Chương 3 : PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
3.1 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN
3.1.1 Giải pháp cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
- Trong những năm gần đây, xu hướng điện năng lượng mặt trời trở thành một trong những nguồn năng lượng chính của Việt Nam trong tương lai gần. Có thể nói đây là giải pháp năng lượng được ưu tiên và khuyến khích lựa chọn vì ưu điểm tiết kiệm điện năng cũng như mang đến những ảnh hưởng tích cực đến mơi trường.
- Tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà hệ thống điện năng lượng mặt trời được phân ra làm 3 giải pháp chính:
Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập:
• Tấm pin hấp thu ánh sáng mặt trời tạo ra điện 1 chiều (DC).
• Dịng điện đi qua Điều khiển sạc năng lượng mặt trời nạp vào bộ lưu trữ (bình ắc quy).
• Điện 1 chiều từ bộ lưu trữ cung cấp trực tiếp cho thiết bị DC hay đi qua bộ chuyển đổi cung cấp thiết bị AC.
63
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hịa lưới:
• Tấm pin hấp thu ánh sáng mặt trời tạo ra điện 1 chiều (DC).
• Điện DC đi qua bộ kích điện hịa lưới chuyển thành điện AC cùng pha, cùng tần số với điện lưới.
• Sau đó, dịng điện AC đi đến tủ điện để cung cấp cho các thiết bị. • Khi điện mặt trời tạo ra nhiều hơn lượng cần thiết, điện dư sẽ được
đưa lên lưới.
• Nếu khơng đủ, sẽ lấy thêm điện từ lưới bù vào, để cung cấp cho các thiết bị.
Hình 3.2: Hệ thống điện năng lượng mặt trời hịa lưới [6]
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hịa lưới có lưu trữ (Hybrid):
• Hoạt động giống với hệ thống hòa lưới. Tuy nhiên, dòng điện ưu tiên lưu trữ đầy vào ắc quy, còn các thiết bị khác sẽ được cung cấp bởi lưới điện.
• Khi ắc quy đầy, dịng điện sẽ chuyển qua bộ kích điện hịa lưới và tiếp tục quy trình như điện hịa lưới.
• Khi mất điện lưới, bộ kích điện hịa lưới sẽ lấy điện được dự trữ trong bình ắc quy, chuyển nguồn cung cấp cho các thiết bị.
64
• Khi có điện lưới trở lại, bình ắc quy được nạp đầy thì hệ thống tự động chuyển sang chế độ hịa lưới bình thường.
Hình 3.3: Hệ thống điện năng lượng mặt trời hịa lưới có lưu trữ [6]
- So sánh các loại hệ thống:
Bảng 3.1: So sánh các hệ thống điện năng lượng mặt trời
Nội dung HTNLMT độc lập HTNLMT hòa lưới HTNLMT
hịa lưới có dự trữ Thành phần cơ bản Tấm pin NLMT Bộ kích điện Bộ điều khiển Bình ắc quy Tấm pin NLMT Bộ hòa lưới Đồng hồ điện Tấm pin NLMT Bộ hòa lưới Đồng hồ điện Bình ắc quy Hiệu quả tiết
kiệm năng lượng
Ít nhất
Bị hạn chế công suất tiêu thụ điện do lưu trữ vào bình ắc quy
Cao nhất Không sử dụng ắc quy, cung cấp tối đa năng lượng
Trung bình Do dự trữ vào ắc quy nên bị giảm cơng suất
Đầu tư giá cả
Do có bình ắc quy nên giá gấp 2 lần NLMT hịa lưới Chi phí thấp nhất Trung bình Do ắc quy có giá thành cao
65
Tải tiêu thụ Giới hạn tải tiêu thụ Không giới hạn tải tiêu thụ
Không giới hạn tải tiêu thụ
Hiệu quả kinh tế
Thấp Do nguồn điện bị hạn chế về công suất và ắc quy Cao Sử dụng tối ưu nguồn năng lượng
Trung bình Do ắc quy có giá thành cao
Chi phí tiết kiệm điện năng
Thấp Cao Thấp
Thời gian hoàn vốn
Dài Ngắn Dài nhất
Ứng dụng
Thích hợp cho vùng sâu vùng xa, vùng chưa có điện lưới
Khu vực có điện lưới tương đối ổn định Thích hợp cho vùng thường xuyên mất điện Dự phòng sự cố mất điện Cao Thấp Cao Chi phí bảo trì, bảo dưỡng Rất Cao Ắc quy mau hỏng do không được nạp đầy
Thấp Gần như bằng không Cao Tuổi thọ Ắc quy chỉ từ 3-5 năm Tính ổn định của hệ thống Thấp
Lệ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời do đó khơng ổn định khi công suất tải tăng lên.
Cao
Vận hành song song với lưới điện, không ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống.
Cao
Vận hành song song với lưới điện, không ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống.
- Từ bảng so sánh trên, giải pháp tốt nhất là hệ thống điện năng lượng mặt trời hịa lưới có dự trữ để phịng các trường hợp sự cố mất điện lưới thì cịn phương án nguồn dự phòng, tránh ảnh hưởng đến sự vận hành của các tải hoạt động.
66
- Ngoài ra khi hệ thống điện mặt trời gặp sự cố hoặc bào trì bảo dưỡng thì ta có thể lấy điện lưới vào để tải có thể hoạt động.
3.1.2 Giải pháp cho hệ thống vườn rau thông minh
- Hiện nay nền nông nghiệp các quốc gia phát triển như Nhật Bản, Isarel, … đa số đã sử dụng hệ thống thông minh.
- Ở nước ta cũng đang áp dụng, triển khai một số hệ thống vườn rau thông minh. Các hệ thống giám sát, điều khiển thông minh như:
Biết được cây trồng khi nào thiếu nước => đưa ra cảnh báo cho người nông dân thực hiện tưới nước (bằng tay hoặc tự động). Bật hệ thống tưới tự động để tưới cho cây đủ nước, tưới đến khi nào lượng nước đủ cho cây thì hệ thống tự dừng. Như vậy sẽ giảm đi lượng nước tưới thừa cho cây (tiết kiệm được nước tưới trong mùa khô), tiết kiệm điện cho hệ thống tưới.
Biết được lượng nước thừa trong vườn để người dân có thể tháo nước, nước thoát nhanh trong vườn, giảm thiệt hại đáng kể về cây trồng bị ngập nước thối rễ mà chết.
Hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm của vườn có phù hợp với cây trồng hay khơng? Để người dân có thể điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm cho cây được sinh trưởng trong môi trường tốt nhất.
- Với những giải pháp trên người nông dân sẽ yên tâm về vườn của mình khi đang bận việc gì đấy mà khơng lo vườn của mình bị thiệt hại gì khơng. - Tiết kiệm lượng nước thừa đổ vào vườn ảnh hưởng đến phát triển bộ rễ dẫn
đến ảnh hưởng đến năng suất.
- Khống chế lượng nước vào vườn quá nhiều khi vào mùa mưa dẫn đến cây trồng trong vườn bị thối rễ mà chết.
67