Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Hệ thống điều khiển nhà kính tự động dùng năng lượng tái tạo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của Luận văn là sau khi hoàn thiện hệ thống sẽ có thể được triển khai ứng dụng tại những vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo, nơi có vị trí địa lý khó khăn trong việc tiếp cận với mạng lưới điện quốc gia hoặc những nơi có thời tiết không thuận lợi trong việc sản xuất nông nghiệp kiểu truyền thống. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Hệ thống điều khiển nhà kính tự động dùng năng lượng tái tạo

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Phương Trà HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ KÍNH TỰ ĐỘNG DÙNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Khánh Hòa – 2020
BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Phương Trà HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ KÍNH TỰ ĐỘNG DÙNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số: 8520401 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hướng dẫn 1: TS. Lê Văn Tùng Hướng dẫn 2: TS. Nguyễn Trọng Nghĩa Khánh Hòa - 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn “Hệ thống điều khiển nhà kính tự động dùng năng lượng tái tạo” là trung thực và không có bất kỳ sự sao chép hay sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tất cả sự giúp đỡ cho việc xây dựng cơ sở lý luận cho bài luận đều được trích dẫn đầy đủ và ghi rõ nguồn gốc và được phép công bố. Học viên Nguyễn Thị Phương Trà
LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn và tri ân đến: - TS. Lê Văn Tùng và TS. Nguyễn Trọng Nghĩa đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. - Quý Thầy Cô quản lý và giảng dạy lớp Vật lý kỹ thuật – 2018 Nha Trang tại Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã nhiệt tình giúp đỡ trong suốt khóa học. - Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hướng dẫn đã tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập. - Ban Giám Hiệu trường Phổ thông Dân tộc nội trú tỉnh Khánh Hòa đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi vừa công tác vừa học tập. - Thầy Cô Khoa Vật lý & KTHN của Trường Đại học Đà Lạt đã nhiệt tình hỗ trợ để tôi có thể lắp đặt thử nghiệm hệ thống điều khiển trong suốt quá trình thực hiện luận văn. - Và tất cả các anh chị, các bạn học viên cùng lớp, những người thân đã giúp đỡ đóng góp ý kiến, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành đề tài này. Học viên Nguyễn Thị Phương Trà
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Các từ gốc của chữ viết tắt AC Alternating Current ARM Acorn RISC Machine AVR Automatic Voltage Regulation DC Direct Current Electrically Erasable Programmable Read- Only EEPROM Memory ESP Electronic Stability Program FTDI Future Technology Devices International GPIO General Purpose Input/Outputs I2C Inter-Integrated Circuit IC Integrated Circuit IDE Integrated Development Environment IoT Internet of things LCD Liquid Crystal Display PCB Printed Circuit Board PDF Portable Document Format PID Proportional Integral Derivative PLC Programmable Logic Controller
PWM Pulse Width Modulation RF Radio Frequency RTC Real Time Clock SRAM Static Ram UART Universal Asynchronous Receive/Transmit Universal Synchronous Asynchronous Receiver / USART Transmitter USB Universal Serial Bus WPA Wifi Protected Access
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng biểu Trang Bảng 1.1 Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam 6 Lượng tổng bức xạ mặt trời trung bình ngày Bảng 1.2 của các tháng trong năm ở một số địa phương 7 của nước ta Bảng tính toán điện năng tiêu thụ trong 1 ngày Bảng 2.1 tại nhà kính. 37
DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Cấu tạo của tế bào quang điện pin mặt trời 9 Hình 1.2 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống điều khiển 12 Giao diện điều khiển tự động nhà kính lắp đặt ở Hình 1.3 13 Dalat_Hasfarm Nhà kính điều khiển tự động tại Trường Đại học Hình 1.4 14 Quảng Bình Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống giám sát và điều 15 Hình 1.6 Giao diện mô hình nhà kính thông minh trên PC 15 Hình 2.1 Các loại board Arduino 18 Hình 2.2 Board Arduino Mega2560 19 Hình 2.3 Sơ đồ khối khối điều khiển trung tâm 21 Arduino Mega 2560 Pro Mini cho khối điều Hình 2.4 23 khiển trung tâm Mạch thu phát RF UART SI4463 tần số Hình 2.5 24 433Mhz HC-12 Arduino Nano V3.0 ATmega328P cho khối cảm Hình 2.6 24 biến Hình 2.7 Mạch wifi ESP 8266 – ESP 01 25 Hình 2.8 Trang webserver Thingspeak 26 Hình 2.9 Bàn phím 6 nút 27
Hình 2.10 Màn hình LCD 20 x 4 27 Hình 2.11 Mạch đổi I2C cho LCD 28 Hình 2.12 Mạch RTC I2C DS1307 29 Hình 2.13 Hình ảnh rơ-le và cấu tạo bên trong của rơ-le 29 Hình 2.14 Hình ảnh công-tắc-tơ (contactor) khởi động từ 30 Hình 2.15 Sơ đồ nối dây trực quan từ Fritzing. 30 Hình 2.16 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển 31 Hình 2.17 Mạch in của hệ thống điều khiển 32 Máy trạng thái điều khiển của hệ thống trung Hình 2.18 33 tâm Hình 2.19 Giao diện phần mềm IDE 35 Hình 2.20 Các vùng lệnh của phần mềm IDE 35 Nạp chương trình trên mạch thử nghiệm (phiên Hình 2.21 36 bản 1) Hình 2.22 Sơ đồ khối nguồn của khối điều khiển 38 Hình 2.23 Hình ảnh Pin năng lượng mặt trời 18V-100W 38 Hình 2.24 Hình ảnh thực tế Acquy 12V-200Ah 40 Hình ảnh thực tế bộ điều khiển sạc năng lượng Hình 2.25 41 mặt trời 12V / 24V / 36V / 48V – 50A Hình 2.26 Bộ biến đổi điên áp Lvyuan - 12000W 42 Hình 2.27 Sơ đồ khối nguồn của khối cảm biến 42
Hình 2.28 Hình ảnh Pin mặt trời loại 6V 1W 43 Hình 2.29 Hình ảnh Pin sạc Ultrafire 18650 44 Hình ảnh mạch sạc pin Lithium cổng Micro 5V Hình 2.30 44 1A 18650 TP4056 Khối nguồn cảm biến được xây dựng với các Hình 2.31 thành phần: pin mặt trời, pin dự phòng, mạch 45 nạp và ổn áp Tủ hệ thống điều khiển trung tâm sau khi lắp đặt Hình 3.1 46 hoàn chỉnh Mạch điều khiển trung tâm sau khi hoàn thiện Hình 3.2 47 (phiên bản 2) gắn bên trong tủ điện Màn hình LCD và bàn phím được kết nối với Hình 3.3 47 mạch điều khiển trung tâm Hình 3.4 Các thông số môi trường hiển thị trên màn hình 48 Hình ảnh cập nhật dữ liệu trên server của Hình 3.5 49 Thingspeak Các trạng thái đóng và mở lưới che nắng hoạt Hình 3.6 49 động thực tế Hệ thống phun sương thực tế hoạt động theo Hình 3.7 50 điều khiển Hình ảnh quạt thông gió thực tế hoạt động theo Hình 3.8 50 điều khiển Hình 3.9 Kết quả thể hiện sau biên dịch 51
Hình 3.10 Hình mặt ngoài tủ điều khiển 52 Pin mặt trời thuộc phòng thí nghiệm Tự động Hình 3.11 57 hóa
1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................... 6 1.1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI ..................................................................................................... 6 1.1.1. Năng lượng tái tạo tiềm năng tại Việt Nam ................................. 6 1.1.2. Hệ thống pin mặt trời... ................................................................ 9 1.1.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời ......................... 9 1.1.2.2. Hệ thống dự trữ điện năng (ắc quy) ............................................ 9 1.1.2.3. Hệ thống điều phối điện mặt trời ................................................. 10 1.1.2.4. Các mô hình vận hành cơ bản của hệ thống điện mặt trời ........... 10 1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRONG NHÀ KÍNH ............................................................................................................... 11 1.2.1. Xu hướng ứng dụng nhà kính điều khiển tự động ...................... 11 1.2.2. Hệ thống điều khiển tự động nhà kính ....................................... 12 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ............................ 18 2.1. TÌM HIỂU VỀ ARDUINO ........................................................................ 18 2.1.1. Đặc điểm chung của arduino........................................................ 18 2.1.2. Tìm hiểu về Arduino Mega2560 .................................................. 19 2.2. ĐIỀU KIỆN TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU .............................................. 20 2.3. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG KHỐI ĐIỀU KHIỂN .................................. 21 2.3.1. Phân tích chức năng, nhiệm vụ khối điều khiển ........................ 21 2.3.2. Xây dựng hệ thống ........................................................................ 22 2.3.2.1. Khối trung tâm điều khiển............................................................ 22 2.3.2.2. Khối giao tiếp không dây ............................................................. 23
2 2.3.2.3. Khối giao tiếp người dùng ........................................................... 26 2.3.2.4. Khối thời gian thực RTC .............................................................. 28 2.3.2.5. Khối động lực .............................................................................. 29 2.3.3. Hoàn thiện phần cứng ................................................................. 30 2.3.4.Thiết kế giải thuật và lập trình hệ thống ...................................... 33 2.3.4.1. Thiết kế giải thuật ........................................................................ 33 2.3.4.2. Lập trình hệ thống ....................................................................... 34 2.4. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI.. 36 2.4.1. Tính toán điện năng tiêu thụ trong nhà kính ............................. 36 2.4.2. Thiết kế và xây dựng khối nguồn của khối điều khiển ............... 37 2.4.2.1. Sơ đồ khối nguồn của khối điều khiển .......................................... 37 2.4.2.2. Lựa chọn thiết bị cho khối nguồn của khối................................... 38 2.4.3. Thiết kế và xây dựng khối nguồn của khối cảm biến.................. 42 2.4.3.1. Sơ đồ khối nguồn của khối cảm biến ............................................ 42 2.4.3.2. Lựa chọn thiết bị cho khối nguồn của khối................................... 43 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 46 3.1. THỰC NGHIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ..................................... 46 3.1.1. Kết quả hoạt động của hệ thống .................................................. 46 3.1.2. Thảo luận kết quả hoạt động của hệ thống điều khiển ............... 51 3.2. THỰC NGHIỆM VỀ KHỐI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ....................... 56 3.2.1. Đối với khối nguồn của khối điều khiển ...................................... 56 3.2.2. Đối với khối nguồn của khối cảm biến ........................................ 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 60
3 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Hiện nay vấn đề an ninh lương thực, thực phẩm sạch đang dần trở nên quan trọng và được chú ý hơn tại nhiều quốc gia. Nông nghiệp là một ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam. Trong những năm gần đây,sự phát triển vượt bậc của ngành nông nghiệp có sự đóng góp đáng kể của khoa học công nghệ trong lĩnh vực nông nghiệp, trong đó tập trung chính vào phát triển nông nghiệp công nghệ cao. Các kỹ thuật canh tác mới, nghiên cứu giống mới và ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp đã và đang được triển khai. Trong đó, canh tác bằng nhà kính công nghệ cao đang là xu hướng và được đầu tư nghiên cứu tại nhiều quốc gia. Nhà kính giúp cây trồng tránh được các tác động trực tiếp từ môi trường, khí hậu và thời tiết khắc nghiệt. Ngoài ra, nhờ sử dụng nhà kính, người dân quản lý tốt hơn các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây trồng. Tự động hóa các quy trình canh tác cũng có thể được thực hiện trong nhà kính một cách dễ dàng và thuận tiện hơn so với canh tác ngoài môi trường tự nhiên. Các yếu tố trên giúp cải thiện chất lượng cây trồng, tiết kiệm chi phí nhân công, giảm lãng phí tài nguyên phục vụ sản xuất. Đi đôi với việc sử dụng công nghệ mới, tự động hóa trong nhà kính thì yếu tố hiệu quả trong tiêu thụ năng lượng cũng là một điểm nóng. Việc khai thác và sử dụng năng lượng một cách hợp lí và hiệu quả là một vấn đề toàn cầu hiện nay. Theo xu thế phát triển của khoa học công nghệ và nhu cầu của xã hội, việc ứng dụng năng lượng tái tạo đang trở thành một tiêu chí cho đánh giá tính vượt trội của các hệ thống. Việt Nam là một nước đang phát triển với tốc độ nhanh và nhu cầu sử dụng năng lượng là rất lớn. Song, Việt Nam có vị trí địa lý giáp biển đồng thời nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên sẽ có nhiều thuận lợi hơn cho tiềm năng phát triển các nguồn năng lượng tái tạo. Việc sử dụng năng lượng tái tạo trong nông nghiệp không chỉ giảm áp lực lên hệ thống điện lưới quốc gia, chủ động nguồn năng lượng mà còn giúp cải thiện chỉ số môi trường của sản phẩm.
4 Với mong muốn kết hợp các ưu điểm của hệ thống sản xuất nông nghiệp bằng nhà kính và ứng dụng năng lượng tái tạo trong điều kiện thực tế, tôi lựa chọn đề tài "Hệ thống điều khiển nhà kính tự động dùng năng lượng tái tạo". Mục đích của đề tài Đề tài được thực hiện với mục đích sau khi hoàn thiện hệ thống sẽ có thể được triển khai ứng dụng tại những vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo, nơi có vị trí địa lý khó khăn trong việc tiếp cận với mạng lưới điện quốc gia hoặc những nơi có thời tiết không thuận lợi trong việc sản xuất nông nghiệp kiểu truyền thống. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Tính toán, thiết kế cho hệ thống pin mặt trời cung cấp nguồn cho hệ thống điều khiển. Thiết kế và lập trình cho hệ thống điều khiển các thiết bị động lực trong nhà kính. Hệ thống được xây dựng hướng đến các đối tượng sản xuất có quy mô vừa và nhỏ, hộ gia đình. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết tài liệu liên quan. - Phương pháp thực nghiệm: + Xây dựng sơ đồ khối của hệ thống + Tính toán, lựa chọn các thiết bị hình thành nền tảng phần cứng + Xây dựng máy trạng thái, tiến hành lập trình phần mềm cho hệ thống. - Đánh giá kết quả hoạt động của hệ thống và tính khả thi trong thực tế. Bố cục của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo luận văn được chia thành 3 chương:
5 Chương 1: Tổng quan tài liệu. Chương 2: Thiết kế và xây dựng hệ thống. Chương 3: Kết quả và thảo luận.
6 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI 1.1.1. Năng lượng tái tạo tiềm năng tại Việt Nam Đã có nhiều loại năng lượng tái tạo được khai thác và sử dụng như năng lượng mặt trời, năng lượng thủy điện nhỏ, năng lượng gió, năng lượng sinh khối. Đây là những nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, ít gây ô nhiễm, giúp giảm áp lực sử dụng điện năng của lưới điện quốc gia và có thể sử dụng cho nhiều nhu cầu, và địa điểm khác nhau. Đặc biệt, Việt Nam có vị trí địa lý thuận lợi để khai thác sử dụng năng lượng mặt trời. Việc điều tra đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời đã được nhiều cơ quan tổ chức nghiên cứu, số liệu về lượng bức xạ mặt trời tại các vùng miền nước ta và tại một số các địa phương được thể hiện qua bảng 1.1 và bảng 1.2. Bảng 1.1. Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam [1]. Cường độ BXMT Vùng Giờ nắng trong năm Ứng dụng 2 (kWh/m . ngày) Đông Bắc 1600 – 1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750 – 1800 4,1 – 4,9 Trung bình Bắc Trung Bộ 1700 – 2000 4,6 – 5,2 Tốt Tây Nguyên và 2000 – 2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Nam Trung Bộ Nam Bộ 2200 – 2500 4,3 – 4,9 Rất tốt Trung bình cả nước 1700 – 2500 4,6 Tốt
7 Bảng 1.2. Lượng tổng bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng trong năm ở một số địa phương của nước ta [1]. Tổng xạ Bức xạ Mặt Trời của các tháng trong năm Địa (đơn vị: MJ/m2.ngày) STT phương 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8,21 8,72 10,43 12,70 16,81 17,56 1 Cao Bằng 18,81 19,11 17,60 13,57 11,27 9,37 18,81 19,11 17,60 13,57 11,27 9,37 2 Móng Cái 17,56 18,23 16,10 15,75 12,91 10,35 11,23 12,65 14,45 16,84 17,89 17,47 3 Sơn La 11,23 12,65 14,25 16,84 17,89 17,47 Láng 8,76 8,63 9,09 12,44 18,94 19,11 4 (Hà Nội) 20,11 18,23 17,22 15,04 12,40 10,66 8,88 8,13 9,34 14,50 20,03 19,78 5 Vinh 21,79 16,39 15,92 13,16 10,22 9,01 12,44 14,87 18,02 20,28 22,17 21,04 6 Đà Nẵng 22,84 20,78 17,93 14,29 10,43 8,47 17,51 20,07 20,95 20,88 16,72 15,00 7 Cần Thơ 16,68 15,29 16,38 15,54 15,25 16,38 16,68 15,29 16,38 15,54 15,25 16,38 8 Đà Lạt 18,94 16,51 15,00 14,87 15,75 10,07
8 Như vậy, tiềm năng về năng lượng mặt trời tốt nhất ở các vùng Thừa Thiên Huế trở vào Nam và vùng Tây Bắc. Vùng Tây Bắc và vùng Bắc Trung bộ có năng lượng mặt trời khá lớn. Mật độ năng lượng mặt trời biến đổi trong khoảng 300 đến 500 cal/cm2.ngày. Số giờ nắng trung bình cả năm trong khoảng 1800 đến 2100 giờ. Như vậy, các tỉnh thành ở miền Bắc nước ta đều có thể sử dụng hiệu quả. Còn ở miền Nam, từ Đà Nẵng trở vào, năng lượng mặt trời rất tốt và phân bố tương đối điều hòa trong suốt cả năm. Trừ những ngày có mưa rào, có thể nói trên 90% số ngày trong năm đều có thể sử dụng năng lượng mặt trời cho sinh hoạt [1, 2]. Số giờ nắng trung bình cả năm trong khoảng 2000 đến 2600 giờ. Đây là khu vực ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả. Tóm lại, Việt Nam là nước có tiềm năng về năng lượng mặt trời trải dài từ vĩ độ 8’’ Bắc đến 23’’ Bắc, nằm trong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao, với trị số tổng xạ khá lớn từ 100 – 175 kcal/cm2.năm, do đó việc sử dụng năng lượng mặt trời ở nước ta sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn. Giải pháp sử dụng năng lượng mặt trời hiện đang được cho là giải pháp tối ưu nhất. Đây là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường và có trữ lượng vô cùng lớn do tính tái tạo cao. Đồng thời, phát triển ngành công nghiệp sản xuất pin mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường . Vì thế, đây được coi là nguồn năng lượng quý giá, có thể thay thế những dạng năng lượng cũ đang ngày càng cạn kiệt. Từ lâu, nhiều nơi trên thế giới đã sử dụng năng lượng mặt trời như một giải pháp thay thế những nguồn tài nguyên truyền thống [1, 2]. Từ những đánh giá trên cho thấy tiềm năng của năng lượng mặt trời tại Việt Nam là rất lớn, đây là xu hướng phát triển trong tương lai. Sử dụng nguồn năng lượng này đem lại nhiều kết quả tích cực cho môi trường và đời sống, do đó đề tài lựa chọn năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo thực hiện chức năng cung cấp năng lượng cho hệ thống điều khiển hoạt động.
9 1.1.2. Hệ thống pin năng lượng mặt trời 1.1.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời Cấu tạo Pin mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện, là phần tử bán dẫn có thành phần chính là silic tinh khiết, có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Các tế bào quang điện này được bảo vệ bởi một tấm kính trong suốt ở mặt trước và một vật liệu nhựa ở phía sau. Toàn bộ được đóng gói chân không thông qua lớp nhựa polymer trong suốt được thể hiện như trong hình 1.1 [3]. Nguyên lý hoạt động Pin mặt trời có nguyên lý hoạt động chính dựa trên hiện tượng quang điện xảy ra trên lớp tiếp xúc p-n của chất bán dẫn. Hình 1.1. Cấu tạo của tế bào quang điện pin mặt trời [4]. 1.1.2.2. Hệ thống dự trữ điện năng (ắc quy) Cấu tạo của ắc quy Ắc quy gồm có các bản cực bằng chì và ô xít chì ngâm trong dung dịch axit sulfuric. Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới,