zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Năng lượng

Bài giảng Hệ thống năng lượng xanh: Chương 2 - ThS. Trần Công Binh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Báo xấu

4
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống năng lượng xanh - Chương 2: Năng lượng điện mặt trời, cung cấp những kiến thức như nguồn năng lượng mặt trời (góc lắp đặt); tế bào quang điện; đặc tuyến i-v của pin quang điện; công nghệ chế tạo pin quang điện; đặc tính làm việc của pin quang điện; hệ điện mặt trời độc lập; hệ điện mặt trời hòa lưới; tính toán kinh tế cho hệ hòa lưới; xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời; giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống năng lượng xanh: Chương 2 - ThS. Trần Công Binh

Bài giảng HTNLX Trần Công Binh C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Bài giảng: HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG XANH Giảng viên: ThS. Trần Công Binh 1/2019 0 Hệ thống năng lượng xanh 1 C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI LEED 1. Nguồn năng lượng mặt trời (góc lắp đặt) Green Mark 2. Tế bào quang điện LOTUS 3. Đặc tuyến I-V của pin quang điện EDGE 4. Công nghệ chế tạo pin quang điện 5. Đặc tính làm việc của pin quang điện 6. Hệ điện mặt trời độc lập 7. Hệ điện mặt trời hòa lưới 8. Tính toán kinh tế cho hệ hòa lưới 9. Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 10.Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 2 Hệ thống năng lượng xanh 3 C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1. Nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời Tiêu chí sử dụng năng lượng hiệu quả, khuyến Trước khi nói về năng lượng mặt trời, hãy tìm hiểu khích trang bị hệ thống năng lượng tái tạo như về mặt trời: năng lượng mặt trời để được chứng nhận CÔNG • Như cường độ ánh nắng ra sao TRÌNH XANH: • Bức xạ mặt trời ra sao (insolation: incident solar • LEED: Hội đồng công trình xanh Mỹ radiation) • Green Mark: Bộ xây dựng Singapore • Bức xạ trung bình nhận được mỗi ngày • LOTUS: Hội đồng công trình xanh Việt Nam • Vị trí của mặt trời ở đâu tại mọi thời điểm • EDGE: Tổ chức thương mại thế giới • Chọn vị trí và góc lắp đặt dàn pin mặt trời sao cho hiệu quả nhất Hệ thống năng lượng xanh 4 Hệ thống năng lượng xanh 5 ĐH Bách Khoa TP.HCM 1
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Renewable energy ressources on Earth by year Réf. : human activities : 140. 106 GWh Nguồn năng lượng mặt trời Moon 25 106 GWh 1377 Earth 45% W/m2 1600 109 GWh 720 109 sun noyau GWh transforme d 0,3 109 GWh In heat 30% - Hydro cycles (88%) 350 109 GWh 1000 directly 25% - wind, waves 32 109 GWh W/m2 converted at re-emitted to surface Photosynthesis and space atmosphère (0,24%) 109 GWh Hydrocarbon fossil = stored solar energy Hệ thống năng lượng xanh 27 years = 1 day Hệ thống năng lượng xanh 6 7 Nguồn năng lượng mặt trời Bức xạ của lỗ đen và mặt trời • Mặt trời 1377 W/m2 – Đường kính 1.4 triệu km – Tổng công suất bức xạ điện từ là 3.8 x 1020 MW • Vật thể đen – Là vật thể vừa hấp thụ hoàn toàn, vừa bức xạ hoàn hảo – Bức xạ hoàn hảo – phát xạ lượng năng lượng trên mỗi đơn vị diện tích nhiều hơn bất kỳ một vật thể thực ở 1000 W/m2 cùng nhiệt độ. – Hấp thụ hoàn toàn – hấp thụ tất cả bức xạ, hoàn toàn không có phản xạ. Hệ thống năng lượng xanh 8 Hệ thống năng lượng xanh 9 Định luật Plank Định luật Stefan-Boltzmann • Định luật Plank – bước sóng phát xạ từ vật thể đen phụ • Tổng công suất bức xạ của vật thể đen được tính bằng thuộc vào nhiệt độ của nó định luật bức xạ Stefan –Boltzman 3.74 108 E =   14400    5 exp  (7.1) E = A T 4 (7.2)  − 1   T   • λ = bước sóng (μm) • E = tổng công suất phát xạ của vật thể đen (W) • Eλ = công suất phát xạ trên mỗi đơn vị diện tích của • σ = hằng số Stefan-Boltzmann = 5.67x10-8 W/m2-K4 vật thể đen (W/m2-μm) • T = nhiệt độ tuyệt đối (K) • T = nhiệt độ tuyệt đối (K) • A = tổng diện tích bề mặt của vật thể đen (m2) Hệ thống năng lượng xanh 10 Hệ thống năng lượng xanh 11 ĐH Bách Khoa TP.HCM 2
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh c  ( m) = Phổ điện từ f ( Hz ) (c = 300.000km/s) Bức xạ của trái đất Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng trong khoảng 0.4 đến 0.7 μm, • Ví dụ 7.1: Trái đất là một vật thể đen, có với bước sóng của tia tử ngoại ngắn hơn và tia hồng ngoài dài hơn nhiệt độ trung bình 17oC, diện tích bề mặt 5,1x1014m2. Tính công suất bức xạ và bước sóng có công suất bức xạ đỉnh. So sánh với bước sóng bức xạ đỉnh của mặt trời 5800oK. E = A T 4 (7.2) 2898 max (  m) = (7.3) Source: www.en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation T (o K ) Hệ thống năng lượng xanh 12 Hệ thống năng lượng xanh 13 Quy tắc Wien Phổ bức xạ của trái đất ở 288oK Trái đất là một vật thể đen phát xạ ở 288K • Bước sóng mà công suất bức xạ trên mỗi đơn vị diện tích lớn nhất là 2898 max ( m) = (7.3) T (o K ) • T = nhiệt độ tuyệt đối (K) • λ = bước sóng (μm) • λmax =0.5 μm cho mặt trời, T = 5800 K • λmax = 10.1 μm với trái đất (một vật đen), T = 288 K Hình 7.1 Diện tích dưới đường cong là tổng công suất bức xạ phát ra Hệ thống năng lượng xanh 14 Hệ thống năng lượng xanh 15 Phổ bức xạ của mặt trời bên ngoài khí quyển Phổ mặt trời trên bề mặt trái đất Hình 7.2 Hệ thống năng lượng xanh 16 Hệ thống năng lượng xanh 17 ĐH Bách Khoa TP.HCM 3
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Phổ mặt trời trên bề mặt trái đất Tỷ trọng khí quyển m - Air Mass Ratio Khi tia nắng băng m=0: bên ngoài bầu qua bầu khí quyển, khí quyển, tia nắng lượng năng lượng đến được bề mặt màu xanh da trời. trái đất sẽ bị suy hao m=1: trên mặt đất vào giữa trưa, tia nắng Hình 7.3 màu vàng trắng. m=5: trên mặt đất vào • h1 = chiều dài đường đi qua bầu khí quyển với ánh chiều tối, tia nắng màu nắng mặt trời ngay trên đỉnh đầu đỏ cam. • h2 = chiều dài đường đi qua bầu khí quyển để đến bề mặt trái đất Hệ thống năng lượng xanh 18 Hệ thống năng lượng xanh 19 Tỷ trọng khí quyển m - Air Mass Ratio Quỹ đạo trái đất • Quay một vòng mất 365.25 ngày theo quỹ đạo hình elip β = góc cao độ của mặt trời ( 90o) Hình 7.3 • Khoảng cách từ trái đất đến mặt trời:   360( n − 93)   d = 1.5 108 1 + 0.017sin    km (7.5) h Air Mass ratio: m = 2 = 1   365  h1 sin  • Air Mass ratio bằng 1 (“AM1”) đồng nghĩa với mặt trời • n = số ngày (bắt đầu từ ngày 1.1) ngay trên đỉnh đầu (m=1) • d (km) thay đổi từ 147x106 km vào ngày 2.1 đến 152x106 km vào ngày 3.7 (tương ứng với mùa đông và • AM1.5 là trị trung bình trên bề mặt trái đất (m=1.5), mùa hè) spectrum under Standard Test Conditions (STC) • AM0 ở bên ngoài bầu khí quyển • Đơn vị góc tính bằng độ cho cả chương này. Hệ thống năng lượng xanh 20 Hệ thống năng lượng xanh 21 Quỹ đạo trái đất Quỹ đạo trái đất • Trong một ngày, trái đất quay 360,99˚ • Quỹ đạo trái đất quay còn gọi là mặt phẳng hoàn đạo • Trái đất quay quanh một trục nghiên 23.45˚ • Ban ngày và ban đêm dài bằng nhau vào ngày 21.3 và 21.9 (Xuân phân và Thu phân) Hình 7.5 • Đông chí là ngày mà Bắc cực xa mặt trời nhất Với các ứng dụng năng lượng mặt trời, sẽ xem xét các đặc • Hạ chí là ngày Bắc cực gần mặt trời nhất điểm của quỹ đạo của trái đất là không thay đổi Hệ thống năng lượng xanh 22 Hệ thống năng lượng xanh 23 ĐH Bách Khoa TP.HCM 4
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Thiên độ δ - Solar Declination Vị trí mặt trời theo thời gian trong năm • Thiên độ δ – là góc hợp bởi mặt phẳng xích • Xác định vị trí mặt trời đạo với đường thẳng nối tâm mặt trời và tâm Hạ chí trái đất (δ 90o: Bắc, → lấy góc bù) vào ngày 25 tháng 8. • Zenith – trục hướng tâm, vuông góc với mặt phẳng trái đất (hay đường chân trời)  at Noon Tilt =  N = 90 −  N Nếu tính theo N chưa bù ( N < 0o: Bắc, →lấy độ lớn) Hình 7.9 Hệ thống năng lượng xanh 28 Hệ thống năng lượng xanh 29 ĐH Bách Khoa TP.HCM 5
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Ví dụ 7.2 – Góc lắp dàn PV Cường độ nắng theo góc lắp đặt • Góc thiên độ δ là 𝑇í𝑛ℎ 𝑚𝑖𝑛 𝑣à  𝑚𝑎𝑥 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑘ℎ𝑜ả𝑛𝑔  = [−23.45 𝑜 → + 23.45 𝑜]  360 ( n − 81)  = 23.45sin  ( ??? − 81)  = ??? 360  = 23.45sin    365   365    • Góc cao độ là • Để tia nắng mặt trời chiếu vuông góc với giàn pin mặt trời thì góc nghiên bằng: Tilt =  N = 90 −  N = ??? (N ≥ 0o: Nam) ( N < 0o: Bắc, →lấy độ lớn) Hệ thống năng lượng xanh 30 Hệ thống năng lượng xanh 31 Nhiệt – điện mặt trời Nhiệt – điện mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 32 Hệ thống năng lượng xanh 33 Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày Hệ thống năng lượng xanh 34 Hệ thống năng lượng xanh 35 ĐH Bách Khoa TP.HCM 6
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày • Xoay theo mặt trời • Xoay theo mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 36 Hệ thống năng lượng xanh 37 Nhiệt – điện mặt trời Nhiệt – điện mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 38 Hệ thống năng lượng xanh 39 Nhiệt – điện mặt trời Quang – điện mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 40 Hệ thống năng lượng xanh 41 ĐH Bách Khoa TP.HCM 7
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Góc cao độ  và góc phương vị s Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày • Vị trí mặt trời trong ngày được xác định theo góc cao độ β và góc phương vị ϕS Altitude Angle • β và ϕS phụ thuộc vào vĩ độ, ngày và giờ. Azimuth Angle • Góc phương vị (ϕS ) – ϕS > 0 vào buổi sáng – ϕS < 0 vào buổi chiều – Tính từ trục hướng cực Nam (xem như hướng Nam) • Lấy giờ giữa trưa là chuẩn. s < 0 ở phía Tây Hình 7.10 Hệ thống năng lượng xanh 42 Hệ thống năng lượng xanh 43 Góc cao độ  và góc phương vị s Góc cao độ  và góc phương vị s • Góc giờ H - là góc cần để trái đất quay cho đến sin  = cos L cos  cos H + sin L sin  (7.8) khi mặt trời nằm ngay trên đường kinh độ mà cos  sin H (0    90o ), (or  90o !?) bạn đang đứng sin S = (7.9) cos  • Nếu xem trái đất quay một góc 15˚/giờ, thì • H = góc giờ (độ) (
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Example 7.3 – Xác định vị trí mặt trời? Sơ đồ dùng phân tích bóng che cho mặt trời • Góc phương vị • Từ việc xác định vị trí mặt trời trên bầu trời cos  sin H sin S = ở mọi thời điểm cos  • Cũng có thể xác định bóng che ở mọi thời • Tính được 2 giá trị góc phương vị theo hàm arcsin: điểm S = sin −1 ( ??? ) = ???  • Bằng cách phát họa góc phương vị và góc • Kiểm tra điều kiện sau để chọn 1 trong 2 giá trị trên: cao độ của hàng cây, tòa nhà, và các vật gây tan  ra bóng che cos H = cos ( ???  ) = ???  = ??? tan L • Theo sơ đồ đường mặt trời để xác định thời S = ???  gian bị bóng râm che phủ Hệ thống năng lượng xanh 48 Hệ thống năng lượng xanh 49 Sơ đồ dùng phân tích bóng che cho mặt trời Sơ đồ dùng phân tích bóng che mặt trời • Xác định góc phương vị của vật gây bóng che Góc lệch giữa cực trái đất và cực từ trường khi dùng la bàn Hệ thống năng lượng xanh 50 Hệ thống năng lượng xanh 51 Sơ đồ dùng phân tích bóng che mặt trời Sơ đồ bóng che • Xác định góc cao độ vật gây bóng che • Hàng cây ở hướng đông nam, căn nhà ở hướng tây nam • Có thể ước tính lượng năng lượng mất đi do bóng che 40o vĩ Bắc Cây cao che từ 8:30 đến 9:30 tháng 11 - 1. Nhà che sau 15:00 tháng 11 – 1 Hình 7.15 Hệ thống năng lượng xanh 52 Hệ thống năng lượng xanh 53 ĐH Bách Khoa TP.HCM 9
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Bóng che California Solar Shade Control Act • Bóng che tấm thu năng lượng mặt trời (từ nhà kế bên) được pháp luật quy định ở một số quốc gia. • Ví dụ đạo luật kiểm soát bóng che của California vào năm 1979: Không để cho cây hay bụi cây gây bóng che cho tài sản của hàng xóm lớn hơn 10% diện tích tấm thu trong khoảng 10 am đến 2 pm. Hệ thống năng lượng xanh 54 Hệ thống năng lượng xanh 55 The Guilty Trees were Subject to Giờ mặt trời ST và giờ đồng hồ CT Court Ordered Pruning ST = Solar Time CT = Clock Time • Hầu hết tính toán liên quan đến giờ mặt trời (ST) • Giờ mặt trời được tính từ giữa trưa. • So với giờ đồng hồ thì cần 2 hiệu chỉnh: – Theo kinh độ cần hiệu chỉnh múi giờ – Theo sự không đồng đều khi trái đất quay quanh mặt trời • Hai địa điểm sẽ có cùng giờ mặt trời chỉ khi có cùng kinh tuyến • Giờ mặt trời sẽ khác nhau 4 phút nếu lệch 1˚ kinh tuyến Trường hợp đầu tiên bị kết án năm 2008. • Trong khi giờ đồng hồ chỉ có 24 múi 1-giờ, mỗi múi Nguồn: NYTimes, 4/7/08 giờ dùng chung cho 15˚ kinh tuyến. Hệ thống năng lượng xanh 56 Hệ thống năng lượng xanh 57 0o -105o Bản đồ phần múi giờ thế giới US Local Time Meridians (Table 7.4) Múi giờ Kinh độ giữa múi giờ (Local Time Meridian) Hà Nội – Băng cốc -105˚ (GMT+7) (Độ kinh Đông < 0) Eastern 75˚ Central 90˚ Mountain 105˚ Pacific 120˚ Eastern Alaska 135˚ Hệ thống năng lượng xanh Nguồn: http://aa.usno.navy.mil/graphics/TimeZoneMap0802.pdf Hệ thống năng lượng xanh 58 59 ĐH Bách Khoa TP.HCM 10
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Giờ mặt trời và giờ đồng hồ Giờ mặt trời và giờ đồng hồ • Do quỹ đạo trái đất quay hình elip nên thời gian theo • Kết hợp hiệu chỉnh sai lệch theo kinh độ và phương giờ mặt trời biến thiên theo từng ngày trong năm trình thời gian E có được: ST = CT + (LT-LL)  4(phút) + E(phút) (7.14) Ngày dài hơn • CT – giờ đồng hồ (Clock Time) vào mùa Đông! • ST – giờ mặt trời (Solar Time) (E (phút) • LT Meridian – Kinh độ ở giữa múi giờ (kinh Đông < 0) lớn hơn) • LL – Vị trí lắp pin mặt trời (độ kinh Đông < 0) • Giờ đồng hồ có thể khác múi giờ, thay đổi theo mùa • (min) = phút Hệ thống năng lượng xanh 60 Hệ thống năng lượng xanh 61 Giờ mặt trời và giờ đồng hồ Ví dụ 7.5 – Giờ mặt trời và giờ đồng hồ • Do quỹ đạo trái đất quay hình elip nên thời gian theo • Tại TP.Hồ Chí Minh (L=10o45'0'' vĩ Bắc, giờ mặt trời biến thiên theo từng ngày trong năm 106°40'0" kinh Đông), vào ngày 4 tháng 9. • Sự khác nhau giữa ngày 24-giờ và ngày mặt trời được Tính giờ mặt trời lúc 16:00 giờ đồng hồ? tính bằng Phương trình thời gian E (tính bằng phút) • n là ngày trong năm Solar Time (ST) = Clock Time (CT) + 4 min ( LT Meridian − Local Longitude ) +E (min) Hệ thống năng lượng xanh 62 Hệ thống năng lượng xanh 63 Bản đồ phần múi giờ thế giới Ví dụ 7.5 – Giờ mặt trời và giờ đồng hồ • Tính giờ đồng hồ ngay giữa trưa ở Boston (71.1˚ kinh Tây) vào ngày 1/7 với Eastern Daylight Time (giờ đồng hồ quy định sớm hơn 1 giờ vào mùa Thời gian này) • Ngày 1.7 có n = 182 • Từ Phương trình thời gian (7.12) và (7.13) có 360 360 B= (n − 81) = (182 − 81) = 99.89 364 364 E = 9.87sin ( 2 B ) − 7.53cos ( B ) − 1.5sin ( B ) = − 3.5 min Hệ thống năng lượng xanh Nguồn: http://www.timeanddate.com/time/map/ Hệ thống năng lượng xanh 64 65 ĐH Bách Khoa TP.HCM 11
