Tên môn học: Năng lượng mặt trời, Hiểu biết chuyên sâu về hệ thống năng lượng mặt trời. Nội dung giảng dạy: Năng lượng mặt trời, tìm hiểu thêm về hệ thống năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời gần đây đã được chú ý trong việc nghiên cứu và lắp đặt các hệ thống thực tế.
Nó là một tài liệu tham khảo cho những người quan tâm đến năng lượng mặt trời.
GIỚI THIỆU
Vị trí của mặt trời nhìn từ trái đất giữa vĩ độ 15°N và 35°N là khu vực có nhiều năng lượng mặt trời nhất. Những nơi này nhận được hơn 3000 giờ ánh nắng gay gắt mỗi năm. Vì vào mùa đông, bức xạ mặt trời giảm dần, vào giữa mùa đông ở mức thấp nhất.
Năng lượng mặt trời tới khí quyển là không đổi; do đó thuật ngữ mặt trời không thay đổi.
QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI: NHÀ MÁY
Nó sử dụng hai mức nhiệt độ khác nhau trong quá trình nhiệt động lực học để chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng cơ học. Hệ thống đẩy đĩa năng lượng mặt trời Stirling là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực.
BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG QUANG ĐIỆN
CHẤT LIỆU TẤM QUANG ĐIỆN
Do các đặc tính cơ bản của thiết bị c-Si, chúng có thể là công nghệ quang điện thống trị trong nhiều năm tới. Tuy nhiên, công nghệ màng mỏng đang có những tiến bộ nhanh chóng và một loại vật liệu hoặc quy trình mới có thể thay thế việc sử dụng tế bào c - Si. Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn về công nghệ PV hiện nay.
Tuy nhiên, là một công nghệ đang phát triển, sinh viên và kỹ sư nên nhận ra rằng những tiến bộ này sẽ đến từ nghiên cứu kỹ thuật vật liệu cơ bản và đọc IEEE để theo kịp sự phát triển của công nghệ PV. .
ĐẶC ĐIỂM CỦA TẤM QUANG ĐIỆN
Dữ liệu điển hình cho một số môđun PV được đưa ra trong Bảng 1.1. Thuật ngữ này được xác định bởi điện áp hở mạch của môđun PV (Voc) và dòng điện ngắn mạch của môđun PV (Isc). Trong quá trình xây dựng hệ thống PV, mô-đun PV có FF cao sẽ được sử dụng.
Các mô-đun quang điện chuyển đổi năng lượng bức xạ thành điện năng.
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN MẶT TRỜI
CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG QUANG ĐIỆN
Trong đó SV- được định nghĩa là điện áp chuỗi, Voc- là điện áp mạch hở của mô-đun. Khi có ánh nắng đầy đủ, điện tích được lưu trữ sẽ tạo ra điện áp mạch hở cao nhất cho hệ thống PV. Nói chung, điện áp mạch hở cho hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng có thể được đặt ở điện áp thấp hơn 250 V DC.
Điện áp mạch hở định mức được điều chỉnh bởi mã điện địa phương. Nói chung, điện áp chuỗi hở mạch nhỏ hơn 600 V DC đối với các hệ thống thương mại và công nghiệp tại thời điểm này. Tuy nhiên, thiết kế điện áp DC cao hơn của hệ thống quang điện được xem xét cho các vị trí PV có công suất cao hơn.
Phương pháp theo dõi MPP xác định điểm trên đường dẫn điện do mảng tạo ra, tại đó điện áp và dòng điện của mảng đạt mức cao nhất và công suất đầu ra là mức tối đa cho mảng. Điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi được điều khiển bằng cách điều khiển điều chế biên độ của bộ chuyển đổi. Giá trị của Ma được đặt nhỏ hơn một và trong khoảng 0,95 để tạo ra điện áp đầu ra AC tối đa.
Dựa vào các mô-đun quang điện trong bảng 2.2, điện áp chuỗi được xác định như sau: .. 1) Số lượng mô-đun trong một chuỗi và số chuỗi trong một mảng 2) Thông số kỹ thuật của biến tần và bộ tăng áp. Tổng trọng lượng của môđun PV bằng tích của môđun PV và trọng lượng của một môđun. ii) Bộ biến tần phải được định mức có thể chịu được điện áp đầu ra tăng áp và có khả năng cung cấp năng lượng cần thiết.
MÔ HÌNH CỦA MỘT TẤM QUANG ĐIỆN
Mô hình của tế bào PV tương tự như mô hình của diode và có thể được biểu thị bằng phương trình Shockley nổi tiếng. Mô-đun PV có thể được mô hình hóa bằng một mô hình hàm mũ duy nhất. Dòng điện được biểu thị dưới dạng điện áp, dòng điện và nhiệt độ như trong phương trình 2.13.
Trong mô hình trên, môđun PV được biểu diễn bằng nguồn dòng Iph song song với điện trở Rsh. Mô hình PV thể hiện trong Hình 5.21 cũng mô tả tổn thất điện năng qua dòng điện ID1 chạy qua diode.
ĐO LƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG PV
ĐIỂM CÔNG SUẤT TỐI ĐA CỦA HỆ THỐNG PV
Thuật toán điều khiển MPPT tìm cách vận hành bộ chuyển đổi tăng áp tại một điểm trong đặc tính dòng điện và điện áp của mảng PV nơi có thể đạt được công suất đầu ra tối đa. Trong thiết kế này một lần nữa, MPPT được triển khai bằng thuật toán điều khiển MPPT như trong Hình 2.10. Một lần nữa, bộ điều khiển kỹ thuật số theo dõi điện áp và dòng điện đầu ra của trạm PV và tính toán điểm MPPT theo thuật toán điều khiển của Hình 2.10.
Một số bộ điều khiển bộ sạc được sử dụng để phát hiện các biến đổi về đặc tính dòng điện-điện áp của mảng PV. Cần có bộ điều khiển MPPT để vận hành hệ thống PV ở điện áp gần với MPP và sử dụng công suất sẵn có tối đa, như trong Hình 2.10. Thuật toán điều khiển điều chỉnh hai ngưỡng điện áp tùy thuộc vào hệ thống lưu trữ pin.
Điện áp định mức của biến tần phải chịu được điện áp đầu ra của bộ khuếch đại và có thể cung cấp công suất cần thiết. Việc lựa chọn bộ chuyển đổi tăng áp dựa trên công suất định mức của bộ chuyển đổi tăng áp và điện áp đầu ra của nó. Bộ chuyển đổi tăng áp phải được tải ở điện áp đầu ra tối thiểu của hệ thống PV và điện áp đầu vào DC yêu cầu của biến tần.
Số lượng chuỗi và số lượng mô-đun trong chuỗi dựa trên điện áp đầu vào danh định của bộ chuyển đổi tăng áp. Số lượng bộ chuyển đổi và bộ biến tần tăng cường dựa trên công suất đầu ra cần thiết của nhà máy PV.
HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG VÀ NHỮNG VẤN
HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ẮC QUY
Có thể sử dụng hệ thống lưu trữ thông thường có công suất sản xuất ít nhất một giờ trong hệ thống điện điều khiển. Đây là yếu tố quan trọng cần cân nhắc đối với các nhà máy điện vì hệ thống lưu trữ năng lượng được lắp đặt có thể được sử dụng làm nguồn dự trữ. Do đó, hệ thống lưu trữ pin đòi hỏi phải có sự giám sát và kiểm soát rộng rãi.
Để hỗ trợ tải khẩn cấp, lưới điện siêu nhỏ cần hệ thống lưu trữ 200 kWh để sử dụng cứ sau 8 giờ. Vì chúng tôi có tám mảng lưu trữ nên chúng tôi sử dụng một bộ chuyển đổi tăng cường cho mỗi hệ thống lưu trữ mảng. Bộ chuyển đổi Buck-Boost được sử dụng để sạc và xả bộ lưu trữ pin của hệ thống.
Tìm kiếm trên Internet hệ thống lưu trữ pin và cung cấp chi tiết thiết kế của bạn. Từ dữ liệu trên, hệ thống lưu trữ pin loại 6 đã được chọn để lưu trữ lượng kWh cần thiết cho ban đêm. Bằng cách sử dụng ba pin trên mỗi chuỗi và ba chuỗi trong mỗi mảng, chúng ta có được một hệ thống lưu trữ pin gồm chín pin trong một mảng.
Dưới đây là điện áp chuỗi, SV, của hệ thống lưu trữ pin. Nếu hệ thống lưu trữ pin cung cấp tải PV trong 8 giờ thì pin của hệ thống lưu trữ phải được thiết kế để xả tới 50% công suất. Do đó, năng lượng do hệ thống lưu trữ pin cung cấp là 50% dung lượng lưu trữ của hệ thống.
Bộ chỉnh lưu hai chiều được sử dụng cho từng trường của hệ thống lưu trữ pin.
NĂNG LƯỢNG TẠO RA CỦA MỘT MÔ ĐUN PV VÀ GÓC CỦA SỰ
Một bộ chỉnh lưu được kết nối với mỗi bộ pin và mỗi bộ chỉnh lưu được thiết kế sao cho định mức của nó giống với định mức công suất của bộ pin.
THỰC TRẠNG CỦA CÔNG NGHỆ TẠO NĂNG LƯỢNG CỦA PV 79
5 hoặc 10 năm nữa, chúng ta có thể tưởng tượng một thiết kế có thể mở rộng của hệ thống quang điện mặt trời trên mái nhà có thể tạo ra 2 MW. Thuộc tính V – I sẽ được sử dụng để ước lượng các tham số của mô hình. Chúng tôi ước tính năm thông số; do đó phương trình thứ năm vẫn cần thiết.
Trong chương này, chúng tôi đã nghiên cứu các hệ thống năng lượng mặt trời, đặc biệt là việc phát triển và thiết kế hệ thống PV sử dụng mô hình lưới điện siêu nhỏ PV. Cuối cùng, chúng tôi đã phát triển một phương pháp ước tính để xây dựng mô hình cho tấm PV. Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và hướng dẫn của thầy Thân Ngọc Hoàn, em đã hoàn thành đồ án: “Năng lượng mặt trời, tìm hiểu thêm về hệ thống năng lượng mặt trời”.
Qua đó, tôi biết được rằng năng lượng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất mà thiên nhiên ban tặng cho hành tinh chúng ta. Đồng thời, nó còn là nguồn cung cấp các năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng sông. Hệ thống năng lượng mặt trời là hệ thống chuyển đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành điện năng để chúng ta có thể sử dụng mà không gây ô nhiễm môi trường.
Trong chương 1, 2 và 3 của đồ án, tôi đã trình bày cơ sở, cấu trúc hệ thống và tính toán của hệ thống năng lượng mặt trời. Tôi mong rằng trong thời gian tới, nhà trường có thể nghiên cứu, đưa các nguồn năng lượng mới vào chương trình giảng dạy, giúp học sinh sớm có cơ hội tiếp cận, nghiên cứu và hiểu rõ hơn về các nguồn năng lượng này.
