Khi hoạt động tuabin giĩ (Wind Turbine) sẽ chuyển đổi năng lƣợng giĩ thành điện năng, tạo ra dịng điện một chiều (DC). Dịng điện này đƣợc truyền dẫn tới bộ điều khiển sạc (Charger Controller) là một thiết bị điện tử cĩ chức năng điều khiển tự động quá trình nạp điện vào hệ pin (ắc-quy) và phĩng/phát điện từ hệ pin (ắc- quy) cho các thiết bị điện một chiều (DC).
- Tuabin giĩ (Wind Turbine): chuyển đổi năng lƣợng giĩ thành điện năng. - Bộ điều khiển sạc (Charge Controller): Đây là thiết bị cĩ chức năng điều khiển việc sạc điện cho hệ pin (ắc-quy), ổn áp cho dịng điện nạp, bảo vệ cho hệ pin (ắc-quy) chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ của hệ pin (ắc- quy), và giúp hệ thống sử dụng hiệu quả và lâu dài. Bộ điều khiển sạc cịn cho biết tình trạng xả của hệ pin (ắc-quy) giúp cho ngƣời sử dụng kiểm sốt đƣợc các phụ tải. Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sạc sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển sạc xác nhận hệ pin (ắc-quy) đã đƣợc nạp đầy.
- Hệ pin (Battery): Là thiết bị lƣu trữ điện năng lƣợng dƣới dạng hố năng. Khi ta dùng, năng lƣợng này sẽ dần chuyển đổi thành điện năng. Pin là nguồn cung cấp năng lƣợng hoạt động cho hầu nhƣ tất cả các thiết bị cầm tay hiện nay vì nĩ cĩ những ƣu điểm nhƣ: Nhỏ, nhẹ, cung cấp điện áp ổn định. Trên thị trƣờng hiện nay cĩ rất nhiều loại pin, song cĩ 3 loại pin thƣờng đƣợc sử dụng nhiều nhất hiện nay để lƣu trữ điện năng, đĩ là pin Lithium-Ion (Lion), pin Lithium-Ion Polymer (LiPo) và pin Lithium Fe Photphat (LiFePo4) với kích thƣớc và dung lƣợng (tính bằng Ah) hồn tồn khác nhau, tùy thuộc vào cơng suất và đặc điểm của hệ thống. Hệ thống
cĩ cơng suất càng lớn thì cần sử dụng cell pin cĩ dung lƣợng lớn hoặc dùng nhiều cell pin kết nối lại với nhau.
4.2.4.2 Tính tốn cơng suất lƣu trữ điện năng
a) Lƣợng điện tiêu thụ cho việc thắp sáng của đèn 50 W trong 6 giờ
Lƣợng điện tiêu thụ của bĩng đèn cĩ cơng suất 50 W đƣợc xác định nhƣ sau: Q6h = 50 x 6 = 300 (Wh)
b) Dung lƣợng hệ pin để lƣu trữ điện năng
Dung lƣợng pin để lƣu trữ điện năng cho hệ thống là số lƣợng pin đủ cung cấp điện cho 1 bĩng đèn cơng suất 50 W sáng liên tục trong 6h.
Do hiệu suất của pin chỉ khoảng 95% cho nên chia số Wh của tải tiêu thụ với 0,95 ta cĩ Wh của pin.
Với mức mức xả sâu của pin là 0,7 ta chia số Wh của pin cho 0,7 sẽ cĩ dung lƣợng pin là Wh / 0,7.
Tổng cơng suất tiêu thụ của đèn trong 1 ngày là 300 Wh, điện áp ra của hệ thống pin là 12 V.
Do đĩ ta tính đƣợc:
Dung lƣợng battery = out b
E .D 300×1
= = 37,6 Ah
V.η .DOD 12×0,95×0,7 Vậy ta chọn hệ pin để lƣu trữ điện năng cho đèn là 40 Ah.
c) Chọn hệ pin để lƣu trữ điện năng
Hiện nay, pin LiFePo4 là loại pin lithium đƣợc sử dụng phổ biến nhất đang trong các ứng dụng lƣu trữ điện năng với những ƣu điểm: ít nguy cơ cháy nổ, cĩ tuổi thọ hợp lý, chất lƣợng cao với hơn 1.000 lần sạc và xả điện. Với các đặc điểm trên, pin LiFePo4 đã đƣợc lựa chọn để lắp đặt cho hệ thống lƣu trữ điện năng của tuabin giĩ Quiet – Revolution.
Một cụm (cell) pin LiFePo4 thƣờng cĩ điện áp danh định là 3,2 V (điện áp phĩng ra khơng đổi và duy trì ở 3,2 V trong thời gian phĩng cho đến khi pin cạn kiệt). Pin cấp nguồn ổn định đầy đủ cho đến khi phải sạc lại nên khơng cần mạch
điều chỉnh điện áp ra. Với điện áp danh định của một cụm pin là 3,2 V nên thiết bị lƣu trữ điện năng với 4 cụm pin sẽ tạo ra điện áp danh định là 12,8 V.