Hệ tracking năng lượng mặt trời tự động = the tracking system for solar car

22 702 2
Hệ tracking năng lượng mặt trời tự động = the tracking system for solar car

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHAN ANH QUỐC HỆ TRACKING NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TỰ ĐỘNG = THE TRACKING SYSTEM FOR SOLAR CAR NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 S K C0 9 Tp Hồ Chí Minh, năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHAN ANH QUỐC HỆ TRACKING NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TỰ ĐỘNG = THE TRACKING SYSTEM FOR SOLAR CAR NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN HIẾU Tp Hồ Chí Minh, năm 2011 LÝ LỊCH CÁ NHÂN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN PHAN ANH QUỐC Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 18/08/1979 Nơi sinh: Ninh Thuận Quê quán: Phan Rang – Ninh Thuận Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 04 Mai Xuân Thưởng – KP4 – phường Tấn Tài – Tp Phan Rang – Tháp Chàm – Ninh Thuận Điện thoại: 0975595972 E-mail: anhquoctcn@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/1998 đến 9/2001 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Kỹ thuật Điện - Điện tử Đại học: Hệ đào tạo: quy Thời gian đào tạo từ 2002 đến 2004 Thời gian đào tạo: từ năm 2001 đến năm 2004 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Kỹ thuật Điện - Điện tử Tên luận văn tốt nghiệp: ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG ĐƯỜNG THỦY Nơi bảo vệ : Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Người hướng dẫn: TS Trần Thu Hà i III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công tác đảm nhiệm Từ tháng Trường Trung cấp nghề + Phó trưởng khoa KHCB 9/2004 đến Ninh Thuận + Giáo viên giảng dạy điện tử ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15tháng05 năm 2011 Nguyễn Phan Anh Quốc iii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Văn Hiếu, Trưởng Bộ môn Vật lý Điện tử (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHKHTN), người trực tiếp hướng dẫn, đôn đốc tận tình hỗ trợ suốt thời gian thực đề tài Tôi học nhiều điều từ thầy tinh thần hăng say làm việc, đam mê nghiên cứu khoa học kỹ quản lý Cảm ơn quý thầy,cô Bộ môn Vật lý điện tử, nơi thực hành đo kết mô hình Tôi chân thành cảm ơn quý thầy,cô giảng dạy cho chương trình cao học Xin trân trọng cảm ơn BGH Trường giáo viên Khoa Điện – Điện tử, Khoa Khoa học Trường Trung cấp nghề Tỉnh Ninh Thuận tạo điều kiện thuận lợi cho học Tôi cảm ơn đến ông Diệp Bảo Cánh, TGĐ Công ty REDSUN, ông Nguyễn Thanh Hùng, GĐ công ty Điện tử Hai Sao giúp đỡ việc tìm hiểu quy trình sản xuất pin mặt trời, hỗ trợ trang thiết bị cho hoàn thành đề tài Xin cảm ơn anh,chị học viên lớp Kỹ thuật Điện tử khóa 2009 – 2011 chia sẽ, cung cấp tài liệu, góp ý quý báu suốt trình học hoàn thành luận văn thạc sỹ Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, người giúp đỡ tinh thần vật chất thời gian học tập Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Học viên cao học Nguyễn Phan Anh Quốc iv TÓM TẮT LUẬN VĂN  Luận văn thực nội dung nghiên cứu cho việc thiết kế hệ thống Solar Tracking hướng tới ứng dụng cho pano pin lượng mặt trời cố định xe tự hành có hệ tracking lượng mặt trời Hệ thống solar tracking hệ thống điều khiển pin mặt trời xoay theo hướng ánh sáng, nhằm giảm thiểu góc tới tia nắng pháp tuyến pin Điều làm tăng khả chuyển đổi quang – điện so với pin đặt cố định Một hệ tracking trục thực động bước kiểu lưỡng cực thông qua cấu truyền lực trục vít, bánh Linh kiện IC L297 L298 sử dụng điều khiển động Tín hiệu điều khiển thực vi điều khiển PIC 18F4550 nhằm xử lý liệu điện áp gửi từ cảm biến ánh sáng (LDR) từ pin Trong đề tài này, thực hệ tracking ứng dụng hai trường hợp, đặt cố định di động Với ứng dụng tracking động, hệ tracking cần phải gắn xe để di chuyển đến nơi có nắng to Đề tài thực Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Bộ môn Vật lý điện tử, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM suốt thời gian tháng Chúng hoàn thành thiết kế, chế tạo khảo sát thực nghiệm Các kết cho thấy khả nạp điện cho accu pin có tracking cao tấp pin cố định Chúng so sánh với hệ tracking công bố để khẳng định tính khả thi kết nghiên cứu Tác giả Nguyễn Phan Anh Quốc v ABSTRACT  This master thesis were studied about the research topic on the design of solar tracking system toward the application of solar panels and solar cars with tracking solar panel Tracking solar equipment is an Electro Mechanic System that drives the solar panel to be directed toward the sun It can be reduced the minimum of angle between the light ray and the normal of solar panel Consequently, the effective of photo-electric transformation of tracking solar system will be higher that static solar panel The two-axes solar tracking system was operated by the two bipolar step motor with the mechanism of transfer force of screws and begel gears The electronic devices of IC L297 and L298 were applied to drive the motors The control signals were done by the micro processor of PIC 18F4550 to process the voltage levels which obtained from light dependent resistors (LDR) and solar cell panels In this work, we studied and made the tracking solar equipment with the both applications of static and dynamic solar devices For the dynamic solar tracking device, a toy car or remote car must be used to move to the sunlight This work was done in some laboratories of Faculty of Electric and Electronic Engineering, Ho Chi Minh City University of Technical Education and department of physics and Electronic Engineering, University of Science in during 6-months We already finished in the research, design, manufacture and measurement for our solar tracking system The measurement data demonstrated the capacity of charge for accu from solar tracking panel was better than the normal solar panel The comparison with other solar tracking system was done to affirm the feasible of our studies in this solar tracking work Author Nguyen Phan Anh Quoc vi MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Tóm tắt v Abtract vi Mục lục viii Danh sách hình xi Danh sách bảng xv CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Các nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời 1.2 Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ đề tài 1.3.2 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Dự kiến kết đạt 1.6 Kế hoạch thực đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các thông số lượng mặt trời Việt Nam 2.2 Cấu tạo, nguyên lý, tính chất pin mặt trời 13 vii 2.2.1 Cấu tạo pin mặt trời: 13 2.2.2 Nguyên lý hoạt động pin lượng mặt trời: 15 2.3 Nguyên lý tracking điều khiển 16 2.4 Các hệ solar tracking công bố 17 2.5 Nguyên lý nạp điện accu 17 2.5.1 Nguyên lý nạp điện cho accu từ pin mặt trời 18 2.5.2 Phương pháp nạp accu 19 2.5.3 Tốc độ nạp 20 2.6 Solar car ứng dụng 20 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG SOLAR TRACKING 3.1.Giới thiệu sơ đồ khối 26 3.2 Hệ thống khí 27 3.3 Hệ solar tracking 29 3.3.1 Thiết kế cảm biến ánh sáng 29 3.3.2 Điều khiển động 31 3.3.3 Mạch điều khiển trung tâm 32 3.4 Giải thuật chương trình điều khiển 33 3.4.1 Giải thuật chương trình 35 3.4.2 Giải thuật chương manual 36 3.4.3 Giải thuật chương trình quét phím 37 3.4.4 Giải thuật chương trình dò vị trí ban đầu 38 3.4.5 Giải thuật chương trình check sensor 39 3.4.6 Chương trình điều khiển 40 viii 3.5 Mô hình xe chở hệ tracking 40 3.5.1 Phần khung xe 41 3.5.2 Bộ thu phát RF 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Khảo sát chuyển động hoạt động tracking 42 4.1.1 Chế độ hoạt động tay (manual) 42 4.1.2 Đo điện áp pin với vị trí khác 42 4.1.3 Chế độ tự động (automatic) 46 4.2 Nạp điện từ solar cell 51 4.2.1 Nạp điện từ pin cố định (chưa tracking) 51 4.2.2 Nạp điện từ pin có tracking 57 4.2.3 Phân tích kết 61 4.3 So sánh với hệ tracking khác 62 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận hệ tracking 64 5.1.1 Những công việc thực 64 5.1.2 Những tồn đọng 65 5.2 Hướng phát triển 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 68 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN HÌNH TRANG Hình 1.1 Sơ đồ khối Hệ thống điện mặt trời Hình 1.2 Góc đặt pin mặt trời Hình 2.1 Cấu tạo pin mặt trời 14 Hình 2.2 Nguyên lý pin mặt trời 16 Hình 2.3 Mạch tương đương trình nạp 18 Hình 2.4 Xe lượng mặt trời 20 Hình 2.5 Xe chạy sân golf 23 Hình 2.6 Xe scooter chạy điện nạp từ lượng mặt trời 24 Hình 2.7 Xe điện mặt trời hybrid Astrolab 25 Hình 3.1 Sơ đồ khối Hệ pin mặt trời tự xoay (solar tracking system) 27 Hình 3.2 Động 27 Hình 3.3 Động 28 Hình 3.4 Hệ thống khí hoàn chỉnh 28 Hình 3.5 Quang trở 29 Hình 3.6 Vị trí cảm biến hướng ánh sáng thay đổi 29 Hình 3.7 Mạch quang trở dùng transistor ổn dòng 30 Hình 3.8 Bộ cảm biến hoàn chỉnh 30 Hình 3.9 Động lưỡng cực 31 Hình 3.10 Mạch cầu H với transistor 31 Hình 3.11 Sơ đồ chân IC L298 32 x Hình 3.12 Mạch hệ tracking hoàn chỉnh 33 Hình 3.13 Động điều khiển hai bánh sau 40 Hình 3.14 Hộp số 41 Hình 3.15 Mô hình xe – hệ tracking hoàn thiện 41 Hình 4.1 Bộ nút nhấn 42 Hình 4.2 Mạch đo điện áp pin 43 Hình 4.3 Đồ thị dòng điện, điện áp xoay trục 44 Hình 4.4 Đồ thị dòng điện, điện áp xoay trục 45 Hình 4.5 Hiệu chỉnh điện áp cảm biến 46 Hình 4.6 Chọn chế độ tự động 46 Hình 4.7 Bốn cảm biến 47 Hình 4.8 Đo điện áp pin, accu 47 Hình 4.9 Kết nối máy tính qua cổng COM 48 Hình 4.10 Đọc liệu CodeVisionAVR 48 Hình 4.11 Vị trí pin lúc 9h00 49 Hình 4.12 Vị trí pin lúc 11h50 49 Hình 4.13 Vị trí pin lúc 14h00 50 Hình 4.14 Các vị trí pin xe di chuyển 50 Hình 4.15 Mạch nạp cho accu từ solar cell 51 Hình 4.16 Đo dòng điện, điện áp 52 Hình 4.17 Điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 07:00 đến 14:20 Quận Tp.HCM 54 Hình 4.18 Cường độ dòng điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 07:00 đến 14:20 Quận Tp.HCM 54 xi Hình 4.19 Điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 08:05 đến 15:35 Quận Tp.HCM 56 Hình 20 Cường độ dòng điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 08:05 đến 15:35 Quận Tp.HCM 56 Hình 4.21 Điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 09:15 đến 15:15 Quận Tp.HCM 58 Hình 4.22 Cường độ dòng điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 09:15 đến 15:15 Quận Tp.HCM 58 Hình 4.23 Điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 08:25 đến 15:15 Quận Tp.HCM 60 Hình 4.24 Cường độ dòng điện nạp từ pin mặt trời theo thời điểm từ 08:25 đến 15:15 Quận Tp.HCM 60 Hình 4.25 Cường độ dòng điện nạp từ pin mặt trời so sánh có tracking tracking 61 Hình 4.26 Điện nạp từ pin mặt trời so sánh có tracking tracking 62 Hình 4.27 Phương pháp so sánh hai cảm biến 63 xii DANH SÁCH CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN BẢNG TRANG Bảng 1.1 Giá trị điện áp, dòng điện phụ thuộc góc lệch Bảng 2.1 Giờ địa phương ứng với mặt trời 12 10 Bảng 2.2 Bức xạ mặt trời (W/m2) lên bề mặt Trái đất ứng với mặt trời 12 11 Bảng 2.3 Bức xạ mặt trời lên dàn pin mặt trời ứng với mặt trời 12 12 Bảng 4.1 Dòng điện, điện áp xoay trục 43 Bảng 4.2 Dòng điện, điện áp xoay trục 44 Bảng 4.3 Độ nhạy pin 45 Bảng 4.4 Cường độ dòng điện nạp vào accu từ pin đo ngày 31/03/2011 52 Bảng 4.5 Cường độ dòng điện nạp vào accu từ pin đo ngày 05/04/2011 55 Bảng 4.6 Cường độ dòng điện nạp vào accu từ pin đo ngày 06/04/2011 57 Bảng 4.7 Cường độ dòng điện nạp vào accu từ pin đo ngày 07/04/2011 59 xiii Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system Chương TỔNG QUAN 1.1 Các nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời Trong thời đại khoa học phát triển, nhu cầu lượng ngày tăng Trong nguồn nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ, khí thiên thủy điện có hạn khiến nhân loại đứng trước nguy thiếu hụt lượng tương lai không xa Do đó, vấn đề tìm kiếm khai thác nguồn lượng lượng hạt nhân, lượng địa nhiệt, lượng gió lượng mặt trời hướng quan trọng kế hoạch phát triển lượng Năng lượng mặt trời (Solar Energy) nguồn lượng tiềm tàng nhất, loài người thật quan tâm Do việc nghiên cứu nâng cao hiệu thiết bị sử dụng lượng mặt trời triển khai ứng dụng chúng vào thực tế vấn đề mang tính thời sự.Các ứng dụng lượng mặt trời phổ biến bao gồm lĩnh vực chủ yếu Thứ lượng mặt trời sử dụng dạng nhiệt năng, người ta dùng thiết bị thu xạ nhiệt mặt trời tích trữ dạng nhiệt dùng vào mục đích khác như: Nhà máy nhiệt điện, thiết bị xấy khô, bếp nấu, thiết bị chưng cất nước, động Stirling, thiết bị đun nước nóng, thiết bị làm lạnh điều hòa không khí Thứ hai, lượng mặt trời biến đổi thành điện nhờ tế bào quang điện bán dẫn, gọi Pin mặt trời (Soalr Cell), Pin mặt trời sản xuất điện cách liên tục có xạ mặt trời chiếu tới Pin mặt trời có ưu điểm gon nhẹ, lắp nơi đâu có ánh sáng mặt trời, đặc biệt lĩnh vực tàu vũ trụ Ứng dụng lượng mặt trời dạng phát triển nhanh, nước phát triển Ngày người ứng dụng pin mặt trời lĩnh vực hàng không vũ trụ, giao thông (Solar Car) sinh hoạt nhằm Chương Trang Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system thay dần nguồn lượng truyền thống Thế giới sử dụng lượng mặt trời: Khi mà quốc gia giới quan tâm đến việc bảo vệ môi trường ngăn chặn hiệu ứng nhà kính tượng nóng dần lên vỏ Trái đất quốc gia bắt dầu nghiên cứu phương pháp khác để ngăn chặn tượng lượng ngành quan tâm phát triển Trong phải kể đến ngành lượng mặt trời, lượng mặt trời lớn không gây hiệu ứng nhà kính nên đầu tư phát triển Do đó, ngành công nghiệp pin mặt trời quan tâm phát triển nhiều nước giới, kể đến Nhật Bản, Đức, Mỹ, Tây Ban Nha, Hàn Quốc, Trung Quốc nước đứng đầu sản lượng cells modules Pin mặt trời phát triển nhiều lĩnh vực: máy tính (thiết bị sạc đa sử dụng lượng mặt trời dùng để sạc pin cho nhiều loại di động máy tính khác nhau), đồng hồ (PRW-1500 Casio…), đồ dùng cá nhân (túi, ba lô có gắn pin mặt trời, điện thoại di động tích hợp sạc pin lượng mặt trời…), đồ dung hàng ngày (LCD cảm ứng tích hợp pin mặt trời bề mặt, thiết bị chiếu sáng sử dụng pin mặt trời…) Pin mặt trời dùng số hệ thống khác ví dụ để chạy ô tô thay dần nguồn lượng truyền thống, dùng thắp sáng đèn đường, làm nguồn lượng cho cá vệ tinh hoạt động, [1] Trong công nghiệp, người ta bắt đầu lắp đặt hệ thống điện dùng pin mặt trời với công suất lớn, hệ thống cung cấp 0,5% nhu cầu điện giới tăng lên 2,5% vào năm 2025, sau tăng vọt lên 16% vào năm 2040 Nhật Bản quốc gia đứng đầu sản lượng cell modules pin mặt trời Tính đến năm 2010, Nhật Bản sản xuất 4,82G W điện mặt trời, chiếm 50% thị phần quốc tế Đức, nước tiên phong lĩnh vực phát triển nguồn lượng sạch, theo đuổi mục tiêu cắt giảm mạnh lượng khí thải CO2 nhằm thực Chương Trang Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system chiến lược bảo vệ khí hậu toàn cầu Kể từ năm 1997, ngành công nghiệp quang điện Đức giảm 50% chi phí cho nhà máy điện mặt trời, năm 2006 có 2000 GW lắp đặt so với 76 GW năm 2001 Dự tính đến năm 2050 nhà máy điện mặt trời cung cấp 15% tổng nhu cầu điện châu Âu Mỹ quốc gia đứng thứ ba giới sản lượng cells modules, với tốc độ phát triển cells lớn, tăng khoảng 25% năm Theo dự tính đến năm 2020, điện lượng mặt trời Mỹ đảm bảo 15% tổng nhu cầu điện quốc gia Tây Ban Nha nước sản xuất lượng mặt trời lớn thứ tư giới xuất 80% điện sang Đức Tây Ban Nha có nhà máy lượng mặt trời lớn giới, với 1255 gương phẳng, đạt công suất 20 MW Dự tính đến năm 2013 có nhiều tháp mặt trời xây dựng tạo “trang trại lượng mặt trời” với sản lượng 300 MW, đủ điện cung cấp cho 180 nghìn hộ gia đình, tương đương với toàn dân số quanh vùng Seville Ở Trung Quốc, có tòa nhà sử dụng lượng mặt trời lớn giới tọa lạc Đức Châu, tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc, tòa nhà có tổng diện tích 75 nghìn m2, dùng cho buổi triển lãm, khách sạn, họp báo, văn phòng, nghiên cứu khoa học,… Ở Đài Loan (Trung Quốc), sân vận động sử dụng lượng mặt trời để sản xuất điện giới đời, sân vận động với 8844 pin mặt trời sản xuất 1,14 triệu kWh điện năm, đủ để thắp sáng 3300 bóng đèn hai hình tivi khổng lồ sân vận động, giảm 660 khí thải CO2 năm Tình hình sử dụng pin mặt trời Việt Nam: Đi theo xu hướng phát triển giới Việt Nam đầu tư phát triển ngành công nghiệp mặt trời Đi đầu việc phát triển ứng dụng ngành bưu viễn thông: trạm pin mặt trời làm nguồn cấp điện cho thiết bị thu phát sóng, trạm thu phát truyền hình thông qua vệ tinh Ở ngành hàng hải trạm pin mặt trời sử dụng làm nguồn cấp điện cho thiết bị chiếu sáng, cột hải đăng, đèn báo sông Trong ngành công nghiệp, trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện dự phòng cho thiết bị điều Chương Trang Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system khiển trạm biến áp 500 kV, thiết bị máy tính sử dụng làm nguồn cấp điện nối với điện lưới quốc gia Ở khu vực phía Nam, dàn pin mặt trời đưa vào phục vụ thắp sáng sinh hoạt văn hóa số vùng nông thôn xa lưới điện: có công suất từ 500÷1000W lắp đặt trung tâm xã, nạp điện vào acquy cho hộ gia đình sử dụng Các dàn pin mặt trời có công suất từ 250 – 500 W phục vụ thắp sáng cho bệnh viện, trạm xá cụm văn hoá xã Pin mặt trời dùng việc thắp sáng đèn đường tỉnh Tiền Giang, hệ thống đèn có khả tự phát sáng vào ban đêm với thời lượng trung bình 12 giờ, đèn có tuổi thọ đến 50.000 giờ, không cần bảo trì sửa chữa vòng 10 năm Khu vực miền Trung có xạ mặt trời tốt số nắng cao, thích hợp cho việc ứng dụng pin mặt trời Có nhiều dàn pin mặt trời lắp đặt thí điểm số tỉnh như: Gia Lai, Bình Định, Quảng Ngãi Khánh Hòa, Ninh Thuận, với công suất 40 – 50 W hộ gia đình 200 – 800 W trung tâm cụm xã trạm y tế Ở khu vực phía Bắc, việc ứng dụng dàn pin mặt trời phát triển với tốc độ nhanh, phục vụ hộ gia đình vùng núi cao, hải đảo cho trạm biên phòng Công suất dàn pin hộ gia đình từ 40 – 75 W, trạm biên phòng, nơi hải đảo có công suất từ 165 – 300 W trạm xá cụm văn hoá thôn, xã 165 – 525 W Một số công trình khác sử dụng pin mặt trời như: trung tâm Hội nghị Quốc gia có hệ thống pin mặt trời công suất 154 kW, trạm pin mặt trời nối lưới Viện Năng lượng công suất 1,08 kW bao gồm môđun, trạm pin mặt trời nối lưới lắp đặt mái nhà làm việc Bộ Công Thương - Hà Nội có công suất lắp đặt 2,7k W, hai cột đèn lượng mặt trời kết hợp lượng gió lắp đặt Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc, trị giá 8.000 USD, sử dụng 10h ngày, thắp sáng ngày liền điều kiện nắng gió 1.2 Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Một hệ thống điện lượng mặt trời cần phải có: pin mặt trời, thiết bị tích Chương Trang Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system trữ (accu), thiết bị điều phối, tải tiêu thụ,… Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời: Hình 1.1: Sơ đồ khối Hệ thống điện mặt trời Để thiết kế, tính toán hệ thống điện mặt trời, trước hết cần thông số sau đây: - Yêu cầu đặc trưng phụ tải: Hệ thống gồm thiết bị, đặc trưng thiết bị, thời gian hoạt động thiết bị ngày, tháng năm Thiết bị ưu tiên, thiết bị ngưng tạm thời,… - Vị trí lắp đặt hệ thống: Bức xạ mặt trời phụ thuộc vào địa điểm trái đất điều kiện tự nhiên địa điểm Để hệ thống điện mặt trời cung cấp đủ cho phụ tải suốt năm cần phải lấy giá trị tổng cường độ tháng thấp làm sở Tuy nhiên, tháng mùa hè lượng lại dư thừa gây lãng phí Do để giảm diện tích pin (giảm giá thành) người ta kết hợp thêm máy phát dùng lượng gió gọi công nghệ tổ hợp (hybrid system technology) [2] Vị trí lắp đặt hệ thống điện mặt trời dùng để xác định góc nghiên dàn pin mặt trời cho đặt cố định tổng lượng hệ thống lớn Góc nghiên β so với phương nằm ngang, thông thường chọn: β = α ± 10º, với α vĩ độ nơi lắp đặt Nếu bán cầu Nam quay hướng Bắc ngược lại, bán cầu Bắc quay hướng Nam Chương Trang Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system Hình 1.2 Góc đặt pin mặt trời Như trình bày trên, để lắp đặt pin cố định địa điểm đó, cần phải có thông số để tính toán góc đặt như: số liệu tổng xạ mặt trời, khí hậu, thời tiết ghi nhận qua hàng chục năm, chí hàng trăm năm địa điểm đó; mặt trời, xạ mặt trời lên dàn pin Từ tính góc nghiên β tối ưu [1] Tuy nhiên, lượng xạ mặt trời ngày thay đổi, đạt giá trị cực đại , tia nắng có hướng trực điện với pin Bảng 1.1 cho thấy phụ thuộc điện áp (Voltage Received) , dòng điện (Current Received) góc tới (Angle of Incidence) θz Vì vậy, để điện áp, dòng điện cực đại (công suất cực đại), pin phải thay đổi để luôn vuông góc với hướng tia nắng Hệ thống điều khiển gọi Hệ tracking lượng mặt trời (Solar Tracking System) Chương Trang S K L 0 [...]... khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời là một trong những hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng Năng lượng mặt trời (Solar Energy) là nguồn năng lượng sạch và tiềm tàng nhất, đang được loài người thật sự quan tâm Do đó việc nghiên cứu và nâng cao hiệu quả các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời và triển khai... điều hòa không khí Thứ hai, năng lượng mặt trời được biến đổi thành điện năng nhờ các tế bào quang điện bán dẫn, còn gọi là Pin mặt trời (Soalr Cell), các Pin mặt trời sản xuất điện năng một cách liên tục khi có bức xạ mặt trời chiếu tới Pin mặt trời có ưu điểm là gon nhẹ, có thể lắp bất kỳ nơi đâu có ánh sáng mặt trời, đặc biệt trong lĩnh vực tàu vũ trụ Ứng dụng năng lượng mặt trời dưới dạng này được... tài Một hệ thống điện năng lượng mặt trời cần phải có: pin mặt trời, thiết bị tích Chương 1 Trang 4 Luận văn Thạc sỹ Solar tracking system trữ (accu), thiết bị điều phối, tải tiêu thụ,… Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời: Hình 1.1: Sơ đồ khối Hệ thống điện mặt trời Để thiết kế, tính toán một hệ thống điện mặt trời, trước hết cần các thông số sau đây: - Yêu cầu và các đặc trưng của phụ tải: Hệ thống... khối Hệ thống điện mặt trời 5 Hình 1.2 Góc đặt tấm pin mặt trời 6 Hình 2.1 Cấu tạo của pin mặt trời 14 Hình 2.2 Nguyên lý của pin mặt trời 16 Hình 2.3 Mạch tương đương quá trình nạp 18 Hình 2.4 Xe năng lượng mặt trời 20 Hình 2.5 Xe chạy trong sân golf 23 Hình 2.6 Xe scooter chạy bằng điện nạp từ năng lượng mặt trời 24 Hình 2.7 Xe điện mặt trời. .. các tấm pin mặt trời trên bề mặt, thiết bị chiếu sáng sử dụng pin mặt trời ) Pin mặt trời còn được dùng trong một số hệ thống khác ví dụ để chạy ô tô thay thế dần nguồn năng lượng truyền thống, dùng thắp sáng đèn đường, làm nguồn năng lượng cho cá vệ tinh hoạt động, [1] Trong công nghiệp, người ta cũng bắt đầu lắp đặt các hệ thống điện dùng pin mặt trời với công suất lớn, hiện tại các hệ thống này... điện quốc gia Tây Ban Nha là nước sản xuất năng lượng mặt trời lớn thứ tư thế giới và xuất khẩu 80% điện năng này sang Đức Tây Ban Nha có nhà máy năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới, với 1255 chiếc gương phẳng, đạt công suất 20 MW Dự tính đến năm 2013 sẽ có nhiều ngọn tháp mặt trời được xây dựng và sẽ tạo ra một “trang trại năng lượng mặt trời với sản lượng 300 MW, đủ điện cung cấp cho 180 nghìn... là những nước đứng đầu về sản lượng cells và modules Pin mặt trời được phát triển trong khá nhiều lĩnh vực: máy tính (thiết bị sạc đa năng sử dụng năng lượng mặt trời có thể dùng để sạc pin cho nhiều loại di động và máy tính khác nhau), đồng hồ (PRW-1500 của Casio…), đồ dùng cá nhân (túi, ba lô có gắn pin mặt trời, điện thoại di động tích hợp bộ sạc pin năng lượng mặt trời ), đồ dung hàng ngày (LCD... trung tâm Hội nghị Quốc gia có hệ thống pin mặt trời công suất 154 kW, trạm pin mặt trời nối lưới Viện Năng lượng công suất 1,08 kW bao gồm 8 môđun, trạm pin mặt trời nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công Thương - Hà Nội có công suất lắp đặt 2,7k W, hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió được lắp đặt tại Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc, trị giá 8.000 USD, có thể sử dụng... Tuy nhiên, những tháng mùa hè thì năng lượng lại dư thừa gây lãng phí Do đó để giảm diện tích tấm pin (giảm giá thành) thì người ta kết hợp thêm máy phát dùng năng lượng gió gọi là công nghệ tổ hợp (hybrid system technology) [2] Vị trí lắp đặt hệ thống điện mặt trời còn dùng để xác định góc nghiên của dàn pin mặt trời sao cho khi đặt cố định thì tổng năng lượng của hệ thống là lớn nhất Góc nghiên β... vấn đề mang tính thời sự.Các ứng dụng năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay bao gồm 2 lĩnh vực chủ yếu Thứ nhất là năng lượng mặt trời được sử dụng ở dạng nhiệt năng, người ta dùng các thiết bị thu bức xạ nhiệt mặt trời và tích trữ nó dưới dạng nhiệt năng dùng vào các mục đích khác nhau như: Nhà máy nhiệt điện, thiết bị xấy khô, bếp nấu, thiết bị chưng cất nước, động cơ Stirling, thiết bị đun nước nóng,

Ngày đăng: 06/06/2016, 15:01

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan