intTypePromotion=3

Đồ án: Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời - ĐH Công nghiệp TP.HCM

Chia sẻ: Linh Son | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:64

1
1.284
lượt xem
366
download

Đồ án: Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời - ĐH Công nghiệp TP.HCM

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay các nguồn năng lượng sơ cấp đang có nguy cơ bị suy kiệt, do con người càng ngày có nhu cầu sử dụng điện càng cao nên việc khai thác các tài nguyên sơ cấp cũng nhiều để cung cấp đủ lượng điện cho con người sử dụng, hầu như các quy trình chuyển nguồn năng lượng sơ cấp này sang điện năng thương gây ô nhiễm môi trường, nên yêu cầu cấp thiết hiện nay là tìm kiếm ra nguồn năng lượng sạch và có thể sử dụng trong tương lai, ứng dụng nguồn năng lượng đó trong thiết kế cung cấp điện cho con người. Mời các bạn cùng tham khảo Đồ án Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời để hiểu hơn về vấn đề này.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời - ĐH Công nghiệp TP.HCM

  1. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời LỜI MỞ ĐẦU Điện năng đang ngày càng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời  sống con người chúng ta. Chính vì những ưu điểm vượt trội của nó so  với các nguồn năng lượng khác (như: dễ chuyển thành các dạng năng   lượng khác, dễ truyền tải đi xa, hiệu suất cao) mà ngày nay điện năng  được sử dụng hết sức rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ công nghiệp, dịch  vụ,...cho đến phục vụ đời sống sinh hoạt hằng ngày của mỗi gia đình.  Có thể nói rằng ngày nay không một quốc gia nào trên thế giới không  sản xuất và tiêu thụ điện năng, và trong tương lai thì nhu cầu của con   người về nguồn năng lượng đặc biệt này sẽ tiếp tục được năng cao. Hiện nay, đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa­ hiện đại  hóa nên nhu cầu sử dụng điện năng trong tất cả các lĩnh vực ngày càng  tăng. Vì vậy năng lượng điện có vai trò hết sức quan trọng đối với sự  phát triển kinh tế và ổn định chính trị xã hội.Với tính ưu việt đó điện  năng được sử dụng rộng rãi, không thể thiếu trong sinh hoạt và sản  xuất. vì vậy khi xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp hay một  tòa nhà cao tầng thì vấn đề xây dựng một hệ thống điện để cung cấp  điện năng cho các tải tiêu thụ là không thể thiếu được.      Hệ thống điện ngày càng phức tạp, đòi hỏi việc thiết kế cung cấp  có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lí và tối ưu.  Một phương án cung cấp điện tối ưu sẽ giảm chi phí đầu tư xây dựng  hệ thống điện giảm tổn thất điện năng vận hành đơn giản và thuận  tiện trong việc bảo trì sửa chữa. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 1
  2. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời    Ngày nay các nguồn năng lượng sơ cấp đang có nguy cơ bị suy kiệt,  do con người càng ngày có nhu cầu sử dụng điện càng cao nên việc  khai thác các tài nguyên sơ cấp cũng nhiều để cung cấp đủ lượng điện  cho con người sử dụng. Mà hầu như các quy trình chuyển nguồn năng  lượng sơ cấp này sang điện năng thương gây ô nhiễm môi trường.  Nên yêu cầu cấp thiết hiện nay là tìm kiếm ra nguồn năng lượng sạch  và có thể sử dụng trong tương lai, ứng dụng nguồn năng lượng đó  trong thiết kế cung cấp điện cho con người     Trên cơ sở đó và được sự hướng dẫn của cô Phạm Thị Lệ  Diễmthực hiện thiết kế cung cấp điện cho một tòa nhà có ứng dụng  năng lượng mặt trời. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 2
  3. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 3
  4. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời …………………………………………………… …………………………………………………… MỤC LỤC CHƯƠNG 1:  TỒNG QUAN 3.1.Giới thiệu hệ thống cung cấp điện 3.2.Giới thiệu năng lượng mặt trời 3.3.Sự phát triển ứng dụng năng lượng mặt trời 3.4.Cấu hình hệ thống điện mặt trời 1.1.1. Hệ thống độc lập ngoài lưới điện 1.1.2. Hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện 1.1.3. Hệ thống nối với lưới điện và dự phòng 1.1.4. Hệ thống bổ sung điện lưới 3.5.Các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời 1.1.5. Panel mặt trời 1.1.6. Acquy 1.1.7. Bộ điều khiển 1.1.8. Bộ biến tần 1.1.9. Trang thiết bị điện TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 4
  5. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời 1.6.Cách kết nối các bộ phận với nhau 1.6.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập 1.6.2 Hệ thống nối với điện lưới sử dụng bộ biến tần trung  tâm 1.6.3    Hệ thống nối với điện lưới sử dụng nhiều bộ vi biến  tầ n 1.7.Ứng dụng năng lượng mặt trời CHƯƠNG 2:  TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN THIẾT  BỊ 2. Xét các phương pháp xác định phụ tải tính toán 2.1.1 Xác phụ tải tính toán theo công suất đặt 2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo Kmax và Ptb 2.1.3 Xác định phụ tải tính toán theo 1 đơn vị sản phẩm tiêu  thụ 2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo diện tích 3. Tính toán cung cấp điện cho tầng hầm 2.2.1 Tính toán phụ tải 2.2.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị 4. Tính toán cung cấp điện cho tầng trệt 2.3.1 Tính toán phụ tải TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 5
  6. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời 2.3.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị 5. Tính toán cung cấp điện cho tầng lửng 2.4.1 Tính toán phụ tải 2.4.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị 6. Tính toán cung cấp điện cho lầu 1 2.5.1 Tính toán phụ tải 2.5.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị 7. Tính toán cung cấp điện cho lầu 2,3,4 2.6.1 Tính toán phụ tải 2.6.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị 8. Tính toán cung cấp điện cho sân thượng 2.7.1 Tính toán phụ tải 2.7.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị 2.8.Tính toán cung cấp điện cho cả tòa nhà 2.8.1  Tính toán phụ tải 2.8.2  Tính toán lựa chọn dây dẫn và lựa chọn thiết bị CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN BẰNG NĂNG LƯỢNG  MẶT TRỜI 3.1. Khảo sát khu vực lắp đặt hệ thống điện mặt trời TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 6
  7. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời 3.2. Tính toán công suất các thiết bị cung cấp cho hệ thống  phụ tải sử dụng năng lượng mặt trời TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 7
  8. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu hệ thống cung cấp điện  Hệ  thống năng lượng là tập hợp các nhà máy điện, lưới điện và lưới  nhiệt được nối với nhau liên tục trong quá trình sản xuất, chúng có  liên hệ mật thiết với nhau. Hệ  thống điện là hệ  thống năng lượng không có lưới nhiệt. Hay nói  cách khác, hệ  thống điện là hệ  thống bao gồm các khâu sản xuất,   truyền tải, phân phối và cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ Điện năng là một dạng năng lượng rất phổ biến và quan trọng đối với  cuộc sống,điện năng được sản xuất từ  các nhà máy được truyền tải   và cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Trong việc truyền tải tới các hộ  tiêu  thụ việc thiết kế cung cấp điện là một khâu rất quan trọng. Với thời   đại hiện nay,nền kinh tế nước ta đang phát triền mạnh mẽ theo sự hội   nhập của thế  giới,đời sống xã hội của người dân được nâng cao nên  những tiện nghi trong cuộc sống đòi hỏi mức tiêu thụ  về  điện năng   tăng cao, do đó việc thiết kế  cung cấp điện không thể  thiếu trong xu   thế hiện nay. Việc thiết kế cung cấp điện cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau:  Độ tin cậy cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc  vào yêu cầu phụ  tải. với công trình quan trọng cấp quốc gia  phải đảm bảo liên tục câp điện  ở  mức cao nhất, những  đối  tượng như  nhà máy, xí nghiệp, tòa nhà cao tầng…tốt nhất là  dùng máy phát điện dự phòng khi mất điện sẽ dùng máy phát. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 8
  9. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời  Chất lượng điện: được đánh giá qua hai tiêu chí tần số và điện  áp, điện áp trung và hạ  chỉ  cho phép khoảng ±5% do thiết kế  dảm nhiệm, còn chỉ  tiêu tần số  do cơ  quan điện lực quốc gia  điều hành.  An toàn điện: công trình cấp điện phải có tính an toàn cao cho  người vận hành, người sử  dụng thiết bị  và cho toàn bộ  công  trình.  Kinh tế: trong quá trình thiết kế  ta phải đưa ra nhiều phương  án rồi chọn lọc trong các phương án đó có hiệu quả kinh tế cao. 1.2 GIỚI THIỆU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI    Trong thái dương hệ mặt trời có nguồn năng lượng lớn nhất. Nó là  khối vật chất khổng lồ  với hoạt động hạt nhân xảy ra liên tục. Mặt   trời cung cấp trực tiếp hoạt gián tiếp, cho loài người và mọi dạng  sống trên trái đất. Mặt trời quyết định khí hậu và thời tiết. không có  mặt trời trái đất là vùng đất chết đóng băng vĩnh cửu. Điện năng lượng măt trời là  ý tưởng tuyệt vời. Lấy năng lượng từ  mặt trời và chuyển thành điện năngcung cấp cho các trang thiết bị  là  mong  ước của chúng ta, sẽ  không còn hóa đơn tiền điện, không còn  phụ thuộc vào công ty điện lực và bạn sẽ cónguồn năng lượngtái tạo,  xanh sạch và bảo vệ môi trường. Tạo ra năng lượng mặt trời nhờ vào   ánh sáng mặt trời chiếu vào các panel pin mặt trời tạo ra nguồn điện 1   chiều DC qua các bộ biến tần chỉnh thành các nguồn điện xoay chiều  AC cung cấp cho các thiết bị điện. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 9
  10. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời        Panel mặt trời tạo ra điện là do hiệu  ứng quang điện giữa 2 lớp  bán dẫn, 1 lớp thiếu electron. Khi các electron này bị  các photon kích  thích lám cho chúng chuyển từ lớp bán dẫn này sang bán dẫn kia, nên  tạo ra điện tích. Các panel này thường là Si được cắt thành các tấm  mỏng xếp kết hợp vừa  song song và nối tiếp. Nối tiếp thì tăng hiệu  suất của pin, mắc song song thì tăng áp cung cấp cho phụ tải.      Nguồn năng lượng mặt trời ngày nay thường được ứng dụng ích vì  giá thành vẫn còn cao. Nên được chỉ   ứng  ụng  ở  những nơi chưa có  điện lưới kéo tới hoặc cung cấp cho 1 vài phòng, hay  ứng dụng làm  bình nước nóng, thiết bị bán hang tự động. 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Sự phát triển nhanh về công nghệ và liên tục cải tiến của các nhà thiết  kế nên giá có giảm đi liên tục từ đầu năm 2009 tạo nên tiến bộ rõ rệt   trong lĩnh vực công nghệ năng lượng sạch. Trước những năm 2007 thì  việc  ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời là điều coi là không thực   tế. Ngày nay thì nó có tính khả  thi cao.  Thậm chí còn hiệu quả về cả  kinh tế và công nghệ. Các tấm pin panel ngày càng nhỏ gọn hơn và đa  dạng hơn về  định mức công suất, chi phí ngày càng thấp hơn.  Đối  nhiều  ứng dụng, năng lượng mặt trời dang trở  thành phương cách  cung cấp điện năng có hiệu quả  kinh tế  cao hơn nhiều phương pháp  khác. Với tiến độ  phát triển của nghành công nghệ  điện hiện nay thì dự  đoán đến năm 2020 thì năng lượng mặt trời sẽ  thành nguồn điện rẽ  nhất, rẽ  hơn các năng lượng được sản xuất trong các nhà máy: nhiệt   năng, thủy năng. Chúng ta sẽ chứng kiến năng lượng mặt trời tích hợp  TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 10
  11. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời vào các vật dụng, máy móc hằng ngày. Nănglượng mặt trởi là thiết bị  cấp điện dễ  sử  dụng, thải cacbon thấp. Năng lượng này sẽ  cung cấp  được những nơi như: sa mạc, các vùng sâu vùng xa. Dần thay thế các  nguồn điện khác và trở  thành nguồn cung cấp điện chính trong tương  lại. 1.4 CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1.4.1 HỆ THỐNG ĐỘC LẬP/ NGOÀI LƯỚI ĐIỆN Trạm điện mặt trời độc lập là kiểu hệ  thống  điện mặt trời thông  dụng nhất trên phạm vi toàn cầu. Mục đích chính là cung cấp điện cho  những nơi chưa có lưới điện kéo tới hay không có nguồn năng lượng  khác. Hệ  thống điện độc lập thường rất nhỏ, công suất   đỉnh không quá   1kw. Hệ thống điện độc lập muốn có kế hoạch về hệ thống điện lớn  hơn và quan trọng hơn thì người thiết kế cần có kiến thức cơ bản và  kinh nghiệm trong thiết kế  nguồn năng lượng mặt trời, nên cần bắt  đầu với thiết kế nhỏ và đơn giản. Sơ đồ nguyên lý: TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 11
  12. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời Nguyên lý hoạt động: Từ  giàn pin mặt trời (solar cells), ánh sáng được biến đổi thành điện  năng, tạo ra dòng điện một chiều (DC Power). Dòng điện này được   dẫn tới bộ điều khiển (charge controller) là một thiết bị có chức năng   có chức năng tự động điều hòa dòng điện từ pin mặt trời và dòng điện   nạp cho acquy (Battery) ở chế độ tối ưu nhất. Khi acquy (Battery) đầy  thì bộ điều khiển (charge controller) sẽ ngưng sạc hoạt sạc  ở chế độ  duy trì. Khi acquy (Battery) cạn thì tự động vào chế độ nạp lại. Thông  qua bộ đổi điện DC/AC (Inverter) tạo ra dòng điện xoay chiều chuẩn  220V/50Hz để  chạy các thiết bị  trong gia đình như  đèn chiếu sáng,  quạt, tivi, máy tính, tủ lạnh, máy bơm. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 12
  13. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời Ưu điểm: Hệ  thống này sẽ  đơn giản, dễ  thiết kề  và thường dùng trong các khu   vực chưa có lưới điện hoặc nơi thường xuyên bị cắt điện liên tục. Nhược điểm: Hệ  thống này vì không có lưới điện hoặc điện áp dự  phòng nên phụ  thuộc rất nhiều vào cường độ  chiếu sáng của mặt trời hơn những hệ  thống điện mặt trời khác.  Hệ  thống này phải cung cấp điện năng hơn công suất phụ  tải mà nó   cung cấp để  có điện dự  trữ    xài vào ban đêm khi mà các dãy pannel   không thể  tạo ra điện năng. (chỉ  tạo ra 1 ít điện năng khi ánh trăng   tròn). Mà yếu tố  quyết định chính là các photon trong ánh nắng mặt   trời, photon sẽ tăng khi cường độ chiếu sáng tăng. Để  khắc phục sự  phụ  thuộc này ta cần tính toán kỹ  lưỡng thiết kế  năng lượng mặt trời của hệ thống này. Như địa điểm lắp đặt các dãy   pannel mặt trời, hướng của các dãy pannel, điểu chỉnh góc đặt dãy   pannel, dự  đoán tránh bóng che. Công suất của dãy pannel cung cấp  phải lớn hơn công suất phụ  tải hệ  thống, để  còn điện năng dư  đưa  vào bình acquy để có điện năng sử dụng vào ban đêm. 1.4.2 HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI VỚI LƯỚI ĐIỆN Hệ  thống này thường được thông dụng  ở  châu Âu và Hoa Kỳ, do lợi  ích rõ rệt về  giảm chi phí lắp đặt và có thêm thu nhập nhờ  bán điện  lại cho công ty điện lực. Hệ  thống điện này thường hoạt động  ở  các  khu có hệ  thống lưới điện  ổn định. Đặc biệt có hiệu quả  nhất  ở  nơi  TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 13
  14. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời có khí hậu nóng, nhiều ánh nắng, nơi nhu cầu điện năng cao điểm  trùng với những giờ nắng nóng. Mô hình và nguyên lý hoạt động: Mô tả hoạt động: chuyển mạch SW ở vị trí OB ­ Khi không có mặt trời: (Buổi tối hoặc khi bị  mây che) Các Solar  panel sẽ  không sản sinh ra điện nên các phụ  tải sẽ  sử  dụng điện từ  lưới một cách bình thường. Lúc này chỉ  số  của W0 sẽ  thể  hiện đúng  chỉ số tiêu thụ điện năng của phụ tải mà bạn đang sử dụng.(W2): W2 = W0 ­ Khi trời có nắng: Các solar panel sẽ  có địên và lúc này GTSIA sẽ  biến đổi điện năng DC từ các solar panel trên thành điện AC có tần số,   pha và điện áp trùng với điện lưới. Điện năng từ mặt trời sẽ được hòa  với điện lưới qua chỉ  số  của  đồng hồW1. Như vậy chí số  mua điện  từ  lưới (W0) sẽ  bằng hiệu của mức tiêu thụ  của phụ  tải (W2) với  điện năng do hệ thống điện mặt trời tạo ra (W1).  W0 = W2 ­ W1. Trong trường hợp công suất của phụ  tải là nhỏ  hơn công suất của  điện mặt trời đưa ra  W2 
  15. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời      ­ Khi mất điện lưới, hệ thống GTSIA ngưng họat động đảm bảo  sự an toàn cho lưới điện. Chuyển mạch SW ở vị trí OA: Được sử dụng khi nhà nước chấp nhận  mua điện từ các hộ gia đình có hệ thống điện mặt trời nối lưới. Ưu điểm: ­ Hệ  thống nối với lưới điện, bạn có thể  sử  dụng điện mặt trời   vào ban ngày, điện dư  thì dẫn vào lưới điện bán cho công ty  điện lực. Buổi chiều hoặc tối thì bạn lại sử  dụng điện từ  công  ty điện lực cung cấp. vì vậy hệ  thống này thường ít phụ  thuộc   vào công ty điện lực, giảm được điện mà nhà máy sản xuất   bằng các phương thức gây ô nhiễm môi trường. ­ Không sử dụng bình acquy: giảm đáng kể chi phí đầu tư và bảo   dưỡng cho hệ thống acquy. ­ Khai thác điện năng hiệu quả  nhất:   từ  nguồn năng lượng mặt  trời (hoặc gió) do có cơ cấu nổi bật là thu nhận, biến đổi và bổ  xung trực tiếp ngay vào lưới điện không bị tổn hao trên accu dự  trữ. ­ Bền vững, lâu dài:  Do máy luôn được vận hành song song với  lưới điện nên mọi đột biến của tải hay điện áp trên đường dây   và nguồn điện đều không thể tác động trực tiếp vào máy. Tuổi  thọ  của hệ  thống là tuổi thọ  của các linh kiện điện tử  cao cấp   có thể lên tới 25 năm. ­ ứng dụng rộng rãi cho mọi nơi như: các hộ dân, cơ quan, đơn vị  đang có điện lưới quốc gia. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 15
  16. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời ­ Việc  lắp đặt và sử  dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dưỡng  thấp, gần như  bằng không, nên thời gian thu hồi vốn được rút  ngắn tối đa và chắc chắn theo dự tính đầu tư ban đầu. Nhược điểm: Hệ thống này nếu điện lưới bị cắt thì điện năng từ các panel mặt trời  cũng bị  cắt, để  đảm bảo an toàn cho lưới điện. Vì hệ  thống này khi  kết nối nguồn năng lượng điện sản xuất từ  năng lượng điện từ  các  dãy pannel mặt trời với lưới điện quốc gia thì nó giống như hệ thống   máy phát nối với lưới điện. Khi đưa công suất điện lên lưới cần phải   trung hòa điện và tần sồ để trùng với lưới điện Hệ  thống này có thể  áp dụng tại Việt Nam, những vẫn chưa được   phổ  biến  ở  Việt Nam và do hệ  thống quản lý điện lực nước ta vẫn   chưa   chấp  nhận  mua  điện  từ   nguồn  năng  lượng   mặt  trời  và   năng  lượng gió. Còn về  đồng hồ  điện năng thì vẫn chưa được cho phép   quay ngược nên dù có đẩy công suất ngược lên lưới thì vẫn là công  ‘phí uổng’. Nguồn năng lượng mặt trời vẫn đang trong vòng nghiên cứu của Viện   Vật Lý TP Hồ Chí Minh. Các chuyên gia năng lượng điện mặt trời của  Viện Nghiên Vật Lý TP Hồ  Chí Minh đang kỳ  vọng về  một dự  án  năng lượng điện mặt trời trong tương lai gần theo công nghệ nối lưới   điện thông minh SIPV với siêu công suất ­ khoảng 250 MWp (bằng   nửa công suất của Nhà  máy thủy điện Trị An). Công nghệ  SIPV  ưu tiên dùng điện mặt trời, chỉ  khi điện mặt trời  không đủ, mới cần sự trợ giúp từ điện lưới quốc gia (thiếu bao nhiêu  TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 16
  17. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời cấp bấy nhiêu, không thiếu không cấp). Ý nghĩa khác của công nghệ là  khả  năng hỗ  trợ  phụ  tải cho điện lưới quốc gia và hỗ  trợ  người tiêu  dùng có thể mua điện của EVN vào giờ thấp điểm với giá rẻ. Tất cả  các chức năng của hệ  thống đều được bộ  điều khiển thông minh số  hóa và điều hành không cần đến sự  can thiệp của con người. Buổi   sáng khi mặt trời lên, hệ  thống chuyển sang chế  độ  dùng điện mặt  trời và ngắt điện từ  EVN. Khi có sự  cố  đường dây của EVN, lập tức   hệ thống chuyển sang dùng mạng điện mặt trời dự phòng từ giàn ắc­ quy. Từ  22 giờ  đêm, hệ  thống điều khiển thông minh ra lệnh cho bộ  sạc lưới mua điện giá rẻ của EVN. Khi điện sản xuất từ giàn pin mặt  trời dư  không dùng hết, phần điện dư  thừa lập tức được đưa về  dự  trữ vào hệ thống tồn trữ năng lượng của tòa nhà. 1.4.3 HỆ THỐNG NỐI VỚI LƯỚI ĐIỆN VÀ DỰ PHÒNG  Hệ  thống mặt trời nối với lưới điện và đề  phòng sự  cố­ còn gọi là  hệ  thống tương tác lưới­kết hợp với hệ  thống mặt trời nối với lưới   điện và dãy các acquy. Cũng như hệ  thống nối với lưới điện, bạn sử  dụng điện năng từ các panel mặt trời khi trời nắng và bán điện dư cho   công ty điện lực. Nhưng khác với hệ thống nối với lưới điện, dãy các  acquy sẽ  cung cấp điện ngay khi lưới điện bị  cắt đột ngột, do đó hệ  thống của bạn sẽ liên tục có điện. Sơ đồ nguyên ly: TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 17
  18. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời Nguyên lý hoạt động: Đây là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống liên hoàn bao  gồm: ­ Hệ  thống on ­ grid (hệ  thống nối lưới): Sản xuất điện năng từ  các   tấm pin mặt trời (Solar Panel) thành điện 220V AC /50Hz để  hòa vào  điện lưới - Hệ thống off ­ grid (hệ thống độc lập): Lưu trữ điện năng từ các tấm  pin mặt trời (Solar Panel) vào Acquy để  sẵn sàng biến đổi thành điện  220VAC /50Hz để cung cấp cho tải khi không có điện lưới. ­ Khi khởi động hệ thống, Acquy (battery) luôn  được ưu tiên nạp điện  từ Mặt trời cho đến khi đầy. Lúc này hệ thống On Grid chưa làm việc. ­ Khi acquy đầy, hệ thống sẽ tự động biến đổi điện DC từ Sola Panel  thành điện AC 220V để  hòa với điện lưới. (Điện áp ra của hệ  thống   có tần số, pha trùng với điện lưới có thể là 1 pha hoặc 3 pha) TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 18
  19. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời ­ Khi mất điện lưới, hệ  thống sẽ  tự  động lấy điện DC từ Acquy và  Solar để biến đổi thành điện AC 220V cung cấp cho tải ưu tiên. Ưu điểm: Hệ thống này có thể cung cấp điện liên tục dù lưới điện có bị gặp sự  cố. Nhược điểm: Hệ thống này ghép từ hệ thống độc lập và hệ thống nối với lưới điện   nên cấu tạo phức tạp, chi phí tốn kém hơn rất nhiềuvà bảo trì khó  khăn. Yêu cầu người lắp phải có kinh nghiệm và trình độ chuyên môn. 1.4.4 HỆ THỐNG BỔ SUNG LƯỚI  ĐIỆN Nguyên lý hoạt động: Bổ sung điện lưới còn gọi là hệ thống điện mặt trời gia dụng cở nhỏ.   Với hệ thống bổ sung điện lưới các panel mặt trời tạo ra điện năng và  nạp  điện   cho  acquy   .   năng  lượng   lấy  từ   các   ăcquy  sẽ     đi   qua  bộ  chuyển đổi(bộ biến tần) để cung cấp điện cho một hoặc nhiều mạch   điện   từ   bản   điện   phân   phối   trong   ngôi   nhà   khi   điện   lượng   acquy  xuống đến ngưỡng tới hạn, hệ  thống tự  chuyển sang điện lưới. khi   panel điện mặt trời nạp vào các acquy thì hệ  thống tự  chuyển sang   điện mặt trời, Nhược điểm ­ Hệ thống này bạn không thể bán điện cho công ty điện lực. ­ Cấu tạo phức tạp và xây dựng khó khăn. TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 19
  20. Đồ án học phần 1A Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời Ưu điểm: Hệ thống bổ sung điện lưới có hầu hết các ưu điểm của hệ thống nối   với lưới điện dự phòng. Hệ thống này sử dụng phổ biến  ở những nơi   chưa có chính sách trợ  cấp hoặc  ưu đãi dành cho trạm điện mặt trời  hay hầu như không có lợi khi bán điện cho công ty điện lực.      Nếu hệ thống của bạn có khả năng phát hiện với công suất lớn hơn  1 kW điện trong 1 giờ, thì hệ thống nối với lưới điện sẽ  kinh tế hơn.  Nếu hệ thống chỉ phát điện với công suất dưới 1 kW điện trong 1 giờ  thì hệ  thống bổ  sung lưới điện sẽ  kinh tế  hơn. Khi công suất phát  điện dưới 1 kW thì việc phát lên lưới điện sẽ  có tổn hao trên đường  dây nhiều hơn là ta có thể phát điện lớn hơn 1kW. Thay vì để tôn hao  trên dây dẫn ta tích trữ điện vào các dãy acquy. Khi ta có hệ thống trên  1kW thì có thể đầu tư quá nhiều vào các dãy acquy để tích trữ đủ năng  lượng nên ta có thể  gửi bán cho công ty điện lực (nếu có chính sách  khuyến khích) rồi dùng lúc các dãy panel cung cấp không đủ ta có thể  mua lại từ điện lực. 1.5 CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI       1.5.1PANEL MẶT TRỜI Panel mặt trời là phần là phần cốt lõi của hệ  thống điện mặt trời.  Panel mặt trời chính xác là panel quang điện mặt trời, nó tạ  ra năng  lượng từ  ánh sáng mặt trời. Năng lượng mặ  trời càng mạnh thì công  suát nhận được càng cao. Hầu hết các panel mặt trời đều gồm các tế  bào (pin) mặt trời ghép lại với nhau. Pin mặt trời thông dụng hiện nay  chỉ  tạo ra điện áp khoảng 0.5V, do đó phải mắc ghép chúng lại với   TRƯỜNG ĐHCN TP. HCM Page 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản