CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNGMÁI NHÀ MẶT VÀ … · - Công suất sử dụng đồng thời cho các thiết bị gồm : 1 Laptop + 1 Máy tính bàn +

Báo cáo đề tài NCKH-2009 Chƣơng 5: Thiết kế mái nhà mặt trời nối lƣới

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 40

CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNGMÁI NHÀ MẶT

TRỜI NỐI LƢỚI VÀ LẬP BẢNG DỰ TOÁN KINH PHÍ-

KHẢ NĂNG HOÀN VỐN KHI LẮP ĐẶT TẠI

TRƢỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

5.1. MỤC TIÊU:

Hiện nay trước tình nguồn điện trong nước ngày càng thiếu hụt trầm trọng. Đặc

biệt khủng hỏang năng lượng tòan cầu ngày càng gây gắt. Các nhà máy thủy điện thường

xuyên trong tình trạng qúa tải và mùa khô lượng nước không đủ gây tình trạng mất điện

trên diện rộng. Khi cắt điện làm ảnh hưởng không nhỏ đến sinh họat hàng ngày như

trường học thì học sinh thường xuyên nghỉ học, các dịch vụ công ích, các cơ sở y tế bị

gián đoạn, …Do đó việc khai thác năng lượng tại chỗ (năng lượng mặt trời) là xu hướng

tất yếu đã được ứng dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới như Mỹ, Đức, Anh, Nhật ..

Đối với Việt Nam, là nơi có nguồn tài nguyên bức xạ dồi dào, việc ứng dụng công

nghệ Năng Lượng Mặt Trời (NLMT) ngay tại chỗ sẽ góp phần đáng kể phụ tải điện lưới

quốc gia, khắc phục tình trạng mất điện, sử dụng nguồn năng lượng thân thiên và cải thiện

môi trường.

Vì vậy việc Nghiên cứu hệ thống mái nhà điện mặt trời kết nối lưới– lập bảng

dự toán kinh phí và khả năng hoàn vốn khi triển khai ứng dụng tại trường ĐẠI HỌC

KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM nhằm thực hiện các mục tiêu sau:

1. Ưu tiên khai thác tối đa nguồn điện mặt trời, cung cấp riêng cho các nhu cầu ưu

tiên của trường học như văn phòng, phòng học,….

2. Không còn phải lo tình trạng mất điện thường xuyên vì đã có nguồn điện mặt trời.

Đảm bảo nguồn điện nhất định cấp cho 1 phòng ban được liên tục ngay khi điện

lưới bị cúp (Ở đây thực hiện thiết kế cho phòng Kế hoạch tài chính của Trường).

3. Giảm một phần chi phí sử dụng điện lưới hàng tháng, góp phần phụ tải lưới điện

quốc gia vào các giờ cao điểm.



4. Các thiết bị họat động hòan tòan tự động, an tòan rất tiện cho người sử dụng. Tuổi

thọ và độ ổn định của các thiết bị rất cao.

5. Không gây tiếng ồn, thân thiện với môi trường. Nâng cao ý thức sử dụng nguồn

năng lượng xanh, sạch góp phần bảo vệ và cải thiện môi trường.

6. Là biểu tượng nguồn năng lượng siêu sạch của một trường đại học, là mô hình để

cho sinh viên tiếp cận, nghiên cứu, và học tập các công nghệ điện mặt trời.





5.2. THIẾT KẾ:

Như trên đã trình bày, để có một hệ điện mặt trời hoạt động hiệu quả thì cần phải

có một sự tương xứng giữa các thành phần trong hệ. Để thiết kế một hệ Điện mặt trời

người thiết kế cần phải quan tâm tới các thông số cần thiết sau:

- Vị trí địa lý để biết được thời gian nắng, cường độ bức xạ mặt trời.

- Nhu cầu năng lượng: tải hằng ngày.

- Đặc trưng của modul Pin mặt trời, các thiết bị điện, Accu….

Từ đó xác định:

- Công suất Pin mặt trời, Số modul.

- Sơ đồ kết nối hệ thống: xác định vị trí lắp đặt, hướng Pin mặt trời….

- Khẳng định độ tin cậy, tuổi thọ của hệ thống….

5.2.1. Vị trí địa lý:

Trường ĐHKTCN nằm ở vị trí 144/24ĐBP P.25, Q. Bình Thạnh thuộc khu vực

phía Nam là khu vực có thời gian nắng khá cao (4-5h nắng), và có cường độ bức xạ tốt,

trung bình khoảng 5,2KWh/m2. Nên việc sử dụng mái nhà điện mặt trời là dự án khả thi.

5.2.2. Nhu cầu năng lƣợng:

Thống kê các thiết bị sử dụng điện tại Phòng kế hoạch – Tài chính:

Thiết bị Máy lạnh Máy tính Quạt Đèn Máy in Máy scan Tủ lạnh

Số lƣợng 1 7 4 8 5 1 1

=> Yêu cầu cung cấp công suất tiêu thụ điện cơ bản:

Thiết bị Laptop Máy tính bàn

(sử dụng LCD)

Máy in kim Đèn Quạt

Số lƣợng 1 1 1 2 2



Sử dụng bảng tra cứu công suất tải sử dụng, ta có:

LOAD WATTS HRS/DAY WH/DAY WH/WEEK

(* 5.5DAY)

Laptop (Máy tính xách tay) 35 8 280 1540

Computer (CPU) 90 8 720 3960

LCD monitor (Màn hình LCD) 35 8 280 1540

Máy in kim 100 6 600 3300

Lights (Đèn) 40 x 2 8 640 3520

Ceiling fan (Quạt trần) 40 x 2 8 640 3520

Tổng cộng 420 W 3160 WH/DAY 1738WH/WEEK

- Công suất sử dụng đồng thời cho các thiết bị gồm : 1 Laptop + 1 Máy tính bàn + 1 Máy

in kim + 2 đèn + 2 quạt là: Pdt = 420W

- Tổng tải sử dụng tổng cộng liên tục mỗi ngày là:

Ptt = Pdt *8h = 3.160Wh/day ≈ 3,2KWh/day.

- Vậy hệ thống sẽ cung cấp bình quân mỗi tháng:

3,2KWh/ ngàyx 30 ngày = 96 KWh/ tháng.

5.2.3. Thông số kỹ thuật đặc trƣng của modul Pin mặt trời, các thiết bị điện, hệ tồn trữ:

a. Pin mặt trời:

Gồm nhiều loại với công suất sử dụng khác nhau. Tùy theo nhu cầu sử dụng ta sẽ

lựa chọn cấu hình phù hợp. Ở đây ta có thể sử dụng pin mặt trời SolarRed-Sun được sản

xuất tại Việt Nam hoặc Solarworld của Đức. Các thông số chính của pin mặt trời:

- Công suất cực đại (Maximum power) - Pmax

- Điện thế hở mạch (Open circuit voltage) - Voc

- Điểm công suất cực đại (Maximum power point voltage) - Vmpp

- Dòng ngắn mạch (Short circuit current) - Isc

- Điểm dòng công suất cực đại (A Maximum power point current) - Impp



b. SMA Sunny Boy:

Sunny Boy mã số SB700U (công suất 700W) là một Solar inverter được kết nối

với ngõ ra DC của pin mặt trời, có nhiệm vụ biến đổi DC-AC, đặc biệt là nó có khả năng

dò và tạo ra AC sin giống lưới (tần số, biên độ, pha) để hoà chung với lưới. Hình dáng

bên ngoài và thông số kỹ thuật chính như sau:

Công suất ngõ vào DC tối đa là 780W

Điện áp DC ngõ vào tối đa là 250 V

Thang điện áp DC ngõ vào hoạt động là 119 VDC – 250 VDC

Dòng DC vào tối đa 7A

Công suất AC ngõ ra 700 W

Dòng AC ngõ ra tối đa 3,5A

Điện áp AC ngõ ra 220 VAC – 50 Hz

Đặc biệt hiệu suất của inverter lên đến 93,6 %

Bảo vệ đảo cực DC , ngắn mạch AC ngõ ra …..



c. SMA Sunny Island:

Hệ thống sử dụng Sunny Island mã số SI 2224 (công suất 2,2KW; 24V) là trung

tâm điều chính, gồm một inverter, bộ sạc accu. Hình dáng bên ngoài và thông số kỹ thuật

chính như sau:

- Điện áp AC ngõ ra 230V – 50Hz.

- Công suất AC ngõ ra 2,2 KW ở 250C

- Điện áp AC ngõ vào 230V – 50Hz

- Dòng ngõ vào tối đa là 25A.

- Accu ngõ vào 24 VDC.

- Dòng sạc Accu tối đa là 90A

- Hiệu suất nạp Accu 90%

- Dung lượng Accu có thể kết nối từ 100 Ah đến 10.000 Ah

- Đặc biệt hiệu suất của inverter lên đến 93,6 %

- Inverter này có bảo vệ: chống đảo cực DC, ngắn mạch AC ngõ ra, quá tải AC ngõ

ra ….



Bộ biến điện Inverter sóng sine chuẩn là “trái tim” của mạng Madicub. Nó không

những mở rộng khả năng sử dụng của ĐMT với tất cả các loại thiết bị mà nó còn tạo ra

sức cạnh tranh với điện lưới quốc gia.

Ở điều kiện Việt Nam hiện nay, công nghệ tại chỗ đã cho phép thiết kế các bộ

Invertercos công suất thường trực tới 10KVA và công suất đỉnh tới 15KVA. Khi thiết kế

cho nhu cầu công nghiệp, cần sử dụng loại 3 pha và công suất lớn tuỳ theo nhu cầu.

Inverter nhất thiết phải sử dụng loại sóng sine chuẩn có độ méo dưới 3%. Nguồn điện ra

ổn áp, tần số ổn định để đảm bảo chất lượng điện của mạng Madicub tương đương điện

lưới.Trong hai năm 2004 – 2005 hơn 200 máy dòng Smart đã được xuất thử nghiệm qua

CHLB Đức. Từ đây, các máy Smart được các công ty S.P.I phân phối ra thị trường thế

giới.

Bộ biến điện Inverter sóng sine chuẩn là “trái tim” của mạng Madicub. Nó

không những mở rộng khả năng sử dụng của ĐMT với tất cả các loại thiết bị mà nó còn

tạo ra sức cạnh tranh với điện lưới quốc gia.

Ở điều kiện Việt Nam hiện nay, công nghệ tại chỗ đã cho phép thiết kế các bộ

Invertercos công suất thường trực tới 10KVA và công suất đỉnh tới 15KVA. Khi thiết kế

cho nhu cầu công nghiệp, cần sử dụng loại 3 pha và công suất lớn tuỳ theo nhu cầu.

Inverter nhất thiết phải sử dụng loại sóng sine chuẩn có độ méo dưới 3%. Nguồn điện ra

ổn áp, tần số ổn định để đảm bảo chất lượng điện của mạng Madicub tương đương điện

lưới.Trong hai năm 2004 – 2005 hơn 200 máy dòng Smart đã được xuất thử nghiệm qua

CHLB Đức. Từ đây, các máy Smart được các công ty S.P.I phân phối ra thị trường thế

giới.

d. Hệ tồn trữ:

Theo yêu cầu kỹ thuật của Sunny Island thì hệ tồn trữ sử dụng loại Axid hoặc

NiCd, loại kín khí, có dung lượng từ 100-10.000Ah. Ở đây, do nhu cầu tồn trữ không

nhiều, và để tiết kiệm kinh phí, ta chỉ sử dụng 2 bình loại 100Ah/12V, mắc nối tiếp để

được 100Ah/24V.



