Trường đại học Bách Khoa – Đại học quốc gia TP HCM Chương trình kĩ sư ch ất lượng cao Việt Pháp - - BÀI BÁO CÁO MÔN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Đề tài : Hệ thống phát điện kết hợp lượng gió lượng mặt trời Lớp: VP08VT Nhóm 4: Nguyễn Tấn Phát MSSV: 40801521 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Nguyễn Phúc Thuận 40802160 Phan Nhật Vũ 50802678 GVHD: Nguyễn Phúc Khải Đại Học Bách Khoa TP HCM 5/2012 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Mục lục - - Phần A: Tổng quan .trang I II III IV V VI Đặt vấn đề trang Nguồn lượng gió trang Nguồn lượng mặt trời .trang Kết hợp lượng gió lượng mặt trời .trang 11 Bộ điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời .trang 12 Các bước cài đặt hệ thống .trang 12 Phần B: Các ví dụ hệ thống phát điện kết hợp lượng gió mặt trời trang 17 I II III Máy phát điện SOLAR WIND trang 17 Máy phát điện SOLAIR trang 21 Máy phát điện FLOW .trang 23 Nguồn trang 25 Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí A TỔNG QUAN I Đặt vấn đề Kỷ nguyên mới: Năng lượng chủ yếu gió mặt trời? “Những nghiên cứu phát triển liên tục nguồn lượng thay nhanh chóng thúc đẩy xuất kỷ nguyên Lịch sử loài người, hai nguồn điện tái sinh điện gió điện mặt trời đóng góp áp đảo ngành lượng” Một nhà khoa học giải Nobel nói Hội nghị lần thứ 240 Hội Hoá học Mỹ” Tiến sĩ Walter Kohn, người trao giải Nobel Hoá học năm 1998 làm việc Trường ĐH California, phân hiệu Santa Barbara, lưu ý dầu mỏ khí thiên nhiên, cung cấp khoảng 60% tổng lượng toàn cầu dự đoán từ 10 – 30 năm sau chiếm tỷ trọng cao Sau đó, hai nguồn nhiên liệu giảm tỷ lệ cách nhanh chóng Nguồn lượng sử dụng chủ yếu thời gian tới mặt trời… (Ảnh: Internet) Nobel gia Walter Kohn nhận định: “Khuynh hướng tạo hai thách thức toàn cầu chưa có tiền lệ Một đe doạ thiếu hụt lượng quy mô toàn giới Hai tạo nguy chấp nhận nóng lên toàn cầu hậu nó” Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Ông thách thức đòi hỏi phả i tìm nhiều giải pháp khác mà theo ông: “Giải pháp tốt tiếp tục áp dụng tiến khoa học kỹ thuật cung cấp nguồn lượng thay phong phú, an toàn, không thải cácbon Vì thách thức mang tính toàn cầu, nên công tác khoa học công nghệ phải huy động hợp tác quốc tế mức tối đa bắt đầu ” Trong thập kỷ qua, sản lượng điện mặt trời tăng 90% phong điện tăng 10% TS Kohl hy vọng hai nguồn lượng vô tận tiếp tục tăng mạnh t rong thập kỷ tới sau để đưa nhân loại bước vào kỷ nguyên lịch sử, lượng mặt trời lượng gió chiếm vị trí chủ đạo Một vấn đề quan trọng khác, có ý nghĩa không quan tâm cần giảm việc tiêu thụ điện tính theo đầu người nước phát triển Ông nói: … gió (Ảnh: Internet) "Một gương tiêu cực tiêu thụ xăng dầu Mỹ cao mức trung bình giới đến lần” – ông nói – “Thật hiểu được, nước phát triể n lại đặt mục tiêu đưa mức sống lên ngang nước phát triển cao theo mô hình sẵn có mà lẽ họ phải tìm cách để ổn định dân số tăng lên nhanh chóng mình” Kohn lưu ý ông ấn tượng với việc sinh viên Trường ông góp chung quỹ tập thể để trang bị pin mặt trời cung cấp toàn điện cho khu nhà thi đấu: “Khi người trẻ tuổi chủ động đứng giải vấn đề lượng nóng lên toàn cầu điều kỳ diệu Đó cam kết xã hội đầy ý nghĩa thời đại chúng ta” Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí II Nguồn lượng gió Năng lượng gió động không khí di chuyển bầu khí Trái Đất Năng lượng gió hình thức gián tiếp lượng mặt trời Sử dụng lượng gió cách lấy lượng xa xưa từ môi trường tự nhiên biết đến từ thời kỳ Cổ đại Sự hình thành lượng gió Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng làm cho bầu khí quyển, nước không khí nóng không Một nửa bề mặt Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận đ ược xạ Mặt Trời thêm vào xạ Mặt Trời vùng gần xích đạo nhiều cực, đ ó có khác nhiệt độ khác áp suất mà không khí xích đạo cực không khí mặt ban ngày mặt ban đêm Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn góp phần vào việc làm xoáy không khí t rục quay Trái Đất nghiêng (so với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất tạo thành quay quanh Mặt Trời) nên tạo thành dòng không khí theo mùa Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Bản đồ vận tốc gió theo mùa Do bị ảnh hưởng hiệu ứng Coriolis tạo thành từ quay quanh trục Trái Đất nên không khí từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thắng mà tạo thành gió xoáy có chiều xoáy khác Bắc bán cầu Nam bán cầu Nếu nhìn từ vũ trụ Bắc bán cầu không khí di chuyển vào vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ khỏi vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ Trên Nam bán cầu chi ều hướng ngược lại Ngoài yếu tố có tính toàn cầu gió bị ảnh hưởng địa hình địa phương Do nước đất có nhiệt dung khác nên ban ngày đất nóng lên nhanh nước, tạo nên khác biệt áp suất có gió thổi từ biển hay hồ vào đất liền Vào ban đêm đất liền nguội nhanh nước hiệu ứng xảy theo chiều ngược lại Vật lý h ọc lượng gió Năng lượng gió động không khí chuyển động với vận tốc Khối lượng qua mặt phẳng hình tròn vuông góc với chiều gió thời gian là: với ρ tỷ trọng không khí, V thể tích khối lương không khí qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích A, bán kinh r thời gian t Vì động E (kin) công suất P gió là: Điều đáng ý công suất gió tăng theo lũy thừa vận tốc gió vận tốc gió yếu tố định muốn sử dụng lượng gió Công suất gió sử dụng, thí dụ thông qua tuốc bin gió để phát điện, nhỏ nhiều so với lượng luồng gió vận tốc gió phía sau tuốc bin giảm xuống không Trên lý thuyết lấy tối đa 59,3% lượng tồn luồng gió Trị giá tỷ lệ công suất lấy từ gió công suất tồn gió gọi hệ số Betz (xem Định luật Betz ), Albert Betz tìm vào năm 1926 Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Có thể giải thích cách dễ hiểu sau: Khi lượng lấy khỏi luồng gió, gió chậm lại Nhưng khối lượng dòng chảy không khí vào tuốc bin gió phải không đổi nên luồng gió với vận tốc chậm phải mở rộng tiết diện mặt cắt ngang Chính lý mà biến đổi hoàn toàn lượng gió thành lượng quay thông qua tuốc bin gió điều Trường hợp đồng nghĩa với việc lượng không khí phía sau tuốc bin gió phải đứng yên Sử dụng lượng gió Năng lượng gió sử dụng từ trăm năm Con người dùng lượng gió để di chuyển thuyền buồm hay khinh khí cầu , lượng gió sử dụng để tạo công học nhờ vào cối xay gió Ý tưởng dùng lượng gió để sản xuất điện hình thành sau phát minh điện máy phát điện Lúc đầu nguyên tắc cối xay gió biến đổi nhỏ thay chuyển đổi động gió thành lượng học dùng máy phát điện để sản xuất lượng điện Khi môn học dòng chảy tiếp tục phát triển thiết bị xây dựng hình dáng cánh quạt chế tạo đặc bi ệt Ngày người ta gọi tuốc bin gió, khái niệm cối xay gió không phù hợp chúng thiết bị nghiền Từ sau khủng hoảng dầu thập niên 1970 việc nghiên cứu sản xuất lượng từ nguồn khác đẩy mạnh toàn giới, kể việc phát triển tuốc bin gió đại Sản xuất điện từ lượng gió Vì gió không thổi đặn nên lượng điện phát sinh từ tuốc b in gió sử dụng kết hợp chung với nguồn lượng khác để cung cấp lượng liên tục Tại châu Âu, tuốc bin gió nối mạng toàn châu Âu, nhờ vào mà việc sản xuất điện điều hòa phần Một khả khác sử dụng nhà máy phát điện có bơm trữ để bơm nước vào bồn chứa cao dùng nước để vận hành tuốc bin không đủ gió Xây dựng nhà máy điện có bơm trữ tác động lớn vào thiên nhiên phải xây chúng đỉnh núi cao Mặt khác có ánh sáng Mặt Trời nên gió thổi vào ban ngày thường mạnh vào đêm mà thích ứng cách tự nhiên với nhu cầu lượng nhiều vào ban Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí ngày Công suất dự trữ ph ụ thuộc vào độ xác dự báo gió, khả điều chỉnh mạng lưới nhu cầu dùng điện Người ta có công nghệ khác để tích trữ lượng gió Cánh quạt gió truyền động trực tiếp để quay máy nén khí Động gió tích lũy vào hệ thống nhiều bình khí nén Hệ thống hàng loạt bình khí nén luân phiên phun vào turbine để quay máy phát điện Như lượng gió lưu trữ sử dụng ổn định (dù gió mạnh hay gió yếu khí nén vào b ình, người ta dễ dàng điểu khiển cường độ lưu lượng khí nén từ bình phun ra), hệ thống bình khí nén nạp khí xả khí luân phiên để đảm bảo liên tục cung cấp lượng quay máy phát điện (khi bình xả khí quay máy phát điện t hì bình khác cánh quạt gió nạp khí nén vào) Nếu cộng tất chi phí bên (kể tác hại đến môi trường thí dụ thải chất độc hại) lượng gió bên cạnh sức nước nguồn lượng rẻ tiền III Nguồn lượng Mặt Trời Năng lượng mặt trời, xạ ánh sáng nhiệt từ Mặt trời, khai thác người từ thời cổ đại cách sử dụng loạt công nghệ phát triển hết Bức xạ mặt trời, với tài nguyên thứ cấp lượng mặt trời sức gió sức sóng, sức nước sinh khối , làm thành hầu hết lượng tái tạo có sẵn trái đất Chỉ có phần nhỏ lượng mặt trời có sẵn sử dụng Điện mặt trời nghĩa phát điện dựa động nhiệt pin quang điện Sử dụng lượng mặt trời bị giới hạn k héo léo người Một phần danh sách ứng dụng lượng mặt trời sưởi ấm không gian làm mát thông qua kiến trúc lượng mặt trời, qua chưng cất nước uống khử trùng, chiếu sáng ánh sáng ban ngày, nước nóng lượng mặt trời, nấu ăn lượng mặt trời, trình nhiệt độ cao nhiệt cho công nghiệp purposes Để thu lượng mặt trời, cách phổ biến sử dụng lượng mặt trời Công nghệ lượng mặt trời mô tả rộng rãi lượng mặt trời thụ động lượng mặt trời hoạt động tùy thuộc vào cách chúng nắm bắt, chuyển đổi phân phối lượng mặt trời Kỹ thuật lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng quang điện lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác lượng Kỹ thuật lượng mặt trời thụ động bao gồm định hướng tòa nhà phía Mặt Trang EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi t ài sản ánh sáng phân tán, thiết kế không gian lưu thông không khí tự nhiên Năng lượng từ mặt trời Khoảng nửa số lượng mặt trời đến đạt đến bề mặt trái đất Trái đất nhận 174 petawatts (PW) xạ mặt trời đến (sự phơi nắng ) phía không khí Khoảng 30% phản xạ trở lại không gian phần lại hấp thụ đám mây, đại dương vùng đất phổ ánh sáng lượng mặt trời bề mặt trái đất chủ yếu lây lan qua nhìn thấy cận hồng ngoại phạm vi với vai nhỏ cận tử ngoại Bề mặt Trái đất, biển bầu không khí hấp thụ xạ mặt trời, điều làm tăng nhiệt độ c húng Không khí ấm có chứa nước bốc từ đại dương tăng lên, gây lưu thông khí đối lưu Khi không khí đạt đến độ cao, nơi nhiệt độ thấp, nước ngưng tụ thành mây, mưa lên bề mặt trái đất, hoàn thành chu kỳ nước [[Tiềm ẩn nhiệt ngưng tụ nước khuếch đại đối lưu, sản xuất tượng khí gió, bão chống bão s Ánh sáng mặt trời bị hấp thụ đại dương vùng đất giữ bề mặt nhiệt độ trung bình 14 ° C Bằng cách quang hợp xanh chuyển đổi lượng mặt trời vào lượng hóa học , sản xuất thực phẩm, gỗ sinh khối từ n hiên liệu có nguồn gốc hóa thạch Yearly Solar fluxes & Human Energy Consumption Solar 3,850,000 EJ Wind 2,250 EJ Biomass 3,000 EJ Primary energy use (2005) 487 EJ Electricity (2005) 56.7 EJ Tổng số lượng mặt trời hấp thụ bầu khí quyển, đại dương Trái đất vùng đất khoảng 3.850.000 exajoules (EJ) năm Trong năm 2002, lượng so với giới sử dụng năm Đèn lượng mặt trời có tính phí ngày ánh sáng vào lúc hoàng hôn cảnh tượng phổ biến dọc theo lối Mặc dù ánh sáng ban ngày tiết kiệm thời gian quảng cáo cách để sử dụng ánh sáng mặt trời để tiết kiệm lượng, nghiên cứu gần hạn chế báo cáo kết trái ngược nhau: số nghiên cứu báo cáo tiết kiệm, giống nhiều cho thấy hiệu lực chí bị lỗ, đặc biệt xăng tiêu thụ đưa vào tài khoản Sử dụng điện bị ảnh hưởng nhiều khí hậu, địa lý kinh tế, làm cho khó khái quát từ nghiên cứu đơn lẻ Nhiệt mặt trời Công nghệ nhiệt mặt trời sử dụng cho đun nước nóng, sưởi ấm không gian, làm mát không gian trình sinh nhiệt Nước nóng Hệ thống nước nóng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm nóng nước Trong vĩ độ địa lý thấp (dưới 40 độ) 60-70% sử dụng nước nóng với nhiệt độ lên đến 60 ° C cung cấp hệ thống sưởi ấm mặt trời Các loại phổ biến máy nước nóng lượng mặt trời sơ tán thu ống (44%) thu gom kính phẳng (34%) thường sử dụng nước nóng nước; nhà sưu tập không tráng nhựa (21%) sử dụng chủ yếu để làm nóng bể bơi Đến năm 2007, tổng công suất lắp đặt hệ thống nước nóng lượng mặt trời khoảng 154 GW Trung Quốc nhà lãnh đạo giới việc triển khai họ với 70 GW cài đặt năm 2006 mục tiêu dài hạn 210 GW vào năm 2020 Israel Síp nhà lãnh đạo bình quân đầu người việc sử dụng hệ thống nước nóng lượng mặt trời với 90% hộ gia đình sử dụng chúng Tại Hoa Kỳ, Canada Úc làm nóng bể bơi ứng dụng ưu nước nóng lượng mặt trời với công suất lắp đặt 18 GW vào năm 2005 Trang 10 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Hệ thống sưởi ấm, làm mát thông gió Tại Hoa Kỳ, hệ thống sưởi ấm, thông gió điều hòa không khí (HVAC) chiếm 30% (4,65 EJ) lượng sử dụng tòa nhà thương mại gần 50% (10,1 EJ) lượng sử dụng tòa nhà dân cư Công nghệ sưởi ấm, làm mát thông gió lượng mặt trời sử dụng để bù đắp phần lượng Nhiệt khối vật liệu sử dụng để lưu trữ nhiệt nóng từ Mặt trời trường hợp lượng mặt trời Các vật liệu nhiệt khối phổ biến bao gồm đá, xi măng nước Chúng sử dụng lịch sử vùng khí hậu khô hạn khu vực ôn đới ấm để giữ mát tòa nhà cách hấp thụ lượng mặt trời vào ban ngày xạ nhiệt lưu trữ để không khí mát vào ban đêm Tuy nhiên, chúng sử dụng khu vực ôn đới lạnh để trì ấm áp Kích thước vị t rí nhiệt khối phụ thuộc vào nhiều yếu tố điều kiện khí hậu, chiếu sáng ánh sáng ngày bóng râm Khi kết hợp cách, nhiệt khối trì nhiệt độ không gian phạm vi thoải mái làm giảm cần thiết để sưởi ấm phụ trợ thiết bị làm mát Một ống khói lượng mặt trời (hoặc ống khói nhiệt, bối cảnh này) hệ thống thông gió lượng mặt trời thụ động bao gồm trục thẳng đứng kết nối nội thất ngoại thất tòa nhà Do nóng lên ống khói, không khí bên đun nóng gây updraft kéo không khí thông qua tòa nhà Hiệu suất cải thiện cách sử dụng kính vật liệu nhiệt khối theo cách bắt chước nhà kính Rụng thực vật phát huy phương tiện để kiể m soát lượng mặt trời sưởi ấm làm mát Khi trồng phía nam tòa nhà, chúng cung cấp bóng mát mùa hè, cành trụi cho phép ánh sáng mùa đông Kể từ trần, trụi tạo bóng râm 1/3 đến 1/2 xạ mặ t trời, có cân lợi ích bóng mát mùa hè mát tương ứng sưởi ấm mùa đông Trong khí hậu với tải làm nóng đáng kể, rụng không nên trồng phía nam tòa nhà chúng can thiệp với tính có sẵn lượng mặt trời mùa đông Tuy nhiên, chúng sử dụng phía đông phía tây để cung cấp mức độ bóng mát mùa hè mà không làm ảnh hưởng đến tăng lượng mặt trời mùa đông IV Kết hợp lượng gió lượng mặt trời Một máy phát điện tua bin gió lai lượng mặt trời giải pháp thay nguồn lượng đáng tin cậy Nó sử dụng lượng mặt trời kết hợp với lượng gió để tạo nguồn lượng độc lập mà hai đáng tin cậy quán Năng lượng mặt trời lượng gió hai số nguồn lượng có trữ lượng lớn hành tinh Cả hai nguồn lượng tái tạo dồi quanh năm tất lĩnh vực Trang 11 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Trong lượng mặt trời lượng gió dụng biến động sử dụng chung với cung cấp nguồn lượng đáng tin cậy Ở nhiều khu vực, mặt trời mạnh lúc tốc độ gió thấp ngược lại tốc độ gió cao ánh nắng mặt trời yếu (vào mùa đông) Giải pháp hoàn hảo kết hợp hai nguồn lượng để tạo dòng chảy lượng không đổi Hệ thống hybrid cân biến động lượng để cung cấp cho dòng chảy lượng ổn định cao Máy phát điện tua bin gió lai lượng mặt trời sử dụng pin mặt trời thu ánh sáng chuyển đổi thành lượng với tua-bin gió thu thập lượng từ gió Bộ điều khiển phụ trách việc sạc lượng trước lưu trữ ngân hàng pin Một biến tần, nằm ngân hàng pin, thay đổi dòng điện từ DC đến AC AC, xen kẽ nay, loại lượng sử dụng hầu hết gia đình doanh nghiệp Lai lượng mặt trời máy phát điện tua bin gió cung cấp điện chi phí thấp Điện đáng tin cậy kết hợp lượng mặt trời gió Các chi phí hoạt động thấp so với nguồn không tái tạo Việc sử dụng hai nguồn lượng mặt trời gió - giúp cho việc cung cấp cho nguồn lượng ổn định cho pin V Bộ Điều Khiển Hỗn Hợp Năng lượng gió lượng mặt trời Mô tả chung điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời Bộ điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời cao cấp đặc biệt thiết kế cho hệ thống hỗn hợp lượng mặt trời/năng lượng gió quy mô nhỏ đầu t rên, phù hợp với hệ thống đèn đường hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời phù hợp với hệ thống kiểm soát hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời Nó điều khiển máy phát điện gió pin mặt trời để sạc vào ắc quy cách an toàn hiệu Bộ điều khiển hỗn hợp lượng mặt trời lượng gió cao cấp thành Trang 12 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí phần hạt nhân hệ thống phát điện không kết nối với lưới điện Hoạt động điều khiển ảnh hưởng đến tuổi thọ khả ổn định toàn hệ thống, đặc biệt tuổi thọ ắc quy Giải thích mô hình điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời Tính hoạt động điều khiển hỗn hợp lượng mặt trời lượng gió ◆ Đáng tin cậy: Thiết kế cấu trúc đơn giản, đơn hóa thôn g minh với chức mạnh mẽ hoạt động ổn định; Cấu kiện chất lượng cao quy trình sản xuất nghiêm ngặt tạo cho điều khiển phù hợp với môi trường khắc nghiệt Nó có tuổi thọ vận hành đáng tin cậy ◆ Phương thức sạc PWM, cấu trúc sạc dòng hạn chế điện áp hạn chế: Bộ điều khiển sạc vào ắc quy với dòng hạn chế điện áp hạn chế điện ắc quy thấp Bộ điều khiển sạc vào ắc quy với dòng hạn chế điện áp hạn chế điện ắc quy nhiều Điều gia tăng tuổi thọ ắc quy Điện vượt bị chuyển tải PWM ◆ Hai đầu dòng xoay chiều: Có nhiều chế độ điều khiển đầu tùy chọn cho đầu dòng xoay chiều, bao gồm: (1) liên tục mở, (2) liên tục tắt, (3) liên tục nửa công suất, (4) điều khiển đèn mở, điều khiển đèn tắt, (5) điều khiển đèn mở điều khiển t hời gian tắt, (6) điều khiển đèn mở, điều khiển thời gian nửa công suất, điều khiển đèn tắt, (7) điều khiển đèn mở, điều khiển thời gian nửa công suất, điều khiển thời gian tắt Thông Trang 13 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí qua hình LCD nút bấm, người sử dung cài đặt chế độ khác điều khiển đầu ra, bao gồm: (1) liên tục mở, (2) điều khiển đèn mở, điều khiển đèn tắt, (3) điều khiển đèn mở điều khiển thời gian tắt ◆ Hiển thị LCD: Dữ liệu hoạt động trạng thái hệ thống hiển thị hình LCD Bao gồm: điện áp ắc quy, điện áp tuabin gió, điện áp quang điện, công suất tuabin gió, công suất quang điện, dòng tuabin gió, dòng quang điện, dòng tải, chế độ điều khiển đầu ra, thời gian tắt tải đầu ra, điện áp điểm điều khiển đèn mở, điện áp điểm điều khiển đèn tắt, đèn chế độ dành cho ban ngày hay ban đêm, trạng thái điện ắc quy, trạng thái tải, điện áp cao, điện áp thấp, tải, đoản mạch, … ◆ Chức bảo vệ: bao gồm: chống sạc ngược pin mặt trời, kết nối ngược pin mặt trời, sạc vào ắc quy, xả khỏi ắc quy, kết nối ngược ắc quy, đoản mạch tải, tải, sét, dòng hạn chế tuabin gió, phanh tay phanh tự động tuabin gió ◆ Chức giao tiếp từ xa tùy chọn: Phần mềm theo dõi giám sát tình trạng hệ thống điều khiển theo thời gian thực, điện áp ắc quy, điện áp tuabin gió, điện áp pin mặt trời, dòng sạc vào ắc quy, dòng sạc tuabin gió, điện áp sạc vào ắc quy, công suất sạc vào ắc quy, công suất sạc pin mặt trời, công suất sạc tuabin gió , số vòng quay phút tuabin gió, … Người dùng điều chỉnh thông số thông qua phần mềm Trong phần mềm điều khiển tình trạng hoạt động tuabin gió tải ◆ Mô đun sạc điện áp thấp tùy chọn: chức cho p hép điện từ tuabin gió sạc vào ắc quy điện áp thấp Trở kháng đầu vào điểm điện áp bắt đầu sạc tuabin gió điều chỉnh thông qua giao tiếp cổng nối tiếp tùy thuộc vào đặc điểm khác tuabin gió khác khau ◆ Chức dấu tắt tùy chọn: ắc quy xả mực, thiết bị tự động chuyển sang dùng điện lưới sử dụng điện lưới chạy tải để đảm bảo ổn định hệ thống điện Nếu ắc quy xả mức lần thứ ngày, điều khiển không tự động phục hồi Chỉ điện áp ắc quy hồi trở lại tới điểm hồi phục đèn chiếu sáng tắt lần (đèn bật vào ngày hôm sau), tự động chuyển sang dùng ắc quy cho tải ◆ Phần mềm giám sát điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời Phần mềm giám sát điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời Người dùng kiểm tra cài đặt thông số xem tình trạng trình hoạt động hệ thống Người dùng điều khiển tình trạng hoạt động tuabin Trang 14 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí gió Trong đó, phần m ềm có nhiều ưu điểm, là: dễ sử dụng, hiệu cao, đa chức năng, đa ngôn ngữ, …i Hệ thống giám sát mạng phần mềm giám sát rộng Phần mềm sản xuất cho điều khiển hỗn hợp lượng gió lượng mặt trời cao cấp cho phép cài đặt thông số điều khiển, giám sát thông số điện VI Các bước cài đặt hệ thống kết hợp lượng gió lượng mặt trời Đặt tuabin gió vị trí thích hợp nối dây đầu để điều chỉnh thiết kế để xử lý biến động điện áp dòng điện tua-bin gió sản xuất Nhiều tua-bin gió có cài đặt trước Hãy chắn lượng đầu tương thích với điện áp pin dự trữ Nếu không phù hợp, bạn phải cài đặt máy biến áp riêng biệt để thay đổi mức điện áp phù hợp Kết nối đầu từ điều tuabin biến công tắc trung tâm nguồn DC, thiết kế để tổ chức đầu vào lượng từ nguồn khác đạo ngân hàng pin biến tần Thực theo sơ đồ hệ thống dây điện trung tâm nguồn Cài đặt pin mặt trời vị trí đầy nắng kết nối chúng với theo thông số kỹ thuật nhà sản xuất Điều thường liên quan đến việc đơn giản cắm với Kết nối bảng để điều chỉnh phí quang điện (PV) kết nối điều khiển phụ trách công tắc trung tâm nguồn DC Cấu hình ngân hàng pin để tối ưu hóa cho lượng điện bạn tạo yêu cầu bạn tải Điều thực hệ thống dây điện nối tiếp, song song, hai Mắc nối tiếp tăng điện áp ngân hàng, mắc song song để kéo dài tuổi thọ pin Điện áp tiêu biểu cho hệ thống lượng tái tạo 12, 24, 48, 60 72 volt Kết nối ngân hàng pin để relay trung tâm nguồn DC để lượng đầu vào cho ngân hàng từ turbin gió PV; đầu từ ngân hàng đến biến tần Thực theo sơ đồ hệ thống dây điện trung tâm nguồn Kết nối đầu từ trung tâm nguồn đến biến tần, mà chuyển đổi DC hộ gia đình 110V/220V AC Các biến tần nối song song với máy phát điện trở lại cho hệ thống điện lưới, với việc cung cấp từ công ty điện lực Kết nối biến tần trực tiếp vào bảng điều khiển nhà điện Trang 15 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Sơ đồ hệ thống kết hợp lượng gió lượng mặt trời Trang 16 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí B CÁC VÍ DỤ HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI: I HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN SOLAR WIND Giới thiệu: Solarwin hệ thống tua bin gió trục thẳng kết hợp với pin mặt trời Khi có nắng gió thu điện ngược lại Cho thấy kết hợp mang đến tối ưu Cấu tạo: Tua bin Bluenergy Solarwind công suất 5kW có hai van gió đường xoắn ốc theo trục dọc phủ pin mặt trời Thay sử dụng kính, pin đưuọc phủ lớp Teflon Tua bin hoạt động điều kiện tốc độ gió chậm dặm/giờ làm việc điều kiện tốc độ gió lên tới 90 dặm/giờ vượt xa khả tuabin có trục nằm ngang Nó làm việc tiếng ồn Một điểm thú vị nhờ tua bin quay mà pin mặt trời làm mát, tăng hiệu suất sinh điện Trang 17 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Các yếu tố thành phần: - Công nghệ đóng gói pin mặt trời: Cốt lõi công nghệ Bluenergy ý tưởng tế bào lượng mặt trời không nên đóng kín phía sau thủy tinh bọc nhôm pin mặt trời nay, thay đư ợc bao phủ lớp fluoropolymer tinh khiết (một phim rõ ràng) Ý tưởng chuyển đổi thành trình trưởng thành mặt kỹ thuật cấp sáng chế, cung cấp lợi khác biệt sản xuất sử dụng tế bào lượng mặt trời Đóng gói bụi bẩn kháng, không phản xạ chịu tác động Dấu ấn Bluenerg, nhánh hình trình đặc biệt fluoropolymer tạo khu vực nhỏ thu ánh sáng mặt trời từ góc độ điều tiết ánh sáng vào tế bào mà việc sử dụng quang học phụ thiết bị theo dõi cồng kềnh Tua-bin "xoắn kép" cánh gió hình phục vụ tảng cho pin Công nghệ chứng minh - Đôi cánh xoắn hình gió: Một phân tích phần tử hữu hạn thực công ty Bayer Đức vào năm 2002 cho thấy cách tốt để sử dụng gia đình Foam Polyurethane composite carbon gọi Baydur ® cho Solarwind ™ Turbines lên đến 10 kW Nhờ chu kỳ đúc nhanh khoảng 90 giây, đúc hình d ạng 3D với độ cứng sức mạnh nội cao cao sản xuất Khuôn nhôm sử dụng trình sản xuất, có nghĩa đại lý phát hành cần thiết, kết trình sản xuất an toàn thân thiện với môi trường Với hệ thống này, phận đúc mạnh mẽ, nhẹ cứng sản xuất nhanh chóng trình đúc ướt - Máy phát điện Máy phát điện ba pha xoay chiều đồng nam châm vĩnh c ửu đư ợc quy định Máy phát điện có nam châm đất áp dụng rotor nó, cung cấp hiệu cao Các cuộn dây cố định rotor liên tục kích hoạt thông qua nam châm, máy phát điện cung cấp lượng vòng quay phút Những máy phát điện thiết kế đặc biệt cho thiết bị hỗ trợ gió, xây dựng với yêu cầu xác tuabin Bluenergy Solarwind - Hệ thống chuyển lượng mặt trời Công nghệ trượt vòng cung cấp cho việc chuyển giao dòng ện sản xuất tế bào lượng mặt trời đóng gói Trượt-vòng có thiết kế mạnh mẽ cấu tạo từ kim loại quý giá để sử dụng thời gian dài, tối thiểu hóa chi phí - Biến tần Trang 18 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Các biến tần kết hợp điện lượng mặt trời gió tạo điện vào dòng Đầu dòng AC chuẩn dễ dàng chuyển đổi tiêu chuẩn quốc gia khác - Trục tua bin - Vòng bi Trục rỗng lại thi thép cột, cách sử dụng hệ thống ma sát để làm giảm trở kháng, tăng hiệu Hệ thống cho phép tuabin quay ổn định, mà gió cao, tải giảm hoàn toàn cân Ưu điểm: + Ưu điểm kĩ thuật: - Một máy phát điện sử dụng hai lượng gió mặt trời, thiết kế đẹp, thẩm mĩ - Năng lượng đều, ổn định năm (mùa đông ánh nắng nhiều gió, mùa hè nhiều nắng) - Hoàn toàn tiếng ồn tiếng gió nhờ cạnh xoắn tốc độ quay tuabin không vượt tốc độ gió - Thiết bị an toàn cho người động vật tự nhiên - Tận dụng gió từ hướng, làm việc gió nhẹ bão - Quay gần tốc độ gió, trạng thái cân với chế độ tự điều hòa ổn định - Không có rò rỉ dầu, đóng băng - Bề mặt pin mặt trời có hệ thống Dendrite hấp thu ánh sáng mặt trời từ góc, - tạo điện nhiều so không thời gian để pin quay phí mặt trời số loại thiết bị thông thường - Các pin nối song song làm giảm tổn hao tạo chắn, tin cậy kết nối điện - Pin mặt trời làm mát quay, giữ hiệu suất sản sinh điện - Lấy dòng ện trực tiếp từ van gió quay máy phát không cần kết nối - + Ưu điểm sản phẩm: Bắt đầu sạc với tốc độ gió nhỏ khoảng dăm/giờ Không tắt có bão lớn Sản xuất khoảng 50% lượng điện so với loại tuabin trục ngang truyền thống + Ưu điểm chi phí: Chi phí thấp Trang 19 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí - Máy phát điển để đất dễ quan sát, lưu trữ, sửa chữa, thay thiết bị  Chi phí sửa thấp so với tuabin trục ngang - Chi phí xây dựng thấp - Chi phí bảo hiểm thấp - Tất thiết bị gần mặt đất, ko có rủi ro cánh quạt bị bể Sự phát triển hệ thống: - Với kết hợp việc sử dụng ngăng lượng gió mặt trời làm chi phí rẻ so với việc xây dựng hai hệ thống thu hai loại lượng riêng biêt - Ở Mỹ, tốc độ gió gần không đáng kể vào mùa hè ánh sáng mặt trời lại vào khoảng thời gian mạnh Trong mùa đôn g tốc độ gió lớn mặt trời lại bị ẩn sau mây, suốt bão Với hệ thống lai gió mặt trời (Solar Wind) có lượng gần liên tục năm, thời gian dài - Hơn nhóm nhà khoa học Đại học bang Washington hy vọng Hệ thống tạo tỉ tỉ gigawatts lượng việc sử dụng 8400 kilomet chiều rộng solar sail để thu lượng hệ thống solar wind - Theo nhóm khoa học này, 1000 nhà thắp sáng việc sản xuất lượng từ chúng - Một tỉ gigawatts tạo vệ tinh có 1000 met dây cáp vwois sail 8400 km ngang - Các nhà khoa học nhận thấy số vấn đề cấp phát giải tốt, lượng từ Solar Wind tạo lượng lượng sức mong đợi Trang 20 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí II MÁY PHÁT ĐIỆN SOLAIR: Giới thiệu máy phát điện Solair Máy phát điện kết hợp lượng gió lượng mặt trời SolAir có ba cánh quạt quay, cánh có bán kính 64 inch, nặng khoảng 27.5kg Một bảng thu lượng mặt trời diện tích 40 inch vuông(0.0258 m2) tích hợp vào tuabin gió Chong chóng SolAir quay với vận tốc 2.68 đến 26.8 m/s, đâu Mỗi năm Solair cung cấp 2000kwh, công suất tối đa đạt đến 2.2kW Như bạn thấy ảnh dưới, SolAirs thường cài đặt dọc theo đường mái nhà gia đình ho ặc tòa nhà thương mại, chúng sử dụng nhiều địa điểm Lí đời sản phẩm: Solair phát triển dựa việc giải khuyết điểm máy phát điện kết hợp lượng gió lượng mặt trời như: Sản phẩm sử dụng gia đình dùng công nghệ cũ, không hiệu Trang 21 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Tốc độ cánh quạt tuabin bị hạn chế vị trí địa lí, hiệu nơi có gió mạnh Công nghệ chuyển đổi lượng gió, lượng mặt trời thành lượng điện dựa công nghệ cũ, không hi ệu Yêu cầu tốc độ gió cao, thơi gian chiếu sáng mặt trời dài dẫn đến việc lượng tạo không ổn định, chi phí cao Chỉ có nhà thầu phép có khả lắp đặt hệ thống Chi phí bảo trì cao, phức tạp thời gian sản phẩm chạy để bảo trì kéo dài Sản phẩm phát tiếng ồn, cần không gian rộng lớn để lắp đặt Ưu điểm Solair: Lắp đặt dùng nhà hoạc tòa nhà thương mại dễ dàng, tốn vài phút Chi phí chuyển đổi lượng gió, mặt trời thành lượng điện thấp Giải pháp cho việc sử dụng lượng gió, lượng mặt trời hiệu Thiết kể nhỏ gọn, đẹp Không gây ô nhiễm môi trường gây hại động vật hoang dã (chim, dơi v.v) Không tốn phí bảo trì III MÁY PHÁT ĐIỆN FLOW 1.Tiện ích sinh thái: Giúp giảm thiểu việc sử dụng nguồn lượng hóa thạch, tăng cường sử dụng nguồn lượng vô tận, giải toán kinh tế hóa đơn điện 2.Yếu tố sinh thái: Một máy phát điện kết hợp lượng gió mặt trời để cung cấp cho bạn nguồn lượng xanh Năng lượng mặt trời lượng gió ngày xem nguồn phổ biến lượng thay Trong lượng mặt trời dường đ ảm nhận vai trò cờ đầu cho lượng xanh lượng gió từ từ bật với thiết kế, kiểu dáng tạo nhỏ ngày hiệu Trang 22 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí "Flow" kết hợp lượng gió lượng mặt trời, sử dụng gồm sáu quang điện, xắp xếp tua-bin dọc Trong pin tạo lượng mặt trời, cánh di chuyển tạo lượng gió Điện sử dụng cho hộ gia đình bạn, đảm bảo bạn lo lắng việc phải trả hóa đơn tiền điện bạn Được thiết kế Wang Yigang (một nhà quản lý vận hành), thiết kế trưng bày Triển lãm Nghệ thuật Quốc gia nhận "giải thưởng DAAD." flow C7UqD 7071 Kích thước mặt tối: Lượng lượng tạo phụ thuộc vào hấp thu mặt tối hoạt động, số liệu thống kê xác cho thấy hiệu hệ thống Một thắc mắc cần lượng cung cấp cho gia đình trung bình, dựa vào điều ta lựa chọn kích thước cho phù hợp với tiêu thụ gia đình flow DdDmq 7071 flow skT7d 7071 Trang 23 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Cấu tạo: Cấu tạo chủ yếu gồm tế bào quang điện xếp lại hình chong chóng ảnh chụp Mặt cánh quạt có tác dụng hấp thu lượng từ mặt trời chiếu tới, cấu tạo cong giúp cho hấp thu lượng mặt trời cách tối ưu Các cánh quạt có khả thay đổi vị trí, điều chỉnh góc mở để tận dụng tối đa sức gió Các cánh quạt quay làm quay tuabin dọc trục Tốc độ tăng tốc gió tăng cường hiệu suất rotor Ngoài ra, khớp tế bào lượng mặt trời giúp điều chỉnh góc độ tối ưu để tối đa lượng mặt trời hấp thụ Đến với loại máy này, hệ thống chạy tua bin gió loại dọc trục Darrieus Điều giúp tận dụng tối đa gió nhẹ nhàng Trạng thái thiết kế: Khái niệm Flow kết hợp nguồn lượng thay nhằm mục đích tăng sức mạnh nhà ở, giúp người tiến tới kỉ nguyên : “kỉ nguyên tự lượng” Tính tiện dụng: Với kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt, dễ sử dụng Có thể lắp đặt cột điện làm nguồn chiếu sáng, lắp đặt nhà Có thể đảm bảo nhu cầu sử dụng điện hộ gia đình Ngoài ứng dụng vào công nghiệp sản xuất điện Trang 24 EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Nguồn: http://www.ecofriend.com http://en.wikipedia.org Trang 25