LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là : Tr n Anh Tú
Sinh ngày 13 tháng 10 năm 1989
H c viên l p cao h c K18 K thu t đi n Tr ng Đi h c K thu t Công ườ
nghi p Thái Nguyên.
Hi n đang công tác t i Tr ng trung c p ngh Dân t c n i trú Thái Nguyên. ườ
Tôi xin cam đoan: B n lu n văn: ‘‘ Nghiên c u ch t o b đi u khi n cho ế
h th ng phát đi n pin m t tr i t i đa hóa l ng đi n năng thu đc ượ ượ ’’ do th y
giáo TS. Nguy n Minh Ý h ng d n là công trình nghiên c u c a riêng tôi. T t cá ướ
các tài li u tham kh o đu có ngu n g c rõ ràng. Các k t qu trong lu n văn là ế
trung th c và ch a t ng đc công b trong b t k công trình nào khác. N u sai tôi ư ượ ế
xin ch u hoàn toàn trách nhi m.
Thái nguyên, Ngày tháng năm 201
Tác gi lu n văn
Tr n Anh Tú
1
LỜI CẢM ƠN
Sau m t th i gian nghiên c u, đc s đng viên, giúp đ và h ng d n t n ư ướ
tình c a th y giáo h ng d n ư TS Nguy n Minh Ý, lu n văn v i đ tài
“Nghiên c u ch t o b đi u khi n cho h th ng phát đi n pin m t tr i t i đa ế
hóa l ng đi n năng thu đcượ ượ đã hoàn thành.
Tác gi xin bày t lòng c m n sâu s c đn: ơ ế
Th y giáo h ng d n ướ TS. Nguy n Minh Ý đã t n tình h ng d n và cung ướ
c p cho tác nh ng tài li u đ hoàn thành lu n văn này, cũng nh vi c truy n th ư
nh ng kinh nghi m quý báu trong su t th i gian làm lu n văn.
Phòng qu n lý đào t o sau đi h c, các th y giáo, cô giáo Khoa Đi n
tr ng Đi h c K thu t Công nghi p Thái Nguyênườ đã giúp đ tác gi trong su t
quá trình h c t p cũng nh ư trong quá trình nghiên c u đ tài.
Toàn th các đng nghi p, b n bè, gia đình và ng i thân đã quan tâm, ườ
đng viên, giúp đ tác gi trong su t quá trình h c t p và hoàn thành lu n văn.
Tác gi lu n văn
Tr n Anh Tú
2
M C L C
Danh mục các ký hiệu và viết tắt
NLMT Năng l ng m t tr iượ
NLTT Năng l ng tái t oượ
MPPT - Maximum power point
tracking Thu t toán tìm đi m công su t c c đi
MPP - Maximum power point Đi m công su t c c đi
PV - Photovaltaic Pin M t tr i
DC - DC B bi n đi m t chi u sang m t chi u ế
DC - AC B bi n đi m t chi u sang xoay chi u ế
Danh mục các bảng
Bang%Tên bang%Trang
1.1 Công su t năng l ng tái t o khai thác Vi t Nam ượ 18
1.2 S li u v b c x năng l ng M t tr i c a các vùng Vi t Nam ượ 18
3.1 c thiết bị cần thiết để thiết kế dàn pin mặt trời xoay hai trục 66
3
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
HinhTên hinhTrang
1.1 S đ kh i c a h th ng phát đi n s d ng năng l ng m t tr i.ơ ượ 19
2.1 M ch t ng đng c a modul PV ươ ươ 23
2.2 Quan h I(U) và P(U) c a PV 24
2.3 Thu t toán tìm MPP theo ph ng pháp P&O ươ 25
2.4 Tr ng h p không h i t c a ph ng pháp P&Oườ ươ 26
2.5 Ph ng pháp INCươ 27
2.6 Ph ng pháp ANNươ 31
2.7 H th ng suy di n m 32
2.8 Thu t toán theo dõi MPP ch đ làm vi c không lý t ng ế ưở 35
2.9 Nguyên lý làm vi c c a b buck converter 35
2.10 Ch đ làm vi c c a b buck converterế 36
2.11 S bi n thiên đi n áp và dòng theo th i gian trong ho t đng b ế
bi n đi buck lý t ng trong ch đ liên t cế ưở ế 36
2.12 S bi n thiên đi n áp và dòng theo th i gian trong ho t đng b ế
bi n đi buck lý t ng trong ch đ không liên t cế ưở ế 38
2.13 M ch l c t n s th p 39
2.14 M ch l c t n s cao 40
2.15 Đ th d ng xung đi u ch PWM ế 40
2.16 M ch nguyên lý đi u khi n t i b ng PWM 41
2.17 S đ xung c a van đi u khi n và đu raơ 41
2.18 T o xung vuông b ng ph ng pháp so sánh ươ 42
2.19 Sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển động cơ DC 43
2.20 Đường đặc tính P-V và thuật toán P&O 44
2.21 Lưu đồ thuật toán P&O điều khiển thông qua điện áp tham
chiếu Vref 45
2.22 M ch đi u khi n tìm đi m công su t c c đi 47
3.1 Quỹ đạo quay của Trái Đất quanh Mặt Trời 48
3.2 Góc gi a m t tr i và đng xích đo ư 49
3.3 Góc cao đ β và góc ph ng v ươ ΦS50
3.4 Tia bức xạ trực tiếp, bức xạ tán xạ và bức xạ phản xạ 50
3.5 Cường độ bức xạ ngoài khí quyển ngày quang đãng 51
3.6 Chùm tia bức xạ trục tiếp, bức xạ tán xạ, bức xạ phản xạ 52
3.7 Dàn pin mặt trời cố định 53
3.8 Đ th mô t m c năng l ng thu đc c a tia b c x tr c ti p ượ ượ ế
trong m t ngày53
3.9 Đ th mô t m c năng l ng thu đc c a tia b c x tán x ượ ượ 54
4
trong m t ngày
3.10 Đ th mô t m c năng l ng thu đc c a tia b c x ph n x ư ượ
trong m t ngày55
3.11 Dàn pin mặt trời một trục xoay theo hướng Đông – Tây và một
trục hướng về phía Nam và nghiêng một góc bằng vĩ độ 55
3.12 (a) dàn pin m t tr i xoay m t góc 150/ 1h.
(b) Dàn pin nhìn t B c C c xu ng. 56
3.13 Năng l ng thu đc c a b c x tr c ti pượ ượ ế 56
3.14 Năng l ng thu đc c a b c x tán xượ ượ 57
3.15 Năng l ng thu đc c a b c x ph n xượ ượ 58
3.16 Dàn pin m t tr i xoay hai tr c theo h ng B c - Nam và Đông ướ
– Tây59
3.17 Năng l ng thu đc c a b c x tr c ti pượ ượ ế 59
3.18 Năng l ng thu đc c a b c x tán xượ ượ 60
3.19 Năng l ng thu đc c a b c x ph n xượ ượ 60
3.20 Tổng năng lượng dàn pin mặt trời nhận được trong 1 ngày/m261
3.21 Tổng năng lượng dàn pin mặt trời nhận được trên 1m2/1 năm 62
3.22 Sơ đồ khối dàn pin mặt trời xoay hai trục 62
3.23 Các cảm biến quang trở được lắp trên dàn pin mặt trời 63
3.24 Cảm biến quang trở 63
3.25 Điện trở của LDR ở điều kiện ánh sáng khác nhau 64
3.26 Mô đun TB6560 65
3.27 Vị trí các cảm biến được bố trí trên dàn pin mặt trời 67
3.28 Kết nối LDR với Arduino 67
3.29 K t n i Aruino v i TB6560 và đng c b cế ơ ướ 68
3.30 Mô hình dàn pin mặt trời xoay hai trục
(1): động cơ bước; (2): Cơ cấu cơ khí 68
3.31
Mô hình dàn pin mặt trời xoay hai trục.
(3): Cảm biến quang trở; (4): Tấm pin mặt trời; (5) Modul
TB6560; (6) Ắc qui; (7) Mạch tìm điểm công suất cực đại.
69
3.32 Lưu đồ thuật toán điều khiển xoay hai trục theo hướn mặt trời 69
3.33 Đ th công su t c a t m pin m t tr i 70
3.34 Đ th dòng đi n c a t m pin m t tr i 71
3.35 Đ th đi n áp c a t m pin m t tr i 72
3.36 Đ th đ r ng xung 72
3.37 Đ th công su t c a t m pin m t tr i 73
3.38 Đ th dòng đi n c a t m pin m t tr i 73
3.39 Đ th đi n áp c a t m pin m t tr i 74
3.40 Đ th đ r ng xung 74
5