CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÁC HỆ
3.2. Tính toán thiết kế hệ lai ghép
3.2.5. Tính toán công suất và số lượng thiết bị
(có tính đến dòng nạp cho accu = 1/13 dung lượng acquy, chi tiết như phục lục 1)
Đánh giá hiệu quả kinh tế hệ lai ghép năng lượng gió - mặt trời để ứng dụng cho các trạm BTS nằm xa lưới điện 84 a. Phương án 1
+ Tính toán động cơ gió
Theo bảng tính toán công suất tiêu thụ thì điện gió phải cung cấp tối thiểu 99.093Wh/ngày, tức 36.169 Kwh/năm (theo phụ lục 1).
Ta chọn loại động cơ gió hiệu Elena: do nhỏ gọn, giảm tiếng ồn và đạt hiệu suất cao.
Hình 3.3: Kích thước động cơ gió
Dòng sản phẩm nhỏ có công suất lần lượt là: 3.6 Kw và 6.8 Kw. Động cơ ELENA 5.30 và ELENE 7.30 có các thông số sau:
Thông số ELENA 5.30 ELENA 7.30
Đường kính rotor 1.2 m 1.6m
Kích thước 1,6 x 1,6 m 1,8 x 2 m
Công suất đỉnh 3.6 Kw 6.8 Kw
Vận tốc gió ngừng quay 3 m/s 3 m/s
Hướng hoạt động Tự điều chỉnh theo hướng gió
Tự điều chỉnh theo hướng gió
Điện áp ra 230 VAC 230 VAC
Điện pha 1 pha 1 pha
Đánh giá hiệu quả kinh tế hệ lai ghép năng lượng gió - mặt trời để ứng dụng cho các trạm BTS nằm xa lưới điện 85 Công suất (6m/s) 15000 kwh/năm 30000 kwh/năm
Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật động cơ gió
Với nhu cầu công suất tải theo phân tích là 36.196 kwh/năm, ta chọn 02 động cơ 6,8kw và 3,6kw. Tức động cơ gió sẽ cung cấp công suất là 45.000 kwh/năm.
Khoảng cách đặt giữa 2 Turbine nhỏ nhất là 5m.
+ Tính toán số dàn pin mặt trời
Tổng công suất tiêu thụ mà acquy cần phải cấp trong ngày là: 71.347Wh (phụ lục 1).
- Tính pin mặt trời (PV panel): (tính ở mức hấp thụ bức xạ thấp nhất, 70%) PV panel = 1,3 *71.347 = 92.751 Wh
- Tổng Wp của PV panel = 92.751/4,58 = 20.251 Wp (lấy bức xạ thấp nhất trong năm, tháng 11/2011).
- Chọn chủng loại PV có 225 Wp thì số PV cần là: 20.251/225 # 90 tấm.
Chọn Pin mặt trời Mitsubishi PV-AD225MFD:
Thông số Giá trị Đơn vị
Công suất đỉnh 225 Wp
Hiệu suất 13.7 %
Điện áp sạc tối đa 30 V
Dòng sạc tối đa 7.5 A
Tổn thất do nhiệt 0.5 %/ o C
Kích thước 1658 x 994 x 46 mm
Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật pin mặt trời
Với điện áp một module PV 24 VDC, ta thiết kế ghép lần lượt nối tiếp 02 module lại thành điện áp 48VDC. Như vậy ta được 45 bộ module PV 48 VDC, tiếp
Đánh giá hiệu quả kinh tế hệ lai ghép năng lượng gió - mặt trời để ứng dụng cho các trạm BTS nằm xa lưới điện 86 tục ghép song song 45 bộ trên thành hệ thống PV có hiệu điện thế là 48 VDC để cung cấp tối thiểu 26.042 Kwh/năm (lắp đặt chiếm diện tích khoảng 148 m2).
+ Tính toán dàn acquy:
Do hệ thống BTS đã có acquy riêng (thông thường là 500Ah) để đảm bảo cho hệ thống hoạt động liên tục trong khi chờ vận hành máy phát điện (điện lưới gián đoạn). Nguồn điện dự phòng acquy chỉ cung cấp nguồn cho thiết bị BTS và truyền dẫn hoạt động.
Tuy nhiên để dự phòng cho trường hợp động cơ gió/ pin mặt trời không đủ công suất để cung cấp cho tải, cần phải thiết kế thêm 01 dàn acquy nữa để cấp điện thêm cho riêng hệ thống BTS, truyền dẫn. Vì vậy chỉ cần bổ sung thêm 01 dàn acquy có dung lượng 500Ah/2V nữa.
Như vậy có 02 dàn accu có tổng dung lượng là 1000Ah, có thể cung cấp điện cho tải khoảng 22 giờ.
b. Phương án 2
+ Tính toán động cơ gió
Theo bảng tính toán công suất tiêu thụ thì điện gió phải cung cấp tối thiểu 138.730Wh/ngày, tức 50.636 Kwh/năm (theo phụ lục 5).
Với nhu cầu công suất tải theo phân tích là 50.636kwh/năm, ta chọn 02 động cơ 6,8kw. Tức động cơ gió sẽ cung cấp công suất là 60.000 kwh/năm. Khoảng cách đặt giữa 2 Turbine nhỏ nhất là 5m.
+ Tính toán số dàn pin mặt trời
Tổng công suất tiêu thụ mà acquy cần phải cấp trong ngày là: 42.808Wh (phụ lục 5).
- Tính pin mặt trời (PV panel): (tính ở mức hấp thụ bức xạ thấp nhất, 70%) PV panel = 1,3 *42.808 = 55.650 Wh
Đánh giá hiệu quả kinh tế hệ lai ghép năng lượng gió - mặt trời để ứng dụng cho các trạm BTS nằm xa lưới điện 87 - Tổng Wp của PV panel = 55.650/4,58 = 12.151 Wp (lấy bức xạ thấp nhất trong
năm, tháng 11/2011).
Chọn chủng loại PV có 225 Wp thì số PV cần là: 12.151/225 # 54 tấm
Với điện áp một module PV 24 VDC, ta thiết kế ghép lần lượt nối tiếp 02 module lại thành điện áp 48VDC. Như vậy ta được 27 bộ module PV 48 VDC, tiếp tục ghép song song 27 bộ trên thành hệ thống PV có hiệu điện thế là 48 VDC để cung cấp tối thiểu 15.625Kwh/năm (lắp đặt chiếm diện tích khoảng 89 m2).
+ Tính toán dàn acquy:
Giống như phương án 1, ta trang bị thêm 01 dàn acquy có dung lượng 500Ah/2V.