Kết quả tính tốn cho thấy thay thế Bypass Diode làm tăng hiệu suất của tấm pin khi có hiệu ứng bóng che (khoảng 5%). Do đó, việc thay thế Bypass Diode không làm ảnh hưởng
đến hiệu suất làm việc của tấm pin. Tuy nhiên, giải pháp thay thế Bypass Diode có chi phí tương đối cao khi thực hiện ở quy mơ lớn. Chi phí cho mỗi Bypass Didoe là 0.6186
Dollars/1 Diode tương đương 14183 đồng/1 Diode [34]. Quy đổi theo mỗi tấm pin có chi
phí thay thế Bypass Diode vào khoảng 42549 đồng/ 1 tấm pin. Đối với NMĐMT Sơn Mỹ 3.1 với hơn 130000 tấm pin có tổng cơng suất là 50MWp, ước tính có khoảng 60000 tấm pin cách vị trí kim thu sét ESE trong khoảng < 7m và cần được thay thế. Do đó, ước tính riêng chi phí mua sắm thay thế lên tới 2,552 tỷ đồng và chưa kể đến chi phí nhân cơng và các chi phí tạm dừng sản xuất điện.
Từ các phân tích trên, giải pháp thay thế Bypass Diode mang tính hiệu quả cao về mặt kỹ thuật. Bypass Diode được thay thế có khả năng chịu dịng xung cảm ứng lên đến 250A, đảm bảo vận hành an tồn, tin cậy trong trường hợp cách vị trí sét đánh ≥ 3m và làm tăng
hiệu suất tấm pin khi có hiệu ứng bóng che. Thay thế Bypass Diode đặc biệt phù hợp với các hệ thống điện mặt trời quy mô nhỏ (đặc biệt là các hệ thống điện mặt trời áp mái).
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 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 khơng 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 dòng xung cao (250A) và đánh giá ảnh hưởng của giải pháp. Giải pháp thay thế Bypass Diode giúp Bypass Diode chịu được dòng 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.
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
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] International Energy Agency, “Renewables 2017 - Analysis and Forecasts
to 2022,” 2017. [Online]. Available: https://www.iea.org/Textbase/npsum/
renew2017MRSsum.pdf
[2] BYD Company, BYD P6C-36 Series-3BB, BYD, Shenzhen, 2013. [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.
Arup. [Online]. Available: https://www.arup.com/projects/kalkbult-pv [5] D. M. Romps, J. T. Seeley, D. Vollaro, and J. Molinari, “Projected
increase in lightning strikes in the united states due to global warming,” Science, vol. 346, no. 6211, pp. 851–854, 2014. [Online]. Available: http: //science.sciencemag.org/content/346/6211/851
[6] N. Reeve and R. Toumi, “Lightning activity as an indicator of climate change,” Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 125, no. 555, pp. 893– 903, 2006. [Online]. 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, “A simple lightning parameterization for calculating global lightning distributions,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 97, no. D9, pp. 9919–9933, 1992. [Online]. 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, “Research on lightning overvoltages of solar arrays in a rooftop photovoltaic power
system,” Electric Power Systems Research, vol. 94, pp. 10 – 15, 2013, lightning
Protection of Advanced Energy Systems. [Online]. Available: http: //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378779612001976
[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, vol. 7, p. 303, 1873. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1038/007303e0
[13] “Discovery of the photovoltaic (pv) effect,” 2018. [Online]. Available: http:
//solarcellcentral.com/history page.html
[14] ST Microelectronics, How to choose a bypass diode for a silicon panel junction box, Geneva, 2011. [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, “Diurnal Cloud-to-Ground Lightning Pat- terns in Arizona during the Southwest Monsoon,” Monthly Weather Review,
vol. 122, no. 8, pp. 1716–1725, 1994. [Online]. 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, Lightning: Physics and Effects. Cambridge University Press, 2006. [Online]. Available: https://books.google.co.za/books?id= TuMa5lAa3RAC
[17] D. J. Malan, “Physics of lightning,” Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 90, no. 384, p. 221, 1964. [Online]. 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, “Thunderstorm charge separation,”
Journal of Meteorology, vol. 14, no. 5, pp. 426–436, 1957. [Online]. Available: https://doi.org/10.1175/1520-0469(1957)014(0426:TCS)2.0.CO;2
[19] T. Takahashi, “Riming electrification as a charge generation mechanism in thunderstorms,” Journal of the Atmospheric Sciences, vol. 35, no. 8, pp. 1536–
1548, 1978. [Online]. 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, “Thunderstorm electrification: The effect of
cloud droplets,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 90, no. D7,
pp. 13 063–13 066, 1985. [Online]. 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.
charge transfer in thunderstorm electrification,” Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 132, no. 621, pp. 2653–2673, 2007. [Online]. 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, “Small ice crystals and the
climatology of lightning,” Geophysical Research Letters, vol. 33, no. 5, 2006.
[Online]. Available:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2005GL025242
[23] D. E. Proctor, “Regions where lightning flashes began,” Journal of Geophysical
Research, vol. 96, no. D3, p. 5099, 1991. [Online]. Available: https:
//agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/90JD02120
[24] V. Cooray, “Energy dissipation in lightning flashes,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 102, no. D17, pp. 21 401–21 410, 1997. [Online]. Available: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/96JD01917
[25] “Damages at Bypass Diodes by Induced Voltages and Currents in PV Modules Caused by Nearby Lightning Currents” - H. Haeberlin - Berne University of
Applied Sciences
[26] "Interference Voltages induced by Magnetic Fields of Simulated Lightning Currents in Photovoltaic Modules and Arrays" - Proc. 17th EU PV Conf., Munich, Germany, 2001.
[27] Calculation of Transient Magnetic Field and Induced Voltage in Photovoltaic Bracket System during a Lightning Stroke - School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University,
[28] Formisano, A.; Petrarca, C.; Hemandez, J.C.; Munoz-Rodriguez, F.J. Assessment of induced voltages in common and differential-mode for a PV module due to nearby lightning strikes, IET Renew. Power. Gener. 2019, 13, 1369–137
[29] Rubinstein, M.; Uman, M.A. Methods for calculating the electromagnetic fields from a known source distribution. IEEE Trans. Electromagn. Compat. 1989, 31, 183–189.
[30] William, H.H., Jr.; John, B. Engineering Electromagnetics, 7th ed.; McGraw Hill Company, Inc.: New York, NY, USA, 2005; pp. 243–308.
[31] Feng, C.Z.; Ma, X.K. Introduction to Engineering Electromagnetic Field; High Education Press: Beijing, China, 2004; pp. 188–189
[32] Stochastic Efficiency Evaluation of the Lightning Protection System of Base Station - Adnan Mujezinović, Nedis DautbašićMaja Muftić DedovićZijad Bajramović [33] Investigating Lightning Induced Currents in Photovoltaic Modules - Kurt Michael
[34] 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
[35] Đồ Án Mơn Học - Phân Tích Hoạt Động Sét Trên Vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long Dựa Trên Dữ Liệu Định Vị Sét Và So Sánh Với Dữ Liệu Của Hệ Thống Blitzortung - Nguyễn Thành Tâm - ĐHBK TP. Hồ Chí Minh
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