CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
5.7 Thực nghiệm mơ hình, hướng phát triển
5.7.1 THỰC NGHIỆM VỚI ĐIỀU KIỆN BAN NGÀY
Trước khi tiến hành thực nghiệm, ta mắc thêm một tải trở có R= 15Ω song song với vơn kế đèn led (V) tại ngõ ra của pin mặt trời như hình sau:
98
Hình 5. 17: Sơ đồ thí nghiệm cơng suất pin của mơ hình
Trong lúc thực nghiệm thì sau 30 phút sẽ lấy số liệu hiển thị trên màn hình vơn kế đèn led một lần, đồng thời tính giá trị cơng suất của tấm pin theo công thức sau:
P =𝑈
2
𝑅 (W) (5.24) Khi thực nghiệm mơ hình ở chế độ tự động điều hướng pin mặt trời theo hướng của ánh sáng mặt trời, ta không cần quan tâm đến vị trí hướng của mặt phẳng tấm pin, góc nghiêng ban đầu β của tấm pin.
Nhưng khi thực nghiệm với tấm pin đặt cố định một góc nghiêng ban đầu β và mặt phẳng của tấm pin chỉ hướng về một phía. Vì vị trí thực nghiệm mơ hình là tại TPHCM, nằm hoàn toàn ở bán cầu Bắc, nên mặt phẳng đón ánh sáng mặt trời của tấm pin sẽ quay về hướng Nam[1]. Sở dĩ có góc nghiêng là vì người ta lắp dàn pin sao cho khi đặt cố định thì có thể nhận được tổng cường độ bức xạ lớn nhất[1]. Đồng thời làm cho tấm pin có khả năng tự làm sạch. Khi có mưa, do mặt phẳng dàn pin nghiêng nên nước mưa sẽ tạo thành dòng chảy, tẩy rửa bụi bẩn bám trên mặt pin. Thực tế, đối với các dàn pin mặt trời cố định lớn, hoạt động lâu năm, để thu được cơng suất tối đa có thể ở mọi lúc trong năm người ta thường chọn góc nghiêng β như cơng thức sau[1]:
𝛽= L ± 100 (5.25) Nhưng đối với mơ hình của đề tài chỉ có một tấm pin, lại được thực nghiệm trong một ngày ở mùa hè nên ta sẽ tính tốn góc β sao cho tấm pin có cơng suất lớn nhất vào lúc 12 giờ trưa, thời điểm Mặt Trời đi qua kinh tuyến địa phương, có tổng
99
cường độ bức xạ lớn nhất. Lúc tiến hành thực nghiệm mơ hình tại TPHCM (có vĩ độ L= ……..) tại thời điểm 12 giờ trưa ngày 5 tháng 5 năm 2018, khi đó
Góc thiên độ[8]:
δ = 23,45.sin(360. 365 ) 𝛿 = 23,24. sin (360.𝑛−81
365 )
Với n là thứ tự của ngày thực nghiệm trong năm[2]. thay n = 120+5 = 125 vào (6.3) tính được δ= 1606’41”.
Góc cao độ giữa trưa βN là góc giữa tia nắng mặt trời chiếu tới và mặt phẳng phương ngang của mặt đất[8]:
𝛽N=900-(L-𝛿)
Thay các giá trị L và δ vào (….) ta có kết quả 𝛽N=900-(1601’55”-1606’41”)=9004’46”.
Để tia nắng mặt trời chiếu vng góc với mặt phẳng tấm pin lúc 12h trưa thì góc nghiêng β là[8]
𝛽=900-(900-9004’46”)=004’46”
Hình 5. 18: Tính tốn góc nghiêng β[8].
Nhận thấy góc nghiêng β quá nhỏ nên phương án đặt tấm pin là đặt tấm pin sao cho mặt phẳng đón tia nắng mặt trời của nó song song với phương ngang của
100
mặt đất tại địa điểm thực nghiệm (vì địa điểm thực nghiệm là một nơi rộng, thống, khơng có bóng mát và bằng phẳng). Chú ý là đối với thực nghiệm mơ hình khi tấm pin được đặt cố định thì ta chuyển qua chế độ điều khiển bằng tay, thực hiện các thao tác nhấn nút điều khiển động cơ servo điều hướng tấm pin đến khi có góc quay là 900 , khi đó mặt phẳng tấm pin sẽ song song với mặt đất. Đồng thời, trong suốt quá trình thực nghiệm ở điều kiện này, không được tác động đến các nút nhấn, đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục cho động cơ servo. Vì trong suốt quá trình thực nghiệm, mà nguồn điện bị ngắt thì động cơ servo sẽ trở về góc quay 00 làm cho trục quay điều hướng tấm pin về vị trí ban đầu chưa được cấp nguồn, ảnh hưởng lớn đến mơ hình và quá trình thực nghiệm.