zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Năng lượng

Nâng cao hiệu suất quang điện của tấm pin năng lượng mặt trời độc lập

Chia sẻ: Huyền Phạm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

33
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vấn đề tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống điện năng lượng mặt trời là vấn đề đặt ra của nhiều nhà khoa học. Các tấm Pin năng lượng mặt trời dưới tác động của ánh sáng sẽ làm cho nhiệt độ tăng và giảm hiệu suất. Do đó dùng hệ thống giám sát và kết hợp với nước làm mát để làm tăng hiệu suất Pin so với hiện tại là một phương pháp được nghiên cứu. Vì nó đơn giản và hiệu quả có thể áp dụng trong cuộc sống hàng ngày.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nâng cao hiệu suất quang điện của tấm pin năng lượng mặt trời độc lập

NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI NÂNG CAO HIỆU SUẤT QUANG ĐIỆN CỦA TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỘC LẬP OPTIMIZING THE EFFICIENCY OF PHOTOVOLTAIC SYSTEM Lê Minh Tân1 Tóm tắt: Theo nghiên cứu về việc ứng phó với biến đổi khí hậu và môi trường. Hiện nay năng lượng mặt trời trở nên thực sự quan trọng. Vấn đề tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống điện năng lượng mặt trời là vấn đề đặt ra của nhiều nhà khoa học. Các tấm Pin năng lượng mặt trời dưới tác động của ánh sáng sẽ làm cho nhiệt độ tăng và giảm hiệu suất. Do đó dùng hệ thống giám sát và kết hợp với nước làm mát để làm tăng hiệu suất Pin so với hiện tại là một phương pháp được nghiên cứu. Vì nó đơn giản và hiệu quả có thể áp dụng trong cuộc sống hàng ngày. Từ khóa: Tấm Pin năng lượng mặt trời; Vi điều khiển giám sát hệ thống Abstract: According to research on coping with climate change and environment. Solar energy becomes really important in everyday life today. The problem of optimizing the efficiency of solar power systems is a problem for many scientists. Solar panels under the action of light will cause temperatures to increase and reduce performance. Therefore, using a monitoring system and combining with cooling water to increase battery performance compared to the present is a simple and effective research method. Because it can be applied in everyday life. Keywords: PV Photovoltaic; Arduino 1. Đặt vấn đề Một trong những nguồn năng lượng tái tạo phổ biến được sử dụng phổ biến là năng lượng mặt trời. Pin năng lượng mặt trời có loại thông thường là Poly và Mono. Tuy nhiên, cả 2 chỉ đạt hiệu suất từ 15- 20%. Nhiều nhà nghiên cứu trên muốn cải thiện hiệu quả của nó. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu: Chẳng hạn như việc sử dụng nước làm mát để làm giảm nhiệt độ ở bề mặt sau của tấm Pin để cải thiện 4,7-5,2% [1, 2] ; Phun nước trên bề mặt của tấm Pin cũng làm tăng 3,6-12,5%[3]; Đối lưu không khí cũng được áp dụng để nâng cao hiệu quả 4-6% [4]; Khi sử dụng phương pháp xoay (tracking) theo dõi mặt trời, để cường độ ánh sáng tối đa bằng cách làm cho bề mặt tấm Pin vuông góc với ánh sáng thì hiệu quả của nó cũng có thể đạt được lên đến xấp xỉ 20% [5-6]. Tuy nhiên, dùng hai trục theo dõi mặt trời thì hiệu quả sẽ tăng khoảng 45% [7]. Việc theo dõi và điều khiển có thể thông qua hệ thống giám sát Arduino được tích hợp, làm hiệu suất Pin đạt hiệu quả cao hơn [8]. Đặc biệt, với nhiều thuật toán được điều khiển, có thể được áp dụng cho các hệ thống điện năng lượng mặt trời [9-10]. 80 Soá 39 - Quyù I naêm 2020
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Trong nghiên cứu này, hai trường hợp: Một là đặt tấm Pin vuông góc với ánh sáng mặt trời và làm giảm nhiệt độ của nó bằng nước; Hai là điều khiển bằng Arduino để nâng cao hiệu suất của hệ thống kết hợp với việc tạo trục xoay (tracking). Các tài liệu và phương pháp được đề xuất có thể được ứng dụng cho các công trình hiện tại và tương lai. 2. Vật liệu và phương pháp Hai tấm Pin Poly 280W được sử dụng trong nghiên cứu này là CS6K 280P, Canadian Solar của Việt Nam. Một tấm đặt cố định và tấm thứ hai được điều khiển theo dõi và làm mát bằng nước. Để theo độ ánh sáng đạt mức tối ưu có thể dùng hai động cơ DC với bánh răng; Arduino ATMega 2560 , và bốn cảm biến phụ thuộc ánh sáng (LDR). Bốn cảm biến hoạt động để theo dõi cường độ ánh sáng mặt trời. Động cơ đầu tiên được điều khiển để xoay 3600, động cơ thứ hai có thể xoay 900 luân chuyển bởi việc kiểm soát cường độ ánh sáng do bốn cảm biến hấp thụ. Điện áp đầu ra của hai tấm Pin được đo bằng tỷ lệ lấy mẫu thời gian 1 phút bằng cách sử dụng thiết bị đo điện áp (F205, Chauvin Arnoux). Các thí nghiệm được thực hiện trên cơ sở tiến hành theo thời gian để có được ánh sáng mặt trời tối đa. Hình 1. Tấm Pin được đặt cố định. Hình 2. Tấm Pin được đặt trên trục xoay và làm mát bằng nước. Thoâng tin KH - GD Tröôøng Ñaïi hoïc Xaây döïng Mieàn Taây 81
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Để đánh giá hiệu quả của phương pháp này, sử dụng công thức Sản lượng điện tối đa - Watt (W), E biểu thị lượng bức xạ trên mét vuông (W/m2). Theo các thông số của nhà sản xuất E = 800 (W/m2). 3. Kết quả và quá trình nghiên cứu Hình 3. Sơ đồ so sánh điện áp, dòng điện và công suất ngõ ra trong trường hợp có và không có điều khiển tracking. Kết quả hiện tại, điện áp đầu ra, và công suất đầu ra trong 2 trường hợp cho thấy công suất đầu ra là cao hơn. Tuy nhiên, điện áp đầu ra của hai tấm Pin là không giống nhau. Thêm vào đó, cường độ ánh sáng mặt trời cũng khác nhau. Do đó, điện áp đầu ra ít hơn tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Để nâng cao hiệu quả, nước được bơm dưới tấm Pin để giảm nhiệt độ, tạo ra từ các bức xạ ánh sáng mặt trời. Nước được lưu trữ, bơm và chảy liên tục bên dưới. 82 Soá 39 - Quyù I naêm 2020
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Hình 4. So sánh các điện áp đầu ra dòng điện và công suất kết hợp với trục xoay, nước làm mát và hệ thống giám sát tối ưu. Kết quả cho thấy sự kết hợp của việc sử dụng giám sát, điều khiển hướng xoay của mặt trời và nước bơm là tối ưu. Sản lượng thu được cao hơn so với việc đặt tấm Pin cố định. Theo nghiên cứu thực nghiệm thì hiệu suất tăng, đạt 4,23% phù hợp với các nghiên cứu trước đó [3, 11, 12]. Tuy nhiên trong tương lai có thể tin rằng hiệu quả của tấm Pin có thể đạt đến 15%. Vì các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng nếu nước được phun lên trên bề mặt của tấm Pin, các hiệu quả có thể tăng 12,5% [13-14]. Trong nghiên cứu này có một số khó khăn là do nhiệt độ của cả hai tấm Pin không đo được. Do đó, mối quan hệ giữa nhiệt độ của tấm Pin và công suất đầu ra không có sự so sánh. Tuy nhiên, nhiệt độ nước bơm và vị trí của tấm Pin có thể không đạt tối ưu. Các chỉ số hiện tại như: Điện áp đầu ra, công suất đầu ra, hiệu suất được khai thác từ xa. Do đó, trong tương lai việc giám sát sẽ được thuận tiện hơn. 4. Kết luận Với nghiên cứu này, thông qua Arduino để kiểm tra và so sánh dữ liệu điều khiển, kết hợp bơm nước làm mát. Cho ta thấy rằng phương pháp này có thể cải thiện khoảng 20% năng lượng và 4% về hiệu quả so với truyền thống là các hệ Pin cố định. Thoâng tin KH - GD Tröôøng Ñaïi hoïc Xaây döïng Mieàn Taây 83
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Tài liệu tham khảo [1]. M. Kolhe, D. Bin, E. Hu, Int J. Smart Grid Clean Energy 2, 2013. [2]. M. Chandrasekar, S. Sivan, T. Senthilkumar, M.G.Karthikeyan, Energy Conversion and Management 71, 2013. [3]. M. Abdolzadeh, M. Ameri, Renewable Energy 34, 2009. [4]. H.G. Teo, P.S. Lee, M.N.A. Hawlader, Appl. Energy 1, 2012. [5]. G.C. Lazaroiu, M. Longo, M. Roscia, M. Pagano, Energy Conversion and Management 92, 2015. [6]. S.A. Sharaf Eldin, M.S. Abd-Elhady, H.A. Kandil, Renewable Energy 85, 2016. [7]. U. Sajjad, M. Amer, H.M. Ali, A. Dahiya, N.Abbas, Case Studies in Thermal Engineering 100420, 2019. [8]. H.-D. Nguyen and T.H Huynh, 2018 18th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2018), 2018. [9]. H.-D. Nguyen, K.-S. Hong, Proceedings of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 2015. [10]. H.‑ D. Nguyen, S.‑ H. Yoo , M.R. Bhutta, K.‑ S.Hong, Biomedical Engineering Online 17, 2018 [11]. H.G. Teo, P.S. Lee, M.N.A. Hawlader, Appl. Energy 1, 2012. [12]. U. Sajjad, M. Amer, H.M. Ali, A. Dahiya, N. Abbas, Case Studies in Thermal Engineering 2019. [13]. G. Fraisse, C. Ménézo, K. Johannes, Sol. Energy 81, 2007. [14]. M.A. Bashir, H.M. Ali, K.P. Amber, M.W. Bashir, A. Hassan, S. Imran, M. Sajid, Therm. Sci. 2016. Ngày nhận bài: 20/02/2020 Ngày gửi phản biện: 04/3/2020 Ngày chấp nhận đăng: 20/3/2020 1 Trường ĐHXD Miền Tây. 84 Soá 39 - Quyù I naêm 2020

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2431 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.