c. Hiện tượng điểm nóng
2.1.5. Tính toán battery
Battery dùng cho hệ solar là loại deep-cycle. Loại này cho phép xả đến mức bình rất thấp và cho phép nạp đầy nhanh. Loại này có khả năng nạp xả rất nhiều lần ( có nhiều cycle) mà không bị hỏng bên trong, do vậy khá bền, tuổi thọ cao.
Số lượng battery cần dùng cho hệ solar là số lượng battery đủ cung cấp điện cho những ngày dự phòng (autonomy day) khi các tấm pin mặt trời không sản sinh ra điện được. Ta tính dung lượng battery như sau:
- Hiệu suất của battery chỉ khoảng 85% cho nên chia số Wh của tải tiêu thụ với 0.85 ta có Wh của battery
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 51 NHÓM SVTH
cho 0.6 sẽ có dung lượng battery
Kết quả trên cho ta biết dung lượng battery tối thiểu cho hệ solar không có dự phòng. Khi hệ solar có số ngày dự phòng (autonomy day) ta phải nhân dung lượng battery cho số autonomy-day để có số lượng battery cần cho hệ thống.
2.1.6. Thiết kế solarchrgecontroller
Solar charge controller có điện thế vào phù hợp với điện thế của pin mặt trời và điện thế ra tương ứng với điện thế của battery. Vì solar charge controller có nhiều loại cho nên bạn cần chọn loại solar charge controller nào phù hợp với hệ solar của bạn. Đối với các hệ pin mặt trời lớn, nó được thiết kế thành nhiều dãy song song và mỗi dãy sẽ do một solar charge controller phụ trách. Công suất của solar charge controller phải đủ lớn để nhận điện năng từ PV và đủ công suất để nạp battery.
Thông thường ta chọn Solar charge controller có dòng Imax = 1.3 x dòng ngắn mạch của PV
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 52 NHÓM SVTH 2.2 :Tính toán hệ thống:
2.2.1 Thông số khí tượng ở tp.Hồ Chí Minh
Hình 2.1.Bức xạ mặt trời và nhiệt độ trung bình trong năm 2.2.2: Tính toán thiết bị sử dụng trong hệ thống
2.2.2.1. Pin năng lượng mặt trời
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 53 NHÓM SVTH
EDCPV = Eden x 12h = 28 W x 12h = 336Wh/ngày (1) Trong đó, thời gian hoạt động của đèn là 12 giờ.
Điện áp DC của hệ thống sẽ được cấu hình là 12V, như vậy Ah trung bình mà PV cần phải tạo ra là:
IAh = EDCPV /12 = 336/ 12 = 28 Ah/ngày
Nếu tính luôn tổn thất khoảng 20% do bình accu gây ra trong quá trình nạp/xả thì Ah trung bình mà PV sẽ phải cung cấp là:
IAh = IAh x 1.1 = 28 Ah x 1.2 = 33.6Ah/ngày
Số giờ có nắng tại thành phố Hồ Chí Minh trung bình là 4.5 h/ngày, như vậy, dòng điện tổng mà PV sẽ phải sạc cho hệ thống là:
I sạc = IAh / 4.5= 33.6 / 4.5= 7.47A
Số lượng tấm PV cần thiết sẽ được tính dựa trên dòng sạc tối đa của tấm PV. Đối với loại Mitsubishi PV-UE130MF5N, dòng sạc tối đa là 7.47A/tấm, như vậy, số lượng tấm PV sẽ là:
NPV12 = Isạc / Imax =7.47 / 7.47= 1tấm
2.2.2.2: ẮC QUY
Từ (1) , năng lượng DC phải dự trữ là:
EDC ắcquy = EDCPV = 336 Wh/ngày
Hệ thống đèn đường có mức điện áp 12 V, dòng xả mà bình accu phải cấp là:
Ixả = EDC ăcquy / 12= 336 Wh/ngày / 12 = 28 Ah/ngày
Để đảm bảo tuổi thọ cho bình accu, độ xả tối đa sẽ được giới hạn là 50% của năng
lượng định mức . Như vậy , tổng năng lượng của hệ thống bình accu sẽ là:
E tổng = I xả tổng / 0.5 = 28/ 0.5 = 56 Ah/ngày
Thời gian backup khi không có nắng là 01 ngày, do đó năng lượng cần thiết để duy trì hệ thống là :
E tổng = 56 x 02 = 112 Ah/ngày
Nếu sử dụng loại bình Ritar 12V / 120Ah, tổng số lượng bình accu sẽ là:
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 54 NHÓM SVTH 2.2.2.3 Bộ điều khiển đèn đường Sunlight
Do bộ điều khiển Sunlight làm 2 nhiệm vụ là sạc accu từ tấm pin mặt trời và điều khiển đèn do đó chúng ta cần xem xét các thông số của 2 phần trên.
+ Sạc pin mặt trời.
Dãy điện áp hoạt động của bộ sạc ( 30 V > điện áp hở mạch của tấm pin mặt trời(21.9V).
Dòng nạp của bộ sạc tối đa mà bộ sạc chịu được ( 10A) > dòng nạp của tấm pin mặt trời
( 7.47 A).
+ Điều khiển đèn.
Điện áp hoạt động 12 VDC của bộ điều khiển phù hợp với đèn. Dòng tải tối đa là 20A của bộ điều khiển > dòng tải của đèn.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 55 NHÓM SVTH 2.3: Một số hình ảnh tiêu biểu hệ thống chiếu sáng đèn đường năng lượng mặt trời
Hình 2.2. Một số hình ảnh của hệ thống điện NLMT
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 56 NHÓM SVTH Công Trình Năng Lượng Sạch Solar – BK.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 57 NHÓM SVTH
CHƯƠNG 3
LẮP ĐẶT VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐÈN
ĐƯỜNG DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
3.1: Sơ đồ nguyên lý lắp đặt 1 cột đèn chiếu sáng
Cột đèn chiếu sáng gồm có:
Trụ & giá đỡ các thiết bị, tủ điện
Đèn LED chiếu sáng, Tấm pin mặt trời (PV), bộ điều khiển và ac-quy Các bước chính lắp đặt 1 cột đèn chiếu sáng:
a.Lắp trụ đèn và giá đỡ các thiết bị (Xem phần “Quy cách lắp đặt trụ đèn”). b.Lắp Tấm PV
c.Lắp Đèn
d.Lắp Tủ điện, cùng với ac-quy và Bộ điều khiển sạc ở bên trong.
Hình 3.1: Bản vẽ hoàn chỉnh cột đèn
Quy cách lắp đặt các giá đỡ, pin mặt trời, đèn LED chiếu sáng, tủ điện, bộ điều khiển sạc và ac-quy
3.1.1.Quy trình lắp đặt trụ đèn nhà giàn.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 58 NHÓM SVTH Hình 3.2: Bản vẽ trụ đèn
Gắn hai miếng bạc lót vào khung trụ đèn.
Hình 3.3: Bạc lót trụ đèn
Sau khi tru đèn được lắp đặt vào đúng vị trí. Kiểm tra đầy đủ dụng cụ trong hợp
đồ nghề và tiến hành các bước tiếp theo như sau:
3.1.2. Lắp đặt hộp đèn SP-90 vào giá đèn
Trước khi đưa đèn lên lắp trên trụ ta tháo nắp đèn ra và đấu 02 dây điện của đuôi đèn vào tiếp điểm đấu điện trước như các hình sau:
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 60 NHÓM SVTH Hình 3.4: Quá trình chuẩn bị đèn phía dưới trước khi đưa lên gắn trên trụ
Di chuyển giá đỡ đèn, đèn cẩn thận và chắc chắn.
Luồn dây cáp qua lỗ của giá đỡ đèn trước khi đưa giá đỡ đèn và đèn lên lắp trên trụ đèn.
Chú ý: - Quy ước cực: Đen (+), Trắng (-).
Cố định hộp đèn theo đúng hướng.
Hình 3.5: Định vị thanh giữ của giá đèn vào hộp đèn
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 61 NHÓM SVTH Hình 3.6: Cố định thanh giữ của giá đèn vào hộp đèn
Tiến hành đấu dây theo đúng yêu cầu kỹ thuật.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 63 NHÓM SVTH Hình 3.7: Các bước kết nối dây cáp điện vào đèn và đóng hộp đèn
Kết thúc quá trình gắn hộp đèn Led và đấu dây cho đèn.
3.1.3. Lắp đặt giá đèn và đèn vào cột
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 64 NHÓM SVTH Hình 3.8: Lắp đặt giá đỡ cùng với đèn vào cột đèn
Sau khi chỉnh hướng đèn thích hợp dùng ốc định vị gắn vào lỗ định vị để ngăn không cho đèn xoay.
3.1.4. Cách luồn dây điện
Sau khi gắn xong giá đỡ đèn và đèn Led vào cột đèn ta tiến hành luồn dây điện.
Trong lúc gắn đèn vào giá đèn ta tiến hành luồng dây điện vào cần đèn. Dùng móc để móc dây điện từ lỗ dây điện trên cần đèn. Dây điện từ đây sẽ được nối trực tiếp đến bộ điều khiển.
Chuẩn bị vật tư:
Chuẩn bị 01 đoạn dây cáp độ dài tùy thuộc vào khoảng cách từ trụ đèn đến bộ điều khiển
Lắp đặt tấm pin vào giá đỡ pin
Trước khi lắp pin vào giá đỡ pin thì phải kiểm tra các lỗ trên giá đỡ pin có bị bám nhiều kẽm làm hẹp các lỗ gắn đai ốc không? Nếu có, thì phải dùng dũa tròn dũa sạch các mãn bám trên lỗ gắn các đai ốc
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 65 NHÓM SVTH
Đặt ngữa giá đỡ pin và úp tấm pin vào giá đỡ pin.
Sau đó lắp đặt đủ tất cả các đai ốc để cố định tấm pin vào giá đỡ pin.
Cảnh báo: Đầu cực còn lại của sợi cáp nối tấm pin không được đoản
mạch. Cụ thể là: Khi 2 đầu dây đã bắt vào tấm pin thì phần kim loại của 2 đầu dây còn lại phải được tách rời nhau.
Quy ước cực: dây Đen – cos Đỏ (cực +), dây trắng - cos Xanh (cực -).
3.1.5. Lắp đặt bộ điều khiển sạc
Gắn chặt bộ điều khiển sau khi đã cố định hướng.
Lắp đặt bộ điều khiển vào tủ điều khiển trước khi lắp vào trụ đèn.
Chuẩn bị trước 02 cặp dây cáp điện nối Ắc quy với bộ điều khiển và cặp dây cáp điện nối từ CB tới bộ điều khiển.
Nhớ gắn đầu cốt từ Ac-quy vào bộ điều khiển trước rồi mới gắn vào Ac-quy.
Đấu dây theo đúng hướng dẫn lắp đặt .
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 66 NHÓM SVTH Hình 3.9: Hai đoạn dây nối Bộ điều khiển – Ac-quy và hai đoạn dây nối Bộ điều
khiển – CB.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 67 NHÓM SVTH Hình 3.11: Bắt vít giữ CB đã chuẩn bị trước đó vào bát giữ
3.1.6. Lắp đặt ắc-quy RA 12V-150DG và kết nối điện cho bộ điều khiển
Bước 1: Đặt Bình ắc-quy vào đúng giá đỡ và quay hướng mặt chính ắc quy ra ngoài.
Hình 3.12: Bình Ắc Quy
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 68 NHÓM SVTH Hình 3.13: Kết nối 2 đoạn dây “Bộ điều khiển – Ac-quy” vào bộ điều khiển trước
Lưu ý:
Dây Đen – cos Đỏ cực “+”; dây Trắng – cos Xanh cực “-”.
Hai đầu dây phải được bắt vào bộ điểu khiển trước.
Hai cực của ac-quy cũng tuyệt đối không được bị đoản mạch.
Đấu dây Trắng – Cos Xanh vào cực “-” và Dây Đen – cos Đỏ cực “+” sau.
Hình 3.14: Bắt chặt 2 đầu còn lại của cáp nối “Bộ điều khiển – Ac-quy” vào 2 đầu cực của ac-quy
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 69 NHÓM SVTH
Bước 3: Đấu dây điện của Pin vào bộ điều khiển
Hình 3.15: Đấu 2 đầu dây còn lại của cáp Tấm pin vào bộ điều khiển
Bước 4: Đấu dây từ CB vào bộ điều khiển
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 70 NHÓM SVTH
Bước 5: Đấu dây đèn vào bộ điều khiển
Hình 3.17: Đấu dây kết nối cáp đèn vào CB
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 71 NHÓM SVTH Hình 3.19: Đóng tủ điện và vặn ốc để chốt cửa tủ
Chú ý:
Đấu dây theo thứ tự từ các ngõ cực trên bộ điều khiển được đánh số từ 1 đến 6 và nếu tháo ra thì theo thứ tự ngược lại từ 6 đến 1.
Đấu dây cáp điện từ bộ điều khiển qua CB và lên đèn LED.
Khi dùng tuavít để đấu 1 dây vào bộ điều khiển, tuyệt đối không được để tuavít chạm vào phần kim loại các dây cáp điện còn lại hoặc chạm vào tủ điện, vì khi đó sẽ xảy ra đoản mạch dẫn đến hư bộ điều khiển hoặc các thiết bị khác, phóng điện gây nguy hiểm cho người thao tác.
3.1.7. Hướng dẫn chi tiết kết nối điện cho bộ điều khiển sạc.
a. Gắn bộ điều khiển trên mặt phẳng đứng (tường), chừa không gian phía trên và dưới bộ điều khiển.
b. Đảm bảo tấm PV và tải (đèn) thích hợp với loại bộ điều khiển sạc được sử dụng. c. Sáu đầu nối dây của bộ điều khiển (các đô-mi-nô) được đánh số từ 1 đến 6, thứ tự nối dây nên đấu theo thứ tự này. Các vi xử lý hoạt động tốt khi ac-quy được đấu dây trước tấm pin PV.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 72 NHÓM SVTH
d. Đấu dây ac-quy trước, nên chú ý không để các dây kim loại bên trong dây dẫn chạm trực tiếp vào phần kim loại của bộ điều khiển.
e. Tiếp theo, đấu dây tấm pin mặt trời. Đèn chỉ thị xanh sẽ sáng nếu có ánh sáng mặt trời (ban ngày) và các tấm pin đã được lắp đúng. Bộ điều khiển sẽ dựa vào đêm đầu tiên để xác định chiều dài đêm. Sau đó sẽ tiếp tục cập nhật 4 đêm tiếp theo và lấy trung bình. Trường hợp các tấm pin PV hở mạch, nên ngắt mạch ac-quy và khởi động lại vi xử lý.
f. Đấu dây Đèn cuối cùng. Nếu đèn chỉ thị đỏ sáng, ac-quy đang ở tình trạng điện áp yếu. Nếu điện áp ac-quy dưới 11.7V, tải sẽ tự động ngắt; nếu điện áp ac-quy dưới 10V, vi xử lý có thể không hoạt động. Vì vậy, nên sạc ac-quy trước khi hoàn thành lắp đặt hệ thống.
g. Bộ điều khiển đã gắn sẵn 1 jumper nối giữa cực âm của đô-mi-nô nối Đèn và đô-mi- nô chọn loại ac-quy. Nếu hệ thống sử dụng ac-quy dạng SEALED (kín), phải sử dụng jumper nối này. Trường hợp sử dụng ac-quy dạng FLOODED (dạng hở), tháo bỏ jumper.
h. Chế độ Kiểm tra (TEST)
Khi nhấn nút Test, hệ thống sẽ kiểm tra 2 chức năng:
- Kiểm tra chế độ cài đặt tự động của tải (Đèn). Mỗi chế độ cài đặt sẽ tương ứng với số
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 73 NHÓM SVTH
CHẾ ĐỘ CÀI ĐẶT SỐ LẦN NHÁY CỦA ĐÈN LED
ĐỎ OFF 0 2 1 4 2 6 3 8 4 10 5 3/1 6 4/2 7 6/2 8 D/D 9
Kiểm tra hoạt động của tải (Đèn)
Sau khi nhất nút TEST, Đèn sẽ sáng nếu việc lắp đặt đã đúng. Thời gian sáng là 5 phút. Đèn sẽ không sáng nếu hệ thống đang có điện áp thấp (LVD). Trong trường hợp LVD, nút TEST chỉ hoạt động 3 lần để đảm bảo ac-quy không bị hỏng.
Nếu hệ thống bị ngắt mạch do TEST, Đèn sẽ tắt. Lúc này, nên đợi khoảng 5 phút sau, nhấn TEST lần nữa để bật Đèn.
Hiệu chỉnh hiệu suất chiếu sáng ở mức D/D (tương ứng chế độ đèn sáng suốt đêm).
3.2. Bảo trì, thay thế, sửa chữa theo định kỳ hoặc hỏng hóc cho cột đèn, pin mặt trời, bộ điều khiển sạc, đèn LED chiếu sáng, ac-quy
Để đảm bảo tuổi thọ cao cho hệ thống các cột đèn và an toàn sử dụng thì hàng năm vào mùa khí hậu hài hòa, ít mưa gió (tháng 2 đến tháng 4) sẽ tiến hành bảo trì
3.2.1.Cột đèn, vỉ đỡ pin, giá đỡ đèn
Đây là những thiết bị được làm từ vật liệu thép nhúng kẽm nên hàng năm cần kiểm tra toàn diện tình trạng của lớp kẽm bao phủ thép.
GVHD: VŨ HOÀNG HẢI 74 NHÓM SVTH
nghiêng lệch theo thời gian.
Kiểm tra độ chắc chắn của buloong và vít giữ giữa các bộ phận sau và cho tiến hành vặn chặt trở lại.
Các đoạn cột đèn,
Vỉ đỡ pin và cột đèn,
Vỉ đỡ pin và khung tấm pin,
Giá đèn và cột đèn
Giá đèn và hộp đèn
