Bình ACU lăthiếtbị lƣutrữđiện[7]-một dạngnguồnđiện hóa học, dùngđểlƣu trữđiệnnăngdƣớidạnghóanăng.Khicóphụtảinốivăo,hóanăngđƣợcgiải
phóngdƣớidạngđiệnnăng.
Hiệnnaycórấtnhiềuloạiaccuvớinhững chấtlƣợng, tínhnăngvăgiâthănh rấtkhâcnhau.(axitchì,kínkhí,chìkhô,cadium,niken,Lithium….)Nhƣngxĩt
khổđồânnăy tatậptrungnghiíncứuACU chì–acidsảnxuấttheocôngnghệ kín khí, đđylă loạiACUkhôngcầnbảodƣỡng.
1.2.1.1. Cấu tạo
ACUchìgồmcócâcbảncựcbằngchìđi - ô-xítchìngđmtrongdungdịch acidSulfuric.Hình1.12trìnhbăycấutạocủaACU.
Câcbảncựcthƣờng cócấutrúcphẳng, dẹp,dạngkhunglƣới,lămbằnghợp kimchì- Antimone, cónhồicâchạthóachấttíchcực.Câchóachấtnăykhiđƣợc nạpđầylădioxitchìởcựcdƣơng, văchìnguyínchấtởcựcđm.Câcbảncựcđƣợc nốivớinhaubằngnhữngthanhchìởphíatrín,bảncựcdƣơngnốivớibảncực dƣơng,bảncựcđmnốivớibảncựcđm.Thôngthƣờng, câcbảncựcđmđƣợcđặtở bínngoăi,dođósốlƣợngcâcbảncựcđm nhiềuhơnbảncựcdƣơng. Câcbảncực đmngoăicùngthƣờngmỏnghơn,vìchúngsửdụngdiệntíchtiếpxúcíthơn.
Chấtlỏngdùngtrongbìnhaccunăy lădungdịchacidSulfuric. Nồng độcủadung dịchbiểutrƣngbằngtỷtrọngđođƣợc,tuỳ thuộcvăoloạibìnhaccu,vătìnhtrạng
phóngnạpcủabình.
Trịsốtỷtrọngcủabìnhaccukhiđƣợcnạpđầyđƣợcquyraở25⁰C(77⁰F) đƣợc cho ở Bảng 1.1 Bảng 1. 1: Tỷ trọng bình ACU ở 250C Loạibìnhaccu Tỷtrọngđiện phđn Bìnhacculămviệcởchếđộtảinặng,thídụcâcxetảiđiện côngnghiệp 1,275 Bìnhaccudùngchoxeôtô,phicơ. 1,260 Bìnhaccudùngchotảikhôngnặnglắm:thídụnhƣchiếu sâng,hoặckhởiđộngcâcđộngcơlớn… 1,245 Bìnhaccutĩnh,hoặcdùngchocâcứngdụngdựphòng 1,215
1.2.1.2. Dung lượng ACU
Dung lƣợng củaacculălƣợng điện(điệntích)măACUđósaukhiđêđƣợcnạp đầysẽphâtrađƣợctrƣớckhihiệuđiệnthếgiảmxuốngđến mứcngừng.Mứcngừng lămứcmăkhông nínbắtaccuphâtđiệntiếp,nếucứđểaccuphâtđiệnởdƣớimức
ngừngthìsẽgiảmtuổithọcủaaccu,thậmchícóthểlăm accu chết ngaylậptức. Đó lătrƣờng hợpdùngnhiềuaccumắcnốitiếpnhaukhi1accuđêphâthếtđiệnmă
nhữngcâikhâcchƣahếtđiệnvă tatiếptụcdùngthìcâihếtđiện trƣớcsẽbị đảo cực
văhỏnghoăntoăn.Vớiaccuchìthôngthƣờngthìmứcngừnglă1,67Vchomỗi ngăn;haylă 10Vchocả6ngăn.
Dunglƣợngcủa bìnhaccu thƣờngđƣợctính bằngAmpegiờ(Ah).Ahlătích sốgiữadòngđiệnphóngvớithờigianphóngđiện.Dunglƣợngnăythayđổitùy
theonhiềuđiềukiệnnhƣdòngđiệnphóng,nhiệtđộchấtđiệnphđn,tỷ trọngcủa dungdịch,văđiệnthếcuốicùngsaukhiphóng. Nhăsảnxuấtthƣờng đặtsốdung lƣợngtrongkýhiệucủaaccu.
TrƣớckhidùnglămnguồnđiệntaphảinạpđiệnchoACU.LúcnăyACU
đóngvaitròmộtmây thu,tíchtrữđiệnnăngdƣớidạnghóanăng.Khinạpđiệncho ACUngƣờitachodòngđiệnmộtchiềuđivăoACU.DungdịchAxitSunfuricbịđiện
phđn,lămxuấthiện HiđrôvăÔ xitởhaibảnchì.Ởbảnnốivớicựcđm (-)củanguồn điệnChìđi- ôxit (PbO2) khửmấtôxivăthănhchìPb,bảnnăysẽthănhcựcđm(-) của ACU.Cònởbảnnốivớicựcdƣơng (+) củanguồn điệnthìcóôxitbâmvăo,ôxihóa Pb3O4thănhChìđi-ôxit(PbO2),bản năysẽtrởthănhcựcdƣơng(+) của ACU.Khi haicực đêtrởthănhPbvăPbO2thìgiữachúngcómộthiệuđiệnthế, ACUtrởthănhnguồn điệnvăbđygiờtựnó cóthểphâtra dòngđiện.
Nếutanốihaicựccủa ACUđêđƣợcnạpđiệnbằngmộtdđy dẫnthìdòngđiệnchạy trongdđysẽcóchiềungƣợcvớidòngđiệnlúcnạpvăo ACU.Dòngđiệnnăy sẽgđy raquâtrìnhhóahọcngƣợclại,dungdịchaxitlạibị điệnphđnnhƣnglầnnăycâcion chuyểndờingƣợcchiềuvớilúcđầu,Hiđrôsẽchạyvề bảnPbO2vă khửôxi,lămcho bảnnăy chởthănhchìôxitPbO.Chođếnkhihaicựcđêhoăntoăngiốngnhauthì
dòngđiệntắt.BđygiờmuốnACUlạiphâtđiện,taphảinạpđiệnchonóđể haicực trởthănhPbvăPbO2.
1.2.2. Phóng vă nạp ACU 1.2.2.1. Phóng điện ACU 1.2.2.1. Phóng điện ACU Khicấptảivăoaccuthìdòngđitừcực(+)sangcƣc(-).Quâtrìnhphóngthểhiện trongHình3.4: Phóngđiệncóthểtiếnhănhvăobấtkỳthờiđiểmnăovăbấtkỳdòngđiện năonhỏhơntrịsốghitrongbảngchỉdẫncủanhăchếtạo. Khiphóngđiệnbằngchếđộ3giờhoặcdăihơn,cóthểphóngliíntụccho đếnkhiđiệnthếở mỗingăngiảmxuốngđến1,8V. Khiphóngvớichếđộ1,2giờ,thìngừngphóngkhiđiệnthếởmỗingăn xuốngđến1,75V. Khiphóng vớidòngđiệnnhỏthìkhông xâcđịnhviệckếtthúcphóng theo điệnthế.Trongtrƣờnghợpnăy,việckếtthúcphóngđƣợcxâcđịnhtheotỷtrọng
chấtđiệnphđn.Việcphóngđƣợckếtthúckhitỷtrọnggiảmđitừ0,03đến0,06
g/cm3sovớitỷtrọngban đầu (nhƣngcũng khôngđƣợcđểđiện thếmỗi ngăngiảm xuốngthấphơn1,75V).
1.2.2.2. Nạp điện cho ACU Tuỳtheophƣơngphâpvậnhănhaccu,thiếtbị nạpvăthờigianchophĩpnạp, Tuỳtheophƣơngphâpvậnhănhaccu,thiếtbị nạpvăthờigianchophĩpnạp, phƣơngphâpnạp,việcnạpcóthểđƣợcthựchiệntheocâccâchnhƣsau: Nạpvớidòngđiệnkhôngđổi. Nạpvớidòngđiệngiảmdần. Nạpvớiđiệnthếkhôngđổi. Nạpthayđổivớiđiệnthếkhôngđổi. Khinạpđiệndòngđitừcực(–)sangcực(+): Bảng 1. 2: Dòng nạp của một số ACU
Loạiaccu DòngđiệnnapA) Thờigiannạp(giờ)
12V.60Ah 5 12
12V.100Ah 10 10
12V.200Ah 10 18
1.2.2.3. Câc chế độ vận hănh ACU (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chế độ nạp thƣờng xuyín:
ĐốivớicâcloạibìnhACU tĩnhđiện, việcvậnhănhACUđƣợc tiếnhănh theo chếđộphụnạpthƣờngxuyín.ACUđƣợcđấuvăothanhcâimộtchiềusongsong vớithiếtbị nạp.Nhờvậy,tuổithọvă độtincậycủaACUtănglínvă hạ thấpchophí bảodƣỡng.
ĐểbảođảmchấtlƣợngACU,trƣớckhiđƣavăochếđộphụnạpthƣờng xuyínphảiphóngnạptậpdợt4lần.TrongquâtrìnhvậnhănhACUởchếđộphụ nạpthƣờngxuyín.ACUkhôngcầnphóngtậpdợtcũngnhƣnạplại.Trƣờnghợp saumộtthờigiandăilămviệcởchếđộphụnạpthƣờngxuyínmăthấy chấtlƣợng ACUbịgiảmthìphảithựchiệnviệcphóngnạpđộtxuất. ỞchếđộphụnạpthƣờngxuyíncầnduytrìđiệnthếtrínmỗiACUlă 2,2±0,5VđểbùtrừsựtựphóngvăduytrìACUởtrạngthâiluônđƣợcnạpđầy. Dòngđiệnphụnạpthôngthƣờngđƣợcduytrìtừ50-100mAchomỗi100Ahdung lƣợng.Ởchếđộphụnạpnăy,điệnthếtrínACUphảiđƣợcduytrìtựđộng trongkhoảng± 2%. Chế độ phóng nạp xen kẽ: ACUlămviệcởchếđộphóngnạpxenkẽlăACUthƣờngxuyíncấpvăophụ tảisaukhiđêngƣngnạp.Saukhiphóngđến mộtgiâtrị năođóthìphảinạptrởlại. TrƣờnghợpsửdụngACUkhôngnhiềuthìmỗithângphảitiếnhănhphụnạpvới
dòngđiệnkhôngđổilă 0,1xC. ViệcnạplạinăynhằmloạitrừviệcSunfathóa ởcâcbảncực.
