34
1 0 Bài Bài Bài Bài giảng giảng giảng giảng: : : NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Giảng viên: ThS. Trần Công Binh 4/2012 4/2012 Năng lượng tái tạo 1 C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1. Nguồn năng lượng mặt trời 2. Tế bào quang điện 3. Đặc tuyến I-V của pin quang điện 4. Công nghệ chế tạo pin quang điện 5. Đặc tính làm việc của pin quang điện 6. Hệ điện mặt trời độc lập 7. Hệ điện mặt trời hòa lưới

ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

1

0

BàiBàiBàiBài giảnggiảnggiảnggiảng::::

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

ĐH BÁCH KHOA TP.HCM

Giảng viên: ThS. Trần Công Binh

4/20124/2012

Năng lượng tái tạo 1

C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI

1. Nguồn năng lượng mặt trời

2. Tế bào quang điện

3. Đặc tuyến I-V của pin quang điện

4. Công nghệ chế tạo pin quang điện

5. Đặc tính làm việc của pin quang điện

6. Hệ điện mặt trời độc lập

7. Hệ điện mặt trời hòa lưới

Page 2: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

2

Năng lượng tái tạo 2

Đặc tính tải của pin quang điện

Năng lượng tái tạo 3

Đặc tính tải của pin quang điện

Page 3: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

3

Năng lượng tái tạo 4

Đặc tính tải của pin quang điện

Năng lượng tái tạo 5

Đặc tuyến I-V cho tải trở

Page 4: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

4

Năng lượng tái tạo 6

Đặc tuyến I-V cho tải trở

Năng lượng tái tạo 7

Đặc tuyến I-V cho tải trở

Page 5: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

5

Năng lượng tái tạo 8

Đặc tuyến I-V cho tải động cơ DC

Năng lượng tái tạo 9

Đặc tuyến I-V cho tải động cơ DC

Page 6: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

6

Năng lượng tái tạo 10

Đặc tuyến I-V cho tải động cơ DC

Năng lượng tái tạo 11

Đặc tuyến I-V cho tải động cơ DC

Page 7: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

7

Năng lượng tái tạo 12

Đặc tuyến I-V cho tải acquy

Năng lượng tái tạo 13

Đặc tuyến I-V cho tải acquy

Page 8: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

8

Năng lượng tái tạo 14

Đặc tuyến I-V cho tải acquy

Năng lượng tái tạo 15

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Page 9: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

9

Năng lượng tái tạo 16

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Năng lượng tái tạo 17

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Page 10: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

10

Năng lượng tái tạo 18

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Năng lượng tái tạo 19

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Page 11: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

11

Năng lượng tái tạo 20

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Năng lượng tái tạo 21

Dò điểm công suất cực đại (MPPT)

Page 12: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

12

Năng lượng tái tạo 22

Đặc tuyến I-V theo giờ

Năng lượng tái tạo 23

Đặc tuyến I-V theo giờ

Page 13: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

13

Năng lượng tái tạo 24

Đặc tuyến I-V theo giờ

Năng lượng tái tạo 25

Hệ điện mặt trời độc lập

Page 14: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

14

Năng lượng tái tạo 26

Ước lượng tải tiêu thụ

Năng lượng tái tạo 27

Ước lượng tải tiêu thụ

Page 15: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

15

Năng lượng tái tạo 28

Ước lượng tải tiêu thụ

Năng lượng tái tạo 29

Ước lượng tải tiêu thụ

Page 16: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

16

Năng lượng tái tạo 30

Ước lượng tải tiêu thụ

Năng lượng tái tạo 31

Bộ nghịch lưu và hệ điện áp

Page 17: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

17

Năng lượng tái tạo 32

Bộ nghịch lưu và hệ điện áp

Năng lượng tái tạo 33

Bộ nghịch lưu và hệ điện áp

Dòng điện Idc thường nhỏ hơn 100A.

Page 18: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

18

Năng lượng tái tạo 34

Bộ nghịch lưu và hệ điện áp

Năng lượng tái tạo 35

Acquy

Page 19: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

19

Năng lượng tái tạo 36

Acquy

Acquy chì khởi động SLI chỉ cho phép xả 20%. Khối lượng nhẹ do điện cực nhỏ, điện tích đáy bình chứa kẹn hẹp,5

Năng lượng tái tạo 37

Acquy chì - axit

Tuổi thọ của acquy chì loại deep-cycle tăng lên đáng kể nếu chỉ xả đến 20%.

Page 20: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

20

Năng lượng tái tạo 38

Acquy chì - axit

Nhiệt độ quá thấp làm giảm khả năng xả điện của acquy

Năng lượng tái tạo 39

Acquy chì - axit

Khi xả cạn acquy:_ Dung dịch chủ yếu là nước – dễ đông ở nhiệt độ âm (-8o)._ Lớp PbSO4 làm giảm bề mặt phản ứng, tăng điện trở nội Ri._ Khối lượng riêng của acquy giảm.

Page 21: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

21

Năng lượng tái tạo 40

Acquy chì - axit

Năng lượng tái tạo 41

Dung lượng acquy

_ Dòng điện xả càng nhỏ thì dung lượng acquy càng tăng._ Nhiệt độ càng thấp thì dung lượng acquy càng giảm._ Suất xả điện C/20 ở 25oC làm chuẩn cho hệ thống PV.

Page 22: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

22

Năng lượng tái tạo 42

Dung lượng acquy

Năng lượng tái tạo 43

Dung lượng acquy

_ Xem hình 9.39 để tính dung lượng chuẩn (ở 25oC) mà acquy chưa bị đông._ Xem hình 9.42 để tính dung lượng acquy ở nhiệt độ -20oC.

Page 23: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

23

Năng lượng tái tạo 44

Dung lượng acquy

Năng lượng tái tạo 45

Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì

Page 24: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

24

Năng lượng tái tạo 46

Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì

_ Khi sạc acquy gần đầy, sẽ phát sinh khí hydrogen và oxygen và làm giảm hiệu suất sạc acquy._ Khi bắt đầu sạc, hiệu suất coulomb gần 100%. Khi quá sạc, hiệu suất bị giảm còn chừng 90%.

Do đó, hiệu suất nạp-xả năng lượng của acquy chỉ chừng 75%. Một phần là do tổn hao trên điện trở nội Ri của acquy. Và còn tùy thuộc vào trạng thái sạc (SOC), nhiệt độ làm việc,5

Năng lượng tái tạo 47

Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì

Page 25: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

25

Năng lượng tái tạo 48

Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì

Năng lượng tái tạo 49

Tính toán dung lượng acquy

Page 26: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

26

Năng lượng tái tạo 50

Tính toán dung lượng acquy

_ MDOD (Maximum Depth of Discharge) = 0,25 cho SLI, 0,8 cho loại acquy xả sâu._ (T, DR) là hệ số dựa theo ảnh hưởng của nhiệt độ và suất phóng điện như hình 9.42.

Năng lượng tái tạo 51

Tính toán dung lượng acquy

Sinh viên tham khảo bài giải trong tài liệu.

Page 27: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

27

Năng lượng tái tạo 52

Tính toán dung lượng acquy

Năng lượng tái tạo 53

Tính toán dung lượng acquy

Page 28: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

28

Năng lượng tái tạo 54

Diode chống ngược

Năng lượng tái tạo 55

Diode chống ngược

Page 29: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

29

Năng lượng tái tạo 56

Diode chống ngược

Năng lượng tái tạo 57

Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời

Page 30: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

30

Năng lượng tái tạo 58

Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời

Năng lượng tái tạo 59

Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời

Page 31: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

31

Năng lượng tái tạo 60

Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời

Năng lượng tái tạo 61

Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời

Page 32: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

32

Năng lượng tái tạo 62

Hệ nguồn điện mặt trời lai

Năng lượng tái tạo 63

Hệ nguồn điện mặt trời lai

Hệ thống PV lai: _ Giảm dung lượng acquy nhờ có máy phát._ Dòng cấp cho tải và dòng nạp acquy từ, máy phát < C/5._ Hạn chế số lần khởi động máy phát.

Page 33: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

33

Năng lượng tái tạo 64

Tóm tắt hệ điện mặt trời độc lập

Sinh viên tham khảo tài liệu.

Năng lượng tái tạo 65

Hệ điện mặt trời hòa lưới

Page 34: ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2012/NLTT/C2_Bai... · Hệ nguồn điện mặt trời lai Năng lượng tái tạo 63 Hệ nguồn điện mặt trời lai Hệ thống

34

66

TBTB

Trần Công Binh

GV ĐH Bách Khoa TP.HCMPhone: 0908 468 100

Email: [email protected]

[email protected]

Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh