Mẹo về Tiểu luận về pin năng lượng mặt trời 2022
Bùi Trường Sơn đang tìm kiếm từ khóa Tiểu luận về pin năng lượng mặt trời được Update vào lúc : 2022-08-14 10:18:06 . Với phương châm chia sẻ Bí kíp về trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi tham khảo Post vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại phản hồi ở cuối bài để Ad lý giải và hướng dẫn lại nha.Tóm tắt nội dung tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ ---- // ---- TIỂU LUẬN HÓA HỌC 1 NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ở NƯỚC TA Nhóm sinh viên thực hiện: 1.Nguyễn Tiến Đạt MSSV : 09248301 2.Huỳnh Phát Đạt MSSV : 09242531 3.Đậu Khắc Đông MSSV : 09239901 4.Võ Đức Dự MSSV : 09262911 Lớp : ĐHĐT3TLT Khóa : 2010-2013 GVHD: Lê Trọng Thành 1 TP. Hồ Chí Minh , ngày 10 tháng 2 năm 2010 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP T/P Hồ Chí Minh CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự do - Hạnh phúc ----- // ----- ----- //----- NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN Họ và tên sinh viên: 1.Nguyễn Tiến Đạt MSSV : 09248301 2.Huỳnh Phát Đạt MSSV : 09242531 3.Đậu Khắc Đông MSSV : 09239901 4.Võ Đức Dự MSSV : 09262911 Chuyên ngành :Công nghệ Điện Tử Lớp : ĐHĐT3TLT 1.Tên đề tài tiểu luận : Nghiên cứu triển khai ứng dụng pin năng lượng mặt trời ở nước ta 2.Yêu cầu và mục tiêu: Trong khi những nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ đang dần hết sạch, giá tiền cao, nguồn cung cấp tạm bợ, nhiều nguồn năng lượng thay thế đang được những nhà khoa học quan tâm, đặc biệt là nguồn năng lượng mặt trời. Việc tiếp cận để tận dụng nguồn năng lượng mới này sẽ không riêng gì có góp thêm phần đáp ứng kịp nhu yếu năng lượng của xã hội mà còn tương hỗ tiết kiệm điện năng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường tự nhiên thiên nhiên. Ở Việt Nam , với sự tương hỗ của nhà nước (những bộ, ngành) và m ột s ố tổ chức quốc tế đã thực hiện thành việc làm xây dựng những trạm pin mặt trời có hiệu suất rất khác nhau phục vụ nhu yếu sinh hoạt và văn hóa của những địa phương vùng sâu, vùng xa, những khu công trình xây dựng nằm trong khu vực không còn lưới điện. Tuy nhiên lúc bấy giờ pin mặt trời vẫn đang còn là một món hàng xa x ỉ đối với những nước nghèo như tất cả chúng ta . Do đó, việc triển khai nghiên cứu và phân tích ứng dụng pin mặt trời và hạ giá tiền sản phẩm là một công vi ệc h ết s ức thiết yếu. 3.Ngày giao đề tài : 12/1/2010 2 4.Ngày hoàn thành xong đề tài :12/2/2010 5.GV hướng dẫn : Lê Trọng Thành TP.Hồ Chí Minh,ngày10 tháng2 năm 2010 BCN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN Trưởng Khoa GV: Lê Trọng Thành Th.S Bùi Thư Cao NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: (Giáo viên ghi nhận xét của tớ bằng tay thủ công,vào phần này) Phần đánh giá: • Ý thức thực hiện: • Nội dụng thực hiện: • Hình thức trình bày: • Tổng hợp kết quả: Điểm bằng số: Điểm bằng chữ: (Quy định về thang điểm và lấy điểm tròn theo quy định của trường) 3 Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2009 NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ghi rõ họ, tên) LỜI NÓI ĐẦU Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa h ọc kỹ thuật phát triển ngày càng tăng. Trong khi đó những nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá,dầu mỏ, khí thiên nhiên và trong cả thủy điện đều hạn chế, làm cho quả đât đứng trước rủi ro tiềm ẩn tiềm ẩn bị thiếu hụt năng l ượng. Việc tìm kiếm và khai thác những nguồn năng lượng mới nh ư năng lượng h ạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời là phía quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng. Việc nghiên cứu và phân tích sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường tự nhiên thiên nhiên lúc bấy giờ. Năng lượng mặt trời được xem nh ư là ngồn năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sẵn có, siêu s ạch và miễn phí. Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Việt Nam có lợi thế là nằm trong vùng phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên map bức xạ mặt trời của thế gi ới, với bờ biển trải dai hơn 3.000km, lại sở hữu tới hàng nghìn đảo hiện có dân cư sinh sống, nhưng nhiều nơi không thể đưa điện lưới đến được. Vì vậy,việc nghiên cứu và phân tích triển khai áp dụng năng lượng thay thế trong đó có năng l ượng mặt trời là rất thiết yếu. 4 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 4 Mục lục 5 Phần 1 : Tổng Quan về đề tài 6 Phần 2 : Nội dung nghiên cứu và phân tích và kết quả 7 Chương 1: Nguyên lý hoạt động và sinh hoạt giải trí và cấu trúc của pin mặt trời 7 1.1 : Hiệu ứng quang điện 7 1.2 : Hiệu suất của quá trình biến hóa quang điện 10 1.3 : Cấu tạo pin mặt trời 10 Chương 2 : Thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 13 2.1 : Hệ thống điện mặt trời 13 2.2 : Các thông số thiết yếu để thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 14 2.2.1 :Yêu cầu và những đặc trưng của phụ tải 14 2.2.2 :Vị trí lắp đặt khối mạng lưới hệ thống 15 2.3 : Các bước thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 16 2.3.1 :Lựa chọn sơ đồ khối 16 2.3.2 :Tính toán hệ nguồn điện pin mặt trời 17 2.4 : Các bộ điều phối năng lượng 21 2.4.1 :Bộ điều khiển nạp – phóng điện 21 2.4.2 :Biến đổi điện DC – AC 22 5 2.4.3 :Hộp nối và dây nối điện 24 Chương 3 : Ứng dụng pin mặt trời 25 Phần 3 : Kết luận và kiến nghị 30 Phụ Lục 33 Tài liệu tham khảo 34 PHẦN I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.Giới thiệu chung về vấn đề và mục tiêu nghiên cứu và phân tích : Trong khi những nguồn năng lượng như than đá, dầu mỏ đang ngày càng hết sạch thì việc nghiên cứu và phân tích triển khai những nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời,năng lượng gió…là việc thiết yếu góp thêm phần bảo vệ môi trường tự nhiên thiên nhiên và phục vụ nhu yếu sinh hoạt của những vùng dân cư nơi chưa tồn tại điện lưới kéo đến. 2.Tóm tắt nội dung nghiên cứu và phân tích : Nội dung nghiên cứu và phân tích được phân thành 3 chương : Chương 1: Nguyên lý hoạt động và sinh hoạt giải trí và cấu trúc của pin mặt trời 1.1 : Hiệu ứng quang điện 1.2 : Hiệu suất của quá trình biến hóa quang điện 1.3 : Cấu tạo pin mặt trời Chương 2 : Thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 2.1 : Hệ thống điện mặt trời 2.2 : Các thông số thiết yếu để thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 2.2.1 :Yêu cầu và những đặc trưng của phụ tải 2.2.2 :Vị trí lắp đặt khối mạng lưới hệ thống 2.3 : Các bước thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 6 2.3.1 :Lựa chọn sơ đồ khối 2.3.2 :Tính toán hệ nguồn điện pin mặt trời 2.4 : Các bộ điều phối năng lượng 2.4.1 :Bộ điều khiển nạp – phóng điện 2.4.2 :Biến đổi điện DC – AC 2.4.3 :Hộp nối và dây nối điện Chương 3 : Ứng dụng pin mặt trời PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ CHƯƠNG I :NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO CỦA PIN MẶT TRỜI Pin mặt trời thao tác theo nguyên tắc là biến hóa trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng nhờ biến hóa quang điện. 1.1 : Hiệu ứng quang điện: Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên vào năm 1839 bởi nhà vật lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiên cho tới năm 1883 một pin năng lượng mới được tạo thành, bởi Charles Fritts, ông ph ủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng dính vàng để tạo nên mạch nối. Thiết bị ch ỉ có hiệu suất 1%, Russell Ohl xem là người tạo ra pin năng lượng mặt trời đ ầu tiên năm 1946. Sau đó Sven Ason Berglund đã có những phương pháp liên quan tới việc tăng kĩ năng cảm nhận ánh sáng của pin. Xét một hệ 2 mức năng lượng h là hằng số Planck,v là tần số ánh điện tử (hình 1) E1 < E2, bình sáng) bị điện tử hấp thụ và thường điện tử chiếm mức năng chuyển lên mức năng lượng E2. Ta lượng thấp hơn E1. Khi nhận bức có phương trình cân đối năng xạ mặt trời, lượng tử ánh sáng lượng: photon có năng lượng hv (trong đó 7 Hình 1: Hệ 2 mức năng lượng Hv = E2 – E1 Trong những vật thể rắn, do tương tác rất, mạnh mẽ và tự tin của mạng tinh th ể lên điện tử vòng ngoài, nên những mức năng lượng của nó bị tách ra nhiều mức năng lượng sát nhau và tạo thành những vùng năng lượng (hình 2). Vùng năng lượng thấp bị những điện tử chiếm đầy khi ở trạng thái cân đối g ọi là vùng hóa trị, mà mặt trên của nó là mức năng lượng Ev. Vùng năng l ượng phía trên tiếp đó hoàn toàn trống hoặc chỉ bị chiếm một phần gọi là vùng dẫn, mặt dưới của vùng có năng lượng là Ec. Cách ly giữa hai vùng hóa trị và vùng dẫn là một vùng cấp có độ rộng với năng lượng là Eg, trong đó không còn mức năng lượng cho phép nào của điện tử. Khi nhận bức xạ mặt trời, photon có năng lượng hv tới hệ thống và bị điện tử ở vùng có hóa Hình 2: Các vùng năng lượng trị thấp hấp thu và trở thành điện tử tự do e-, để lại ở vùng hóa trị một lỗ trống hoàn toàn có thể xem như hạt mang điện dương, kí kiệu là h +. Lỗ trống này còn có thể di tán và tham gia vào quá trình dẫn điện. Hiệu ứng lượng tử của quá trình hấp thụ photon hoàn toàn có thể mô tả bằng phương trình: Ev +hv e- + h+ (1.2) 8 Điều kiện để điện tử hoàn toàn có thể hấp thu năng lượng của photon và chuyển từ vùng hóa trị lên vùng dẫn, tạo ra cặp điện tử - lổ trống là hv = hc/λ >= Ec – Ev. Từ đó hoàn toàn có thể tính được bước sóng tới h ạn λc của ánh sáng để hoàn toàn có thể tạo ra cặp e- và h+: hc h 1,24 λc = = c = ( µm ) Ec − Ev E g Eg Trong thực tế những hạt dẫn bị kích thích e - và h+ đều tự phát tham gia vào quá trình phục hồi, hoạt động và sinh hoạt giải trí đến mặt của những vùng năng l ượng: điện tử e- giải phóng năng lượng để chuyển đến mặt của vùng dẫn Ec, còn lỗ trống h+ chuyển đến mặt của Ev, quá trình phục hồi ch ỉ xảy ra trong khoảng chừng thời gian rất ngắn 10-12 - 10-1giây và gây ra xấp xỉ mạnh ( photon). Năng lượng bị tổn hao do quá trình phục hồi sẽ là Eph = hv – Eg. Tóm lại khi vật rắn nhận tia bức xạ mặt trời, đi ện t ử ở vùng hóa tr ị hấp thụ năng lượng photon hv và chuyển lên vùng dẫn tạo ra cặ hạt dẫn điện tử - lỗ trống e- - h+, tức là đã tạo ra một điện thế. Hiện tượng đó gọi là hiệu ứng quang điện bên trong. 9 Hình 3: Nguyên lý hoạt động và sinh hoạt giải trí của pin mặt trời 1.2: Hiệu suất của quá trình biến hóa quang điện: Ta hoàn toàn có thể xác định hiệu suất số lượng giới hạn về mặt lý thuy ết η của quá trình biến hóa quang điện của khối mạng lưới hệ thống 2 mức sau: λc E g ∫ J 0 ( λ ) dλ η= ∞ 0 (1.4) h ∫ J 0 ( λ ) λc dλ 0 Trong số đó: 10 J 0 ( λ ) là tỷ lệ photon có bước λ . J 0 ( λ ) dλ là tổng số photon tới có bước sóng trong khoảng chừng λ : λ + dλ hc / λ là năng lượng của photon. λc E g = ∫ J 0 ( λ ) dλ là năng lượng 0 hữu ích mà điện tử hấp thụ của photon trong quá trình quang điện, ∞ hc ∫ J ( λ ) λ dλ 0 0 là tổng năng lượng của những photon tới hệ. Như vậy hiệu suất η là một Hình 4: Quan hệ η ( Eg ) hàm của Eg ( hình 4). Bằng tính toán lý thuyết đối với chất bán dẫn Silicon thì hi ệu su ất η ≤ 0.44 1.3: Cấu tạo pin mặt trời Hiện nay nguyên vật liệu đa phần cho pin mặt trời là những silic tinh thể. Pin mặt trời từ những tinh thể silic phân thành 3 loại: * Đơn tinh thể module sản xuất nhờ vào quá trình Crochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất lên tới 16%. Chúng thường rất đắt tiền do được cắt từ những thỏi hình ống, những tấm đơn Hình 5 : Pin mặt trời thể này xuất hiện trống ở góc nối những module. * Đa tinh thể làm từ những thỏi đúc – đúc từ silic nung ch ảy cẩn th ận được làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ h ơn những pin đ ơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn. Nhưng chúng hoàn toàn có thể tạo thành những tấm vuông che phủ mặt phẳng nhiều hơn nữa loại đơn tinh th ể bù lại cho hiệu suất thấp của nó. 11 * Dãy silic tạo từ những tấm phim mỏng dính từ silic nóng ch ảy và có cấu trúc đa tinh thể. Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên nó rẻ nhất trong nhiều chủng loại vì tránh việc phải cắt từ thỏi silicon. Một lớp tiếp xúc bán dẫn p-n hoàn toàn có thể biến hóa trực tiếp năng lượng bức xạ năng lượng mặt trời nhờ hiệu ứng quang điện bên trong gọi là pin mặt trời. Pin mặt trời được sản xuất và ứng dụng ph ổ bi ến lúc bấy giờ là những pin mặt trời được chế tao từ vật liệu tinh thể bán dẫn Silicon (Si) có hóa trị 4. Tinh thể Si tinh khiết, để có vật liệu tinh th ể bán dẫn Si lo ại n, người ta pha tạp chất donor là photpho có hóa trị 5. Còn vật li ệu tinh th ể bán dẫn loại p thì tạp chất acceptor được dùng để pha vào Si là Bo có hóa trị 3. Đối với Pin mặt trời từi tinh th ể Si, khi bức x ạ mặt tr ời chi ếu đ ến thì hiệu điện thế hở mạch giữa 2 cực khoảng chừng 0.55V và dòng ngắn mạch của nó khi bức xạ mặt trời có cường độ 1000W/mét vuông vào khoảng chừng 25-30mA/cm2. Hiện nay người ta đã sản xuất Pin mặt trời bằng Si vô định hình (a- Si). So với Pin mặt trời tinh thể Si thì Pin m ặt trời a-Si giá tiền r ẻ h ơn nhưng hiệu suất thấp hơn và kém ổn định. Công nghệ sản xuất Pin mặt trời gồm nhiều quy trình rất khác nhau, ví dụ để sản xuất Pin mặt trời từ Si đa tinh thể cần qua những quy trình nh ư hình 6 ở đầu cuối ta được module. 12 Hình 6: Quá trình tạo Module Hình 7: Cấu tạo Module 13 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 2.1: Hệ thống điện mặt trời Hệ thống điện mặt trời là một khối mạng lưới hệ thống gồm có những thành phần như : những tấm Pin mặt trời ( máy phát điện), những thiết bị tàng trữ năng lượng, những thiết bị điều phối năng lượng, những tải tiêu thụ,… Thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời là xây dựng quan hệ tương thích Một trong những thành phần của hệ về mặt định tín và định lượng để đảm bảo sự truyền tải năng lượng hiệu suất cao cực tốt từ Pin mặt trời đến những tải tiêu thụ. Không như những hệ năng lượng khác, “ nhiên liệu” của máy phát điện là bức xạ mặt trời, nó luôn thay đổ phức tạp theo thời gian, địa điểm và phụ thuộc vào Hình 8: Hệ thống Pin mặt trời điều kiện khí hậu, thời tiết….nên với cùng một tải điện yêu cầu có th ế có một số trong những thiết kế rất khác nhau tùy theo những thông số riêng của hệ. Vì vậy không nên áp đặt những thiết kế mẫu dùng chung cho tất cả những h ệ th ống đi ện mặt trời. Thiết kế một khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời gồm có nhiều quy trình, từ việc vẽ sơ đồ khối đến những tín toán dung tích dàn pin, những b ộ Acquy, những thiết bị điện tử điều phối như những bộ điều khiển, bộ đổi điện….đến việc tính toán lắp đặt những hệ giá đỡ Pin mặt trời, h ệ định h ướng dàn Pin m ặt trời theo hướng mặt trời, nhà xưởng đặt thiết bị…. Trong hai thành phần được quan tâm là dàn Pin mặt trời và b ộ Acquy là hai thành phần chính của khối mạng lưới hệ thống và chiếm tỉ trọng lớn nh ất trong ngân sách cho khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời. Cùng một ph ụ tải tiêu th ụ, có nhi ều ph ương án 14 lựa chọn khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời, trong đó dàn Pin mặt trời và bộ Acquy có quan hệ tương hỗ sau: - Tăng dung tích Acquy thì giảm dung tích dàn Pin mặt trời. - Tăng dung tích dàn pin mặt trời thì giảm dung tích Acquy. Tuy nhiên nế lựa chọn dung tích dàn Pin mặt trời quá nhỏ thì Acquy sẽ bị phóng kiệt hoặc luôn luôn bị “đói” dễ hư hỏng. trái lại nếu dung lượng Pin mặt trời quá lớn sẽ gây tiêu tốn lãng phí. Do vậy phải lựa ch ọn sao cho thích hợp để khối mạng lưới hệ thống hoạt động và sinh hoạt giải trí có hiệu suất cao nhất. Trong thực tế có những khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời nằm trong những t ổ h ợp h ệ thống năng lượng gồm khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời, máy phát điện ch ạy n ằng gió, diezen….Trong khối mạng lưới hệ thống đó điện năng từ khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời hòa vào lưới điện chung của tổ hợp khối mạng lưới hệ thống. 2.2: Các thông số thiết yếu để thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời Để thiết kế, tính toán một khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời có nhu yếu các thông số sau: -Các yêu cầu và đặc trưng của phụ tải. -Vị trí lắp đặt của khối mạng lưới hệ thống Yêu cầu và đặc trưng của phụ tải: Đối với những phụ tải cần quan tâm đến những thông số sau: - Gồm bao nhiêu thiết bị, những đặc trưng điện của mỗi thiết bị như hiệu suất tiêu thụ, hiệu điện thế và tần số thao tác, hiệu suất c ủa những thiết bị điện,… - Thời gian thao tác của những thiết bị gồm có thời gian biểu và quãng thời gian trong ngày, trong tuần, trong tháng…. - Thứ tự ưu tiên của những thiết bị, thiết bị nào phải hoạt động và sinh hoạt giải trí liên tục và cần độ ổn định cao, thiết bị nào hoàn toàn có thể ngừng tạm thời. Các thông số trên trước hết thiết yếu cho việc thiết kế sơ đồ kh ối. Ví dụ nếu phụ tải thao tác ban đêm thì khối mạng lưới hệ thống nên phải có thành phần tích trữ năng lượng, tải thao tác với hiệu điện thế xoay chiều với tần số cao thì 15 cần dùng bộ đổi điện. Ngoài ra những thông số này còn là một cơ sở để tính toán định lượng dung tích của khối mạng lưới hệ thống. Vị trí lắp đặt khối mạng lưới hệ thống Yêu cầu này xuất phát từ việc thu nhập những số li ệu v ề bức x ạ m ặt tr ời và những số liệu về thời tiết khí hậu khác. Bức xạ mặt trời phụ thuộc vào từng địa điểm trên mặt đất và những điều kiện tự nhiên của từng địa điểm đó. Các số liệu về bức xạ mặt trời và khí hậu, th ời tiết được những trạm khí tượng ghi lại và xử lý trong những khoảng chừng thời gian rất dài, hàng ch ục, có khi là hàng trăm năm. Vì những thông số này biết đổi rất phức tạp, nên với mục đích thiết kế đúng khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời cần ph ải lấy những s ố li ệu ở những trạm khí tượng đã hoạt động và sinh hoạt giải trí trên mười năm. Khi thiết kế h ệ th ống Pin mặt trời , rõ ràng để cho khối mạng lưới hệ thống đáp ứng đủ năng lượng cho tải trong suốt cả năm ta phải chọn giá trị cường độ bức xạ của tháng thấp nhất trong năm làm cơ sở. Tất nhiên khi đó ở hàng tháng ngày hè năng lượng của hệ sẽ dư thừa và hoàn toàn có thể gây tiêu tốn lãng phí lớn nếu không dùng thêm những t ải ph ụ. Ta không thể dùng những bộ tích trữ năng lượng như Acquy để tích trữ điện năng trong từng ngày hè để dùng trong hàng tháng ngày đông vì không kinh tế tài chính. Để xử lý và xử lý vấn đề trên người ta dùng thêm nguồn dự trữ ( máy phát diezen…) cấp điện thêm cho những tháng có cường độ bức xạ m ặt trời thấp hoặc sử dụng công nghệ tiên tiến nguồn tổ hợp (hybrib system technology). Trong trường hợp này hoàn toàn có thể hoàn toàn có thể chọn cường độ bức xạ trung bình trong năm để tính toán và do đó giảm được dung tích dàn Pin mặt trời. Ngoài ra còn một thông số khác liên quan đến bức xạ m ặt trời là s ố ngày không còn nắng trung bình trong năm. Nếu không tính đến thông số này vào mùa mưa hoàn toàn có thể có một số trong những ngày không còn nắng Acquy s ẽ b ị ki ệt và t ải phải ngừng hoạt động và sinh hoạt giải trí. Muốn tải thao tác liên tực trong những ngày không còn nắng nên phải tăng thêm dung tích Acquy dự trữ điện năng. 16 Vị trí lắp đặt khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời còn để xác định góc nghiêng của dàn Pin mặt trời sao cho khi để cố định và thắt chặt khối mạng lưới hệ thống hoàn toàn có thể nh ận đ ượng t ổng cường độ bức xạ lớn số 1. Nếu gọi β là góc nghiêng của dàn Pin mặt trời so với mặt phẳng ngang (hình 1.9) thì thông thường ta chọn : β = ϕ +/- 100 H.9:Góc nghiêng β của khối mạng lưới hệ thống với ϕ là vĩ độ nơi lắp đặt. Còn về hướng thì nếu ở bán cầu Nam thì quay về hướng Bắc, nếu ở bán cầu Bắc thì quay về hướng Nam. Ngoài ra vi ệc đặt nghiêng dàn pin còn tồn tại ý nghĩa khác là kĩ năng tự làm s ạch. Khi có mưa do mặt dàn Pin nghiêng nên nước mưa sẽ tẩy bụi bẩn bám trên mặt Pin, làm tăng kĩ năng hấp thụ năng lượng mặt trời của dàn Pin. Ở những vị trí lắp đặt rất khác nhau, nhiệt độ môi trường tự nhiên thiên nhiên cũng rất khác nhau nên nhiệt độ thao tác của Pin mặt trời cũng rất khác nhau. Thông thường nhiệt độ thao tác của Pin mặt trời cao hơn nhiệt độ thao tác của nôi trường ( 23 ÷ 300C) và tùy thuộc vào tốc độ gió. Vì khi nhiệt độ tăng hi ệu suất của Pin mặt trời ηM giảm và hoàn toàn có thể màn biểu diễn bằng quan hệ sau : ηM(T) = ηM(Tc).1+Pc.(T-Tc) Trong số đó: ηM(T) là hiệu suất của module ở nhiệt độ T ηM(Tc) là hiệu suất của module ở nhiệt độ chuẩn Tc = 250C Pc là thông số nhiệt của module. Trong tính toán thực tế th ường lấy h ệ số gần đúng Pc = -0.005/0C 2.3: Các bước thiết kế khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời 17 2.3.1:Lựa chọn sơ đồ khối Từ sự phân tích những yêu cầu và đặc trưng của tải, ta sẽ chọn sơ đồ khối thích hợp. Hình 10 là sơ đồ khối thường dùng đối với những khối mạng lưới hệ thống Pin mặt trời. Hình 10: Sơ đồ khối khối mạng lưới hệ thống điện mặt trời Các khối đưa vào trong khối mạng lưới hệ thống đều gây tổn hao năng lượng, vì v ậy cần lựa chọn sơ đồ khối sao cho số khối hay thành phần trong hệ là ít nhất. Ví dụ nếu phụ tải là những thiết bị sử dụng nguồn 12VDC ( đèn 12VDC, Radio, TV đen trắng…) thì tránh việc dùng bộ đổi điện. 2.3.2: Tính toán hệ nguồn điện Pin mặt trời Có nhiều phương pháp tính toán, thiết kế hệ nguồn điện Pin mặt trời. Ở đây chỉ nêu một phương pháp thông dụng nhất, đa phần nhờ vào sự cân đối điện năng trung bình hằng ngày. Theo phương pháp này những tính toán hệ nguồn hoàn toàn có thể được tiến hành qua tiến trình sau: 1-Tính phụ tải điện yêu cầu: Phụ tải điện hoàn toàn có thể tính theo hằng ngày và sau đó có th ể tính theo tháng hoặc năm. Giả sử hệ cần cấp điện cho những phụ tải T 1, T2, T3... Có những hiệu suất tiêu thụ tương ứng P1 P2 P3... và thời gian thao tác hằng ngày là τ 1 ,τ 2 ,τ 3 … Tổng điện năng phải cấp hằng ngày cho những tải bằng tổng tất cả những điện năng của tải : n Eng = Pτ 1 + P2τ 2 + P3τ 3 + ... = ∑ Piτ i 1 i =1 Từ Eng nếu nhân với số ngày trong tháng hoặc năm ta sẽ tính được số điện năng tiêu thụ trong tháng hoặc cả năm. 18 2-Tính năng lượng điện mặt trời thiết yếu Ecấp: Năng lượng điện hằng ngày mà dàn Pin mặt trời cần ph ải c ấp cho h ệ, Ecấp được xác định theo công thức: Eng Ecấp = η n Trong số đó η = η1.η 2 .η3 ...ηn = ∏ηi i =1 Với η1 là hiệu suất của thành phần thứ nhất, ví dụ bộ biến điện; η2 là hiệu suất của thành phần thứ hai, ví dụ bộ điều khiển; η3 là hiệu suất nạp / phóng của cục Acquy… 3-Tính hiệu suất dàn Pin mặt trời WP(Peak Watt) Công suất của dàn Pin mặt trời thường được tính ra hiệu suất đỉnh hay cực lớn(Peak Watt,kí hiệu là Wp), tức là hiệu suất mà dàn Pin phát ra ở điều kiện chuẩn. E0 = 1000W/mét vuông và ở nhiệt độ tiêu chuẩn T0 = 250C Ta tính cho dàn Pin mặt trời phải đảm bảo đủ năng lượng cho t ải liên tục trong cả năm. Khi đó cường độ bức xạ mặt trời dùng đ ể tính ph ải là cường độ bức xạ hằng ngày trung bình của tháng thấp nhất trong năm. Nếu gọi EβΣ là tổng cường độ bức xạ trên mặt phẳng đặt nghiêng một góc β so với mặt phẳng ngang thì hiệu suất dàn Pin mặt trời tính ra Peak Watt (PW) sẽ là : Ecáp .1000Wh / m 2 E( Wp ) = , [WP] Eβ ∑ trong đó cường độ tổng xạ trên mặt nghiêng EβΣ tính theo Wh/mét vuông.ngày và ta đã đặt cường độ tổng xạ chuẩn E0 = 1000W/mét vuông. Dung lượng dàn Pin mặt trời W WP tính theo công thức trên chỉ cấp đủ cho tải ở nhiệt độ tiêu chuẩn T0 = 250C. Khi thao tác ngoài trời do nhiệt độ thao tác của Pin mặt trời cao hơn nhiệt độ tiêu chuẩn nên hiệu suất biến đổi quang điện của Pin và module Pin mặt trời bị giảm. Để h ệ th ống làm 19 việc thông thường ta phải tăng dung tích tấm Pin lên. Gọi dung tích c ủa dàn pin có kể tới hiệu ứng của nhiệt độ là E(WP,T) thì E( W ) E( WP = P , [WP] ,T ) ηm ( T ) trong đó ηMT là hiệu suất của module ở nhiệt độ T Trong thực tế để thiết kế dàn Pin mặt trời có công su ất phù h ợp v ới phụ tải còn phụ thuộc rất nhiều yếu tố rõ ràng. Do vậy ngoài E WP,T được tính theo công thức trên còn phải nhờ vào kinh nghiệm tay nghề của người thiết kế. 4- Tính số module song song và nối tiếp: Trước hết cần lựa chọn loại module thích hợp có những đặc trưng cơ bản là : -Điện thế làn việc tối ưu Vmd -Dòng điện thao tác tối ưu Imd -Công suất đỉnh Pmd Số module nên phải dùng cho khối mạng lưới hệ thống được tính từ tỉ số: E( W ,T ) N= với N=Nnt.Nss Pmd Nnt là số module mắc nối tiếp trong mỗi dãy được xác định từ điện thế yêu cầu của hệ V: V N nt = Vmd Nss là số dãy module mắc song song được xác định từ dòng đi ện toàn phần của hệ I: I N ss = I md Trong tính toán trên ta đã bỏ qua điện trở dây nối, sự hao phí năng lượng do bụi phủ trên dàn Pin mặt trời,… Nếu nên phải tính đến những hao phí đó người ta thường đưa vào thông số k và dung tích dàn Pin mặt trời khi đó sẽ là : K. E(WP,T) Với k được chọn trong khoảng chừng (1÷1,2) tùy theo điếu ki ện th ực t ế và thường được gọi là thông số bảo vệ an toàn và đáng tin cậy của hệ 20 Page 2
YOMEDIA
Trong khi những nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ đang dần hết sạch, giá tiền cao, nguồn cung cấp tạm bợ, nhiều nguồn năng lượng thay thế đang được những nhà khoa học quan tâm, đặc biệt là nguồn năng lượng mặt trời. Việc tiếp cận để tận dụng nguồn năng lượng mới này sẽ không riêng gì có góp thêm phần đáp ứng kịp nhu yếu năng lượng của xã hội mà còn tương hỗ tiết kiệm điện năng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường tự nhiên thiên nhiên....
18-09-2013 402 107
Download
Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2022 TaiLieu.VN. All rights reserved.
Tải thêm tài liệu liên quan đến nội dung bài viết Tiểu luận về pin năng lượng mặt trời