, tôm hô hấp mức gấp đôi Vậy tình xấu nhất, độ mặn cao thấp cộng với môi trường xấu, tôm hô hấp 1000 lit hay 1.4 kg oxy Từ áp dụng vào ao tơm : Tính tới lúc thu hoạch số lượng tơm khoảng: 500x15=7500 Mà 25 có trọng lượng kg => Trọng lượng tôm ao thu hoạch được: 7500/25=300 kg =0,3 PGS.TS Trương Việt Anh Xét điều kiện xấu lượng oxy cần thiết để sục khí ao tơm là: 0,3x1000 (lit oxy)= 300 lit / Trong nuôi tôm cần đảm bảo phải cung cấp oxy đầy đủ(2,5 -3mg/l xảy lúc 3-6 sáng, ngồi thời gian phải ln đảm bảo >4mg/l) Nên thời gian sục khí ngày 21 Số lượng khí oxy cần thiết để sục khí ngày : 300x21=6300 lit/ngày b u cầu cơng suất máy nén khí bình chứa khí lít khơng khí chứa 20% khí oxy => 6300 (lít khí oxy )x5=31 500 lít khơng khí Cách chọn bình nén khí cơng thức sau: P1V1=P2V2 P1V1  V2 = P2 31500×1.8  V2 = =5670 (lít) 10 Trong đó: P1 áp suất khơng khí độ sâu 1.8m V1 thể tích khơng khí cần ngày P2 khả áp suất bình chứa V2 thể tích bình chứa Vậy cần chọn bình nén 6000l Giá thành thị trường rơi vào khoảng 50 triệu đồng PGS.TS Trương Việt Anh Chọn máy nén: Mã sản phẩm WH 0.7/30 Công suất 7.5KW, lưu lượng 0.7m3/min c Yêu cầu công suất điện mặt trời 10 PGS.TS Trương Việt Anh Với máy nén khí cơng suất 7.5 kWh chạy thời gian 1h nên công suất máy sử dụng 1h 7.5 x1=7,5 kW => Công suất hệ thống: 7,5/4=1,875 kW ( 4: số nắng trung bình Kiên Giang ngày) Chọn công suất hệ thống điện mặt trời kW Lựa chọn pin Jinko solar modul JKM400M-72HL Trung quốc với công suất thực tế 400 W hiệu suất tối thiểu 19,88% Diện tích panel là: 2,008x1,002 𝑚2 = 2,012 m2 Thông số: 11 PGS.TS Trương Việt Anh Số lượng pin : NPV =2/0,4=5 pin Diện tích cần lắp đặt : 5x2=10m2 Ppv ≤ 1.2 x Pinv Ppv : Tổng công suất giàn pin (công suất pin x số lượng pin) Pinv : Công suất Inverter Pinv ≥ 2/1,2 = 1,6kw  Chọn Bộ inverter lượng mặt trời Sako SUNON-PLUS 3kW với thông số inverter sau 12 PGS.TS Trương Việt Anh Cấu hình pin góc nghiêng - Góc nghiêng giàn pin: 10o - Hướng: Nam 13 PGS.TS Trương Việt Anh - Công suất kw - Số lượng pin:5 Cấu hình hệ thống inverter - string –5 panel Sơ đồ đơn tuyến hệ thống: Các sơ đồ hệ thống máy nén khí có: Sơ đồ hệ thống máy nén khí lắp đặt theo tiêu chuẩn cao (khí khơ sạch): • Một lưu ý khí lắp đặt máy sấy khí hấp thụ trước máy sấy khí hấp thụ cần lắp máy sấy khí tác nhân lạnh lọc đường ống để lọc bỏ bớt nước, dầu lẫn khí nén Vì dầu cịn lẫn khí nén, vào máy sấy khí hấp thụ, lượng dầu bám quanh bề mặt hạt hút ẩm làm khả ngậm nước tái sinh hạt Đằng sau máy sấy khí hấp thụ nên lắp lọc tinh để loại bỏ bụi từ hạt hút ẩm bị vỡ q trình hoạt động • Máy sấy khí hấp thụ có vai trị tách nước khỏi khí nén để làm khơ khí nén, mức độ làm khơ đạt tới 99% Do đó, máy sấy khí hấp thụ sử dụng ứng dụng cần lưu lượng khí lớn làm khơ khí triệt để Các nghành cơng nghiệp thường dùng máy sấy khí loại như: nghành liên quan đến sơn ô tô, xe máy; nghành điện tử; khí xác; thực phẩm; dược phẩm … 14 PGS.TS Trương Việt Anh • Nhưng chi phí mua lắp đặt máy lớn Chi phí bảo dưỡng định kỳ thay hạt hút ẩm tốn Sơ đồ hệ thống máy nén khí lắp đặt theo tiêu chuẩn thơng thường: • Bình chứa khí nên lắp đặt phía sau máy nén khí, có điều kiện nên sử dụng bình chứa khí, bình chứa khí chưa tách nước lắp sau máy nén khí bình chứa khí sấy khơ lắp sau máy sấy lọc đường ống (như hình vẽ) Điều giúp tránh việc tụt áp • Cịn sử dụng bình chứa khí hệ thống nên lắp đặt bình sau máy nén khí • Máy sấy khí nên lắp đặt sau bình chứa khí, mục đích để giảm tiêu hao áp suất từ máy nén khí • Để tránh tình trạng lọc khí bị nghẹt độ ẩm nước có khí nén, lọc khí nên lắp đặt sau máy sấy khí • Trong trường hợp muốn lắp đặt lọc thơ trước máy sấy khí, nên chọn lọc có độ lưới lọc từ đến micron Sơ đồ hệ thống khí nén nắp đặt theo tiêu chuẩn DIN ISO 8573 CLASS 1: 15 PGS.TS Trương Việt Anh Ứng dụng sơ đồ dùng để sản xuất thực phẩm ngành công nghiệp nước giải khát, nhà máy bia, ngành công nghiệp dược phẩm, sản xuất bơ sữa, ngành công nghiệp điện tử, cơng nghiệp kim loại, kỹ thuật khí, cơng nghiệp nhựa, cơng nghiệp khí đốt, sản xuất thuốc lá, cơng nghiệp dệtm chai PP, PVC, Sơ đồ hệ thống khí nén lắp đặt theo tiêu chuẩn thổi chai PET ; So sánh phương pháp lưu điện mặt trời acquy khí nén Phương án 1: lưu điện khí nén Với u cầu cơng suất máy nén khí, nhóm em chọn bình chứa khí nén 6000 (l) với giá tiền khoảng 50 triệu đồng Năng lượng mặt trời sau chuyển từ quang thành điện chạy động khí nén lưu trữ vào bình chứa khí Bảng tính toán kinh tế: 16 PGS.TS Trương Việt Anh Tên thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền Bình chứa khí Cái 50.000.000đ 50.000.000đ Tổng 50.000.000đ Phương án 2: lưu điện acquy Điện mặt trời độc lập có chi phí đầu tư ban đầu cao cho toàn hệ thống, ắc quy – phận để lưu trữ điện Chi phí bảo dưỡng, bảo trì q trình sử dụng khơng rẻ hệ thống ắc quy có tuổi thọ khơng lâu, trung bình khoảng từ đến năm (tùy loại ắc quy khác nhau) Hệ thống có hiệu suất chuyển đổi thấp nguyên nhân có lẽ hệ thống ắc quy chu trình phóng, chu trình nạp điện có hao mòn lớn Ưu điểm Acquy lượng mặt trời • Có cấu tạo kín, chống tràn khí, chống rị rỉ cao, đặt nhiều tư khác Hạn chế thao tác bảo dưỡng, dễ dàng nạp nhờ lượng mặt trời • Có dung lượng lớn, độ bền cao, lưu trữ lượng cao, chịu nhiều chu kỳ tích sạc điện • Có độ tự phóng điện thấp, khả chống cháy nổ tốt • Tuổi thọ tính ổn đinh cao, góp phần tăng tính hiệu độ tin cậy hệ thống • Hệ thống có hiệu suất chuyển đổi thấp ngun nhân có lẽ hệ thống ắc quy chu trình phóng, chu trình nạp điện có hao mịn lớn Trước tiên ta tính dung lượng hệ bình Ắc-quy cho tồn hệ thống Dung lượng điện tích trữ cần dùng cho hệ Pin lượng mặt trời dung lượng điện đủ cung cấp điện cho ngày dự phòng, pin lượng mặt trời không sản sinh điện điều kiện thời tiết Giả sử ngày không điện mặt trời Ta tính dung lượng Ắc quy sau: – Hiệu suất Ắc-quy vào khoảng 85% chia số Wh tải tiêu thụ với 0.85 ta có Wh Ắc-quy 17 PGS.TS Trương Việt Anh – Với mức xả sâu 0.6( thấp 0.8) ta chia số Wh battery cho 0.6 có dung lượng battery 7500(𝑤) = 0,85𝑥0,6𝑥12 𝑥1 = 1225,5 (𝐴ℎ) Khi hệ pin lượng mặt trời có số ngày dự phòng (autonomy day) ta phải nhân dung lượng Ắc – quy cho số autonomy-day để có số lượng ắc- quy cần cho hệ thống, chọn ngày Khi có điện V dung lượng Ah bình acquy, ta lựa chọn acquy tính tốn cách ghép chúng lại với cho tối ưu nhất, phải để ý đến tính dự phịng tồn hệ thống Với hệ acquy 12V/1225,5 Ah ghép dãy song song 12V/200Ah, -2 acquy bị hỏng ta cịn dãy khác làm việc tốt thời gian sửa chữa Tính kinh tế giải pháp: Tên thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá Thành tiền Acquy 7.000.000đ 42.000.000đ Với tuổi thọ trung bình acquy từ 3-5 năm Giá tiền đầu tư : 42 (triệu)x3= 126 triệu đồng => Sau tính tốn phương án lưu điện khí nén có giá thành đầu tư ban đầu cao so với phương án lưu điện acquy lại có tuổi thọ cao với acquy nên tính tổng chi phí thay thiết bị cho 15 năm phương án lưu điện khí nén có tính kinh tế thấp Phương án lưu điện khí nén cịn phương án mới, không ổn định phương án lưu trữ acquy, cung cấp đủ cơng suất cần thiết cho ao nuôi Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống điều khiển giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng hệ thống điều khiển lên chất lượng điện mơi trường Giải pháp 1: mơ hình điện mặt trời có acquy để lưu trữ điện 18 PGS.TS Trương Việt Anh Giải pháp đưa công suất thừa điện mặt trời ngày lưu trữ acquy đưa sử dụng vào sử dụng lúc nắng, thiếu cơng suất hoạt động cho máy nén khí Để đảm bảo lưu lượng khí nén ln đủ chạy cho ao ni Mơ hình: Với cách tính lưu lượng phần tính kinh tế giải pháp khoảng 126 triệu đồng Giải pháp 2: lắp gấp đôi số pin Giải pháp nâng đường đặc tuyến công suất lên gấp đôi giúp cho thời gian chạy động máy nén đảm bảo đủ lượng khí nén cần dùng ngày 19 PGS.TS Trương Việt Anh Giá pin mặt trời jinko solar JKM400M-72HL Trung Quốc 6000vnd/1w Tổng công suất đầu tư kw ➔ giá pin cần lắp thêm là: 12 Triệu đồng => Giải pháp tăng gấp đơi số pin có giá thành rẻ so với giải pháp lưu trữ điện acquy Kết luận Sau nguyên cứu nhóm em hồn thiện tiến độ xem xét tính khả thi việc lưu trữ điện khí nén sử dụng khí nén để sục khí cho ao ni tơm Trong đề tài nhóm em nguyên cứu lượng khí oxy cần thiết cho ao ni ngày sau tính tốn lưu lượng khí cần sục cơng suất máy nén khí thể tích bình chứa khí cho ao ni Từ tính tốn công suất hệ thống lượng mặt trời để cung cấp điện cho động máy nén khí hoạt động Sau so sánh phương pháp nhóm em rút kết luận lưu trữ điện mặt trời khí nén phương án có tính khả thi với tính kinh tế thấp đảm 20 PGS.TS Trương Việt Anh bảo đủ công suất cần sử dụng cho phụ tải áp dụng tương lai với quy mơ lớn Trải qua q trình tính tốn thiết kế báo cáo hồn thành nỗ lực thân, với hướng dẫn nhiệt tình thầy Trương Việt Anh Tuy nhiên trình độ khả có hạn, nội dung báo cáo tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy bảo thêm để đề tài đầy đủ hoàn thiện Nếu thời gian tới nhóm chúng em tiếp tục nghiên cứu, phân tích vấn đề động máy nén khí piston quay chậm giảm tần số để phù hợp với cơng suất pin mặt trời nén khí Cuối em xin cảm ơn thầy Trương Việt Anh hướng dẫn em tận tình giúp em hoàn thành báo cáo 21 PGS.TS Trương Việt Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang bị điện - điện tử - máy gia công kim loại - ĐH BKHN - nhiều tác giả https://dienmaylucky.com/bo-loc-khi-nen-cong-nghiep-015/ https://givasolar.com/so-sanh-2-he-thong-dien-mat-troi-pho-bien-nhat-hoa-luoi-va-doclap/?fbclid=IwAR04ONtZ3tnrtm-UslE1xnNpzbsO_lO2uzOFeqPzrA9YZcNt1jQtDrFz_DE https://givasolar.com.vn/model/bo-inverter-nang-luong-mat-troi-sunon-plus3kw/?fbclid=IwAR11jPY5arZqVU9lcw9j7janbPgxrPB4QehSqjIMY1sJCXfSdLoZtl5HTfI https://longvu.net/huong-dan-cach-tinh-he-suat-su-dung-pin-nang-luong-mattroi?fbclid=IwAR1sCud9zhsLYIySJW9Wpej-fIYQdxYcq21zpELRxsn6GTqxIO0nl8wcPR4 https://maynenkhi247.com/ https://thuysan247.com/loai-nuoi-quy-mo-ao-nuoi-va-xac-dinh-phuong-phap-suckhi/?fbclid=IwAR00arhIPG2rsbKfJsmBZSUoXlsYGe89oAm0XR9w9z3NsIknaUnxFUMCmII http://www.vietlinh.vn/nuoi-trong-thuy-san/Bao-Can-Gio/oxy-chotom.asp?fbclid=IwAR06W4u7lxEZ2-ch0tiLCo0jAj30CdDoLsuPIJ0ouPAqEpB5ihMN6M4AH6M https://maynenkhikhongdau.vn/cong-thuc-tinh-luu-luong-khi-nen-nhunao/?fbclid=IwAR30kKCoCmcxf_a1MpfeXALfdS_QrvG1fMXoWpELj8zm5gDjeosEbngUtLU https://yenphat.vn/yeu-cau-ve-chat-luong-khi-nen-cua-may-nen-khi-nhu-thenao.html?fbclid=IwAR0VP9zfIUwqCMCto-Maq_HVhDb_QaRngz_C24AMCTXj_T1wsmIAaX-_XVI https://binhtichkhinen.com/binh-tich-khi-nen-6000-lit/?fbclid=IwAR0KumVslU1s9k-tKZiDUG-RXw_XxqdJX3SEemG0beXmS-JrZvbGTeuIX8 https://sagotek.vn/so-do-lap-dat-he-thong-khi-nenchuan/?fbclid=IwAR1MfK69O60xOtnkUtLjRnNw9ozvezfVtg3F0z_0rhBE7B-tF-pIW5VKLPM https://123docz.net/document/2143433-so-do-mach-khi-nen-dieu-khien-mot-xilanhppt.htm?fbclid=IwAR30kKCoCmcxf_a1MpfeXALfdS_QrvG1fMXoWpELj8zm5gDjeosEbngUtLU https://yenphat.com/may-nen-khi-piston-co-nguyen-ly-hoat-dong-nhu-thenao.html?fbclid=IwAR1Kw0ig777G1Qu2XQl5qYumBbQq4ZFaO05qKPzMS2NkhtSKMfmUCg8om0M https://givasolar.com/so-sanh-2-he-thong-dien-mat-troi-pho-bien-nhat-hoa-luoi-va-doclap/?fbclid=IwAR3UUv_lQfRnGD2EV95ojQUhuO0FTsnPxNj8Wd01Eq61OFvjB5DJqGPwjwE https://www.youtube.com/watch?v=bJluUxA7aaY&t=2s 22 ... để sục khí cho ao ni tơm Trong đề tài nhóm em nguyên cứu lượng khí oxy cần thiết cho ao ni ngày sau tính tốn lưu lượng khí cần sục cơng suất máy nén khí thể tích bình chứa khí cho ao ni Từ tính... từ mép bờ ao Ở mơi trường nước ao có độ mặn phần ngàn tôm đỡ lượng cho cân nội môi, nên mau lớn rõ ràng so với độ mặn cao thấp Trong môi trường này, kg tôm tiêu thụ 0.4 gam oxy tôm ao tiêu thụ... có giá thành cao + Q trình chế tạo, sửa chữa khó + Tính động máy khơng cao *Máy nén khí ly tâm -Ưu điểm: + Hiệu suất làm việc cao + Công suất lớn PGS.TS Trương Việt Anh + Tuổi thọ cao -Nhược điểm: