Báo cáo Đề tài Ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời để cấp điện cho hệ thống camera an ninh
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
LỜI CÁM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự
hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong
suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp, em đã tìm hiểu, học hỏi và nhận được rất
nhiều sự hỗ trợ từ các thầy cô và các bạn khóa trước.
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô ngành
Công Nghệ Kỹ Thuật Nông Nghiệp Công Nghệ Cao - Trường đại học Bà Rịa Vũng
Tàu đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em để chúng em có được kiến
thức cung cấp cho đề tài tốt nghiệp này. Qua đây em cũng xin cảm ơn các bạn
khóa trước đã đóng góp ý kiến giúp đỡ bọn em để hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths.Phan Thanh Hoàng Anh đã tận tâm
hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những lần nói chuyện
với thầy về đề tài tốt nghiệp. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của
thầy thì em nghĩ đề tài tốt nghiệp này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một
lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy.
Đề tài tốt nghiệp này là kết quả của kiến thức trên lớp, bạn bè cùng với sự
tự tìm tòi trên mạng qua các tài liệu nên kiến thức còn chưa được tổng hợp đầy
đủ. Vì vậy đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong sự đóng góp
ý kiến của các thầy cô cũng như các bạn để đề tài của chúng em được hoàn thiện
hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
SVTH: Đỗ Đức Thiê
2
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
LỜI NÓI ĐẦU
Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt
trời, đặc biệt ở các vùng miền trung và miền nam của đất nước, với cường độ bức
xạ mặt trời trung bình khoảng 5 kWh/m2. Trong khi đó cường độ bức xạ mặt trời lại
thấp hơn ở các vùng phía Bắc, ước tính khoảng 4 kWh/m2 do điều kiện thời tiết với
trời nhiều mây và mưa phùn vào mùa đông và mùa xuân (Tô Quốc Trụ, 2010). Ở
Việt nam, bức xạ mặt trời trung bình 150 kcal/m2 chiếm khoảng 2.000 – 5.000 giờ
trên năm
Năng lượng mặt trời ở Việt nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố
rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước. Đặc biệt, số ngày nắng trung
bình trên các tỉnh của miền trung và miền nam là khoảng 300 ngày/năm. Năng lượng
mặt trời có thể được khai thác cho hai nhu cầu sử dụng: sản xuất điện và cung cấp
nhiệt
Có bốn dạng công nghệ năng lượng mặt trời hiện đang có mặt trên thị trường
Việt nam. Đó là công nghệ năng lượng mặt trời quy mô hộ gia đình, quy mô thương
mại sử dụng cho các khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, quân đội và các trung tâm dịch
vụ, cho làng mạc như đèn công cộng, âm thanh, tivi và trạm cho sạc pin.
Việt Nam nói chung và tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nói riêng qua báo chí , các
phương tiện truyền thông, internet chúng ta có thế thấy những hệ thống điện năng
lượng mặt trời đã ra đời. Là một sinh viên viện CNTT- Điện- Điện tử của trường
Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu, việc nghiên cứu và ứng dụng gì đã học vào thực tế cuộc
sống là một điều rất cần thiết trong vai trò làm chủ công nghệ hiện nay. Để góp phần
tạo nên nền tảng ban đầu vững chắc cho việc học tập, tìm hiểu về năng lượng mặt
trời, em đã lựa chọn nghiên cứu tìm hiểu đề tài: “ ỨNG DỤNG NGUỒN NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CAMERA AN NINH ”.
Trong quá trình tiến hành không thể không gặp những khó khăn vấp phải, do
đó kích thích sinh viên tư duy để tìm ra phương án tối ưu, đồng thời chủ động tìm
hiểu, nghiên cứu, hỏi những người đi trước có kinh nghiệm những gì bản thân sinh
viên còn thiếu. Tuy nhiên do hạn chế về kinh nghiệm thực tế và thời gian thực hiện
nên việc thực hiện đề tài tốt nghiệp không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó rất
mong sự chỉ bảo thêm của quý thầy cô cũng như những đóng góp của các bạn sinh
viên.
SVTH: Đỗ Đức Thiê
3
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
MỤC LỤC
1.1. Đặt vấn đề............................................................................................... 6
1.3. Tính cấp thiết của đề tà........................................................................ 6
2.1.Khái niệm ............................................................................................... 8
2.2.Ứng dụng:.................................................................................................1
3.1.Tấm pin năng lượng ................................................................................13
3.1.1.Cấu tạo................................................................................................ 13
3.2.1. Cấu tạo............................................................................................... 18
3.2.2.Nguyên lý hoạt động..........................................................................21
3.3.Đồng hồ đo 2 chiều : ................................................................................21
3.4.Sơ đồ khối hệ thống .................................................................................22
3.5.Mô hình thực tế........................................................................................2
4.1.1.Tính toán ............................................................................................25
SVTH: Đỗ Đức Thiê
4
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
4.1.2.Tính toán acquy.................................................................................28
4.1.3.Thi công.............................................................................................. 35
4.2.Ưu điểm.....................................................................................................38
4.3.Nhược điểm: .............................................................................................3
5.1. Những mặt đã làm được: .......................................................................41
5.2. Những hạn chế, tồn tại:..........................................................................41
5.3. Hướng phát triển đề tài:.........................................................................41
SVTH: Đỗ Đức Thiê
5
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề:
Ngày nay điện năng lượng mặt trời không còn xa xỉ đối với người tiêu
dùng tại Việt Nam. Việc Lắp đặt Hệ Thống Điện Năng Lượng Mặt Trời
Hòa Lưới Cho Hộ Gia Đình và Doanh Nghiệp đã dần phổ biến. Nhu cầu về
điện năng lượng mặt trời ngày càng phổ biến rộng rãi, có thể hỗ trợ cho
người dân giảm đáng kể tiền điện mỗi tháng.
Các hệ thống Camera thường tiêu tốn lượng điện rất lớn thường có mức
đầu cao. Mục đích để giảm lượng điện phải trả hàng tháng cho hệ thống
Camera đó sinh viên chúng em đã tìm hiểu, nghiên cứu, chọn chủ đề: “
ỨNG DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ CẤP ĐIỆN CHO
HỆ THỐNG CAMERA AN NINH ” để xây dựng thiết kế đề tài nghiên cứu
khoa học.
Với kiến thức học tập tại trường ở năm học cuối thuộc chuyên ngành
điện dân dụng và công nghiệp còn rất ít, nên chúng em chỉ dừng lại việc
ứng dụng pin năng lượng mặt trời để thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời
cung cấp cho hệ thống camera đáp ứng được khả năng nghiên cứu của sinh
viên.
Kết quả nghiên cứu từ đề tài tốt nghiệp này sẽ giúp chúng em có nhiều
kinh nghiệm để sau khi tốt nghiệp chúng em có đủ khả năng nghiên cứu
chế tạo hoàn chỉnh hệ thống điện năng lượng mặt trời cho ngôi nhà đáp ứng
được sử dụng yêu cầu trên thi ṭ rường với giá thành hợp lý , chất lượng đảm
̣
bảo, phù hợp với điều kiện sống tại Việt Nam.
̣
1.2. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu tài liệu qua sách báo về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời.
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời.
Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời.
1.3. Tính cấp thiết của đề tài:
Tại sao nên sử dụng điện mặt trời?
SVTH: Đỗ Đức Thiê
6
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Nước ta được thiên nhiên ưu đãi nằm trong một số nước Đông Nam Á
có giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ
mặt trời của thế giới, vậy nên Việt Nam có tiềm năng rất lớn về điện năng
lượng mặt trời cũng như năng lượng tái tạo nói chung.
Điện năng lượng mặt trời đầu tư 1 lần, lợi ích trên 30 năm
Tiết kiệm 100% chi phí điện, chỉ đầu tư một lần, nâng cao chất lượng
cuộc sống
Tăng giá trị và thẩm mỹ cho ngôi nhà
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới tiết kiệm chi phí đầu tư và có tuổi thọ
trên 25 năm
Tạo thu nhập từ chính sách mua điện của chính phủ trong 20 năm
Đề tài ứng dụng nguồn điện từ năng lượng mặt trời để cung cấp cho hệ
thống camera an ninh, giảm chi phí điện năng để cung cấp cho hệ thống
hàng nhiều năm,
1.4. Mục tiêu, nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
Tìm hiểu về hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Chạy mô hình mô phỏng cho điện năng lượng mặt trời cung cấp cho hệ
thống camera
Xây dựng mô hình điện năng lượng mặt trời.
SVTH: Đỗ Đức Thiê
7
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
CHƯƠNG II: TỔNG QUÁT
2.1.Khái niệm :
2.1.1.Điện năng lượng mặt trời là gì?
Điện năng lượng mặt trời là điện được tạo ra từ việc chuyển đổi ánh
sáng mặt trời thành điện bằng cách sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời
hoặc từ nhà máy năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh để vận
hành tạo ra điện.
Năng lượng mặt trời, bức xạ ánh sáng và nhiệt từ Mặt trời, đã được khai
thác bởi con người từ thời cổ đại bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ
phát triển hơn bao giờ hết. Bức xạ mặt trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của
năng lượng mặt trời như sức gió và sức sóng, sức nước và sinh khối, làm
thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên Trái Đất. Chỉ có một phần rất
nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng.
Hình 2.1: Điện năng lượng mặt trời
Điện mặt trời nghĩa là phát điện dựa trên động cơ nhiệt và pin quang
điện. Sử dụng năng lượng mặt trời chỉ bị giới hạn bởi sự khéo léo của con
người. Một phần danh sách các ứng dụng năng lượng mặt trời sưởi ấm
SVTH: Đỗ Đức Thiê
8
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
không gian và làm mát thông qua kiến trúc năng lượng mặt trời, qua chưng
cất nước uống và khử trùng, chiếu sáng bằng ánh sáng ban ngày, nước nóng
năng lượng mặt trời, nấu ăn năng lượng mặt trời, và quá trình nhiệt độ cao
nhiệt cho công nghiệp purposes. Để thu năng lượng mặt trời, cách phổ biến
nhất là sử dụng tấm năng lượng mặt trời.
Công nghệ năng lượng mặt trời được mô tả rộng rãi như là hoặc năng
lượng mặt trời thụ động hoặc năng lượng mặt trời chủ động tùy thuộc vào
cách chúng nắm bắt, chuyển đổi và phân phối năng lượng mặt trời. Kỹ thuật
năng lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng các tấm quang điện
và năng lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác năng lượng. Kỹ thuật năng
lượng mặt trời thụ động bao gồm các định hướng một tòa nhà về phía Mặt
trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi hoặc tài sản ánh sáng
phân tán, và thiết kế không gian lưu thông không khí tự nhiên.
Hình 2.2: Mô hình điện năng lượng mặt trời trong dân dụng
SVTH: Đỗ Đức Thiê
9
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
2.1.2.Pin năng lượng mặt trời
Pin mặt trời, hay còn gọi là tế bào quang điện (PV: Photovoltaic), pin
năng lượng mặt trời là thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng
điện, điện được tạo ra này còn được gọi phổ biến là điện năng lượng mặt
trời. Cơ chế hoạt động của thiết bị này dựa trên hiệu ứng quang điện trong
vật lý.
Hình 2.3: Tấm Pin năng lượng mặt trờ
Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay
đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được
ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế
bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng
hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Chúng có thể
được dùng như cảm biến ánh sáng (ví dụ cảm biến hồng ngoại), hoặc các
phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.
Các Pin năng lượng Mặt trời được thiết kế như những modul thành phần,
được ghép lại với nhau tạo thành các tấm năng lượng Mặt trời có diện tích
lớn, thường được đặt trên nóc các tòa nhà nơi chúng có thể có ánh sáng
SVTH: Đỗ Đức Thiê
10
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
nhiều nhất, và kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện. Các tấm pin
Mặt Trời lớn ngày nay được lắp thêm bộ phận tự động điều khiển để có thể
xoay theo hướng ánh sáng, giống như loài hoa hướng dương hướng về ánh
sáng Mặt Trời.
2.2.Ứng dụng:
Hệ thống sưởi ấm từ năng lượng mặt trời áp dụng trong xây dựng, sử
dụng các vật liệu nhiệt khối như đá, xi măng, nước,..
Hệ thống nước nóng xử lý nước sử dụng nhiệt mặt trời và điện năng
lượng mặt trời để khử mặn hoặc khử khuẩn.
Hình 2.4: Hệ thống nước nóng sử dụng nhiệt mặt trời
Cung cấp điện cho hệ thống điện trong nhà.
Ôtô chạy bằng năng lượng mặt trời. Là sản phẩm của các nhà sản xuất
ôtô Thụy Sĩ từng được trưng bày trong triển lãm xe ôtô tại Geneva. Chiếc
ôtô này được phủ bởi một lớp film quang điện mỏng cho phép hấp thụ năng
lượng từ mặt trời và có thể giúp nó vận hành liên tục trong 20 phút.
SVTH: Đỗ Đức Thiê
11
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Hình 2.5: Xe ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời
Các pin năng lượng Mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế. Do giá
thành còn đắt, chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện lưới khó
vươn tới như núi cao, ngoài đảo xa, hoặc phục vụ các hoạt động trên không
gian; cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tính
cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước.
Hình 2.6: Tấm Pin năng lượng mặt trời trên tàu vũ trụ
SVTH: Đỗ Đức Thiê
12
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜ
3.1.Tấm pin năng lượng
3.1.1.Cấu tạo
Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar
panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) – là phần tử bán dẫn
có thành phần chính là sillic 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 nó được đóng gói chân không trong thông qua lớp nhựa polymer càng
trong suốt càng tốt.
Hình 3.1: Cấu tạo một tế bào Pin quang điện
Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay
đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được
ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế
bào quang điện trên một tấm pin mặt trời).
SVTH: Đỗ Đức Thiê
13
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Cho tới hiện tại thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời (và cho các thiết bị
bán dẫn) là các silic tinh thể. Pin mặt trời từ tinh thể silic chia ra thành 3
loại:
Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình
Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%. Chúng thường
rất mắc tiền do được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có
các mặt trống ở góc nối các module.
Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc-đúc từ silic nung chảy cẩn thận được
làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy
nhiên hiệu suất kém hơn. Tuy nhiên chúng có thể tạo thành các tấm
vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp
của nó.
Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu
trúc đa tinh thể, Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại
này rẻ nhất trong các loại vì không cần phải cắt từ thỏi silicon.
Công nghệ trên là sản suất tấm, nói cách khác, các lọai trên có độ dày
300 μm tạo thành và xếp lại để tạo nên module.
Như đã nói ở trên , Các tế bào quang điện là thành phần chính và có
chức năng hấp thu ánh sáng mặt trời quang năng và biến đổi thành điện
năng.
Các tế bào tinh thể Silics này có thể là đơn tinh thể (goi là Pin Mono)
hoặc đa tinh thể (Gọi là Pin Poly), tùy theo quy trình sản xuất của từng hãng
pin mặt trời.
SVTH: Đỗ Đức Thiê
14
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Hình 3.2: Lớp bán dẫn P-N của Pin quang điện
Các đặc tính kỹ thuật chín:
Kích thước, màu sắc, số lượng tế bào – Cells pin và quan trọng hơn hết
là hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời:
Hiện nay , các tế bào Cells pin phổ biến nhất là các tế bào đa tinh thể
Poly với hiệu suất chuyển hóa khoảng 17,6%, tạo ra một pin mặt trời 250W
với 60 cells. Các tế bào Cells này được liên kết với nhau bằng một dây đồng
mỏng được phủ một hợp kim thiếc.
Lớp kính trước của pin mặt trời
Phần Kính mặt trước của pin mặt trời là phần nặng nhất . Nó có chức
năng bảo vệ và đảm bảo độ bền cho toàn bộ tấm pin mặt trời, duy trì độ
trong suốt cao. Độ dày của lớp này thường là 3,3mm nhưng nó có thể dao
động từ 2 mm đến 4mm tùy thuộc vào loại kính mà hãng sản xuất pin đó
chọn. Điều quan trọng là phải chú ý đến các yếu tố như chất lượng độ cứng,
độ truyền quang phổ và truyền ánh sáng. Pin càng tốt thì lớp kính trước này
hấp thu ánh sáng đi qua tốt hơn , phản xạ ánh sáng ít hơn.
SVTH: Đỗ Đức Thiê
15
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Hình 3.3: Các lớp của một tấm Pin năng lượng mặt trời
Tấm nền của pin
Tấm nền mặt sau của pin mặt trời được làm từ một vật liệu nhựa có
chức năng cách ly điện, bảo vệ và che chắn các tế bào PV khỏi thời tiết và
độ ẩm. Tấm đặc biệt này thường có màu trắng và được bán ở dạng cuộn
hoặc tấm. Các loại pin các hãng khác nhau có thể khác nhau về độ dày, màu
sắc và sự hiện diện của các vật liệu cụ thể để che chắn tốt hơn hoặc cho độ
bền cơ học cao hơn.
Vật liệu đóng gói hoàn thiện Pin mặt trời :
Một trong những vật liệu quan trọng nhất là chất liệu đóng gói – là chất
kết dính giữa các lớp khác nhau của pin mặt trời. Vật liệu phổ biến nhất
được sử dụng làm chất đóng gói là EVA – Ethylene vinyl acetate. Nó là
một polymer đục mờ được đóng theo cuộn. Nó phải được cắt thành tấm và
nằm trước và sau các tế bào quang điện. Khi chịu một quá trình nhiệt của
nấu chân không, loại polymer đặc biệt này trở đăc lại thành keo trong suốt
và kết dính các tế bào quang điện. Chất lượng của quá trình này, được gọi
là cán màng, đảm bảo tuổi thọ cao cho chính tấm pin đó, đồng thời có ảnh
SVTH: Đỗ Đức Thiê
16
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
hưởng đến việc truyền ánh sáng, tốc độ xử lý và khả năng chống lại màu
vàng do tia UV.
Khung tấm pin mặt trời :
Một trong những phần cuối cùng được lắp ráp pin mặt trời là khung. Nó
thường được làm bằng nhôm và có chức năng đảm bảo độ bền cho tấm pin.
Đối với các trường hợp sử dụng đặc biệt, cũng có sẵn các tấm pin không
khung hoặc các giải pháp nhựa đặc biệt. Những giải pháp này thường liên
quan đến việc sử dụng các dung dịch hỗ trợ dán ở phía sau với công nghệ
kính thủy tinh.
Hộp đựng mối nối mạch điện :
Hộp nối có chức năng đưa các mối nối điện ra bên ngoài.
Nó chứa các dây cáp để kết nối các tấm trong hệ thống. Khi chọn hộp
Nối, chúng ta nên chú ý đến chất lượng nhựa, độ tốt của khớp nối.
3.1.2.Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời
Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết
bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, duới sự hiện diện của ánh sáng mặt
trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này gọi là
hiệu ứng quang điện.
Hình 3.4: Sự chuyển đổi các electron
SVTH: Đỗ Đức Thiê
17
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện. Hoạt động của
pin mặt trời được chia làm ba giai đoạn:
Đầu tiên năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình
thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.
Các cặp electron-hole sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các
loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction). Hiệu ứng này tạo nên hiệu
điện thế của pin mặt trời.
Pin mặt trời sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngoài tạo nên dòng
điện.
3.2.Bộ chuyển đổi nghịch lưu DC-AC(inverter)
3.2.1. Cấu tạo
Sơ đồ mạch chuyển đổi nghịch lưu 12VDC-220VAC
Hình 3.5: Sơ đồ mạch chuyển đổi nghịch lưu 12VDC-220VAC
Bộ biến đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC)
có chung một tên gọi là Inverter.
Inverter có nhiều loại :
SVTH: Đỗ Đức Thiê
18
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Inverter độc lập là loại không hòa lưới có các thông số cơ bản sau :
Điện áp vào một chiều (DC) : 12V – 100V tùy loại
Điện áp ra xoay chiều (AC) : 220V, tần số 50Hz/60Hz, dạng sóng có
thể là hình vuông hoặc hình Sin ( True Sinwave Inverter hoặc Pure
Sinewave Inverter)
Có đầu ra nạp ắc qui 12V – 48V
Có thể tự động nạp ắc qui vào ban ngày và xả điện ra vào ban đêm
Công suất có thể từ 150W đến 10KW
Ưu điểm :
Giá thành rẻ.
Dùng riêng lẻ cho các thiết bị ở những nơi lưới điện quốc gia chưa được
kéo tới như : Hải đảo, trong rừng rậm, những nơi bản làng vùng rừng núi,
trạm thu phát truyền sóng không có điều kiện dùng điện lưới, trạm khí
tượng độc lập ...
Nhược điểm :
Chỉ cung cấp phụ tải có công suất nhỏ hơn công suất hệ thống ( Inverter
+ dàn pin năng lượng mặt trời).
Tuyệt đối không được nối thẳng với lưới điện quốc gia vì không đồng
pha với lưới điện.
Inverter hòa lưới bao gồm 2 loại
Inverter loại OFFGRI:
Là loại inverter mà khi nối với lưới điện sẽ nó sẽ tự động phân tích các
thông số của lưới điện và sau đó sẽ xuất ra một điện áp hòa lưới có cùng
một thông số với điện lưới.
Điện áp vào một chiều (DC) : 24V – 400V tùy loại
SVTH: Đỗ Đức Thiê
19
Báo cáo đề tài tốt nghiệp
GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh
Điện áp ra xoay chiều (AC) : 220V/50Hz/60Hz
Pha của dòng điện trùng với pha của điện áp lưới
Điện áp đầu ra có thể là một pha hoặc 3 pha.
Hình dạng sóng điện áp là sóng Sine.
Ưu điểm :
Biến đổi năng lượng điện một chiều từ các tấm pin mặt trời thành dòng
điện xoay chiều đồng thông số với điện áp lưới.
Giá thành rẻ.
Có thể nạp điện vào ắc qui để xả ra vào buổi tối
Nhược điểm :
Không tự động kéo điện từ lưới điện về để bù phần thiếu của phụ tải khi
inverter không đủ công suất cung cấp cho phụ tải.
Inverter loại ONGRI:
Là loại inverter mà khi nối với lưới điện sẽ nó sẽ tự động phân tích
các thông số của lưới điện và sau đó sẽ xuất ra một điện áp hòa lưới có cùng
một thông số với điện lưới.
Hệ Inverter này rất thích hợp cho các văn phòng, nhà máy, công
xưởng, trường học …
Điện áp vào một chiều (DC) : 100 V – 600V tùy loại
Điện áp ra xoay chiều (AC) : 220V/50Hz/60Hz
Pha của dòng điện trùng với pha của điện áp lưới
Điện áp đầu ra có thể là một pha hoặc 3 pha.
Công suất có thể từ 1KW tới vài Mega oát (MW)
Hình dạng sóng điện áp là sóng Sine.
SVTH: Đỗ Đức Thiê
20
Tải về để xem bản đầy đủ
42 trang
27401
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Đề tài Ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời để cấp điện cho hệ thống camera an ninh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_de_tai_ung_dung_nguon_nang_luong_mat_troi_de_cap_die.pdf
