3.1. Số liệu về cường độ bức xạ mặt trời
- Đồ thị tiêu biểu về cường độ bức xạ trong các mùa ở khu vực Gia Lâm:
+ Mùa hè: Đồ thị điển hình cho mùa hè là vào tháng 7 do có nhiệt độ cao, cường độ bức xạ lớn và ổn định nhất.
Hình 6: đồ thị cường độ bức xạ tuần t 6/7-12/7/2015
+ Mùa đông: Đồ thị điển hình cho mùa đông là vào tháng 12 do có cường độ bức xạ và nhiệt độ gần như là thấp nhất trong năm. Đây cũng là tháng có CĐBX ổn định nhất trong các tháng mùa đông.
Hình 7: Đồ thị cường độ bức xạ tuần t 7/12-13/12/2015
- Trong một ngày thì thời gian có cường độ bức xạ lớn nhất là từ 8h đến 16h đối với mùa hè và từ 10h đến 14h đối với mùa đông.
- Mức độ thay đổi các cường đồ bức xạ trong ngày:
+ Mùa hè: lượng cường độ bức xạ thu được là rất lớn, dao động từ 300 đến 1200 W/m2. Chênh lệch cường đô bức xạ giữa các giờ là không nhiều và ổn định nhất là trong khoảng thời gian từ 9h đến 15h. Nhiệt độ trung bình là 29oC.
1128
+ Mùa đông: lượng cường độ bức xạ thu được ít, có tuần cường độ bức xạ không quá 300. Bức xạ dao động rất lớn từ 50 đến dưới 1000 W/m2. Nhiệt độ trung bình 17oC.
-Tổng số giờ nắng đo được trong thời gian thực hiện đề tài:
+ Trên 1000 W/m2: 128 giờ + 800 đến 1000 W/m2: 174 giờ + 400 đến 800 W/m2: 307 giờ + Dưới 400 W/m2: 1240 giờ
- Qua số liệu trên cho thấy khu vực Gia Lâm có tiềm năng năng lượng mặt trời tương đối tốt, có thể khai thác làm nguồn cấp năng lượng cho một cách hiệu quả, tuy nhiên nguồn năng lượng này dao động tương đối lớn trong năm và chi phí còn cao. Các tháng mùa đông cường độ bức xạ tương đối thấp. Các tháng mùa hè cường độ bức xạ cao, số giờ nắng lớn, do đó trong các tháng này hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời cao hơn rất nhiều so với các tháng mùa đông.
3.2. So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng
- Mô hình mô phỏng hệ thống pin quang điện trong simscape gồm 2 module mắc nối tiếp, mỗi module gồm 36 cells mắc nối tiếp với nhau
+ Mô hình mô phỏng cells:
Hình 8: Mô hình mô phỏng cells [1].
+ Mô phỏng tổng quát:
Hình 9: Mô hình mô phỏng tổng quát [1].
1129
3.2.1. Cường độ bức xạ thay đổi: Đồ thị U-I, P-V với cường độ bức xạ từ 400 đến 1000 W/m2
Hình 10: Đồ thị P-V, U-I mô phỏng Hình 11: Đồ thị P-V, U-I đo thực tế
Nhận xét: Khi cường độ bức xạ giảm, các giá trị điện áp, dòng điện cũng giảm theo, đặc biệt là dòng điện. từ đó kéo theo công suất làm việc của tấm pin giảm mạnh
3.2.2. Nhiệt độ thay đổi: đồ thị U-I, P-V với các giá trị nhiệt độ 25, 35 và 50 độ C và cường độ bức xạ không đổi 1000 W/m2.
Hình 12: Kết quả mô phỏng trường Hình 13: Số liệu đo thực nghiệm
Nhận xét: khi cường độ bức xạ không đổi và nhiệt độ thay đổi thì giá trị điện áp thay đổi theo. Giá trị dòng điện thay đổi không đáng kể. Từ đó dẫn đến sự thay đổi về công suất của tấm pin.
1130
3.2.3. Hiện tượng bóng che: Đồ thị U-I, P-V trong trường hợp che 1 nửa tấm pin, cường độ bức xạ là 900W/m2
Hình 14: Bóng che mô phỏng Hình 15: Bóng che thực tế
Nhận xét: Khi một module bị che phủ, xuất hiện 2 điểm công suất cực đại trên đồ thị P- V, và giá trị công suất lớn hơn sẽ thuộc về điểm cực đại đầu tiên. Đồng thời trên đồ thị U-I xuất hiện 2 bậc. Hiện tượng trên xảy ra là do trong hệ thống có bypass diode giúp cải thiện sự làm việc của hệ thống quang điện khi bị bóng che.
Từ các kết quả so sánh mô phỏng và thực nghiệm trên ta có thể thấy các đường đặc tính P-V và U-I của tấm pin năng lượng mặt trời trong trường hợp mô phỏng và thực nghiệm có hình dạng giống nhau. Tuy nhiên, vẫn có sự sai lệch về giá trị của các đại lượng dòng điện, điện áp từ đó dẫn đến sai số lớn về giá trị công suất của tấm pin giữa mô phỏng và thực nghiệm. Sự sai lệch trên có thể là do sai số trong thiết bị đo thực nghiệm: giá trị biến trở, đồng hồ đo không chuẩn, tiếp xúc giữa các đầu nối dây trong mạch thí nghiệm không tốt…