X c định dung lƣợng bộ Inverter:
( )
(3.3)
Trong đó:
- Ptotal (W): Tổng công suất tiêu th của tải. - (%): Hiệu suất của inverter.
3.5.3 Chọn bộ điều hiển sạc (Solar charge controller)
Bộ điều khiển sạc cần có điện thế vào phù hợp với điện thế của SPV (Pin mặt trời) và điện thế r tƣơng ứng với điện thế của B ttery. Vì bộ điều khiển sạc có nhiều loại cho nên cần chọn loại nào phù hợp với hệ pin mặt trời. Đối với c c hệ pin mặt trời lớn, nó đƣợc thiết kế thành nhiều dãy song song và mỗi dãy sẽ do một bộ điều khiển sạc ph tr ch. Công suất củ bộ điều khiển sạc phải đủ lớn để nhận điện năng từ SPV và đủ công suất để nạp Battery.
( )
(3.4)
Trong đó:
- Iscc (A): Dịng định mức của bộ điều khiển sạc - Ptotal (W): Tổng công suất tiêu th của tải; - Vsystem (V): Điện p hệ thống.
3.5.4 Tính tổng dung lƣợng bộ ắc quy
Số lƣợng ắc quy cần dùng cho hệ PV (Photovoltaic) là số lƣợng ắc quy đủ cung cấp điện cho những ngày dự phòng (Autonomy - d y) khi c c tấm pin mặt trời không sinh r điện đƣợc. T tính dung lƣợng bộ ắc quy nhƣ sau:
44
Hiệu suất nạp xả của ắc quy thông thƣờng chỉ khoảng 80% - 90% cho nên chi tổng điện năng tiêu th của tải với hiệu suất của ắc quy ta đƣợc dung lƣợng của bộ ắc quy. Với DoD (Deep Of Discharge: mức xả sâu) là 0.6 (hoặc thấp hơn là 0.8), t chi Ctotal cho mức DoD sẽ đƣợc dung lƣợng của bộ ắc quy.
( )
(3.5)
Trong đó:
- (Wh): Tổng điện năng tiêu th của tải. - (%): Hiệu suất của ắc quy.
- (V): Điện p của hệ thống.
Kết quả trên cho ta biết dung lƣợng battery tối thiểu cho hệ thống điện mặt trời khơng có dự phịng. Khi hệ thống điện mặt trời có số ngày dự phịng (Autonomy - day) ta phải nhân dung lƣợng của ắc quy cho số autonomy - d y để có số lƣợng ắc quy cần dùng cho hệ thống:
( )
(3.6)
Trong đó:
Autonomy-day: Số ngày dự trữ Số ắc quy mắc song song:
(3.7) Số ắc quy mắc nối tiếp:
(3.8)
Trong đó:
- Ctotal (Ah): Dung lƣợng tổng bộ ắc quy. - Cbattery (Ah): Dung lƣợng một ắc quy. - Vbattery (V): Điện p của một ắc quy.
3.5.5 Tính to n cơng suất pin mặt trời cần sử dụng
Mỗi pin mặt trời mà t sử d ng đều có thơng số Wp, lấy tổng số Wp cần sử d ng chia cho số Wp của một tấm pin ta sẽ đƣợc số lƣợng tấm pin mặt trời cần dùng.
45
Bảng 3.8 Số liệu về cƣờng bức xạ mặt trời tại Việt Nam theo thống kê của HCM CityWeb
Vùng Giờ nắng trong năm Cƣờng độ bức xạ mặt trời
(kWh/m2/ngày)
Đông Bắc 1600 – 1750 3.3 – 4.1
Tây Bắc 1750 – 1800 4.1 - 4.9
Bắc Trung Bộ 1700 – 2000 4.6 -5.2
Tây Nguyên và N m Trung
Bộ 2000 - 2600 4.9 – 5.7
Nam Bộ 2200 – 2500 4.3 – 4.9
Trung bình cả nƣớc 1700 -2500 4.6
Mức hấp thu năng lƣợng tại Việt N m khi tính to n lấy gi trị trung bình cho cả nƣớc là Nsh = 4.6 kWh/m2/ngày.
Kết quả trên chỉ cho ta biết số lƣợng tối thiểu số lƣợng tấm pin mặt trời cần dùng. Càng có nhiều pin mặt trời, hệ thống sẽ làm việc tốt hơn, tuổi thọ của ắc quy sẽ c o hơn. Nếu có ít pin mặt trời, hệ thống sẽ thiếu điện trong những ngày râm m t, rút cạn ắc quy hơn và nhƣ vậy sẽ làm ắc quy giảm tuổi thọ. Nếu thiết kế nhiều pin mặt trời thì làm gi thành hệ thống c o, vƣợt qu ngân s ch cho phép, đôi khi không cần thiết. Thiết kế bao nhiêu pin mặt trời lại còn tùy thuộc vào độ dự phịng của hệ thống. Thí d một hệ sol r có độ dự phịng 4 ngày (Gọi là utonomy - d y, là những ngày khơng có nắng cho pin mặt trời sản sinh điện), thì bắt buộc lƣợng battery phải tăng hơn và kéo theo phải tăng số lƣợng pin mặt trời. Ngoài r nếu hệ thống có bù lƣới thơng minh hoặc chuyển lƣới thông minh sẽ giải quyết đƣợc vấn đề mất điện hoặc thiếu điện cho những ngày râm m t cho c c khu vực lắp đặt hệ thống điện mặt trời đã có điện lƣới.
Điện năng cần thiết cung cấp cho hệ thống điện từ bộ pin mặt trời:
( )
(3.9) Trong đó:
- Etotal (Wh): Tổng điện năng tiêu th của tải - (%): Hiệu suất inverter
46 - (%): Hiệu suất của ắc quy Công suất của bộ pin mặt trời:
( )
(3.10)
Trong đó:
- (Wh): Điện năng cung cấp từ bộ pin mặt trời
- Nsh = 4.6: Số giờ nắng trong ngày lấy gi trị trung bình cho cả nƣớc, hoặc sử d ng theo từng vùng theo gi trị của Bảng 3.13
Số tấm pin mắc song song:
(3.11) Số tấm pin mắc nối tiếp:
(3.12)
Trong đó:
- Pspv (W): Cơng suất của bộ pin mặt trời; - Pm (W): Công suất cực đại của một tấm pin - Vsystem (V): Điện p hệ thống
- Vm (V): Điện p cực đại của một tấm pin.
3.5.6 Lựa chọn dây dẫn, cầu ch , CB, hộp nối
1. Dòng điện định mức DC lớn nhất IDC,max, điện p hệ thống Vsystem:
(3.13)
2. Dòng điện xoay chiều lớn nhất IAC,max và điện p xo y chiều V = 220V:
47
3.5.7 Bài tập p dụng
1. Thiết kế hệ thống điện năng lƣợng mặt trời độc lập cung cấp điện cho c c tải sau: