Hiệu quả điều khiển góc nghiêng pin mặt trời trong hệ khung xoay

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Hiệu quả điều khiển góc nghiêng pin mặt trời trong hệ khung xoay ảnh hưởng góc nghiêng tới thông số cơ bản nhà máy điện mặt trời; Mô phỏng tính toán cho các phương án giá đỡ; Bức xạ đến bề mặt pin.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hiệu quả điều khiển góc nghiêng pin mặt trời trong hệ khung xoay

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 HIỆU QUẢ ĐIỀU KHIỂN GÓC NGHIÊNG PIN MẶT TRỜI TRONG HỆ KHUNG XOAY Trịnh Quốc Công1, Hồ Ngọc Dung1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: cong_tq@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nhiều quốc gia tăng cường sử dụng năng 2.1. Hệ thống NMĐMT lượng tái tạo để cải thiện hiệu quả năng Hệ thống (HT) chính gồm: (i) HT tấm pin lượng. Năng lượng mặt trời là nguồn năng mặt trời, công suất tấm pin 345 Wp; (ii) HT lượng bền vững, không phát thải và tiết kiệm inverter trung tâm công suất 1000 kWac; (iii) chi phí, nên đây là một nguồn hứa hẹn cho HT MBA 0,4/22kV; (iv) TBA 22/110kV, sản xuất năng lượng sạch. Do đó, xây dựng Hệ thống còn lại, gồm: (i) Hộp đấu nối và lắp đặt hệ thống tấm pin mặt trời (PV) tại DC; (ii) Cáp điện DC; (iii) Thanh cái AC; HT các nhà máy điện mặt trời (NMĐMT) hay nối đất, HT chiếu sáng, HT Scada, HT cấp và trên mái nhà đang phát triển mạnh không chỉ thoát nước... trên thế giới mà còn tại Việt Nam. Hệ thống pin PV có nhiệm vụ chuyển đổi 2.2. Ảnh hưởng góc nghiêng tới thông số ánh sáng mặt trời thành điện năng và tổng xạ cơ bản NMĐMT là chỉ số quan trọng nhất để xác định điện Điện năng sản xuất trong khoảng giờ ti năng thu được từ năng lượng mặt trời. Giá trị trong ngày tính theo công thức: này thay đổi theo vị trí xây dựng công trình, E SPV ,i  N mod ul ,i .Z .t. SPV (1) N mod ul ,i  f G ,tt ,i , N mod ul ,G  góc đặt của tấm pin PV. Để thu được nhiều (2) năng lượng, một tham số quan trọng đó là  phương thức đặt góc nghiêng của hệ thống Trong đó: Nmodul, Z, Δt, η SPV -công suất phát pin PV bởi vì điện năng phát ra của tấm pin điện, số lượng, thời gian phát điện và hiệu càng tăng khi tăng khả năng tiếp xúc của bề suất trong khoảng giờ i trong ngày của mặt pin với bức xạ mặt trời trực tiếp. NMĐMT; G,tt ,i là tổng xạ chiếu xuống bề Hiện nay, các NMĐMT đã lắp đặt tại nước mặt tấm pin; N mod ul ,G là công suất phát điện  ta đều sử dụng hệ thống khung đỡ cố định. ứng với cường độ bức xạ chiếu tới bề măt Điều này làm giảm hiệu quả phát điện của tấm pin do nhà sản xuất cung cấp. tấm pin. Để đánh giá hiệu quả của hệ thống G,tt ,i  f i  (3) khung xoay đến điện lượng phát ra của nhà Giá trị tổng xạ phụ thuộc vào góc nghiêng máy năng lượng mặt trời, trong nghiên cứu của tia bức xạ  i - hướng của bức xạ chiếu này đã mô phỏng chế độ làm việc của NMĐMT nối lưới có quy mô công suất xuống bề mặt pin PV: cos  i  sin  n .sin  M .cos  i  sin  n . cos M .sin  i . cos  i 18MWp tại huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng với  cos  n . cos M . cos  i .cos C ,i với các hệ khung đỡ tấm pin cố định, hệ thống đỡ tấm pin quay quanh trục nằm ngang  cos n .sin  M .sin  i . cos  i . cosC ,i và hệ thống đỡ tấm pin quay 3 chiều.  cos  n .sin  i .sin  i .sin C ,i 573
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Trong đó: βi,γ, φM là góc đặt pin, góc 3.2. Mô phỏng tính toán cho các phương phương vị và vĩ độ của vị trí xây dựng công án giá đỡ trình. Đối với hệ thống xoay: Phương án 1: Hệ thống góc đặt cố định: cos i  1;  i   ci ; i  Zi  i  10O ; 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Phương án 2: Hệ thống quay quanh trục nằm ngang Đông-Tây: góc quay 10O  80O , 3.1. Dữ liệu đầu vào góc nghiêng trục 0º 3.1.1. Vị trí, điều kiện bức xạ NMĐTM được xây dựng tại huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng với diện tích: 20 ha. Tọa độ địa lý như sau: Vĩ độ: 9,7ºB; Kinh độ: 105,8ºĐ. Phương án 3: Hệ thống quay quanh