5.3 Kết luận
Nội dung luận văn “Nghiên Cứu Về Hiện Tượng Cảm Ứng Sét Lên Các Hệ Thống Pin Năng Lượng Mặt Trời” đã trình bày được lý thuyết về hiện tượng cảm ứng sét lên các hệ thống pin năng lượng mặt trời và phương pháp nghiên cứu hiện tượng này, từ đó thực hiện đánh giá hiện tượng đối với các trường hợp khác nhau.
Dựa trên sự cố đã xảy ra tại NMĐMT Sơn Mỹ 3.1 cho thấy dòng cảm ứng sét gây hư hỏng ở mức độ lớn đến các tấm pin mặt trời, đặc biệt là đối với Bypass Diode. Đồng thời, một số kết quả thí nghiệm thực tiễn và mô phỏng cho thấy sự suy giảm hiệu suất của các tấm pin trước các tác động của trường điện và trường từ cảm ứng do sét gây ra lên các tế bào quang điện.
Kết quả nghiên cứu đã tính tốn cường độ dịng điện cảm ứng, cường độ trường điện và trường từ cảm ứng do sét gây ra lên bề mặt và lên chuỗi tế bào quang điện trên tấm pin theo các khoảng cách khác nhau từ vị trí bị sét đánh đến vị trí tấm pin. Trong đó, cường độ dịng điện cảm ứng do sét gây ra được tính bằng 2 phương pháp bao gồm phương pháp số và phương pháp giải tích.
Luận văn sử dụng phần mềm Matlab cho phương pháp giải tích và xây dựng mơ hình trên không gian 3 chiều bằng phần mềm Altair Feko (Student Version) cho phương pháp số. Trong đó, kết quả tính tốn bằng 2 phương pháp và so sánh với thí nghiệm thực tế [33] có độ sai lệch nhỏ. Từ đó cho thấy mơ hình xây dựng và các cơng thức tính tốn theo phương pháp số và phương pháp giải tích là phù hợp với thực nghiệm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy đối với khoảng cách dưới 7m thì bắt đầu có nguy cơ xảy ra hư hỏng đối với Bypass Diode gây ra bởi dòng cảm ứng sét. Khi khoảng cách là dưới 5m thì xác suất xảy ra nguy cơ gây hư hỏng Bypass Diode đặc biệt tăng cao. Do đó, cần thiết phải có giải pháp nhằm tránh hiện tượng xảy ra như sự cố tại NMĐMT Sơn Mỹ 3.1.
Từ kết quả nghiên cứu, đề xuất giải pháp thay thế Bypass Diode có khả năng chịu dịng xung cao (250A) và đánh giá ảnh hưởng của giải pháp. Giải pháp thay thế Bypass Diode giúp Bypass Diode chịu được dịng cảm ứng do sét gây ra ở vị trí ≥ 3m. Đồng thời, làm tăng hiệu suất của tấm pin khi có hiệu ứng bóng che (khoảng 5%). Tuy nhiên, cần có đánh giá chi tiết về mặt kinh tế trước khi áp dụng giải pháp, đặc biệt là đối với các hệ thống lớn như các nhà máy điện mặt trời.
Trang 82
5.4 Hướng phát triển của luận văn
Việc tính tốn giải pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của hiện tượng cảm ứng sét lên các hệ thống pin năng lượng mặt trời, luận văn chỉ thực hiện tính tốn giải pháp thay thế Bypass Diode. Ngoài giải pháp trên, một số giải pháp khác như cấu trúc lại các vòng dây dẫn trong tấm pin, áp dụng lồng Faraday cho hệ thống các tấm pin năng lượng mặt trời ... chưa được mô phỏng đánh giá. Đồng thời, mô phỏng thêm các hiện tượng quá độ khác liên quan đến hiện tượng sét đánh như phóng điện ngược, quá điện áp tạm thời ...v/v và hiện tượng suy giảm hiệu suất của tấm pin do hiện tượng cảm ứng điện từ gây ra do sét.
Trang 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] International Energy Agency (2017). “Renewables 2017 - Analysis and Forecasts to 2022”. [Online]. Available:
https://www.iea.org/Textbase/npsum/renew2017MRSsum.pdf
[2] BYD Company (2013). “BYD P6C-36 Series-3BB, BYD, Shenzhen”. [Online]. Available: http://www.byd.com/br/pv/download/Spec/en/tuv/p6c-36/BYD 3BB PV Module TUV 40mm (P6C-36-Black) Oct.2013.pdf
[3] T. Gill. “Initial Steps in the Development of a Comprehensive Lightning
Climatology of South Africa,” Master’s thesis, School of Geography, Archaeology and Environmental Studies: Climatology Research Group, 2009. [Online].
Available: https://core.ac.uk/download/pdf/39666083.pdf
[4] Arup (2014). “A 75MW photovoltaic power plant including over 300,000 PV modules”. [Online]. Available: https://www.arup.com/projects/kalkbult-pv
[5] D. M. Romps, J. T. Seeley, D. Vollaro, and J. Molinari (2014). “Projected increase in lightning strikes in the united states due to global warming,”
Science. [Online]. 346(6211), pp. 851–854. Available:
http://science.sciencemag.org/content/346/6211/851
[6] N. Reeve and R. Toumi (2006). “Lightning activity as an indicator of climate change,” Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. [Online]. 125(555), pp. 893–903. Available:
https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ qj.49712555507
[7] H. Volland. Handbook of atmospheric electrodynamics. Boca Ratona: CRC Press, 1995.
[8] C. Price and D. Rind (1992). “A simple lightning parameterization for calculating global lightning distributions,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres. [Online]. 97(D9), pp. 9919–9933. Available:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/92JD00719
[9] K. M. Coetzer, A. J. Rix, and P. G. Wiid. “Impulse generator design to investigate indirect lightning strike effects on utility-scale photovoltaic installations,” in Proc.
26th South African Universities Power and Engineering Conference, Johannesburg,
2018, pp. 181–185.
[10] Y. Tu, C. Zhang, J. Hu, S. Wang, W. Sun, and H. Li (2013).
“Research on lightning overvoltages of solar arrays in a rooftop photovoltaic power system,” Electric Power Systems Research. [Online]. 94, pp. 10 – 15. Available: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378779612001976
Trang 84 [11] G. M. Masters. Renewable and Efficient Electric Power Systems, 2nd ed. Hoboken:
Wiley-Interscience, 2004.
[12] W. Smith. “Effect of light on selenium during the passage of an electric current,” International Journal of Science. [Online]. 7, pp. 303, 1873. Available: http://dx.doi.org/10.1038/007303e0
[13] “Discovery of the photovoltaic (pv) effect.” Internet: http://solarcellcentral.com/history page.html, 2018.
[14] ST Microelectronics (2011). “How to choose a bypass diode for a silicon panel junction box”. [Online]. Available: https://www.st.com/content/ccc/resource/ technical/document/application note/cc/6a/fe/6d/f6/17/40/3c/DM00034029.pdf/ files/DM00034029.pdf/jcr:content/translations/en.DM00034029.pdf
[15] A. I. Watson, R. E. L´opez, and R. L. Holle (1994). “Diurnal Cloud-to-Ground Lightning Pat- terns in Arizona during the Southwest Monsoon,” Monthly Weather
Review, [Online]. 122(8), pp. 1716–1725. Available:
https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-
0493%281994%29122%3C1716%3ADCTGLP%3E2.0.CO%3B2
[16] V. A. Rakov and M. A. Uman (2006). “Lightning: Physics and Effects,”
Cambridge University Press. [Online]. Available:
https://books.google.co.za/books?id= TuMa5lAa3RAC
[17] D. J. Malan (1964). “Physics of lightning,” Quarterly Journal of the Royal
Meteorological Society. [Online]. 90(384), pp. 221. Available:
https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/j.1477-8696.1964.tb02110.x [18] S. E. Reynolds, M. Brook, and M. F. Gourley (1957). “Thunderstorm charge
separation,” Journal of Meteorology. [Online]. 14(5), pp. 426–436. Available: https://doi.org/10.1175/1520-0469(1957)014(0426:TCS)2.0.CO;2
[19] T. Takahashi (1978). “Riming electrification as a charge generation mechanism in thunderstorms,” Journal of the Atmospheric Sciences. [Online]. 35(8), pp. 1536– 1548. Available: https://doi.org/10.1175/1520-
0469(1978)035(1536:REAACG)2.0.CO;2
[20] E. R. Jayaratne and C. P. R. Saunders (1985). “Thunderstorm electrification: The effect of cloud droplets,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres. [Online]. 90(D7), pp. 13 063–13 066. Available:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/JD090iD07p13063 [21] C. P. R. Saunders, H. Bax-norman, C. Emersic, E. E. Avila, and N. E.
Castellano (2007). “Laboratory studies of the effect of cloud conditions on
Trang 85
of the Royal Meteorological Society. [Online]. 132(621), pp. 2653–2673. Available:
https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1256/qj.05.218
[22] S. C. Sherwood, V. T. J. Phillips, and J. S. Wettlaufer (2006). “Small ice crystals and the climatology of lightning,” Geophysical Research Letters. [Online]. 33(5). Available:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2005GL025242 [23] D. E. Proctor (1991). “Regions where lightning flashes began,” Journal of
Geophysical Research. [Online]. 96(D3), pp. 509. Available:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/90JD02120
[24] V. Cooray (1997). “Energy dissipation in lightning flashes,” Journal of Geophysical
Research: Atmospheres. [Online]. 102(D17), pp. 21 401–21 410. Available:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/96JD01917
[25] H. Haeberlin. “Damages at Bypass Diodes by Induced Voltages and Currents in PV Modules Caused by Nearby Lightning Currents”, Berne University of Applied Sciences.
[26] H. Haeberlin. "Interference Voltages induced by Magnetic Fields of Simulated Lightning Currents in Photovoltaic Modules and Arrays,” in Proc. 17th EU PV
Conf., Munich, Germany, 2001.
[27] X. Zhang and Y. Wang. “Calculation of Transient Magnetic Field and Induced Voltage in Photovoltaic Bracket System during a Lightning Stroke,” in MPDI
Applied Science School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University.
[28] A. Formisano, C. Petrarca, J. C. Hemandez, and F. J. Munoz-Rodriguez, “Assessment of induced voltages in common and differential-mode for a PV module due to nearby lightning strikes,” in IET Renew. Power. Gener., 2019, pp. 1369–1370.
[29] M. Rubinstein, and M. A. Uman, “Methods for calculating the electromagnetic fields from a known source distribution,” in IEEE Trans. Electromagn. Compat., 1989, pp. 183–189.
[30] H. H. William, and B. John, Engineering Electromagnetics, 7th ed. New York, NY: McGraw Hill Company, Inc., USA, 2005, pp. 243–308.
[31] C. Z. Feng, and X. K. Ma, Introduction to Engineering Electromagnetic Field. High Education Press: Beijing, China, 2004, pp. 188–189.
[32] A. Mujezinović, N. Dautbašić, M. M. Dedović, and Z. Bajramović, “Stochastic Efficiency Evaluation of the Lightning Protection System of Base Station,” in
International Symposium on Innovative and Interdisciplinary Applications of Advanced Technologies, 2019.
Trang 86 [33] K. M. Coetzer, P. G. Wiid and A. J. Rix, “Investigating Lightning Induced Currents
in Photovoltaic Modules,” in 2019 International Symposium on Electromagnetic
Compatibility - EMC EUROPE., 2019.
[34] Digi-Key Electronics. “VSB2045Y-M3/73 Vishay General Semiconductor.” Internet: https://www.digikey.com/en/products/detail/vishay-general-
semiconductor-diodes-division/VSB2045Y-M3-
73/4933466?utm_campaign=buynow&utm_medium=aggregator&WT.z_cid=ref_fi ndchips_standard&utm_source=findchips, 2021
[35] Nguyễn Thành Tâm. “Phân Tích Hoạt Động Sét Trên Vùng Đồng Bằng Sơng Cửu Long Dựa Trên Dữ Liệu Định Vị Sét Và So Sánh Với Dữ Liệu Của Hệ Thống Blitzortung,” Đồ án mơn học, ĐHBK TP. Hồ Chí Minh.
Trang 87
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
Họ và tên: Trần Hữu Phúc
Ngày, tháng, năm sinh: 25/11/1997 Nơi sinh: Đồng Nai Địa chỉ liên lạc: Số 11, Đường số 198, Quận 9, TP Hồ Chí Minh Số điện thoại: 033 382 1909
QÚA TRÌNH ĐÀO TẠO
2015 – 2019: Học kỹ sư chuyên ngành Kỹ thuật điện, khoa Điện – Điện tử, đại học Bách
Khoa TP Hồ Chí Minh.
08/11/2019: Tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Kỹ thuật điện, khoa Điện – Điện tử, đại học
Bách Khoa TP Hồ Chí Minh.
01/2020– hiện tại: Học thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện, khoa Điện – Điện tử, đại học
Bách Khoa TP Hồ Chí Minh.
Q TRÌNH CƠNG TÁC
05/09/2019 – hiện tại: Kỹ sư Phòng Nghiên cứu Hệ thống điện, Trung tâm Đào tạo và Nghiên cứu Phát triển, Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2 (EVNPECC2).