Đây là bộ điều khiển sạc ĐMT trung tâm có khả năng điều khiển dòng sạc PMT

vào hệ tồn trữ 100A/48VDC hoặc 60VDC. Bộ điều khiển này luôn phải ưu tiên sạc điện từ

dàn PMT hoặc từ các nguồn năng lượng mới khác như gió, thuỷ điện nhỏ vv… Nó có khả

năng ngắt sạc khi điện thế hệ tồn trữ tăng vọt quá ngưỡng qui định và tái sạc trở lại ở

mức ngưỡng ưu tiên nhằm khai thác tối đa nguồn điện từ dàn PMT. Bộ điều khiển sạc

trung tâm sử dụng công nghệ sạc tần số cao, nếu có hiệu suất cao (98%) để sạc từ nguồn

điện lưới hay máy phát phụ trợ.

Nguyên tắc cần thiết sao cho dung lượng hệ tồn trữ luôn gấp 10 lần dòng sạc tối

đa từ tổ hợp sạc. Nếu tổ hợp sạc có dòng sạc tối đa là 100A/48VDC thì dung lượng hệ tồn

trữ cần thiết kế là 1000Ah/48VDC. Hệ tồn trữ trên nên được sử dụng các loại ắc qui đặc

chủng có đời sống lâu khoảng 15 năm và không ô nhiễm môi trường. Trong trường hợp

sử dụng các loại ắc qui thông thường phải chú ý thiết kế hầm chứa và điều kiện thông

thoáng tốt bảo đảm an toàn cho người sử dụng do sự bay hơi của dung dịch axít trong

quá trình nạp.

5.2.4. Tính toán công suất:

a. Tính công suất sử dụng đồng thời:

Do công suất sử dụng đồng thời cho các thiết bị là: Pdt = 420W, nên ta chọn

Sunny Island có mã số SI 2224 (sử dụng công suất đồng thời tối đa là 2,2KWp), đây là

loại công suất nhỏ nhất được cung cấp trên thị trường.

b. Tính công suất pin sử dụng :

Ta có:

Tổng tải AC (P) = Tải AC danh định của thiết bị (Ptt) : Hiệu suất biến điện DC-AC (ŋac)

(Trong đó ŋ ac của Sunny Boy là 93,6% )

Tổng tải AC (P) = 3,2KWh/ngày : 93,6% ≈ 34Kwh/ngày.

- Công suất giàn PMT, số lượng pin:

Gọi : - Tổng tải AC: P (KWh/ngày)



- Công suất pin MT : Pmt (Wp)

- Thời gian nắng : t (với t= 4- 5h nắng/ngày đối với miền Nam)

Ta có: P = Pmt * t

Công suất pin MT (Pmt) = 3,4KWh/ngày : 4,5h nắng/ngày = 755Wp

Ta chọn hệ thống pin có công suất khoảng 755 Wp.

Chọn pin thông dụng trên thị trường loại 50Wp/3.1A, ta sẽ dùng 16 tấm pin.

Chọn hệ thống Sunny Boy SB 700 (có công suất ngõ vào DC tối đa là 780W)

Do dãy điện áp ngõ vào của SB 700 là 119V-250V, nên khi dùng 16 tấm, chia thành 2

cụm, mỗi cụm 8 tấm nối tiếp, sau đó mắc 2 cụm song song với nhau để điện áp hở mạch

Voc = 8* 21V= 168V.

Với sơ đồ kết nối như sau :

50

Dàn thép đỡ pin mặt trời :

- Giàn pin năng lượng mặt trời được lắp trên sân thượng, với độ nghiêng giàn 250.

- Các tấm pin sẽ được kết nối trên vỉ thép lại V6, vi thép có kích thước :

(P :R = 358mm x 1000mm), mỗi vỉ thép kết nối trên 3 chân đế thép chữ I loại 140.

50Wp

+ - + - + - + - + - + - + - + -

+ - + - + - + - + - + - + - + -

800Wp/ 168VDC

Hình 5-2 : Sơ đồ nối dây giàn Pin mặt

trời



- Các tấm pin cách nhau 10mm, bắt vào giàn thép bằng ốc inox, giàn thép này có

khả năng chịu được sức gió 150km/h và độ bền lâu dài trên 50 năm.

- Các chân thép I140 được bắt vào tích-kê sắt vào sán bê tông sân thượng và đổ bê

tông cao 30cm.



c. Tính hệ Accu sử dụng :

Ta có :

Dung tích Accu = (Tải hằng ngày x số ngày tồn trữ)/ (Thế Accu x ŋ ac x Phóng điện tối đa)

Trong đó: ŋ ac : Hiệu suất nạp Accu % ( từ 75 – 90%), ta chọn 90%

Phóng điện tối đa: ( 20- 80 % dung tích), ta chọn 60% để đảm bảo tuổi thọ Accu.

Số ngày tồn trữ điện : 1 ngày.

Thế Accu = 24V

Dung tích Accu = (3,4KWh/ngày x 1ngày) / (24V x 90% x 60%) = 262Ah

Ta có thể dùng 6 bình 100Ah/12V thông dụng trên thị trường, chia thành 3 cụm,

mỗi cụm 2Accu nối tiếp nhau, sau đó mắc 3 cụm song song để được 300Ah/24V, thõa

yêu cầu cho một ngày sử dụng.

- Các mất mát trong hệ thống Điện mặt trời:

Các mất mát trên hệ thống chủ yếu tập trung chủ yếu tập trung vào các thiết bị do

hiệu suất và tiêu thụ điện của các thiết bị đó, tỏa nhiệt trên dây dẫn với dòng DC rất lớn,

mất mát do các hiệu ứng của modul Pin mặt trời như bức xạ, nhiệt độ, bụi che, mất mát

do Accu…



5.2.5. Sơ đồ kết nối:

Hệ thống mái nhà điện mặt trời nối lưới gồm các thành phần sau:

- Hệ thống pin mặt trời.

- Hệ thống Sunny boy SB700U

- Hệ thống điều khiển trung tâm Sunny Island SI 2224.

- Hệ tồn trữ Accu 24V/100Ah.

Trong sơ đồ trên các modul pin mặt trời được ghép nối tiếp và song song với nhau

để đạt được điện áp hở mạch VOC trong khoảng 119VDC –250VDC. Với điện áp đầu vào

khá cao như vậy sẽ làm giảm dòng điện trên dây dẫn từ các modul pin mặt trời xuống tới

Hình 5-2: Sơ đồ kết nối của mái nhà mặt trời kết nối lưới.



Sunny Boy. Với công suất tối đa của Sunny Boy SB 700 dòng này là 3,5A . Điều này có

nghĩa là dây dẫn không cần tiết diện lớn .

Ngõ ra AC của Sunny Boy được nối chung với ngõ ra AC của Sunny Island và nối

chung với tải sử dụng.

Điện lưới được nối với ngõ vào AC của Sunny Island

Accu 24 VDC được nối với ngõ DC của Sunny Island, nó sẽ được sạc vào hoặc lấy

điện ra một cách tự động do Sunny Island điều phối .

5.2.6. Mô tả hoạt động:

Bây giờ chúng ta khảo sát các trường hợp sau:

- Khi có điện lƣới: khi đó Sunny Island sẽ đóng điện lưới ra tải qua Relay. Khi

điện áp pin mặt trời vào Sunny Boy nằm trong dãy hoạt động 139VDC – 320VDC, nó sẽ dò

dạng sóng của lưới điện về tần số, biên độ và tận dụng hết toàn bộ công suất của pin mặt

trời phát ra để tạo ra điện AC giống như lưới, rồi hoà chung vào lưới. Như vậy khi đó tải

sẽ sử dụng hết công suất điện của pin mặt trời để cho ra tải, nếu thiếu công suất cho tải

thì điện lưới sẽ được bù vào. Khi đó nếu Accu chưa đầy Sunny Island sẽ tạo ra dòng DC

để sạc cho nó để bảo đảm rằng Accu luôn luôn ở trạng thái đầy. Tuy nhiên để Accu nâng

cao tuổi thọ, sau định kỳ một thời gian Sunny Island sẽ cho Acuu xả hết điện rồi sạc lại.

Đây là bộ điều khiển sạc ĐMT trung tâm có khả năng điều khiển dòng sạc PMT

vào hệ tồn trữ 100A/48VDC hoặc 60VDC. Bộ điều khiển này luôn phải ưu tiên sạc điện từ

dàn PMT hoặc từ các nguồn năng lượng mới khác như gió, thuỷ điện nhỏ vv… Nó có khả

năng ngắt sạc khi điện thế hệ tồn trữ tăng vọt quá ngưỡng qui định và tái sạc trở lại ở

mức ngưỡng ưu tiên nhằm khai thác tối đa nguồn điện từ dàn PMT. Bộ điều khiển sạc

trung tâm sử dụng công nghệ sạc tần số cao, nếu có hiệu suất cao (98%) để sạc từ nguồn

điện lưới hay máy phát phụ trợ.

Nguyên tắc cần thiết sao cho dung lượng hệ tồn trữ luôn gấp 10 lần dòng sạc tối

đa từ tổ hợp sạc. Nếu tổ hợp sạc có dòng sạc tối đa là 100A/48VDC thì dung lượng hệ tồn

trữ cần thiết kế là 1000Ah/48VDC. Hệ tồn trữ trên nên được sử dụng các loại ắc qui đặc



chủng có đời sống lâu khoảng 15 năm và không ô nhiễm môi trường. Trong trường hợp

sử dụng các loại ắc qui thông thường phải chú ý thiết kế hầm chứa và điều kiện thông

thoáng tốt bảo đảm an toàn cho người sử dụng do sự bay hơi của dung dịch axít trong

quá trình nạp.

- Khi điện lƣới bị cúp: Sunny Island sẽ lấy điện từ Accu tạo ra điện AC chuẩn

230 VDC – 50 Hz và đảo relay để đưa điện AC này ra tải thay cho điện lưới. Thông

thường do có sự khác biệt đôi chút về biên độ và tần số của lưới điện và của điện AC do

Sunny Island tạo ra, cho nên ngay lúc đó Sunny Boy sẽ ngắt ngõ ra AC và dò lại (vì trước

đó Sunny Boy đang tạo ra AC giống AC của lưới) . Khi dò xong Sunny Boy sẽ tạo ra AC

giống như AC của Suuny Island tạo ra và hoà chung vào. Vậy trong trường hơp này tải

sẽ sử dụng hết công suất của pin mặt trời tạo ra, thiếu thì lấy Accu bù vào . Nếu công

suất của pin mặt trời tạo ra lớn hơn công suất tải, phần dư này sẽ được sạc vào Accu. Nếu

điện lưới bị cúp quá lâu mà công suất pin mặt trời không đủ cho tải, Accu sẽ cạn dần và

đến khi nó hết điện thì Sunny Island sẽ ngắt AC ngỏ ra tải. Sunny Island sẽ chờ một trong

hai nguồn : điện lưới hoặc mặt trời có lại để khởi động lại hệ thống.

Khi điện luới bị cúp, công suất ngõ ra của Sunny Island SI 2224 tối đa là 2,2KW.

Trong trường hợp ban đêm không có điện mặt trời thì công suất của tải lúc đó phải nhỏ

hơn 2,2 Kw. Nếu nhu cầu tải lớn hơn ta có thể dùng 2 hoặc nhiều bộ SI 2224 ghép lại

thành Mạng điện mặt trời nối lưới công suất lớn hơn như hình vẽ:



Khi đó 1 bộ sẽ là Master, các bộ còn lại sẽ là Slave. Ngõ ra AC của tất cả các bộ sẽ

nối chung với nhau. Bộ Master sẽ tạo ra AC chuẩn và các bộ khác sẽ dò AC này vào tạo

ra AC giống như vậy để hoà vào.

Trong trường hợp pin mặt trời có công suất lớn hơn công suất ngõ vào của Sunny

Boy, ta sẽ dùng thêm 2 hoặc nhiều bộ Sunny Boy để đủ cho công suất của pin mặt trời.

Khi đó tất cả ngõ ra AC của các bộ Sunny Boy cũng được nối chung với nhau, và nối

chung với ngõ ra AC của Sunny Island cũng như tải. Mỗi bộ Sunny Boy tự động dò AC

và tự động hoà vào.

Đây cũng chính là ưu điểm về việc nâng cấp mở rộng hệ thống.

Sunny Boy được chế tạo theo công nghệ MPPT (Max Power Point Tracking), nó

sẽ tự động dò điểm công suất cực đại của pin mặt trời nên hiệu suất chuyển đổi công suất

từ pin mặt trời ra điện AC đạt được là cao nhất.

Hình 5-3: Sơ đồ kết nối mạng mái nhà mặt trời kết nối lưới công suất lớn.



Như vậy với hệ thống như trên ta sẽ làm được một hệ điện mặt trời nối lưới đạt

được hiệu suất cao nhất và không bị giới hạn về công suất của pin mặt trời đầu vào cũng

như tải ngõ ra.

Hệ thống sẽ luôn luôn ưu tiên sử dụng hết công suất của pin mặt trời để sử dụng

cho tải, thiếu mới lấy lưới bù vào. Điều này sẽ làm giảm hoá đơn tiền điện hàng tháng

cho người sử dụng bằng nguồn năng lượng sạch.

Với hệ thống trên, Accu cũng không thật sự cần nhiều vì pin mặt trời sản xuất ra

điện bao nhiêu thì nó sẽ cho tải sử dụng hết. Điều này rất quan trọng vì Accu giá thành

khá cao, mà tuổi thọ thuờng chỉ 2-3 năm lại phải thay thế rất tốn kém. Chỉ khi nào những

nhu cầu đặt biệt phải lưu trữ nhiều thì ta mới sử dụng nhiều Accu. Còn bình thường khi

cúp điện ta vẫn có điện mặt trời để sử dụng, do đó không nên đầu tư quá nhiều Accu, có

thể tiết kiệm được kinh phí đến 30% giá thành hệ thống.

Trong trường hợp ở những nơi không có lưới điện ta vẫn có thể sử dụng hệ này

bằng cách dùng máy phát điện. Khi đó AC ra của máy phát sẽ nối vào AC vào của Sunny

Island. Trong trường hợp này hệ sẽ ưu tiên dùng hết công suất của pin mặt trời rồi mới

dùng đến công suất của máy phát điện.

- Đối với các hệ thống có công suất lớn, ta có thể sử dụng thêm nhiều nguồn năng lượng

như: năng lượng gió, nhà máy thủy điện, máy phát….để kết nối với hệ thống như hình vẽ.

Khi đó cần bổ sung thêm thiết bị Sunny Webbox kết nối máy tính với hệ thống mạng, để

xây dựng thành một hệ thống Scada có thể giám sát, thu thập và lưu trữ các dữ liệu của

toàn hệ thống.



Sunny Island Sunny Island

Sunny Boy Windy Boy

AC-Bus

aeroSmart5

Verbraucher

Generator

Sunny Island Sunny Island

Sunny Boy Windy Boy

AC-Bus

aeroSmart5

Verbraucher

Generator

Sunnny Web Box

Computer

Hình: Hệ thống Scada trong mái nhà điện mặt trời nối lưới

RS 485 Tải



5.3. DỰ TRÙ KINH PHÍ:

Đơn vị tính: 1000 đ

STT Các chi phí ĐVT Số Lƣợng Đơn giá Thành Tiền

1 Pin mặt trời Wp 800 110 88.000

2 Bộ biến điện

DC/AC+ sạc lưới

hệ

1 89.520

89.520

3 Hệ thống ắc qui dung

lượng 300-24

bình

2

3.000

6.000

4 Dây cáp các loại m 100 50 5.000

5 Dàn sắt đỡ PMT Hệ 1 40.000 40.000

6 Nhân công lắp đặt Hệ 1 30.000 30.000

Tổng Cộng 258.520



5.4. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ ĐẦU TƢ:

5.4.1. Các thông số đầu vào :

MNMT nối lưới sẽ được sử dụng ít nhất 20 năm

Lượng điện năng bổ sung từ MNMT một tháng : Pmt= 96KWh

Chi phí đầu tư tòan bộ công trình : 258.520.000VNĐ

Giá điện của công ty điện lực : 2.500đ/kWh

Mức giá thuê máy phát : Sthue = 500.000Đ/ngày

Giá xăng : Sx = 17.000Đ

Tiêu hao nhiên liệu của máy phát : Sng = 3 lít/giờ x 17.000Đ/lít = 51.000Đ

5.4.2. Tính tóan hiệu quả đầu tư :

Khi trang bị MNMT, số tiền tiết kiệm được trong 1 tháng:

Stk1= Pmt x 2.500= 96 x 2.500= 240.000đ

Số tiền tiết kiệm từ máy phát điện 4 lần trong 1 tháng:

Stk2= Sthue x 4 = 600.000đ

Số tiền tiết kiệm từ nhiên liệu chạy phát điện 4 lần trong 1 tháng:

Stk3= Sng x 4lần x 8giờ = 1.632.000đ

Chi phí bảo dưỡng tính cho 1 tháng là

Sbd= 258.520.000 x 0,0006 = 155.112đ

Vậy tổng số tiền tiết kiệm trong một tháng là :

Stk = (Stk1 + Stk2 + Stk3) - Sbd

= 240.000đ + 600.000đ +1.632.000đ – 155.112đ = 2.316.888đ

Thời gian khấu hao tài sản là :

Tkh= 258.520.000/Stk= 111 tháng = 11 years

Kết luận :

Với vốn đầu tư cho MNMT nối lưới là 258.520.000đ, nhà trường sẽ hòan vốn sau

11 năm, tuổi thọ của MNMT > 20 năm.

Lợi ích của nhà trường sau thời gian khấu hao là:

Slich = 12x Stk x (20-11)= 250.223.904đ



KẾT LUẬN

Đề tài thực hiện Nghiên cứu mái nhà điện mặt trời nối lưới, tính toán thiết kế và

phân tích hiệu quả đầu tư khi triển khai tại trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ không

chỉ có ý nghĩa khoa học, mà còn có ý nghĩa tiên phong trong việc tìm hiểu về công nghệ

mới- công nghệ mái nhà điện mặt trời nối lưới.

Việc đề xuất thực hiện tại Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ nhằm đảm bảo nguồn

năng lượng ổn định cho Phòng ban ưu tiên của trường trong mọi hoàn cảnh là góp phần

phụ tải điện lưới quốc gia vào các giờ cao điểm, đồng thời đây là bước đi đúng đắn với xu

hướng phát triển của thế giới,

Dự án còn mang một ý nghĩa to lớn về việc quảng bá thương hiệu cho trường ĐH

Kỹ Thuật Công Nghệ, một đơn vị đi đầu trong lĩnh vực sử dụng nghệ điện mặt trời, sạch,

xanh, không gây ô nhiễm, phù hợp với chương trình Khoa học công nghệ trọng điểm về

“Phát triển năng lượng tái tạo, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” để đảm bảo an

ninh năng lượng quốc gia.

Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH Đức Anh Quân đã tạo mọi điều

kiện thuận lợi để tôi có thể nghiên cứu thực tế hệ thống thiết bị Sunny Boy và Sunny

Island của Quý Công ty. Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn TS. Lê Hoàng Tố, giám đốc

Trung Năng Lượng Mới đã cung cấp các tài liệu và góp nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn

thành đề tài nghiên cứu này.

Documents

CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNGMÁI NHÀ MẶT VÀ … · - Công suất sử dụng đồng thời cho các thiết bị gồm : 1 Laptop + 1 Máy tính bàn +