Chức năng của các khối:
- Khối nguồn: Được lấy từ điện mặt trời, cấp nguồn cho khối xử lý và tải hoạt động.
- Khối cảm biến: Gồm cảm biến đo độ ẩm đất, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Mỗi cảm biến thu thập tín hiệu và đưa tín hiệu về khối xử lý.
70
- Khối xử lý: ESP8266 có các chức năng sau
Tiếp nhận các tín hiệu mà khối cảm biến gửi lên.
Xử lý tín hiệu, đưa các thơng số đo được từ khối cảm biến lên hệ thống giám sát.
Nhận tín hiệu điều khiển thiết bị từ app Blynk.
Xuất tín hiệu cho khối điều khiển để điều khiển các thiết bị.
- Khối điều khiển: Có chức năng nhận tín hiệu từ khối xử lý để điều khiển hoạt động cho các thiết bị.
- Khối hệ thống giám sát: Nhận tín hiệu từ khối xử lý và hiển thị các thông số đo được từ các cảm biến lên app Blynk trên smartphone. Ngồi ra cịn gửi lệnh điều khiển các thiết bị xuống khối điều khiển thông qua khối xử lý.
4.2 Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời 4.2.1 Tính tốn thiết kế hệ thống điện 4.2.1 Tính tốn thiết kế hệ thống điện
Tính tốn lựa chọn pin mặt trời:
- Hệ thống sử dụng tải là 1 bóng đèn và 1 động cơ bơm với cơng suất 5W cho bóng đèn, 3W cho động cơ bơm và thời gian sử dụng trung bình là 6h/ngày nên:
Ptải.h = (5+3).6 = 48 Wh/ngày
- Dựa vào hình 2.2 ta chọn hệ số hấp thụ bức xạ của pin mặt trời bằng 5,0 để tính chọn cơng suất Wp của pin mặt trời:
Ppv = 1,3.Ptải.h
5 = 1,3.9,6 = 12,48 W
- Vậy ta chọn được tấm pin mặt trời đơn tinh thể có cơng suất 20W với các thơng số kỹ thuật như bảng 4.1.
71
Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật của tấm pin mặt trời SC20-18MD PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI MONO 20W PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI MONO 20W
Công suất tấm pin NL mặt trời Pmax 20 W
Điện áp hở mạch Voc 22,54 V
Dòng ngắn mạch Isc 1,2 A
Điện áp danh định Vmp 17,82 V
Dòng danh định Imp 1,12 A
Hiệu suất quang năng mô-đun % 16,76
Chuẩn loại Pin (cell) - Pin Silic đơn tinh thể (monocrystalline)
Cấu tạo tấm pin mặt trời - Kính-EVA-Cell-EVA-TPT & Khung nhôm
Số lượng cell nCell 36
Chất lượng sản phẩm IEC 61215, IEC 61730, TUV Nhiệt độ hoạt động Tpv - 40OC ~ 80OC
Kích thước mm 770*668*35 (có thể thay đổi)
Trọng lượng Kg 2,3
Tuổi thọ sản phẩm - Từ 30 năm đến 50 năm
Xuất xứ - CTy Quốc Tế Đông Dương –
Solarcity.vn
Tính tốn lựa chọn bộ điều khiển sạc:
- Trong đồ án này ta sử dụng bộ điều khiển sạc PWM để sạc cho bình ắc quy và cấp điện 12V cho bộ inverter.
- Do công suất pin và tải nhỏ nên ta chọn bộ điều khiển sạc LMS2410 với các thông số như bảng 4.2.
72
Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật của bộ sạc pin mặt trời LMS2410
Bộ điều khiển sạc pin mặt trời LMS2410
Dòng điện định mức 10 A
Điện áp định mức 12/24 A
Điện áp hở mạch của pin mặt trời 40 V
Điện áp sạc float 13,8 V
Điện áp ngắt sạc 10,7 V
Điện áp sạc lại 12,5 V
Dịng khơng tải <30 mA
Tính tốn lựa chọn inverter:
- Để thiết bị hoạt động hiệu quả và tuổi thọ lâu dài thì ta nên sử dụng bộ inverter có cơng suất khoảng 200% tổng cơng suất thực sử dụng. Vì tải sử dụng là máy bơm nước thuộc tải thuần cảm (Tải này chủ yếu hoạt động dựa vào tác dụng từ của dòng điện sinh ra).
- Ta có cơng suất tải tiêu thụ trung bình mỗi ngày là Ptải.h = 48 Wh/ngày nên ta chọn inverter (gấp 2 lần công suất thực) 12V 100W là hợp lí. Tính tốn lựa chọn ắc quy:
- Ta có Ptải = 8 W, thời gian sử dụng tải trung bình ta chọn T = 6h. Hiệu suất của ắc quy ta chọn bằng 85%. Ta áp dụng cơng thức để tính dung lượng ắc quy:
Dung lượng acquy (Ah) = 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑊ℎ 𝑡𝑖ê𝑢 𝑡ℎụ 𝑚ỗ𝑖 𝑛𝑔à𝑦 𝐻𝑖ệ𝑢 𝑠𝑢ấ𝑡 𝐴𝑐𝑞𝑢𝑦 ∗ Đ𝑖ệ𝑛 á𝑝 𝐴𝑐𝑞𝑢𝑦 = 8.6
0.85.12.6= 4,48 Ah
73
Bảng 4.3: Bảng khối lượng điện
Mô tả thiết bị Đơn vị Số lượng
Tủ điện L3 - DB1 Tủ 1 CB bảo vệ Cái 1 Cầu chì Cái 1 Thiết bị chống sét AC Cái 1 Thiết bị chống sét DC Cái 1 Đèn Cái 1
Động cơ bơm Cái 1
Dây điện m 5
4.2.2 Thiết kế mạch đo điện năng