Tính toán hệ thống ĐMT kết hợp điện gió cho các hộ dân ở tại nông thôn tỉnh

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) thiết kế, chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió phù hợp với qui mô hộ gia đình (Trang 61 - 66)

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

4.2.8. Tính toán hệ thống ĐMT kết hợp điện gió cho các hộ dân ở tại nông thôn tỉnh

Quảng Ngãi

4.2.8.1. Phụ tải của hộ dân

Bảng 4.2. Nhu cầu sử dụng các thiết bị điện của ngôi nhà

STT Các thiết bị điện gia dụng

Số

lượng Công suất (W)

Thời gian sử dụng trong ngày

(giờ)

Điện năng tiêu thụ trong ngày (Wh) 1 Bóng đèn Led Philips 1,2m 3 18 3 162 3 Quạt đứng Panasonic 2 51 4 408 4 Ti vi Led TCL 24' 2 30 3 180

Tổng công suất điện năng tiêu thụ trong ngày: Etngày (Wh) 750

Để thiết kế một hệ thống ĐMT kết hợp điện gió cho ngôi nhà, chúng ta lần lượt thực hiện các bước tính sau:

1. Xác định tổng lượng điện tiêu thụ mỗi ngày

Etngày = EPMT + EGIO = 750 (Wh/ngày) (4.15) Ta chọn EPMT = 0,5x Etngày =375 (Wh/ngày)

EGIO = 0,5x Etngày =375 (Wh/ngày)

2. Tính số Wh các tấm PMT phải cung cấp cho phụ tải mỗi ngày

EPMT-CC= 1,3xEPMT = 1.3x375= 487,5 (Wh/ngày) (4.16) Với cường độ bức xạ NLMT tại Quảng Ngãi là 4,425 (kWh/m2

/ngày) [10], theo công thức 4.3 ta tính được diện tích các tấm PMT.

𝑆𝑃𝑀𝑇 = 487,5

4,425 𝑥 0,15 𝑥 0,8 𝑥 0,799𝑥1000 = 1,15 (𝑚2)

Công suất tấm PMT cần sử dụng là:

PMTcông suất cực đại = S PMT × PSI× ɳPMT =1,15 x 1000 x 0,15 = 172,5 (Wp) Hiện nay trên thị trường PMT có rất nhiều các nhãn hàng cung cấp mặt hàng này. Trong đề tài này tôi có khảo sát một số các nhãn hàng và kiểm tra các thông số kỹ thuật và quyết định chọn công suất PMT công suất 200W của hãng solarcity với các thông số định mức trong bảng 4.3.

Bảng 4.3. Bảng tham số định mức của PMT 200W của hãng solarcity

a.Thông số định mức tại điều kiện nhiệt độ chuẩn (STC: 1000W/m2

, 2.50C, AM 1

Loại PMT module SCM5U- Solaycity

Công suất max tại STC (Pmax) 200W

Dòng ngắn mạch (Isc) 6.23A

Điện áp hở mạch (Voc) 43.92V

Dòng danh định max (Impp) 5.51A

Điện áp danh định max (Vmpp) 36.5V

Hiệu suất cell 18.10%

Hiệu suất Module 15.60%

Bù số công suất 0/+3%

3. Tổng số Wh của động cơ gió phải cung cung cấp cho toàn tải mỗi ngày

EGIO-CC = 1,3xEGIO = 1.3x375 = 487,5 (Wh/ngày)

Vận tốc gió trung bình ở độ cao 10m tại thành phố Quảng Ngãi là 4m/s. Ta chọn cánh quạt có kích thước h = 0,8m và d = 1,2m. → A= h*d = 0,8*1,2 = 0,96 (m2 ) 07 , 39 4 * 96 , 0 * 647 , 0 647 , 0 3  3   Av Pw (W)

Năng lượng động cơ gió cung cấp cho hệ thống trong 1 ngày: W = Pw.t = 39,07x13 = 507,91 Wh > 487,5 (Wh)

Với thời gian trung bình gió đạt 4m/s trong 1 ngày là 13 giờ.

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại động cơ gió của các nhà cung cấp. Tuy nhiên, trong đề tài này tôi lựa chọn động cơ gió có công suất 300W của hãng

Bảng 4.4.Bảng thông số kỹ thuật động cơ gió công suất 300W của hãng Solarcity

Model SC-1030S

Công suất định mức (W) 300W

Công suất cực đại (W) 350W

Điện áp định mức (V) 12/24v

Tốc độ quay định mức(r/m) 600r/m

Dòng điện ra AC

Mô men khởi động 0.08Nm

Kiểu phát điện Đồng bộ 3 pha

Lớp vật liệu cánh nhiệt F

Thời gian bảo hành 20 năm

Vòng bi HRB

Vật liệu trục máy Thép không gỉ

Vật liệu vỏ máy Hợp kim nhôm

Vật liệu nam châm vĩnh cửu Đất hiếm NdFeB

Lớp bảo vệ IP54

Bôi trơn Mỡ

Nhiệt độ làm việc 40℃ - 80 ℃

4. Tính toán dung lượng AQ

Dung lượng AQ với 2 ngày dự phòng:

𝐷𝑢𝑛𝑔 𝑙ượ𝑛𝑔 ắ𝑐 𝑞𝑢𝑦 = D. (E𝑃𝑀𝑇+ 𝐸𝐺𝐼𝑂) DOD. ɳra. VAQ =

2𝑥975

0.8 × 0,799 × 12= 254 (𝐴ℎ)

Ta chọn loại AQ axít - chì Đồng Nai 12V - 70 Ah (hình 4.4) sử dụng cho hệ thống. Ta ghép 4 bình song song để có độ an toàn cao, nếu có 1 AQ bị hỏng thì vẫn còn các bình khác làm việc tốt trong thời gian chờ sửa chữa.

Hình 4.4. Ắc quy a xít – chì Đồng Nai 12V - 70Ah 5. Tính toán bộ điều khiển sạc

Thông số của tấm PMT: Pmax = 200 W, Vmp = 36,5 V, Imp = 5,51 A, Voc= 43,92V, Isc = 6,23A.

Thông số của động cơ gió: Pmax = 350W; Vmax = 24; Imax = 15 A

Dòng điện của bộ điều khiển nạp AQ = 1,3 x (IPMT + IGIO) = 27,6 (A) (4.29) Trong đề tài này tôi lựa chọn bộ điều khiển sạc của hãng SolarcityWS-WSC 300 có dòng 30A/12 V (hình 4.5), với các thông số như Bảng 4.5.

Bảng 4.5. Bảng thông số kỹ thuật của bộ điều khiển sạcWS-WSC 300

MODEL WS-WSC 300

Hệ thống điện áp 12V / 24V nhận điện áp tự động

Dòng danh định Max 30A

Dòng tải ra Max 30A

Công suất của tua bin gió 400W ~ 800W (12V / 24V) Sạc điện áp ra HVD 14.4 V / 28.8V

Điện áp thấp cắt LVD 10.8V / 21.6V Điện áp thấp khôi phục LVR 11.8V / 23.6V

Bảo vệ quá tải 31.5A

Bảo vệ ngắn mạch 30A

Ánh sáng hoạt động Kiểm soát ánh sáng trên + điều khiển đèn tắt

Thời gian kiểm soát ánh sáng Kiểm soát ánh sáng on / off + kiểm soát thời gian on / off Thời gian kiểm soát phân loại 0,5 giờ bắt đầu, nửa giờ của một lần, lên đến 10 giờ

Đầu ra 1 bóng đèn duy nhất

Nhiệt độ môi trường -25 ℃ - + 55 ℃

Mức độ an toàn IP55

Tản hoạt tự động 24mA

Cơ chế phanh tua bin gió Dỡ phanh

Chế độ điều khiển Sạc solar/sạc gió, công nghệ PWM 6. Tính bộ đổi điện

Tổng công suất sử dụng đồng thời Psd = 216 (W)

Công suất bộ đổi điện

PBĐĐ = 216x 120% = 259,2 (W)

Ta có thể chọn chọn bộ đổi điện Model Meind 300W có công suất PInv = 300 W, 12 V (DC), 220 V (AC) và 50 Hz.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) thiết kế, chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió phù hợp với qui mô hộ gia đình (Trang 61 - 66)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(96 trang)