trục nằm ngang Bắc-Nam: góc quay  60O  60O ; góc nghiêng trục 10º Hình 1. Solar paths tại Sóc Trăng (trích xuất từ hệ thống dữ liệu Meteonorm) 3.1.2. Hệ thống thiết bị chính Tấm pin: Công nghệ chính trên thị trường của tấm pin PV đó là công nghệ tinh thể silic Phương án 4: Hệ thống quay quanh trục đơn tinh thể. dọc: góc phương vị  120O  120O Loại Monocrystalline Công suất danh định (STC) 345Wp Điện áp ở Pmax (Umpp) 38,35 V Dòng điện ở Pmax (Impp) 9,0 A Hiệu suất pin 17,79 % Nhiệt độ hoạt động -40 ~ +85 Inverter: Trung tâm thu gom các chuỗi Phương án 5: Hệ thống quay quanh 2 trục: tấm pin mặt trời tại một điểm. góc phương vị  120O  120O , góc quay 10O  80O Đầu vào (DC) Dải điện áp tối ưu công suất 596 - 900 V Điện áp tối đa 1000 V(1) Dòng điện tối đa 2400 A Đầu ra (AC) Công suất định mức 1000 kW Hiệu suất 98,6% 574
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 3.3. Kết quả tính toán Mô phỏng và đánh giá hệ thống NMĐTM 18MWp bằng phần mềm PVsyst. Toàn bộ các thông số trong mô phỏng được dùng làm dữ liệu cơ sở đầu vào, gồm: đặc điểm địa lý cấu hình mảng pin, inverter, tổn thất... 3.3.1. Bức xạ đến bề mặt pin Bảng 1. Cường độ BXMT tới bề mặt pin 2 BXMT Bức xạ chiếu tới bề mặt pin (kWh/m ) Hình 2. Sản lượng điện trung bình tháng Tháng đo đạc PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 1 157,5 173,2 193,7 220,4 182,2 234,9 4. KẾT LUẬN 2 153,4 163,8 172,8 213,4 174,8 219,5 3 180,4 185,2 186,4 243,4 201,6 245,2 Nghiên cứu sử dụng mô phỏng PVsyst cho 4 173,4 170,6 170,6 230,0 192,8 234,8 các phương án điều khiển góc nghiêng của bề 5 148,5 141,9 141,9 183,2 163,2 193,0 mặt pin đối với toàn hệ thống NMĐMT nối 6 132,9 125,6 125,6 162,6 146,7 174,6 lưới quy mô công suất 18MWp cho kết quả 7 136,7 130,1 130,1 166,7 150,3 176,9 8 129,6 126,4 126,4 155,5 140,1 159,6 phương án điều khiển xoay hệ thống pin theo 9 130,2 131,2 131,2 162,0 141,5 162,7 trục ngang-dọc (PA5) cho sản lượng điện 10 133,3 139,3 142,7 174,1 148,0 176,6 trung bình năm lớn nhất 35,101 GWh tăng 11 138 149,8 163,9 190,1 157,9 199,8 33,6% so với phương án 1 góc pin đặt cố 12 145,4 160,9 183,1 200,9 168,3 216,9 định (PA1); đứng thứ 2 là phương án điều Năm 1.759,3 1.798,0 1.868,4 2.302,2 1.967,3 2.394,5 khiển xoay trục Bắc - Nam (PA3) 3.3.2. Điện năng hoà lưới 33,631GWh, tăng 28,07%. Có thể thấy, việc nghiên cứu, lựa chọn Bảng 2. Sản lượng điện NMĐMT hoà lưới phương án điều khiển góc nghiêng tấm pin các phương án điều khiển góc đặt pin đóng vai trò quan trọng đối với một dự án Điện năng hoà lưới Egrid (MWh) NMĐMT. Việc lựa chọn đúng phương án Tháng PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 điều khiển góc nghiêng sẽ giúp tăng hiệu suất 1 2.576 2.884 3.272 2.718 3.481 và tăng sản lượng điện của NMĐMT lên tới 2 2.426 2.566 3.153 2.597 3.253 trên 30%, tuy nhiên cũng làm tăng giá thành 3 2.727 2.754 3.575 2.979 3.622 công trình do tăng chi phí vào hệ thống quay 4 2.282 2.290 3.091 2.591 3.170 của khung đỡ tấm pin. Do đó trong thiết kế, 5 2.079 2.089 2.692 2.400 2.845 việc lựa chọn hệ thống khung đỡ tấm pin cần 6 1.850 1.860 2.412 2.174 2.600 phân tích kinh tế để đưa ra giải pháp phù hợp 7 1.923 1.933 2.476 2.233 2.641 và hiệu quả. 8 1.861 1.871 2.292 2.070 2.369 9 1.932 1.941 2.380 2.091 2.409 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 2.065 2.126 2.580 2.202 2.632 [1] Kandasamy CP, Prabu P, Niruba K (2013) 11 2.227 2.442 2.826 2.353 2.974 Solar Potential Assessment Using PVSYST 12 2.314 2.633 2.882 2.425 3.105 Software. IEEE 667-672. Năm 26.260 27.389 33.631 28.833 35.101 [2] Sulaiman SA, Hussain HH, (2011) Effects Số giờ 1.459 1.522 1.868 1.602 1.950 of Dust on the Performance of PV Panels. Độ tăng World Academy of Science, Engineering so với PA1 4,3% 28,07% 9,8% 33,67% and Technology 5: 2028-2033. (PA1- Góc nghiêng cố định; PA2- Xoay quanh trục ngang Đ- T; PA3- Xoay quanh trục ngang B-N; PA4- Xoay quanh trục dọc; PA5- Xoay quanh trục ngang- trục dọc) 575