Qua phân tích tình hình phát triển năng lượng mặt trời trong và ngoài nước trong những năm gần đây, cùng với tình hình kinh tế xã hội của nước ta hiện nay, luận văn đề xuất hướng phát triển năng lượng mặt trời độc lập, công suất vừa và nhỏ để phục vụ các vùng sâu, vùng xa, biên giới và hải đảo. Tại các vùng địa lý này, nhu cầu sử dụng điện của con người chỉ có thể được đáp ứng bằng các máy phát điện diesel là chính do kinh phí kéo điện là quá lớn và không có hiệu quả kinh tế.
Để đạt được hiệu quả cao nhất thì hệ thống pin năng lượng mặt trời phải có khả năng thu được công suất cực đại. Đây là yêu cầu tối quan trọng cần phải thực hiện được nhằm nâng cao hiệu quả vận hành, giảm công suất đỉnh của pin năng lượng mặt trời cần mua, giảm chi phí đầu tư mua sắm ban đầu
Từ các phân tích trên, luận văn đề xuất hướng nghiên cứu là phải thiết kế một mô hình pin năng lượng mặt trời có khả năng dò được điểm công suất cực đại nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng pin trong tương lai khi áp dụng vào các sản phẩm ứng dụng trong các nghiêm cứu tiếp theo.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 31
Chương 3
PHƯƠNG PHÁP DÒ MPPT
Phát điện bằng pin quang điện (PV) ngày càng trở nên quan trọng bởi vì nó được xem là nguồn năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm như không phát sinh chi phí nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường, đòi hỏi bảo trì ít và không phát ra tiếng ồn so với các nguồn năng lượng khác. Tuy nhiên, các module PV khi làm việc với tổng trở tải không thích hợp vẫn có hiệu suất chuyển đổi thấp, do đó, dò tìm điểm công suất cực đại (MPPT) cho PV là điều cần thiết trong một hệ thống PV. Lượng điện năng tạo ra phụ thuộc vào điện áp hoạt động của PV. Trên đặc tuyến V(I) và P(V) của PV tồn tại duy nhất một điểm mà ở đó công suất phát của PV đạt cực đại (MPP), điểm MPP này thay đổi phụ thuộc vào bức xạ và nhiệt độ môi trường. Nhiệm vụ của bộ MPPT là tìm và duy trì chế độ làm việc hiệu quả nhất. Vì vậy, nhiều phương pháp MPPT đã được nghiên cứu để xác định điểm làm việc tối ưu. Với kỹ thuật MPPT dùng bảng tra trên máy tính nên gặp nhiều khó khăn về bộ nhớ trong bộ vi xử lý. Giải quyết vấn đề này, một số nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm để chỉ ra quan hệ giữa điện áp làm việc tối ưu và điện áp hở mạch của PV nhưng chỉ áp dụng được một số loại PV nhất định vì quan hệ này phụ thuộc vào vật liệu chế tạo, nhiệt độ môi trường. Các giải thuật mới sử dụng kỹ thuật P&O (perturb and observe) hay cải tiến của P&O đã khắc phục được nhược điểm nói trên. Tuy nhiên, công suất PV thu được bị dao động lớn và dễ tìm sai điểm MPP khi bức xạ thay đổi. Ngoài ra, hiện nay các phương pháp MPPT sử dụng logic mờ hay mạng Noron cũng được chú trọng phát triển nhưng độ phức tạp cao. Luận Văn này tập trung nghiên cứu xây dựng giải thuật MPPT có tốc độ tìm điểm cực đại nhanh chóng và có khả năng đáp ứng dưới các điều kiện môi trường thay đổi dựa trên những ưu điểm của phương pháp P&O và phương pháp thực nghiệm.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 32