CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI KẾT HỢP ĐIỀU KHIỂN KHÔNG DÂY CẤP NGUỒN CHO HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU
2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI KẾT HỢP ĐIỀU KHIỂN KHÔNG DÂY CUNG CẤP NGUỒN NÚT ĐÈN TÍN HIỆU GIAO THÔNG NGUYỄN VĂN LINH – NGUYỄN TRI PHƯƠNG
2.2.6. Tính toán lựa chọn pin mặt trời
2.2.6.1. Lượng điện (Wh) mà các tấm pin mặt trời phải cung cấp cho toàn tải mỗi ngày
Do tổn hao trong hệ thống, số Watt-hour của tấm pin trời cung cấp phải cao hơn tổng lƣợng điện tiêu thụ của toàn tải.
PV modules phải cung cấp = 1,3 x Eout (Wh/day)
Trong đó 1,3 là hệ số an toàn, dùng để bù suy hao do hệ thống.
2.2.6.2. Tính toán t ng Watt-peak (Wp) cần có của hệ thống mặt trời
Lƣợng Wp mà pin mặt trời tạo ra lại tùy thuộc vào khí hậu của từng vùng trên thế giới. Cùng một tấm pin mặt trời nhƣng đặt ở nơi này thì mức độ hấp thu năng lƣợng sẽ khác với khi đặt nó nơi khác. Để thiết kế chính xác, người ta phải khảo sát từng vùng và đƣa ra hệ số phát điện của pin mặt trời. Hệ số phát điện này là tích số của hiệu suất hấp thu và độ bức xạ năng lƣợng mặt trời trong các tháng ít nắng của vùng, đơn vị tính của nó là (kWh/m2/ngày).
Mức hấp thu năng lƣợng mặt trời tại thành phố Đà Nẵng (Khu vực Nam Trung Bộ) là từ 4,9 - 5,7 kWh/m2/ngày. Ta chọn giá trị là 5 kWh/m2/ngày.
Tổng Wp cần có hệ thống mặt trời = PV modules phải cung cấp/5
Bảng 2.13. Bảng tính lượng điện (Wh) tại các tấm pin mặt trời cung cấp cho toàn tải mỗi ngày
Vị trí Vị trí 1 Vị trí 2,4,6 Vị trí 3 Vị trí 4 Vị trí 5 Tổng tiêu thụ cả ngày Wh 1094,24 395,2 921,76 894,24 1136,48 PV Modules (Wh/ngày) 1422,5 513,8 1198,3 1162,5 1477,4
Wp cần có 284,5 102,8 239,7 232,5 295,5
2.2.6.3. Chọn loại pin mặt trời
Do yêu cầu lắp đặt các panel trên đỉnh mỗi trụ đèn tín hiệu và trên cần vươn, nên Wp của panel bằng với Tổng Wp cần có hệ thống mặt trời.
Vì vậy người thực hiện đề tài chọn loại panel 110W, 240W, 290W của h ng RED SUN (loại cell poly-crystals) với các thông số cơ bản nhƣ sau:
Bảng 2.14. Bảng thông số panel loại 110W
Tính năng P618-105W P618-110W P618-115W P618-120W
Công suất cực đại (Pmax) 105 110 115 120
Điện áp hở mạch (Voc) 21.63 21.99 22.14 22.28
Dòng ngắn mạch (Isc) 6.44 6.72 6.99 7.26
Điện áp tại công suất cực đại (Vmp)
17.46 17.53 17.6 17.68
Dòng tại công suất cực đại (Imp)
6.02 6.28 6.54 6.79
Hiệu năng: Cell/module (%)
14.8/12.5 15.4/13.1 16.0/13.7 16.8/14.3 Công nghệ Glass-foil-laminate với khung nhôm bao quanh
Thiết kế Tấm kính cường lực cho pin mặt trời 3,2mm Kết cấu : Màng EVA - Tấm pin mặt trời - Màng EVA Loại cell Tấm thu đa tinh thể, 156 x 130mm
Kích thước mảng 4x9
Kích thước thực tế 677x1243x35
Khối lƣợng 11.5kg
Hiệu suất nhiệt độ-hiệu năng (cực đại)
Pmax: - 0.41%/0C // Voc: - 0.36%/0C // Isc: + 0.05%/0C
Nhiệt độ làm việc - 40 ~ + 800C
Nhiệt độ lưu trữ - 40 ~ + 450C
Bảng 2.15. Bảng thông số panel loại 240W
Công suất tối đa (Pmax) 210W 220W 230W 240W
Điện áp mạch hở (V) 36.36 36.66 37.02 36.90
Dòng điện ngắn mạch (A) 7.89 8.09 8.34 8.46
Điện áp lúc công suất lớn nhất (Vmp)
29 29.2 29.6 30.6
Dòng lúc công suất lớn nhất (Imp) 7.25 7.53 7.79 7.96 Hiệu suất (%) 14.8/12.9 15.2/13.5 15.8/14.2 16.6/14.8 Công nghệ Module Glass-foil-laminate với khung nhôm Thiết kế Module Tấm kính cường lực cho pin mặt trời 3,2mm
Kết cấu : Màng EVA - Tấm pin mặt trời - Màng EVA
Loại pin Tấm thu đa tinh thể, 156 x 156mm
Tấm 6 x 10
Kích thước ( L x W x H) 992 x 1640 x 40 (tùy chọn 35, 45)
Khối lƣợng (kg) 20kg
Hệ số nhiệt độ (lớn nhất.) Pmax: - 0.41%/0C // Voc: - 0.36%/0C // Isc: + 0.046%/0C
Nhiệt độ hoạt động - 40 ~ + 800C
Khoảng nhiệt độ môi trường xung quanh
- 40 ~ + 450C
Tiêu chuẩn Theo tiêu chuẩn IEC 61215 / IEC 61730
Bảng 2.16. Bảng thông số panel loại 290 W
Công suất tối đa (Pmax) 260W 270W 280W 290W
Điện áp mạch hở (V) 43.42 43.56 43.78 43.78
Dòng điện ngắn mạch (A) 7.92 8.19 8.44 8.44
Điện áp lúc công suất lớn nhất (Vmp)
35.15 35.28 35.5 35.5
Dòng lúc công suất lớn nhất (Imp) 7.4 7.66 7.89 7.89 Hiệu suất (%) 14.8/13.4 15.4/13.9 16.0/14.4 16.6/15.0 Công nghệ Module Glass-foil-laminate với khung nhôm bao quanh Thiết kế Module Tấm kính cường lực cho pin mặt trời 3,2mm
Kết cấu : Màng EVA - Tấm pin mặt trời - Màng EVA
Loại pin Tấm thu đa tinh thể, 156 x 156mm
Tấm 6 x 12
Kích thước ( L x W x H) 992 x 1950 x 50
Công suất tối đa (Pmax) 260W 270W 280W 290W
Khối lƣợng (kg) 23
Hệ số nhiệt độ (lớn nhất.) Pmax: - 0.41%/0C // Voc: - 0.36%/0C // Isc: + 0.046%/0C
Nhiệt độ hoạt động - 40 ~ + 800C
Khoảng nhiệt độ môi trường xung quanh
- 40 ~ + 450C
Tiêu chuẩn Theo tiêu chuẩn IEC 61215 / IEC 61730
Bảng 2.17. Bảng thông số cơ bản của 3 loại panel
Loại tấm pin P618-110W P630-240W P639-290W
Số lƣợng cells trên mỗi tấm pin 4x9 6x10 6x12
Kích thước (LxWxH) mm 677x1243x35 993x1643x40 993x1951x50
Điện áp danh định ( Vpm) 17.53 30.6 35.5
Dòng điện danh định (Ipm) 6.28 7.69 7.89 Điện áp hở mạch (Voc) 21.99 36.9 43.76 Dòng ngắn mạch (Isc) 6.72 8.46 8.44
Vị trí 2,4,6 3 và 5 1 và 7
Để tiện thi công cũng nhƣ mua sắm ta chọn một loại tấm panel cho các vị trí Tại vị trí: 2,4,6 chọn 01 tấm P618-110W
Tại vị trí: 3,5 chọn 02 tấm P618-110W Tại vị trí: 1,7 chọn 03 tấm P618-110W