Đồ án Thiết kế cung cấp điện kết hợp khả năng sử dụng điện mặt trời áp mái khu nhà điều hành - Khu công nghiệp Đồ Sơn Hải Phòng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG
-------------------------------
ISO 9001:2015
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH : ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên
: Nguyễn Tuấn Anh
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Đoàn Phong
HẢI PHÒNG – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG
-----------------------------------
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN KẾT HỢP KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ĐIỆN
MẶT TRỜI ÁP MÁI KHU NHÀ ĐIỀU HÀNH - KHU CÔNG NGHIỆP
ĐỒ SƠN HẢI PHÒNG
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên
: Nguyễn Tuấn Anh
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Đoàn Phong
HẢI PHÒNG – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG
--------------------------------------
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐC1802
Mã SV : 1412102065
Ngành : Điện Tự Động Công Nghiệp
Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện kết hợp khả năng sử dụng điện mặt
trời áp mái khu nhà điều hành - Khu công nghiệp Đồ Sơn Hải Phòng
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
2. Các tài liệu, số liệu cần thiết
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
………………………………………………………………………….............
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp
………………………………………………………………………….............
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
: Nguyễn Đoàn Phong
Họ và tên
Học hàm, học vị
: Thạc sĩ
Cơ quan công tác : Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
Nội dung hướng dẫn: Toàn bộ đề tài
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 30 tháng 03 năm 2020
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng 06 năm 2020
Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN
Đã giao nhiệm vụ ĐTTN
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên
Nguyễn Tuấn Anh
ThS. Nguyễn Đoàn Phong
Hải Phòng, ngày tháng năm 2020
HIỆU TRƯỞNG
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-------------------------------------
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP
Họ và tên giảng viên:ThS. Nguyễn Đoàn Phong
Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
Họ và tên sinh viên:Nguyễn Tuấn Anh
Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận( so với nội dung yêu cầu đã đề
ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số
liệu... )
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp
Được bảo vệ
Không được bảo vệ
Điểm hướng dẫn
Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020
Giảng viên hướng dẫn
( ký và ghi rõ họ tên)
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-------------------------------------
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊM CHẤM PHẢN BIỆN
Họ và tên giảng viên:.........................................................................................
Đơn vị công tác:.................................................................................................
Họ và tên sinh viên: .................................Chuyên ngành:..............................
Đề tài tốt nghiệp: ...........................................................................................
............................................................................................................................
1. Phần nhận xét của giảng viên chấm phản biện
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
2. Những mặt còn hạn chế
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện
Được bảo vệ
Không được bảo vệ
Điểm hướng dẫn
Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020
Giảng viên chấm phản biện
(ký và ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
1.1 Giới thiệu ..................................................................................................... 1
II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG .......................................................................... 1
III. MÔ HÌNH LẮP ĐẶT...................................................................................... 1
IV. HÌNH THỨC SỬ DỤNG................................................................................ 3
xuất........................................................................................................................ 7
phẩm...................................................................................................................... 7
2.1.5 Phương pháp tính toán chiếu sáng: .............................................................. 9
NGHIỆP ĐỒ SƠN .............................................................................................. 38
3.1 Các phương án cung cấp điện. ...................................................................... 38
3.1 Tính Toán Ngắn Mạch: ................................................................................. 57
Chọn máy biến áp. ....................................................................................... 59
4.3.2 Ta tính Z NO ................................................................................................ 61
1 Nối đất tự nhiên................................................................................................ 70
2Nối đất nhân tạo ................................................................................................ 70
3.Trình tự tính toán nối đất.................................................................................. 70
pha ba pha khác................................................................................................... 76
KẾT LUẬN......................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 80
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu
Ứng dụng công nghệ chuyển hóa quang năng thành điện năng đã trở thành
xu thế mới để dần thay thế các nguồn điện sử dụng tài nguyên môi trường. Hệ
thống điện mặt trời mái nhà với công suất nhỏ, tiện dụng, điện mặt trời (ĐMT)
lắp trên mái nhà không chỉ giúp tiết kiệm chi phí, mà còn góp phần giảm áp lực
về đầu tư nguồn điện, giảm ô nhiễm môi trường.
1/ Điện mặt trời mái nhà là giải pháp năng lượng mặt trời cho hộ gia đình,
doanh nghiệp ... là nguồn năng lượng tái tạo thực sự, chuyển hóa quang năng
thành điện năng, tận dụng ánh sáng mặt trời, thân thiện với môi trường.
2/ Sử dụng nguồn "nguyên liệu" gần như là vô tận - ánh sáng mặt trời, sử
dụng trong gia đình, doanh nghiệp giúp giảm sâu hóa đơn tiền điện hằng tháng.
3/ Chi phí bảo trì, bảo dưỡng cực thấp. Người dùng chỉ cần giữ hệ thống
sạch sẽ (vệ sinh 2-3 lần/năm). Hệ thống điện mặt trời mái nhà không có các bộ
phận chuyển động gây hao mòn, do đó chi phí bảo dưỡng gần như là không có.
4/ Công nghệ phát triển điện mặt trời phát triển rất nhanh và không ngừng
tiến bộ. Những đổi mới của công nghệ càng ngày sẽ càng làm cho hiệu quả của
các tấm pin mặt trời tăng lên.
II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
1/ Năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi tấm pin và chuyển hóa thành
nguồn điện 1 chiều.
2/ Inverter chuyển dòng điện 1 chiều từ hệ thống tấm pin sang dòng điện
xoay chiều để sử dụng.
3/ Năng lượng điện sinh ra từ hệ thống điện mặt trời mái nhà được sử dụng
cho tòa nhà.
4/ Năng lượng thừa không sử dụng hết sẽ được phát ngược lên lưới điện.
III. MÔ HÌNH LẮP ĐẶT
1
Mô hình các hệ thống khác nhau của điện mặt trời như mô hình nối lưới
trực tiếp, mô hình năng lượng mặt trời độc lập - dùng hệ thống lưu trữ nguồn
điện hoặc mô hình kết hợp lưu trữ và nối lưới trực tiếp ...
1/ Mô hình nối lưới trực tiếp (On Grid)
Năng lượng mặt trời được hấp thu trực tiếp qua tấm pin năng lượng mặt
trời tạo ra dòng điện một chiều DC. Sau đó thông qua bộ chuyển đổi điện hòa
lưới (DC/AC inverter on grid). Dòng điện được chuyển đổi thành điện xoay
chiều AC, cùng pha, cùng tần số với điện lưới quốc gia. Hệ thống sẽ hòa chung
với điện lưới quốc gia cùng cung cấp điện cho các thiết bị điện.
2/ Mô hình năng lượng mặt trời độc lập (Off Grid)
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới có dự trữ. Nó gần tương tự hệ thống
điện nối lưới không dự trữ. Tuy nhiên có thêm hệ thống ắc quy lưu trữ. Dành
cho những thiết bị quan trọng cần nguồn điện ổn định như camera quan sát,
modum internet, máy tính…. hoặc dành cho toàn bộ tải của hệ thống (chỉ dành
cho những yêu cầu đặc biệt).
2
3/ Mô hình vừa nối lưới vừa có lưu trữ (Hybrid)
Đây là mô hình tích hợp của hai mô hình trên. Lượng điện mặt trời sau khi thu
được nhờ pin năng lượng sẽ được nạp vào acquy. Khi acquy đã đầy, lượng điện
dư vẫn là điện 1 chiều sẽ được chuyển thành xoay chiều. Điện xoay chiều được
chuyển đến tải. Nếu điện bạn sử dụng từ tải vẫn còn dư thì sẽ chuyển lên lưới
điện quốc gia.
IV. HÌNH THỨC SỬ DỤNG
Các hình thức triển khai sản phẩm Hệ thống NLTT như hình thức điện mặt trời
cho hộ gia đình, doanh nghiệp, Solar Farm hay trạm sạc xe ô tô điện.
1/ Điện mặt trời cho Hộ gia đình
- Công suất lắp đặt: 1,5 – 8 kWp
- Suất đầu tư: 21 - 26 triệu/kWp
3
- Sử dụng thiết bị từ các hãng có thương hiệu và uy tín trên thế giới
- Trung bình 1 kWp tạo được 4,88 kWh/ngày
- Tiết giảm được tiền điện hằng tháng
- Có nguồn thu từ việc phát ngược điện lên lưới
- Thời gian thu hồi vốn ngắn: 8 – 10 năm
2/ Điện mặt trời cho Doanh nghiệp
- Công suất lắp đặt: 30 – 100 kWp
- Suất đầu tư: 21 - 26 triệu/kWp
- Sử dụng thiết bị từ các hãng có thương hiệu và uy tín trên thế giới
- Trung bình 1 kWp tạo được 4,88 kWh/ngày
- Giảm tải điện năng tiêu thụ vào giờ cao điểm
- Có nguồn thu từ việc phát ngược điện lên lưới
- Thời gian thu hồi vốn ngắn: 7 – 9 năm
3/ Solar Farm
- Công suất lắp đặt: 01 – 50 MWp
- Suất đầu tư: 21 - 26 triệu/kWp
- Sử dụng thiết bị từ các hãng có thương hiệu và uy tín trên thế giới
- Hỗ trợ thủ tục Quy hoạch phát triển Nhà máy Điện mặt trời cấp Tỉnh, cấp
Quốc gia
- Thời gian thu hồi vốn: 6 – 8 năm
- Giải quyết được bài toán môi trường
4
1.2. Sơ đồ mặt bằng Khu Công Nghiệp Đồ Sơn Hải Phòng:
Hình 1.0: Sơ đồ mặt bằng khu nhà áp mái - Khu công nghiệp Đồ Sơn Hải
Phòng
5
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT TÍNH TOÁN
2.1 Giới thiệu các phương pháp tính phụ tải tính toán
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Những phương
pháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác. Ngược
lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp phức tạp. Vì vậy tùy theo
giai đoạn thiết kế, yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp. Sau
đây là một số phương pháp thường dùng nhất:
2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Công thức tính:
Ptt= knc.
(1.1)
(1.2)
(1.3)
Qtt=ptt.
Một cách gần đúng có thể lấy Pđ=Pđm.
do đó Ptt=knc.
(1.1)
Trongđó:
Pđi ,Pđmi–công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứi, kw;
Ptt ,Qtt, Stt– công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán
của nhóm thiết bị, kw, kvar, kva;
N– số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải
tính hệ số công suất trung bình theo ct sau:
(1.4)
Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong các sổ tay.
Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn
giản, thuận tiện,vì thế nó là một trong những phương pháp được dung rộng rãi.
Nhược điểm của phươngphápnày là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu knc tra
6
được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ
vận hành và số thiết bị trong nhóm máy. Mà hệ số
Knc=ksd.kmax (1.5) có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những
yếu tố kể trên. Vì vậy, nếu chế độ vận hành và số thiết bị nhóm thay đổi
nhiều thì kết quả sẽ không chính xác.
2.1.2
Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị
diện tích sản xuất.
Công thức:
Ptt=p0.f (1.6 )
Trong đó:
p0- suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất, kw/m2;
F- diện tích sản xuất m2( diện tích dùng để đặt máy sản xuất ).
Giá trị p0 co thể tra được trong sổ tay. Giá trị p0 của từng loại hộ tiêu thụ do
kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, nên nó thường được dùng trong
thiết kế sơ bộ hay để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất
phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô, vòng
bi….
2.1.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn
vị sản phẩm
Công thức tính:
(1.7)
Trongđó:
M- số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng);
W0- suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kwh/đơn vị sp; tmax-
thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h
Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ
thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy khí nén… .Khi đó phụ tải
7
tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đối trung bình.
2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất
trung bình ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quản hq).
Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối
đơn giản đã nêu trên, hoặc khi cần nâng cao trình độ chính xác của phụ tải tính
toán thì nên dùng phương pháp tính theo hệ số đại.
Công thức tính:
P =k
.k .p
Trongđó: Pđm- công suất định mức (w)
tt max sd đm (2.1)
Kmax, ksd- hệ số cực đại và hệ số sử dụng
Hệ số sử dụng ksd của các nhóm máy có thể tra trong sổ tay.
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị
hiệu quản chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng
của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như
sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng.
Khi tính phụ tải theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể dùng
các phương pháp gần đúng như sau:
Trường hợp n ≤ 3 vànhq< 4, phụ tải tính theo công thức:
Ptt= (2.2)
Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
(2.3)
`Trường hợp n > 3 và nhq< 4, phụ tải tính theo công thức:
Ptt=
(2.4)
trong đó
Kpt- hệ số phụ tải của từng máy
Nếu không có số liệu chính xác, có thể tính gần
8
đúng như: Kpt=0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế
độ dài hạn
Kpt=0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
nhq>300 và ksd < 0,5 thì hệ số cực đại kmax được
lấy ứng với nhq=300. Còn khinhq > 300 và ksd ≥ 0,5 thì:
Ptt=1,05.ksd.pđm
Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng
phẳng ( các máy bơm, quạt nén khí,……) phụ tải tính toán có thể
lấy bằng phụ tải trung bình:
P = P = k .p
tt tn sd đm
Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì phải cố gắng
phân phối đều các thiết bị đó lên ba pha của mạng.
2.1.5 Phương pháp tính toán chiếu sáng:
Có nhiều phương pháp tính toán chiếu sáng như
:
- Liên xô có các phương pháp tính toán chiếu sáng sau:
+ Phương pháp hệ số sử dụng.
+ Phương pháp công suất riêng.
+ Phương pháp điểm
- Mỹ có các phương pháp tính toán chiếu sáng sau:
+ Phương pháp quang thông.
+ Phương pháp điểm.
-
Còn Pháp có các phương pháp tính toán chiếu sáng như:
+ Phương pháp hệ số sử dụng
+ Phương pháp điểm
Và cả phương pháp tính toán chiếu sáng bằng phần mềm chiếu sáng.
Tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng góm có các bước
1. Nghiên cứu đối tượng chiếu sáng
2. Lựa chọn độ rọi yêu cầu
3. Chọn hệ chiếu sáng
9
4.
5.
6.
Chọn nguồn sáng
Chọn bộ đèn
Lựa chọn chiều cao treo đèn
Tùy theo: đặc điểm đối tượng, loại công việc, loại bóng đèn, sự giảm chói bề
mặt làm việc. Ta có thể phân bố các đèn sát trần (h’=0) hoặc cách trần một
khoảng h’. Chiều cao bề mặt làm việc có thể trên độ cao 0.8m so với mặt sàn (
mặt bàn ) hoặc ngay trên sàn tùy theo công việc. Khi đó độ cao treo đèn so với
bề mặt làm việc:
Cần chú ý rằng chiều cao
( với H: chiều cao từ sàn lên trần)
đối với đèn huỳnh quang không được vượt
quá 4m, nếu không độ sáng trên bề mặt làm việc không đủ còn đối với các đèn
thủy ngân cao áp, đèn halogen kim loại, … nên treo trên độ cao 5m trở lên để
tránh chói.
7. Xác định các thông sô kĩ thuật ánh sáng:
ab
K
htt
a b
(2.5)
Với: a,b – chiều dài và chiều rộng căn phòng ; htt – chiều cao h
tính toán
- Tính hệ số bù: dựa vào bảng phụ lục 7 của tài liệu[2].
-
Tính tỷ số treo:
(2.6)
Với : h’–chiều cao từ bề mặt đèn đến trần
Xác định hệ số sử dụng:
Dựa vào thông số: loại bộ đèn, tỷ số treo, chỉ số địa điểm, hệ số phản xạ
trần, tường, sàn, ta tra giá trị hệ số sử dụng trong các bảng do các nhà chế tạo
cho sẵn
.
8. Xác định quang thông tổng theo yêu cầu:
(2.7)
Trong đó:
-
- độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn( lux )
10
-
-
-
- diện tích bề mặt làm việc (
)
− hệ số bù
-quang thông tổng các bộ đèn ( lm )
9. Xác đinh số bộ đèn:
(2.8)
(2.9)
Kiểm tra sai số quang thông:
Trong thực tế sai số từ -10% đến 20% thì chấp nhận được.
10. Phân bố các bộ đèn dựa trên các yếu tố:
-
Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói, đặc điểm kiến trúc của đối
tượng, phân bố đồ đạc.
Thỏa mãn các yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dãy và giữa các đèn
-
trong một dã, dễ dàng vận hành và bảo trì.
11. Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:
(2.10)
2.2 Xác định công xuất phụ tải tính toán của Khu Công Nghiệp Đồ Sơn:
2.2.1 Chia nhóm các Phụ tải trong Khu Công Nghiệp Đồ Sơn Hải Phòng:
-Nhóm i: Cấp Chiếu sáng ổ cắm
+ Tầng 1 : Khu P1: chia làm 2P
Tương tự P2, P3 ,P4: Chia làm 2P
Trong đó các P1, 2, 3, 4 bao gồm có :Phong ăn +Bếp, Phòng sinh hoạt chung ,
1 phòng ngủ , 1 nhà vệ sinh.
Các P5 : gồm 31 phòng
P6 : gồm 3 phòng
+ Tầng 2:
+ Tầng Tum
-nhóm ii: Cấp Điều hòa
11
Tải về để xem bản đầy đủ
88 trang
18760
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế cung cấp điện kết hợp khả năng sử dụng điện mặt trời áp mái khu nhà điều hành - Khu công nghiệp Đồ Sơn Hải Phòng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_cung_cap_dien_ket_hop_kha_nang_su_dung_dien_m.pdf