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Ví dụ 7.5 – Giờ mặt trời và giờ đồng hồ Ví dụ 7.5 – Giờ mặt trời và giờ đồng hồ • The local time meridian for Boston is 75˚, so the difference is 75 ˚-71.7 ˚, and we know that each degree corresponds to 4 minutes • Using (7.14) CT = ST − 4 ( min/  )( 75 − 71.1 ) − (−3.5 min) CT = 12 : 00 − 12.1min = 11: 49.9 AM EST • But we need to adjust it for Daylight Saving Time (DST), so add 1 hour on Winter CT = 12 : 49.9 AM EDT (chiều làm về sớm – trời còn sáng – không bật đèn) Hệ thống năng lượng xanh 66 Hệ thống năng lượng xanh 67 Mặt trời mọc và mặt trời lặn Mặt trời mọc và mặt trời lặn • Có thể tính toán gần đúng giờ bình minh và hoàng hôn • Khí tượng thủy văn xác định thời điểm mặt trời mọc/lặn bằng cách giải pt (7.8) khi cao độ bằng 0: ở đỉnh của mặt trời thay vì ở tâm mặt trời như tính toán sin  = cos L cos  cos H + sin L sin  (7.8) hình học sin  = cos L cos  cos H + sin L sin  = 0 (7.15) • Và xét thêm khúc xạ của khí quyển (bình minh sớm hơn sin L sin  và hoàn hôn trễ hơn 2,4 phút) cos H = − = − tan Ltan (7.16) • Hệ số hiệu chỉnh Q cos L cos  Hour angle of sunrise H SR = cos −1 (− tan Ltan ) (7.17) 3.467 Q= (min) (7.19) • HSR >0 khi mặt trời mọc, và < 0 khi mặt trời lặn cos L cos  sin H SR H SR Gio` (hinh hoc) = 12 : 00 − (7.18) • Giờ hình học trừ bớt Q khi mặt trời mọc hay lặn. 15 / h Hệ thống năng lượng xanh 68 Hệ thống năng lượng xanh 69 Mặt trời mọc và mặt trời lặn Chùm tia bức xạ trực tiếp • Chùm tia bức xạ trực tiếp (Direct beam radiation) IBC – đi theo đường thẳng qua bầu khí quyển tới người nhận • Bức xạ tán xạ (Diffuse radiation) IDC – phân tán bởi các phân tử trong bầu khí quyển • Bức xạ phản xạ (Reflected radiation) IRC – phản chiếu từ bền mặt phản xạ Hệ thống năng lượng xanh Hệ thống năng lượng xanh Hình 7.18 70 71 ĐH Bách Khoa TP.HCM 12
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Cường độ bức xạ ngoài khí quyển I0 Cường độ bức xạ ngoài khí quyển I0 • Tính toán cho ngày bầu trời quang đãng • Hằng năm, chỉ gần một nửa I0 truyền tới được bề mặt trái • I0 là công suất bức xạ qua một đơn vị diện tích bên đất dưới dạng bức xạ trực tiếp (IB) ngoài bầu khí quyển. • Khi trời quang, bức xạ trực tiếp IB có thể lên đến 70% I0 • I0 phụ thuộc vào khoảng cách giữa trái đất và mặt trời (có thể ước định được theo từng ngày trong năm) • Bỏ qua các vết đen của mặt trời, I0 có thể tính:   360n   IB I 0 = SC  1 + 0.034cos  2   (W/m ) (7.20)   365   • SC = hằng số mặt trời = 1.377 kW/m2 • n = ngày trong năm Hình 7.19 Hệ thống năng lượng xanh 72 Hệ thống năng lượng xanh 73 Sự suy giảm bức xạ qua bầu khí quyển Sự suy giảm bức xạ qua bầu khí quyển • Có thể tính độ suy giảm cường độ bức xạ qua bầu khí quyển theo hàm mũ: I B = Ae − km (7.21) • IB = cường độ bức xạ đến bề mặt trái đất Từ bảng 7.6, A, k và C có thể được tính theo phương trình:  360 • A = I0 = thông lượng ngoài khí quyển A = 1160 + 75sin  ( n − 275) (W/m2 )  (7.22) • k = độ sâu quang học  365   360 • m = tỷ trọng khí quyển (AM?) (7.4) k = 0.174 + 0.035sin  ( n − 100 )  (7.23)  365   360 C = 0.095 + 0.04sin  ( n − 100 )   (7.28) Hệ thống năng lượng xanh 74 Hệ thống năng lượng xanh  365  75 Cường độ nắng qua bề mặt thu Cường độ nắng qua bề mặt thu • Bức xạ trực tiếp IBC là hàm giữa của góc hợp bởi tia nắng • Bức xạ trực tiếp IBC là hàm giữa của góc hợp bởi tia nắng và (pháp tuyến của) mặt phẳng thu: I = I cos  và (pháp tuyến của) mặt phẳng thu: I BC = I B cos  BC B • Bức xạ tán xạ IDH được chiếu đến từ các hướng phụ khác với tia nắng, thường từ 6% đến 14% của bức xạ trực tiếp. I BI = C. I B I DH = C. I B  DH • Bức xạ phản xạ IRC đến từ một bề mặt trước tấm thu, và phụ thuộc độ phản xạ r của bề mặt đó. r = 0.8 với tuyết, và 0.1 với mái lợp. I =?RC Hệ thống năng lượng xanh 76 Hệ thống năng lượng xanh 77 ĐH Bách Khoa TP.HCM 13
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Solar Insolation on a Collecting Hệ thống xoay theo mặt trời - Tracking Systems Surface, cont. • Hầu hết pin mặt trời được lắp cố định. Nhưng cũng có một số hệ thống xoay theo mặt trời có hiệu quả hơn. • Hệ thống mặt trời có thể chỉ gồm 1 trục (xoay theo giờ trong ngày), hoặc 2 trục (theo cao độ (lên-xuống) và theo góc phương vị (Đông-Tây)). • Hệ xoay theo mặt trời có thể tăng thêm đến 20% sản  1 − cos   I RC = r ( I BC + I DH )   lượng với hệ 1 trục, và 25-  2   = 0!!! 30% với hệ 2 trục.  1 − cos   Ở TP/HCM nên lắp pin mặt trời cố I RC = r I B ( sin  + C )    2  định nghiêng về góc nào, mấy độ? Hệ thống năng lượng xanh 78 Hệ thống năng lượng xanh 79 Hệ thống xoay theo mặt trời - Tracking Systems Cường độ nắng theo từng tháng trong năm • Với hệ pin mặt trời lắp cố định, công suất bức xạ nhận được phụ thuộc nhiều vào góc nghiêng lắp đặt. Tùy theo tiêu chí sử dụng mà có thể chọn góc nghiêng phù hợp. + 23.45𝑜 Nhà máy điện mặt trời ở Quảng Ngãi – Tracking 1 trục 𝑋é𝑡 𝑔ó𝑐 𝑁 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑘ℎ𝑜ả𝑛𝑔  = [−23.45 𝑜 → ] Hệ thống năng lượng xanh 80 Hệ thống năng lượng xanh 81 Cường độ nắng theo từng tháng trong năm Cường độ nắng theo từng tháng trong năm W/m2 12 giờ nắng đỉnh 1000 5 giờ nắng đỉnh giờ 6 12 18 Số giờ nắng ở TP. Long Xuyên là 5,05 giờ/ngày. Nguồn: NASA Số giờ nắng đỉnh mỗi ngày (peak sun hours / day) Hệ thống năng lượng xanh 82 Hệ thống năng lượng xanh 83 ĐH Bách Khoa TP.HCM 14
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Cường độ nắng theo từng ngày tháng năm Cường độ nắng trung bình trong năm Nguồn: https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ Nguồn: https://globalsolaratlas.info Hệ thống năng lượng xanh 84 Hệ thống năng lượng xanh 85 Cường độ nắng theo từng tháng trong năm Cường độ nắng theo từng tháng trong năm tháng Số giờ nắng ở TP. Long Xuyên là 5 giờ/ngày. Nguồn: NASA: https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ Số giờ nắng ở Bà Rịa là 5,1 giờ/ngày. Nguồn: NASA Hệ thống năng lượng xanh 86 Hệ thống năng lượng xanh 87 Cường độ nắng theo từng tháng trong năm Cường độ nắng theo từng tháng trong năm Số giờ nắng ở Quảng Ngãi là 4,42 giờ/ngày. Nguồn: NASA Số giờ nắng ở Hà Nội là 3,84 giờ/ngày. Nguồn: NASA Hệ thống năng lượng xanh 88 Hệ thống năng lượng xanh 89 ĐH Bách Khoa TP.HCM 15
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh US Annual Insolation Worldwide Annual Insolation Vào năm 2007, tổng công suất PV trên thế giới khoảng 7800 MW, với hầu hết ở Đức (3860 MW), Nhật (1919 MW), Mỹ (830 MW) và Tây Ban Nha (655MW). Hệ thống năng lượng xanh 90 Hệ thống năng lượng xanh 91 Worldwide Annual Insolation Worldwide Annual Insolation Hệ thống năng lượng xanh 92 Hệ thống năng lượng xanh 93 Worldwide Annual Insolation Worldwide Annual Insolation  Tiềm năng nguồn năng lượng mới ở Việt Nam Bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 94 Hệ thống năng lượng xanh 95 ĐH Bách Khoa TP.HCM 16
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh 2. Tế bào quang điện Tải Hệ thống năng lượng xanh 96 Hệ thống năng lượng xanh 97 Tế bào quang điện Pin quang điện 1 Wp = 1 W ở đktc Hệ thống năng lượng xanh 98 Hệ thống năng lượng xanh 99 Pin quang điện Vật liệu quang điện 9. Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 100 Hệ thống năng lượng xanh 101 ĐH Bách Khoa TP.HCM 17
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Mức năng lượng Mức năng lượng Hệ thống năng lượng xanh 102 Hệ thống năng lượng xanh 103 Mức năng lượng Mức năng lượng Hệ thống năng lượng xanh 104 Hệ thống năng lượng xanh 105 Mức năng lượng Mức năng lượng = 300 000 km/s Hệ thống năng lượng xanh 106 Hệ thống năng lượng xanh 107 ĐH Bách Khoa TP.HCM 18
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Phổ điện từ Phổ năng lượng mặt trời Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng trong khoảng 0.4 đến 0.7 μm, với bước sóng của tia tử ngoại ngắn hơn và tia hồng ngoài dài hơn Source: www.en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation Hệ thống năng lượng xanh 108 Hệ thống năng lượng xanh 109 Phổ năng lượng mặt trời Phổ năng lượng mặt trời Hệ thống năng lượng xanh 110 Hệ thống năng lượng xanh 111 Ảnh hưởng của mức năng lượng lên Hiệu suất chuyển đổi quang điện thực tế hiệu suất quang điện Hệ thống năng lượng xanh 112 Hệ thống năng lượng xanh 113 ĐH Bách Khoa TP.HCM 19
Bài giảng HTNLX Trần Công Binh Hiệu suất chuyển đổi quang điện thực tế Mối nối p-n Source : Loferski 1956 Bán dẫn loại n (cho electron) Hệ thống năng lượng xanh 114 Hệ thống năng lượng xanh 115 Mối nối p-n Mối nối p-n Bán dẫn loại p (nhận electron) Hệ thống năng lượng xanh 116 Hệ thống năng lượng xanh 117 Mối nối p-n Mối nối p-n Hệ thống năng lượng xanh 118 Hệ thống năng lượng xanh 119 ĐH Bách Khoa TP.HCM 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2411 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.