1.2.3. Bộ điều khiển sạc ACU
Để có thể tích trữ điện năng văo ACU một câch an toăn vă trânh lăm hƣ hại ACU ngƣời ta sử dụng bộ điều khiển sạc[2]. Trƣớc đđy, khi chƣa có khâi niệm về PNLMT ngƣời ta chủ yếu trữ điện văo ACU bằng bộ điều khiển sạc AC – DC (220VAC - 12VDC/24VDC/48VDC). Vă kể từ khi PNLMT ra đời, bộ sạc ACU đƣợc thiết kế thím cho phù hợp với việc nạp trực tiếp điện năng tạo ra từ PNLMT mă không cần chuyển đổi AC – DC nữa (PNLMT tạo ra nguồn điện DC < = 24V). Bộ điều khiển sạc sẽ đảm
nhận nhiệm vụ chuyển toăn bộ năng lƣợng mă PNLMT tạo ra nạp đầy văo ACU theo đúng dung lƣợng vă điện âp của ACU, tự động ngắt khi ACU đến ngƣỡng đầy (UMax) vă tự động nạp lại khi điện âp ACU đến ngƣỡng nạp (UMin). Nhƣ vậy, ACU sẽ đƣợc nạp vă phóng một câch an toăn để kĩo dăi tuổi thọ.
Câcthôngsốkỹthuậtcầnđƣợcquantđm: Ngƣỡng điện thế cắt VMax:
Ngƣỡng điệnthếcắtVmaxlăgiâtrịhiệuđiệnthếtrínhaicựccủabộACUđê đƣợcnạpđiệnđầy,dụnglƣợngđạt100%,khiđónếutiếptụcnạpđiệnchoacquythì
ACUsẽbịquâđầy,dungdịchACUsẽbịsôidẫnđếnsựbayhơidung dịch dẫn điệnvălămhƣ hỏngcâcbảncực.Vìvậy khi códấuhiệuaccuđêđƣợcnạpđầy,hiệuđiện thếtrín câccựcbộACUđạtđếnV=Vmax,thìbộđiềukhiểnsẽ tựđộngcắthoặchạnchếdòng nạpđiệntừdănpinMặtTrời.Sauđókhihiệu điệnthếbộaccugiảmxuốngdƣớigiâ trịngƣỡng,bộđiềukhiểnlạitựđộngđóngmạchnạplại.
Ngƣỡng điện thế cắt - nạp VMin:
Ngƣỡng điện thế nạpVminlă giâtrị hiệuđiệnthếtrínhaicựcbộACU,khi ACUđê phóngđiệnđến giâtrịcậndƣớicủa dunglƣợngaccu(vídụ:đốivớiACU Chì–axit, khitrong
ACUchỉcònlại30%dung lƣợng).Nếutiếptụcsửdụngthì ACU sẽbị
phóngđiệnquâkiệtdẫnđếnhƣhỏng A C U .Vìvậy,Khibộđiềukhiểnnhậnthấy hiệuđiệnthếbộACUV≤Vminthìnósẽtựđộngcắtmạchtảitiíuthụ vă tiến hănh nạp điện văo ACU.Sauđónếu hiệuđiệnthếbộACUtănglíntríngiâtrịngƣỡng trín (đầy), bộđiềukhiểnlạitựđộngcắt nạp.
ĐốivớiACUC hì–axit,hiệuđiệnthếchuẩntríncâccựccủamộtbìnhlă
V=12V,thìthôngthƣờngngƣờitachọnVmax=14,0÷14,5V,cònVmin=10,5÷11,0V.
LED đƣợc xem nhƣ lă một diode, nhƣng nó có khả năng phât ra câc bức xạ nằm trong vùng ânh sâng nhìn thấy (ở đđy ta chỉ nói về LED phât ra ânh sâng nhìn thấy, không đề cập đến LED hồng ngoại, vì LED hồng ngoại phât ra bức xạ Hồng ngoại nằm ngoăi bức xạ ânh sâng nhìn thấy). LED đƣợc cấu tạo từ câc chất bân dẫn (cho bân dẫn p tiếp xúc với bân dẫn n, tạo thănh lớp tiếp xúc p-n, giống nhƣ modul PMLMT đê đề cập ở trín, tuy nhiín kích thƣớng nhỏ hơn nhiều). Khi ta cho nguồn điện một chiều (DC) chay qua lớp tiếp xúc p-n thì nó sẽ phât ra bức xạ dƣới dạng ânh sâng nhìn thấy với nhiều mău sắc khâc nhau. LED chỉ sử dụng nguồn điện một chiều, cao nhất lă 24VDC vì vậy nó tiíu thụ rất ít điện năng, khoảng 90% năng lƣợng mă nó tiíu thụ đều chuyển thănh năng lƣợng ânh sâng. Do đó, đđy lă bƣớc phât triển mới trong lĩnh vực chiếu sâng hiệu suất cao vă tiết kiệm năng lƣợng.
1.3.1. Giới thiệu về LED (Light Emitting Diode)
1.3.1.1. Cấu tạo vă nguyín lý hoạt động
Bản chất của LED lă một diode[7], nó chứa một chíp bân dẫn có pha câc tạp chất để tạo ra một tiếp giâp P-N,khi chất bân dẫn Silicon cho pha Indium (có 3 nối hóa trị, khi gắn nó văo mạng Silicon cần 4 nối, sẽ có một nối thiếu điện tử vă cho ra 1 lỗ trống) chúng ta sẽ có chất bân dẫn loại P vă khi cho pha với Phosphor (có 5 nối hóa trị, khi gắn nó văo mạng Silicon cần 4 nối, sẽ dƣ ra 1 hạt điện tử), chúng ta có chất bân dẫn loại N.Kính P chứa lỗ trống, kính N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A-nốt (A) ( kính P) đến K-tốt (K) (kính N), khi mối nối P-N đƣợc cho phđn cực thuận với nguồn pin ngoăi, câc điện tử lấp đầy chỗ trống sinh ra bức xạ ânh sâng, câc bƣớc sóng phât ra có mău khâc nhau tùy thuộc văo tạp chất trong chíp bân dẫn, Hình 1.16.
1.3.1.2. Phđn loại
LED đƣợc phđn thănh 3 loại chính theo dải công suất: cỡ nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn:
LED cỡ nhỏ tiíu thụ dòng điện từ 2 mA đến 20 mA điện âp đặt trín chíp từ 1.5V đến 3V, chúng đƣợc thiết kế đơn chiếc phục vụ cho mục đích hiển thị trạng thâi của mây, chiếu sâng cục bộ, Hình 1.17 a).
Đỉn LED cỡ trung: đƣợc thiết kế có chđn cắm để hăn văo mạch in hoặc thănh chíp 4 chđn để giúp tản nhiệt tốt, chúng đƣợc ghĩp thănh bảng mạch với nhiều LED nối tiếp hoặc song song. Loại đỉn LED năy thƣờng sử dụng lăm câc biển bâo, đỉn chiếu hậu ô-tô, đỉn chiếu sâng khẩn cấp, chúng tiíu thụ dòng điện cỡ 100 mAHình 1.17 b).
LED công suất lớn hay HPLED tiíu thụ dòng điện văi trăm mA đến văi Ampe, do tiíu thụ dòng điện lớn nín loại năy nhất thiết phải gắn với một bộ tỏa nhiệt tốt, nếu không HPLED sẽ hỏng sau văi giđy. Hiệu suất của HPLED rất cao có thể lín tới 105 lm/W. Ứng dụng của HPLED lă để thay thế loại đỉn chiếu sâng trong nhă (trang trí vă chiếu sâng), ngoăi trời, Hình 1.17 c).
Bản thđn công nghệ LED cho phĩp nó phât sâng đến 100.000h nhƣng có câc yếu tố ảnh hƣởng đến tuổi thọ bộ đỉn nhƣ: điện âp, dòng, nhiệt độ, công suất hoạt động, thời gian hoạt động liín tục, công nghệ chế tạo (hăng chính hêng sẽ có chất lƣợng tốt hơn, điều kiện môi trƣờng nơi sử dụng,….
1.3.2. Ứng dụng LED siíu sâng công suất cao trong chiếu sâng
Theo nhƣ phđn loại thì ta cũng hình dung ra đƣợc khả năng ứng dụng của Led trong cuộc sống lă cực kỳ mạnh mẽ: dùng lăm hiển thị thông tin, trang trí, chiếu sâng,…Tuy nhiín, trong đồ ân năy ta chỉ phđn tích khả năng ứng dụng trong chiếu sâng, đặc biệt lă chiếu sâng công trình công cộng.
1.3.2.1. Sử dụng Led cho chiếu sâng trong nhă
Trong gia đình chắc chắn sẽ có rất nhiều thiết bị cần tiíu tốn điện năng để hoạt động, nhất lă chiếu sâng cho không gian ngôi nhă lă không thể thiếu, nhƣng nếu sử dụng quâ nhiều loại đỉn phât nhiệt mạnh sẽ lăm cho ngôi nhă của bạn trở nín nóng bức, vă nếu giả sử nhƣ bạn bật điều hòa không khí thì sẽ gđy tiíu tốn thím một phần điện năng để loại bỏ lƣợng nhiệt đó. Văn phòng lă nơi lăm việc có rất nhiều ngƣời vă rất cần ânh sâng để lăm việc, vì thế lƣợng điện tiíu tốn cho chiếu sâng vă điều hòa nhiệt lă rất lớn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thay thế toăn bộ đỉn chiếu sâng trong nhă hay văn phòng của bạn bằng Led lă giải phâp tốt nhất để giải quyết những vấn đề trín. Ngoăi những tính năng vƣợt trội nhƣ: an toăn, tuổi thọ cao, hiệu suất cao, phât nhiệt thấp thì ânh sâng phât ra của Led rất an toăn cho mắt vă sức khỏe của con ngƣời (vì nó không dùng điện xoay chiều tần số 50Hz gđy nhấp nhây); vị trí lắp đặt của Led rất linh động, hầu nhƣ lă mọi nơi ban muốn, có thể đặt chìm văo trong tƣờng để tiết kiệm không gian vă tạo không gian hiện đại, mău sắc đa dạng sẽ giúp bạn có nhiều lựa chọn để trang trí tứng khoảng không gian trong căn phòng.
Hình 1.18, Hình 1.19 lă những ví dụ minh họa về hiệu quả của việc ứng dụng đỉn
1.3.2.2. Sử dụng Led trong chiếu sâng câc công trình công cộng
Led sử dụng để chiếu sâng công trình công cộng không còn xa lạ gì ở Việt Nam trong thời điểm hiện tại (năm 2014). Cầu Rồng (Hình 1.20 a)) lă một trong ba cđy cầu ở Đă Nẵng đƣợc trang bị hệ thống chiếu sâng giao thông vă hệ thống chiếu sâng trang trí hoăn toăn bằng Led, cũng nằm trong Top 3 cđy cầu ở Đă Nẵng lă cầu Thuận Phƣớc (Hình 1.20 b))còn đƣợc điều khiển ânh sâng Led bằng hệ thống từ xa lắp đặt ở hai đầu cầu.
Hình 1. 18: Chiếu sâng không gian trong nhă băng Led
Sử dụng đỉn Led để chiếu sâng đƣờng phố lă một giải phâp tiết kiệm tối ƣu mă nhiều nƣớc trín Thế Giới đê thực hiện từ rất lđu. Ở Việt Nam cũng đang dần thay thế Led trong chiếu sâng đƣờng bộ nhằm thực hiện tốt chủ trƣơng chính sâch của Nhă nƣớc về tiết kiệm điện vă bảo vệ môi trƣờng cho quốc gia, Hình 1.21.
a) b)
Hình 1. 20: Cầu đường bộ ở Đă Nẵng sử dụng Led trong chiếu sâng
a) Cầu Rồng
1.3.2.3. So sânh công nghệ chiếu sâng bằng Led so với câc công nghệ chiếu sâng trước đđy trước đđy Đỉn sợi đốt: Loạiđỉnnăyrađờiđêgần200năm.Trongbóngthủytinhđêhútchđn không cósợidđyvonfram rấtmảnh,thƣờnggọilăsợitóc.Khicódòngđiệnchạy qua,sợitócnónglínđếngần30000Csẽphâtsâng. Loạiđỉnnăy dễchếtạo,giârẻđiệnâpcóthấpthìchỉbớtsâng.Nhƣnghơn 95%nănglƣợngđiệntiíuthụlăđểtỏaranhiệt, phầnbiếnraânhsângnhìnthấy chƣađầy5%.
Khinóng,vonframbịbốchơi,nhỏđiđiệntrởtănglín,lạicăngnónghơnvă dễdẫnđếnđứt.Tuổithọđỉnnăycỡ1000giờ. Đỉn Halogen Loạiđỉnnăythựcchấtlăđỉnsợtđốtnhƣnglămbằngthủytinhchịunhiệt haythạchanh,trongcókhíthuộchọhalogen.Khidđyvônframbị đốtnóngbayhơi, hơivônfram lạiquaylạibâmvăodđy,chỗnăodđynhỏ,nóngthìhơivônframlại
bâmvăonhiềuhơn.Nhờđóbóngcó thểlămnhỏvădđytóclămviệc ởnhiệtđộcao, ânhsângphâtramạnh,cókhiđến9%năng lƣợngđiệntiíuthụbiếnraânhsâng. Tuổithọcủađỉncó thểđến2000giờ.
Mộtbóngđỉnhalogen60W cóđộsângtƣơngđƣơng vớibóngđỉnsợiđốt thƣờng100W. Bóngđỉnrấtnóng,cấutạophứctạp,vậtliệucaocấphơnsovớibóngđỉn
sợiđốtthƣờng,giâthănhcao.
Đỉn hơi Natri:
Bóngđỉnrấtnóng,cấutạophứctạp,vậtliệucaocấphơnsovớibóngđỉn sợiđốtthƣờng,giâthănhcao.
- Đỉn hơi Natri âp suất thấp:
Gồm bóngthủytinhởbínngoăi,mặttrongcủabóngthủytinhnăycóphủ mộtlớpoxytindi. Lớpnăyngăncảnlămchotiahồngngoại(nhiệt)phảnxạlạicòn ânhsângnhìnthấythìxuyínquadễdăng.Bíntrongbóngthủytinhcómộtống hìnhchữU cóhaiđiện cựcvă nạp khítrơnhƣneon,argomvămộtítnatri.Tạo điện khíkíchthíchchohỗnhợpkhítrongốngchữUphóng điệnbanđầuchỉphâtraânh sângmăuhồng,hỗn hợpkhíhơibịnónglínlămcho natribiếnthănh hơinatri. Hơi natrinăybịphóngđiệnkíchthíchphâtraânhsângmăuvăng.Nhờlớpoxytindinín
nhiệtkhôngtỏarangoăimăquaylạilămchohơinatridễphâtsânghơn.Nhờđó đỉnnatricó độphâtsângcaotuổithọđến18.000giờ.
Đỉnnatrichoânhsângmăuvăng thíchhợpchoviệclămđỉnđƣờng chiếu sângcôngcộng,vì măuvănglă mău mắtnhạycảmnhất.
- Đỉn hơi Natri âp suất cao:
Đỉngồm cóốngthạchanhnhỏ,cóhaiđiệncựcởhaiđầu,bíntrongcóhỗn hợpthủyngđnvănatri.Khitạoraphóngđiệngiữahaicực,nhiệtđộtrongốngtăng líndần lăm chođiệntrởcủa ống khígiữahaicực giảm,dòngđiện qua ống lạităng, nhiệtđộtrongốnglạităngthím nữa.Nhờbốtríchấnlƣuníndòngđiệntrongống chỉtăngđếnmột mứcgiớihạnđủđểâp suấthơitrongốngkhâcao,ânhsângphâtra
khâmạnh.Sựphóngđiệncủahỗnhợpthủy ngđnvănatriởâpsuấtcaochoraânh sângvăngxanhthíchhợpchochiếusângquêngtrƣờng,đƣờngxâởthănhphố.
Đỉncaoâpcócấutạophứctạp,giâtiềncaonhƣng rấtsângvătuổithọbền, cỡ20.000giờ.
Đỉn huỳnh quang:
Thƣờnggọilăđỉn ốngvìcócấu tạolămộtống thủytinhhănkín, haiđầu có điệncựcvătrongốngcókhítrơNeonvăvăigiọt Thủy ngđn.Bíntrongthănhống thủytinh có phủ mộtlớpmỏngbộtchấthuỳnhquang.Nhờhaibộphậnbínngoăilă tắctevăchấnlƣu,cóthểmồichoốngkhíneonphóngđiệnkĩotheothủy ngđnbay hơilín,tiatửngoạiphâtra.Tiatửngoạinăykíchthíchbộthuỳnhquangởthănh ốngphâtraânhsângnhìnthấy.Măusắccủa đỉnhuỳnhquangphụthuộcchấtlƣợng củabộthuỳnhquang. Theocơchếnăynínđỉnhuỳnhquangrấtíttoảnhiệt,khoảngtừ15-25% nănglƣợngđiệntiíuthụđƣợcbiếnthănhânh sâng,tuổithọcóthểđến10.000giờ. Đỉnhuỳnhquangcónhƣợcđiểmlăcồngkềnh,cơchếmồichophóngđiệnphức tạp,khôngtănggiảmđộsângđƣợcvătắtmởnhiềulầnthì đỉnchónghỏng. Đỉn Compact: Vềbảnchất,đỉncompactlăđỉnhuỳnhquangcảitiến.Vềhìnhdạngngƣời takhông lămthănhốngdăimălămgọnlại,hìnhchữUhoặchìnhxoắn,cóđuicăi hoặcđuixoâynhƣởbóngđỉnsợiđốt.Loạimới,phổbiếnhiệnnaythìtắctevă chấn lƣuđƣợcthay bằngbộmồiđiệntử,gọnnhẹđểgọnvăotrongđuiđỉn.Cảitiếncơ bảnởđỉncompact lăchấtliệuởlớphuỳnhquanhphủởbíntrongđuiđỉn.Không những
chấtliệuphâtsângcaohơnnhƣng lạiphủthănhnhiềulớp tậndụngđƣợc nhiều hơntiatửngoại.Mộtđỉncompact 11Wsângbằngđỉn sợiđốt60W, tuổithọ cỡ10.000giờ.
Ƣuviệtcủađỉncompatrấtrõnínđêhăngchụcnămnay trínthếgiớiđêcó phongtrăokíugọitiếtkiệmđiệnbằngcâchdùngđỉncompact.Tuy nhiínđỉn compact
cómộtsốnhƣợc điểm:cầnđiệnthếcaođểmồichophóngđiệnphâtsâng,
Trongđỉnhuỳnhquangcũngnhƣđỉncompatluôncóthuỷngđn,tuỷt nhƣnglăchấtdễbayhơi,rấtđộchại,dễphđntânvăomôitrƣờnggđyônhiễm đƣờnghôhấp.Ởcâcnƣớctiíntiếncóyíucầunhămâylămđỉnhuỳnhquang,đỉn compactphảithuhồisảnphẩmđỉnhỏngđểtâichế,chủyếulăthulạithuỷngđn khôngđểphđntân. Câcloạiđỉnchiếusângtrìnhbăyởtrínmỗiloạiđỉncóƣunhƣợcđiểm riíng.Hiểubiếtđƣợcnguyínlýhoạtđộngtadễdăngphđntích,sosânhphạmvi ứngdụngcủatừngloạiđỉn. Cóthểnóisửdụngđạitrăđỉnsợiđốtcónhiềunhƣợcđiểm nhấtvăđỉn compact cóƣuđiểmnhất.Nhƣngcóphảiđỉncompăccónhiềuƣuđiểmnhấthay không?Trongphầntớichúngtasẽthấyđỉnchiếusângbằngđiôt phât sânggần đđy phâttriểncónhữngƣuđiểmvăkhôngcónhữngnhƣợcđiểmcủahầuhếtcâcđỉn nóitrín. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Công nghệ chiếu sâng tiết kiệm, hiệu suất cao – Led:
ĐỉnLEDrađờitừnhững năm 60củathếkỷ trƣớc, đƣợcứngdụngđểhiểnthị thời gian của đồnghồbâo thứchaydunglƣợngpincủa mâyghihìnhthôngqua ânh sângđỏ,xanhlâcđy,văngmăchƣacó mầutrắng.
Năm 1993,Côngty HóachấtNichiacủaNhậtBảnđênghiín cứuhoănchỉnh côngnghệchế tạoloạiđỉnLEDcho ânh sângtrắng.Ðólăsựkếthợp giữaânh sâng đỏ, lụcvă xanhlâ cđyđể chora ânhsângtrắng.Kếtquảnghiíncứunóitrínđê mởra cơ hộimớiđểứngdụngđỉnLEDvăocuộcsống.
Ðỉn LEDdựa trín côngnghệbân dẫn. Hiệntại,đỉn LEDcho ânh sângtrắng cótuổithọtối đa 100.000nghìngiờsửdụng nếu bỏ qua câc yếu tố tâc động bín
ngoăi,gấp100lầnsovớibóngđỉn60Wthôngthƣờng. ÐỉnLEDsẽthay
thếdầnđỉnsợiđốtvăđỉnhuỳnhquangbởinhữngƣuđiểmnhƣ
tiếtkiệmnănglƣợngtiíuthụtừ80% đến90% (thậm chí có thể cao hơn nữa trong tƣơng lai) sovớiloạiđỉnthông thƣờng; tuổithọ cao(nếuthắpđỉnLED10giờmỗingăythìgần 30nămsaumớiphảithaybóng); kíchcỡnhỏ, hiệu suất chiếu sâng cao có thể đạt đến bằng
hoặc trín 200 Lm/W trong tƣơng lai;nhiệtnăngsinhratrongquâtrìnhhoạtđộngkhông đângkể;hoạtđộng
tốttrongđiềukiệnnhiệtđộthấp;sửdụngdòngđiệnmộtchiềuvớihiệuđiệnthế
nhỏ;khônggđyônhiễmmôitrƣờngvìkhôngsinhratiacựctím,khôngcóthủy ngđn...
Mău sắc của Led rất đa dạng (nằm trong dải ânh sâng nhìn thấy: đỏ, xanh, lục,…), ngoăi ra ta còn có thể pha đƣợc mău sắc của Led thông qua 3 mău cơ bản lă Đỏ, Lục, Lam (hay ký hiệu R-G-B) để cho ra vô số những mău sắc khâc nhau, tùy thuộc văo tỉ lệ pha trộn của 3 mău.
1.3.3. Kết luận
Với những ƣu điểm vƣợt trội của Led đê phđn tích ở trín so với câc loại đỉn chiếu sâng khâc, ta thấy việc lựa chon Led để thay thế trong chiếu sâng lă một lựa chọn phù hợp, không những với xu hƣớng Thế Giới mă còn lă xu hƣớng của tƣơng lai trong vấn đề tiết kiệm năng lƣợng vă ứng dụng năng lƣợng sạch. Con ngƣời vẫn đang tiếp tục nghiín cứu để cải thiện, nđng cấp những ƣu điểm của Led đến mức tối đa, trong tƣơng lai không xa Led sẽ hoăn toăn thay thế câc loại đỉn chiếu sâng, khi con ngƣời đạt đến cột mốc cuối cùng của công nghệ chiếu sâng bằng Led.
1.4. MÔ HÌNH SOLAR – ACU – LED 1.4.1. Mô hình Solar – Acu – Led tập trung 1.4.1. Mô hình Solar – Acu – Led tập trung
Mô hình Solar – Acu – Led tập trung lă một dạng kết hợp ở quy mô vă công suất lớn, PNLMT đƣợc lắp đặt tập trung thănh những khối hay vùng lớn để đồng loạt tạo ra một nguồn điện năng chung, cùng tích trữ văo hệ thống Acu (nhiều Acu đƣợc ghĩp nối lại với nhau) để cho một hệ thống tải lớn cùng sử dụng. Ví dụ nhƣ: hệ thống PNLMT vă hệ thống Led chiếu sâng lắp đặt tại Trƣờng Sa.
1.4.1.1. Cấu trúc kết nối
Mô hình lă sự kết nối giữa hệ thống PNLMT ( thông qua bộ điều khiển sạc Charge Controller: không băn đến), Hệ thống trữ điện Acu vă hệ thống tải (Led chiếu sâng).
Dạng cấu trúc nhƣ trín chủ yếu đƣợc lắp đặt ở những nơi mă nguồn điện lƣới quốc gia không đến đƣợc nhƣ ở câc đảo, vùng núi, câc dự ân cung cấp năng lƣợng sạch hoặc đƣợc dùng để sản xuất điện năng cho hệ thống đỉn chiếu sâng công cộng với quy mô lớn, Hình 1.22 minh họa mô hình năy.
Hệ thống PNLMT sẽ tạo ra lƣợng điện năng rất lớn từ ânh sâng Mặt Trời, tích trữ văo hệ thống Acu thông qua bộ điều khiển sạc ( tuy nhiín chúng ta bỏ qua chi tiết năy), hệ thống Acu trở thănh nguồn trung gian để cung cấp điện năng cho tải sử dụng (Led) cả ngăy lẫn đím.
Solar system Battery system
system
Load Led system system
1.4.1.2. Điều kiện ứng dụng vă lắp đặt
Chính vì lă một hệ thống tập trung rất nhiều PNLMT nín để lắp đặt hệ thống năy cần lƣợng kinh phí rất lớn, cần có diện tích rộng để có thể bố trí vă lắp đặt Pin, những nơi có số giờ nắng trong ngăy/trong năm cao, đặc biệt rất phù hợp ở câc đảo.
Ở Việt Nam có rất nhiều nơi hội tụ đầy đủ câc yếu tố để lắp đặt vă vận hănh mô hình năy, để mang lại nguồn năng lƣợng sạch, không chỉ trong chiếu sâng mă còn phục vụ đƣợc sinh hoạt vă nghiện cứu nhƣ: câc tỉnh ven biển miền Trung, Nam Trung Bộ vă Nam bộ.
1.4.2. Mô hình Solar – Acu – Led đơn (mini)
Đđy lă dạng mô hình thu gọn của mô hình tập trung (quy mô, công suất nhỏ), cấu trúc cũng tƣơng tự. Tuy nhiín, đđy lă dạng mô hình rất linh động đƣợc ứng dụng nhiều trong cuộc sống, nghiín cứu vă học tập, đƣợc tích hợp văo nhiều thiết bị công nghệ.
GVHD: Ts. Trần Tiến Phức SVTH: Nguyễn Quang Hải
Hình 1.23 mô tả cấu trúc của mô hình Solar – Acu – Led (hay gọi lă mô hình
mini), mô hình cũng gồm 3 thănh phần chính lă: PMLMT/Modul PNLMT, Acu/battery, tải/thiết bị sử dụng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đđy lă mô hình có kích thƣớc thu nhỏ, đƣợc lắp đặt hay tích hợp luôn văo thiết bị sử dụng, mỗi thiết bị sẽ đƣợc cung cấp bởi một nguồn năng lƣợng riíng.
1.4.2.2. Điều kiện ứng dụng
Mô hình Solar – Acu – Led đơn đƣợc ứng dụng rất nhiều trong đời sống hiện nay có thể kể đến lă: trụ đỉn chiếu sâng công cộng bằng PNLMT, điện thoại di động sạc bằng năng lƣợng Mặt Trời, đỉn học tập sử dụng PNLMT, …
Hình 1.24 lă những ứng dụng rất phổ biến của mô hình Solar – Acu – Led đơn
trong đời sống hiện nay.
CHƢƠNG 2
ỨNG DỤNG ĐIỆN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI VĂO CHIẾU SÂNG CÔNG TRÌNH CÔNG CỘNG BẰNG ÂNH SÂNG LED
TẠI TRƢỜNGĐẠI HỌC NHA TRANG
Ở Chƣơng 2 sẽ trình băy về câch thức ứng dụng vă trình tự thiết kế một mô hình chiếu sâng công trình công cộng bằng Led sử dụng năng lƣợng sạch (năng lƣợng Mặt Trời). Chúng ta sẽ đi sđu văo từng quâ trình thực hiện vă kết quả đạt đƣợc của dự ân: “Cải tạo hệ thống chiếu sâng công cộng bằng LED sử dụng điện năng lượng Mặt Trời
trín tuyến đường nội bộ từ Cổng trường đến Nhă A8 của trường Đại học Nha Trang”.
Chƣơng năy cũng sẽ trình băy cấu trúc của hệ thống đƣợc lắp đặt thuộc loại mô hình năo đê đƣợc trình băy ở Chƣơng 1; sự kết hợp của công nghệ năng lƣợng sạch vă công nghệ điều khiển thông minh (chuyín ngănh điện tử), không chỉ sử dụng cho việc điều khiển hệ thống mă còn phục vụ cho việc nghiín cứu, đânh giâ cấu hình hệ thống đang sử dụng hiện tại có phù hợp; để tạo ra sự kết hợp tối ƣu nhất.
2.1. KHẢO SÂT TÌNH TRẠNG CHẤT LƢỢNG CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÂNG HIỆN TẠI SÂNG HIỆN TẠI
2.1.1. Vị trí khảo sât
Chúng ta sẽ tiến hănh khảo sât vă đânh giâ chất lƣợng công trình hiện tại, tại tuyến đƣờng đôi từ cổng trƣờng Đại học Nha Trang (ĐHNT) đến Nhă A8, đđy sẽ lă tuyến đƣờng sẽ đƣợc tiến hănh cải tạo hệ thống chiếu sâng. Hình 2.1. lă vị trí của tuyến đƣờng trín mặt bằng chung toăn trƣờng
2.1. :
-
- 1
- -
- –
.
Hình 2.2. lă toăn cảnh tuyến đƣờng từ Cổng trƣờng ĐHNT lín nhă A8 nhìn từ vệ
tinh (lấy từ Google maps), hƣớng chỉ của mũi tín lă hƣớng của tuyến đƣờng.
Quan sât Hình 2.1 vă Hình 2.2 ta thấy tuyến đƣờng năy có độ dốc nhất đinh thông qua số liệu bình đồ, tuyến đƣờng gấp khúc nhiều cđy cối 2 bín đƣờng che phủ vă lă tuyến đƣờng quan trọng dẫn đến nhă Hiệu Bộ (nơi lăm việc chính của bộ mây Nhă
8
KTX K4
trƣờng). Đđy lă những đặc điểm đặc trƣng của tuyến đƣờng mă ta cải tạo, cần có những
lƣu ý cho thiết kế.
2.1.2. Kết quả khảo sât
2.1.2.1. Hiện trạng về trang thiết bị
Chất lƣợng của câc trụ ếp tục xuống cấ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
bị oxi hóa vă bị ăn mòn ngay từ bín trong trụ(Hình 2.3), lớp sơn chố ị băo
Hình 2. 2: Tuyến đường từ Cổng trường ĐHNT đến nhă A8 nhìn từ vệ tinh