- GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI. - Tổng quan về các nguồn năng lượng tái tạo. - Năng lượng gió. - Năng lượng mặt trời. - Năng lượng thủy năng. - Năng lượng sinh khối. - Năng lượng địa nhiệt. - Năng lượng từ sóng biển. - Giới thiệu về năng lượng mặt trời. - Giới thiệu chi tiết về nguồn điện năng thu được từ ánh sáng mặt trời. - So sánh nguồn năng lượng mặt trời với các nguồn năng lượng tái tạo khác. - Các dự án năng lượng mặt trời đã được thực hiện. - Một số nhà máy điện mặt trời trên thế giới. - Một số dự án điện mặt trời tại việt nam. - ĐIỀU KHIỂN THEO ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI (MPPT) HỆ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI. - Mô hình hóa pin mặt trời. - Mô hình hóa tế bào pin mặt trời. - Eng Năng lượng tích trong cuộn cảm 19. - G Bức xạ mặt trời 38. - Rs, Rp Điện trở nội song song và nối tiếp trong tấm pin mặt trời 39. - 49 Bảng 5-1: Bảng thông số pin mặt trời. - 13 Hình 1.3: Hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới. - 15 Hình 1.4: Hệ thống năng lượng mặt trời cục bộ. - 16 Hình 1.5: Nhà máy điện mặt trời Ivapah Solar Electric Generating. - 18 Hình 1.6: Nhà máy điện mặt trời PS20. - 18 Hình 1.7: Dự án điện mặt trời lắp tại tòa nhà Bộ Công Thương. - 19 Hình 1.8: Dự án điện mặt trời tại Bãi Hương. - 20 Hình 1.9: Dự án điện mặt trời tại Trung Tâm Hội Nghị Quốc Gia. - 46 Hình 3.4: Đường cong đặc tính công suất của hệ thống pin mặt trời. - 58 Hình 4.6: Thay đổi công suất lớn nhất của hệ thống pin mặt trời theo thời gian. - 59 Hình 4.7: Thay đổi điện áp lớn nhất của hệ thống pin mặt trời theo thời gian. - 59 Hình 4.8: Thay đổi dòng điện lớn nhất của hệ thống pin mặt trời theo thời gian. - 60 Hình 5.1: Mạch điện tương đương của một tấm pin mặt trời nhỏ. - 61 Hình 5.2: Sơ đồ mô phỏng trong Matlab/Simulink của dòng quang điện phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ. - 65 Hình 5.3: Sơ đồ mô phỏng trong Matlab/Simulink của dòng điện trong hệ thống pin mặt trời phụ thuộc vào dòng quang điện, điện áp pin, số pin mắc nối tiếp, số pin mắc song song. - Sơ đồ mô phỏng trong Matlab/Simulink của tế bào pin mặt trời. - 66 Hình 5.5: Đường cong P-V của pin mặt trời. - 67 Hình 5.6: Đường cong I-V của pin mặt trời. - Các nghiên cứu về các hệ thống năng lượng mặt trời ngày càng nhiều do nguồn năng lượng này sẵn có ở mọi chỗ và được xem như là một trong các nguồn năng lượng tái tạo chủ yếu cho tương lai. - Tuy nhiên, công suất đầu ra của pin mặt trời phụ thuộc đáng kể vào bức xạ mặt trời, nhiệt độ của pin mặt trời và các yếu tố khác. - Do đó, để có thể sử dụng nguồn năng lượng mặt trời một cách hiệu quả nhất thì nhiệm vụ của các kỹ sư và các nhà nghiên cứu là phải xác định điểm công suất cực đại (Maximum Power Point Tracking - MPPT) của pin mặt trời. - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Việc nghiên cứu thuật toán “Xác định điểm công suất cực đại” sẽ có tác giúp cho cải thiện hiệu suất của việc sử dụng năng lượng mặt trời, giảm chi phí đầu tư và nâng cao tính ổn định của hệ thống năng lượng mặt trời. - Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Mục đích của đề tài: Nghiên cứu được tính khả thi cũng như nâng cao được hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời khi sử dụng nguyên tắc điều khiển tìm điểm công suất cực đại. - Tìm hiểu chi tiết về nguyên tắc điều khiển tìm xác định điểm công suất cực đại trong hệ thống năng lượng mặt trời. - Cấu trúc của luận văn Luận văn bao gồm 6 chương: Chương 1: Giới thiệu về nguồn năng lượng mặt trời. - Chương 3: Nguyên tắc điều khiển theo điểm công suất cực đại (MPPT) trong hệ thống năng lượng mặt trời. - Trong đó có nêu ra các ưu nhược điểm của các nguồn năng lượng tái tạo. - Phần cuối chương giới thiệu về các dự án về năng lượng mặt trời. - Tổng quan về các nguồn năng lượng tái tạo 1.1.1. - 4 Dĩ nhiên không có một nguồn năng lượng nào mà không ảnh hưởng lên môi trường. - Việc thu giữ năng lượng mặt trời gần như không có ảnh hưởng tiêu cực gì đến môi trường. - Chỉ cần một phần nhỏ năng lượng mặt trời được sử dụng thì có thể đáp ứng được nhu cầu về năng lượng của thế giới. - Việc chuyển hóa năng lượng mặt trời được thực hiện thông qua các tấm pin quang điện hay còn gọi là pin mặt trời. - Việt Nam hiện có trên 100 trạm quan trắc toàn quốc để theo dõi dữ liệu về năng lượng mặt trời. - Cho đến nay, Việt Nam đã lắp đặt hơn 1000 kW hệ thống pin mặt trời. - Lượng năng lượng địa nhiệt là rất lớn. - Khi đó, năng lượng của sóng biển đã chuyển thành điện năng. - Giới thiệu về năng lượng mặt trời 1.2.1. - Hệ thống pinCơ chế quang điện cho thđộ ánh sáng mặt trời. - Các tế bào silicon đơn tinh thể cũng có hiệu suchuyển đổi đến 23% năng lượng mặt trời thu nhũng rất bền và có tuổi thọ sử dụng cao. - Các pin mặt trời dạng này vẫn còn phải qua các thử nghiệm trong điều kiện thực tế. - Hình 1.3: Hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới 16 1.2.3. - So sánh nguồn năng lượng mặt trời với các nguồn năng lượng tái tạo khác 1.2.3.1. - Theo tiêu chí đó chúng ta thấy năng lượng mặt trời có nhiều ưu điểm như sau. - Là một nguồn năng lượng thân thiện với môi trường nhất. - Nhược điểm Bên cạnh nhiều ưu điểm nổi bật như trên thì năng lượng mặt trời cũng tồn tại một số nhược điểm cơ bản. - Chỉ có thể sản xuất điện từ năng lượng mặt trời trong ban ngày do đó làm giảm hiệu quả của việc sử dụng năng lượng mặt trời. - Các dự án năng lượng mặt trời đã được thực hiện 1.2.4.1. - Một số nhà máy điện mặt trời trên thế giới Trên thế giới năng lượng mặt trời đã được sử dụng rộng rãi và phổ biến ở các nước phát triển. - Một số dự án điện mặt trời tại Việt Nam [12. - Hình 1.8: Dự án điện mặt trời tại Bãi Hương - Trung tâm Hội nghị Quốc gia Mỹ Đình. - Tổng công suất 154KW Hình 1.9: Dự án điện mặt trời tại Trung Tâm Hội Nghị Quốc Gia Kết luận: Qua chương này cho chúng ta những kiến thức cơ bản về các nguồn năng lượng tái tạo đang được phổ biến hiện nay. - Cùng với đó là chi tiết về nguồn năng lượng mặt trời từ cấu trúc tế bào quang điện cho tới hệ thống pin mặt trời được sử dụng. - Phần cuối cùng chương là hình ảnh và giới thiệu về các dự án năng lượng mặt trời lớn trên thế giới cũng như tại Việt Nam. - Lúc này dòng điện trong cuộn cảm L tăng và cuộn cảm L được nạp năng lượng. - Lúc này cuộn cảm L xả năng lượng qua tải, dòng điện trên cuộn cảm L giảm dần. - Lúc này cuộn cảm L được nạp năng lượng và dòng điện trong cuộn cảm tăng. - Năng lượng trên tải được cung cấp do tụ C cung cấp. - Trong trạng thái này thì tụ được nạp năng lượng. - Cuộn cảm được tích lũy năng lượng và dòng điện trong cuộn cảm tăng. - Điện áp duy trì trên tải R do tụ C xả năng lượng. - Cuộn cảm bắt đầu xả năng lượng và dòng điện trên cuộn cảm giảm dần. - Lúc này cuộn N1 của biến áp tích lũy năng lượng. - Năng lượng có ở trên tải lúc này là do tụ C xả qua. - Cuộn sơ cấp N1 đảo cực tính và xả năng lượng. - Tính toán năng lượng tích lũy trong cuộn cảm , Eng. - Phương pháp này có tốc độ đáp ứng chậm với những lúc bức xạ mặt trời và nhiệt độ thay đổi. - Trong lúc làm việc khi có điều kiện bức xạ mặt trời thay đổi. - Không hoạt động chính xác tại điểm MPPT khi điều kiện bức xạ mặt trời thay đổi nhanh. - Chi tiết về phương pháp “nhiễu loạn và quan sát” Giải thuật của thuật toán này là cho điện áp đầu ra của hệ thống pin mặt trời biến đổi 1 lượng nhỏ, sau đó quan sát sự thay đổi của công suất hệ thống pin. - Quá trình cứ diễn ra như vậy cho đến khi ổn định thì công suất của hệ thống pin mặt trời sẽ dao động quanh điểm MPPT. - Hình 3.4: Đường cong đặc tính công suất của hệ thống pin mặt trời 51 Hình 3.4 thể hiện đặc tính công suất đầu ra và điện áp đầu ra của hệ thống pin mặt trời tại các mức bức xạ khác nhau. - Tất cả các thông số của dãy pin mặt trời chỉ bao gồm điện áp hở mạch định mức (the nominal open-circuit voltage - Voc,n), dòng điện ngắn mạch định mức (the nominal short-circuit current - Isc,n), điện áp ứng với điểm công suất cực đại (Vmp), dòng điện ứng với điểm công suất cực đại (Imp), hệ số điện áp hở mạch/nhiệt độ (Kv), hệ sô dòng điện ngắn mạch/nhiệt độ (K1) và công suất lớn 63 nhất đo bằng thực nghiệm (Pmax,e). - (5.3) Ở đây Ipv,n (đơn vị là Amperes) là dòng điện quang (light-generated current) tại điều kiện định mức (nhiệt độ là 250C và bức xạ mặt trời là 1000W/m2), ∆T = T - Tn (T là nhiệt độ thực và Tn là nhiệt độ định mức, đơn vị là Kelvin), G là bức xạ mặt trời trên bề mặt pin (đơn vị là W/m2) và Gnlà bức xạ mặt trời định mức. - Theo mô hình của dãy pin mặt trời (5.4) có thể được thay thế bằng phương trình sau. - Trong đó năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào và dễ sử dụng nhất. - Việc phát triển hệ thống năng lượng mặt trời sẽ giải quyết được rất nhiều về vấn đề năng lượng cho con người trong thời đại ngày nay cũng như trong tương lai. - Đi kèm với các tiến bộ đó thì việc nghiên cứu các giải pháp để nâng cao hiệu suất hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời cũng rất quan trọng. - Để kiểm chứng lại các phần lý thuyết trước cũng như so sánh với kết quả thực nghiệm thì chương 5 đã xây dựng hoàn chỉnh quá trình mô phỏng hệ thống năng lượng mặt trời. - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc điều khiển góc quay của hệ thống pin mặt trời để đảm bảo việc lấy được nhiều ánh sáng nhất trong thời gian làm việc
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt