daigai

Well-Known Member
LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
thiết kế, lắp đặt và đánh giá hiệu quả sử dụng hệ thống điện năng lượng mặt trời hịa lưới áp mái quy mơ hộ gia đình
MỤC LỤC .....................................................................................................................iv DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...........................................................................x MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. 2. 3.
4. 5. 6.
a) b)
Đặt vấn đề.......................................................................................................1 Mục đích nghiên cứu ......................................................................................1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................1 Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................1 Phạm vi nghiên cứu........................................................................................1 Phương pháp nghiên cứu................................................................................2 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài .......................................................2 Cấu trúc của luận văn .....................................................................................2
CHƯƠNG 1....................................................................................................................3 TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC CHÍNH SÁCH HỖ TRỢ.................................................................................................................................3 1.1. Tổng quan và xu hướng phát triển điện mặt trời trên thế giới..........................3
Tổng quan về năng lượng mặt trời:................................................................3 Xu hướng phát triển điện năng lượng mặt trời. .............................................4 Chỉ số giá thị trường thế giới các tấm pin mặt trời: .......................................5
1.2. Các quy định và chính sách hỗ trợ chính phủ và ngành điện về năng lượng mặt trời. ..........................................................................................................................5 Các quy định chung và chính sách hỗ trợ chung: ..........................................5 Các quy định chung và chính sách hỗ trợ đối với hệ thống điện mặt trời áp mái nhà .....................................................................................................................7 1.3. Cơ sở lý thuyết về năng lượng mặt trời................................................................8 Giới thiệu về năng lượng mặt trời..................................................................8 Bức xạ mặt trời...............................................................................................9 Tính toán bức xạ năng lượng mặt trời..........................................................11 Các ứng dụng năng lượng mặt trời ..............................................................17 1.4. Phân tích tiềm năng, thực trạng ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời và hiện trạng sử dụng năng lượng hộ gia đình lắp đặt PV ...................................................17 Tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời.........................................................17 Tình hình phát triển và ứng dụng điện năng lượng mặt trời tại Việt Nam ..19 Thực trạng ứng dụng điện năng lượng mặt trời tại tỉnh Quảng Bình ..........20 1.5. Hiện trạng sử dụng năng lượng hộ gia đình lắp đặt PV ...................................22 Địa điểm thiết kế và lắp đặt: ........................................................................22 Thông số chính phụ tải.................................................................................22 Nguồn điện cung cấp: ..................................................................................23 1.6. Kết luận: ................................................................................................................24 CHƯƠNG 2..................................................................................................................25 CÁC MÔ HÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG .......................................................................................................................................25
iv
2.1. Mô hình biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng ..................................25
Mô hình biến đổi độc lập không kết lưới.....................................................25
Mô hình biến đổi có kết lưới........................................................................27
2.2. Các bước tính toán thiết kế hệ thống biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng...............................................................................................................................28 Các lưu ý ......................................................................................................28 Các thông số cần thiết để thiết kế hệ thống điện mặt trời............................28 Các bước thiết kế..........................................................................................29 2.3. Kết luận .................................................................................................................33 CHƯƠNG 3..................................................................................................................34 THIẾT KẾ HỆ THỐNG .............................................................................................34 PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PVSYST .......................................................................................................................................34 3.1. Tính toán và thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời: .................................34 Lựa chọn mô hình biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng...............34 Xác định vị trí lắp đặt và quy mô công suất.................................................34 3.2. Lựa chọn giải pháp công nghệ: ...........................................................................36 Hệ thống pin.................................................................................................36 a) Lựa chọn loại pin sử dụng ...........................................................................36 b) Bố trí hướng và lắp hệ thống pin mặt trời:..................................................37 c) Hệ thống khung giàn và giá đỡ:...................................................................39 Bộ biến đổi điện mặt trời .............................................................................40 Giải pháp thu thập dữ liệu từ xa:..................................................................43 3.3. Tổng hợp phương án tính toán, thiết kế.............................................................45 3.4. Kết luận .................................................................................................................46 CHƯƠNG 4..................................................................................................................47 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI, PHÂN TÍCH KẾT QUẢ. TÍNH TOÁN CHI PHÍ.....................................................................................47 4.1. Mô phỏng hệ thống pin lắp đặt ...........................................................................47 Giới thiệu phần mềm Pvsyst ........................................................................47 Mô phỏng hệ thống pin năng lượng mặt trời lắp đặt ...................................47 a) Thông số trắc quang về nhiệt độ bức xạ ......................................................47 b) Mô phỏng hệ thống pin lắp đặt ....................................................................48 c) Thông số tổn thất cài đặt trong phần mềm...................................................48
d) Cấu hình hệ thống trong phần mềm.............................................................52
4.2. Kết quả mô phỏng ................................................................................................53
Quá trình làm việc của hệ thống ..................................................................53
Sản lượng điện và hiệu suất .........................................................................55
a) Sản lượng điện thu được và hiệu suất..........................................................55 b) Tổn thất trong hệ thống................................................................................58 c) Sản lượng điện thu được và tổn hao trong toàn hệ thống: ..........................60
4.3. Tổng mức đầu tư hệ thống pin mặt trời .............................................................60
Chi phí đầu tư xây dựng...............................................................................60 Phân tích tính hiệu quả kinh tế của hệ thống pin mặt trời ...........................61
v

4.4. Kết luận .................................................................................................................62 CHƯƠNG 5: LẮP ĐẶT, THU THẬP DỮ LIỆU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ..............................................................63 5.1. Lắp đặt hệ thống pin năng lượng mặt trời.........................................................63 5.2. Thu thập dữ liệu hệ thống pin năng lượng mặt trời và phụ tải tiêu thụ:........65
Các dữ liệu thu thập về hệ thống năng lượng mặt trời:................................65
Các dữ liệu thu thập của phụ tải:..................................................................68
5.3. Đánh giá hệ thống pin năng lượng mặt trời.......................................................70
Đánh giá giữa kết quả mô phỏng của phần mềm PVsyst và thực tế vận hành của hệ thống năng lượng mặt trời đã lắp đặt:.........................................................70 Đánh giá về thông số kỹ thuật:.....................................................................71 Đánh giá về hiệu quả về tài chính:...............................................................72 Đánh giá về hiệu quả kinh tế - xã hội: .........................................................75 5.4. Kết luận: ................................................................................................................76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................77 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................79 PHỤ LỤC .....................................................................................................................80
vi

Số hiệu bảng
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng
Trang
1.1. Chỉ số giá thị trường thế giới các tấm pin mặt trời 5
1.2. Chỉ số giá thị trường thế giới các tấm pin mặt trời 5
1.3. Lượng bức xạ tổng cộng tháng và năm (kWh/m2) 17
1.4. Bức xạ tổng cộng tháng và năm tính theo công thức thực nghiệm 18 của Berland (kWh/m2)
1.5. Bức xạ tổng cộng trung bình ngày theo tháng và 18 năm(kWh/m2/ngày)
1.6. Số giờ nắng tháng và năm trung bình nhiều năm (giờ) 18
1.7. Bảng số liệu thống kê phụ tải trung bình trong 1 ngày 22
1.8. Bảng số liệu thống kê phụ tải thực tế 23
2.1. Bảng số liệu thống kê phụ tải 28
2.2. Tiết diện dây chọn lựa 33
3.1. Thông số tấm pin 36
3.2. Thông số kỹ thuật bộ biến đổi điện mặt trời MG2KTL 41
3.3. Các thông số kỹ thuật chính của hệ thống mặt trời 46
4.1. Một số thông số chính của hệ thống 53
4.2. Thông số cụ thể về sản lượng điện phát ra của nhóm pin 57
4.3. Thồng kê tổn thất trong nhóm pin 59
4.4. Sản lượng điện năng sản xuất và tổn hao trong toàn hệ thống 60
4.5. Tổng chi phí đầu tư xây dựng 60
5.1. Bảng chốt chỉ số công tơ 2 chiều 69
5.2 Sản lượng điện hệ thống điện mặt trời tạo ra 70
5.3 thông báo trong quá trình vận hành hệ thống thực tế 72
5.4 Đánh giá các chỉ tiêu đo đạc 72
5.5 Sản lượng điện năng lượng mặt trời 73
5.6 Thống kê chốt sản lượng điện và hóa đơn tiền điện chi trả 73
5.7 Kinh phí thu được từ sản lượng điện năng lượng mặt trời hòa lưới 74
vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu hình
Tên hình
Trang
1.1. Xu hướng lắp đặt điện mặt trời trên thế giới giai đoạn 2005-2015 4
1.2. Xu hướng lắp đặt điện mặt trời trên thế giới giai đoạn 2006-2016 4
1.3. Bên ngoài mặt trời 8
1.4. Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao của các tầng khí quyển 9
1.5. Dải bức xạ điện từ 9
1.6. Góc nhìn mặt trời 10
1.7. Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển 11
của Trái đất
1.8. Vị trí của Trái đất và Mặt trời thay đổi trong năm 12
1.9. Quan hệ các góc hình học của tia bức xạ mặt trời trên mặt phẳng 13
nghiêng
1.10. Sơ đồ phân bố các thành phần bức xạ khuếch tán 15
1.11. Các thành phần bức xạ lên bề mặt nghiêng 16
1.12. Bức xạ trực xạ trên bề mặt nằm ngang và nghiêng 17
1.13. Sơ đồ nguyên lý nhà máy điện mặt trời PV nối lưới 21
1.14. Lễ động thổ nhà máy điện mặt trời PV nối lưới 21
1.15. PV nối lưới áp mái nhà 22
1.16. PV độc lập cấp điện cho xã Thượng Hóa huyện Bố Trạch 22
2.1. Hai mô hình sử dụng hệ thống PV độc lập 25
2.2. Mô hình biến đổi độc lập 25
2.3. Hệ thống PV độc lập có nguồn lưu trữ 26
2.4. Hệ thống PV có nguồn cấp dự phòng 26
2.5. Mô hình hệ thống PV độc lập kết hợp với điện lưới 27
2.6. Mô hình hệ thống PV liên kết với điện lưới 27
2.7. Góc nghiêng β của hệ thống 29
2.8. Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời 29
2.9. Bộ chuyển đổi DC-AC 32
3.1. Mô hình hệ thống cung cấp điện từ năng lượng mặt trời 34
3.2. Mặt bằng vị trí khảo sát lắp đặt pin 35
3.3. Cách thức đặt tấm pin 38
3.4. Hình ảnh thực tế lắp đặt gồm 02 dãy pin nối tiếp (mỗi dãy 4 tấm) 38
3.5. Các chi tiết lắp đặt hệ thống pin 39
3.6. Sơ đồ đấu chi tiết 42
3.7. Sơ đồ nguyên lý 43
3.8. Công tơ điện tử 1 pha DT01M80 43
3.9. Mô hình hệ thống RF Spider 44
3.10. Website RF-Spider 44
3.11. Giải pháp truyền thông giám sát cho hệ thống điện năng lượng 45
mặt trời hòa lưới 4.1. Địa điểm lắp đặt pin
47
viii

4.2. Dữ liệu về bức xạ và nhiệt độ tại vị trí lắp đặt 48
4.3. Mô phỏng góc nghiên lắp đặt hệ thống pin 48
4.4. Hệ số tổn thất nhiệt 49
4.5. Tổn thất điện trở dây điện 49
4.6. Tổn thất chất lượng module pin quang điện 50
4.7. Tổn thất vết bẩn của hệ thống pin 50
4.8. Tổn thất phản xạ điều chỉnh góc tới 51
4.9. Tổn thất điện năng phụ 51
4.10. Tổn thất lão hóa chất lượng pin quang điện 52
4.11 Thông số cấu hình hệ thống 52
4.12. Biểu đồ phân bố năng lượng năng lượng bức xạ trong một năm 53
theo giá trị trong 1 ngày
4.13. Biều đồ phân bố công suất đầu ra của hệ thống pin quang điện và 54
hệ thống biến tần trong một năm
4.14. Phân bố điện áp đầu ra mảng pin quang điện 55
4.15. Sản lượng điện cung cấp cho tải ở các ngày trong năm 55
4.16. Sản lương điện năng trung bình ngày (trên 1kWp được lắp đặt) 56
qua các tháng
4.17. Hiệu suất chuyển đổi của hệ thống qua các tháng 56
4.18. Tỷ lệ tổn thất của hệ thống 57
4.19. Biểu đồ tổn thất 58
4.20. Tỷ trọng đầu tư 61
4.21. Đồ thị dòng lũy kế 62
5.1. Các module pin quang điện và thanh ray 63
5.2. Hệ thống đo đếm, bảo vệ, tủ điện 64
5.3. Pin quang điện sau khi hoàn tất lắp đặt 65
5.4. Tần số ngày 08/08/2018 65
5.5. Điện năng ngày 08/08/2018 66
5.6. Điện áp PV và điện áp lưới 66
5.7. Dòng điện một chiều tấm pin 67
5.8. Dòng điện xoay chiều ra Inverter 67
5.9. Công suất ra Inverter 68
5.10. Sản lượng điện mặt trời tháng 8 là 255,3kWh 68
5.11. Webside tra cứu các thông tin về điện năng 70
5.12. Biểu đồ sản lượng điện thu được trong mô phỏng và thực tế 71
ix

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
NLMT ĐMT EVN DC AC SPV CSP STE TBA PV OPF C-O
THD
IAM
Tên Tiếng Việt
Năng lượng mặt trời
Điện mặt trời
Tập đoàn điện lực Việt Nam
Dòng điện một chiều
Dòng điện xoay chiều
Công nghệ quang điện
Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời
Công nghệ nhiệt năng mặt trời
Trạm biến áp
Điện mặt trời
Hệ thống điều khiển tối ưu trào lưu công suất Hệ thống đóng - cắt
Độ nghiêng lắp đặt
CPC EMEC
Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung
RF-Mesh
Công nghệ không dây theo kiểu mắt lưới
Hệ số sóng hài
x

THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI ÁP MÁI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH
Học viên: LÊ ĐỨC DŨNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60520202 Khóa: K34QB. Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Việc nghiên cứu sử dụng pin năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem như là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sạch, sẵn có trong thiên nhiên. Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về NLMT, đặc biệt ở miền Trung và miền Nam, với cường độ bức xạ mặt trời trung bình khoảng 4,22
Tỉnh Quảng Bình là khu vực miền Trung của Việt Nam, nơi có tổng số giờ nắng và cường độ bức xạ nhiệt cao (trung bình xấp xỉ 4,22 kWh/m2/ngày), được đánh giá là khu vực có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời.
Đề tài đặt ra vấn đề thiết kế, lắp đặt, vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới áp mái quy mô hộ gia đình đáp ứng nhu cầu sử dụng điện nhưng không phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện lưới, đồng thời góp phần vào việc nghiên cứu và nhân rộng mô hình sử dụng năng lượng sạch trên địa bàn tỉnh Quảng Bình. Từ đó đưa ra các kết quả dữ liệu sử dụng thực tế để đánh giá hệ thống đã thiết kế, lắp đặt
Từ khóa: Năng lượng mặt trời; Hệ thống năng lượng mặt trời lắp mái; hiệu quả; Pvsys; Nối lưới.
kWh/m2. Với ưu thế về vị trí địa lý này, Việt Nam hoàn toàn có thể sử dụng nguồn
năng lượng mặt trời đầy tiềm năng này.
xi

DESIGN, INSTALLATION AND EFFICIENCY ASSESSMENT OF THE HOUSEHOLD-SCALE GRID-CONNECTED ROOFTOP PHOTOVOLTAIC POWER SYSTEM
Abstract: The research on using photovoltaic panels is increasingly being
is a clean energy source and available in nature. Therefore, solar energy is widely used in countries around the world.
Vietnam is seen as a country with great potential for solar energy, especially in the Central and the South, with the average solar radiation intensity of about 4,22 kWh/m2. Having this advantage of geographical location, Vietnam can fully utilize this potential solar energy.
QuangBinh province, which is the central region of Vietnam, with high sunshine duration values and heat radiation intensity (approximately 4.22 kWh/m2 per day), is assessed as an area with great potential for solar energy.
The project provides problems in design, installation and operation of the household-scale grid-connected rooftop photovoltaic power system to meet the demand for electricity, but does not depend entirely on the main grid, while contributing to research and widely applying the model of clean energy in QuangBinh province. Thereby giving the results using real data to evaluate system design and installation.
Keywords: Solar energy; Rooftop photovoltaic power system; Efficiency; PV system; Grid-connected
concerned, especially in the current situation of energy shortage and environmental
problems. Solar energy is considered a preeminent form of energy in the future, which
xii

1. Đặt vấn đề
MỞ ĐẦU
Hiện nay, trước thách thức về thay đổi khí hậu, cạn kiệt nguồn tài nguyên khoáng
sản, các nguồn năng lượng tái tạo và năng lượng sạch dần được đưa vào để thay thế cho các nguồn năng lượng khoáng sản. Một trong các nguồn năng lượng đó là nguồn năng lượng mặt trời. Việc nghiên cứu sử dụng pin năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem như là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sạch, sẵn có trong thiên nhiên. Do vậy năng lượng
mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về NLMT, đặc biệt ở
miền Trung và miền Nam, với cường độ bức xạ mặt trời trung bình khoảng 4,22 kWh/m2. Với ưu thế về vị trí địa lý này, Việt Nam hoàn toàn có thể sử dụng nguồn
năng lượng mặt trời đầy tiềm năng này.
Tỉnh Quảng Bình là khu vực miền Trung của Việt Nam, nơi có tổng số giờ nắng
và cường độ bức xạ nhiệt cao (trung bình xấp xỉ 4,22 kWh/m2/ngày), được đánh giá là khu vực có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời. Do đó việc chọn đề tài “Thiết kế, lắp đặt và đánh giá hiệu quả sử dụng hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới áp mái quy mô hộ gia đình” vừa đáp ứng nhu cầu sử dụng điện nhưng không phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện lưới, đồng thời góp phần vào việc nghiên cứu và nhân
rộng mô hình sử dụng năng lượng sạch trên địa bàn tỉnh Quảng Bình.
2. Mục đích nghiên cứu
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu
b) Phạm vi nghiên cứu
- Mục tiêu của đề tài là thiết kế, lắp đặt, vận hành và đánh giá hiệu quả sử dụng
hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới áp mái quy mô hộ gia đình, Đánh giá độ ổn
định của hệ thống, ảnh hưởng của mô hình đến lưới và phụ tải điện của hộ tiêu thụ.
- Giảm thiểu tình trạng lệ thuộc hoàn toàn nguồn năng lượng tiêu thụ từ lưới điện
đồng thời từng bước góp phần tăng tỷ trọng sử dụng nguồn năng lượng mặt trời và
giảm tác động đến môi trường khu vực tỉnh Quảng Bình.
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điện mặt trời sử dụng những tấm pin quang
điện thu năng lượng mặt trời, thiết bị chuyển đổi nguồn thông minh từ DC sang AC tạo ra dòng điện 220V (dạng sóng sin chuẩn) cung cấp cho hộ tiêu thụ điện. Đề tài sử dụng công nghệ mới tạo ra dòng điện cung cấp trực tiếp cho hộ tiêu thụ không dùng ắc quy lưu trữ, khi nguồn điện tạo ra thiếu thì sẽ lấy bổ sung từ điện trên lưới để đưa vào
sử dụng.
- Nghiên cứu xây dựng mô hình điện mặt trời (ĐMT) sử dụng pin quang điện cho
những phụ tải vừa và nhỏ quy mô hộ gia đình. Hệ thống sẽ đảm bảo một phần điện sử
dụng cho hộ tiêu thụ, phần thiếu sẽ cung cấp bổ sung từ lưới điện.
- Thời gian nghiên cứu: tháng 5 đến tháng 8 năm 2018.
1

4. Phương pháp nghiên cứu
- Đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời tại Quảng Bình;
- Khảo sát, đánh giá nhu cầu phụ tải điện tại một số hộ gia đình;
- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp, công nghệ nhằm khai thác nguồn năng lượng
mặt trời để phát điện không dùng ắc quy trong các cơ quan văn phòng và khu hành
chính;
- Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới áp mái quy mô
hộ gia đình;
- Cung cấp thiết bị, lắp đặt, vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới
áp mái quy mô hộ gia đình;
- Nghiên cứu ảnh hưởng của mô hình đến lưới và phụ tải điện tiêu thụ;
- Phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội môi trường.
5. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài
6. Cấu trúc của luận văn
- Đáp ứng nhu cầu sử dụng điện, không phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện lưới
cho quy mộ hộ gia đình.
- Giảm thiểu tác động đến môi trường, giảm hóa đơn tiêu thụ điện năng cho hộ
gia đình.
- Góp phần vào việc triển khai và nhân rộng mô hình hệ thống điện năng lượng
mặt trời hòa lưới áp mái quy mô hộ gia đình trên địa bàn tỉnh Quảng Bình.
Luận văn được trình bày thành 5 chương và đưa ra Kết luận:
Chương 1: Tổng quan về năng lượng mặt trời và các chính sách hỗ trợ
Chương 2: Các mô hình biến đổi nưng lượng mặt trời thành điện năng
Chương 3: Thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời và mô phỏng trên phần
mềm PVSyst
Chương 4: Mô phỏng hệ thống pin năng lượng mặt trời, phân tích kết quả. Tính
toán chi phí
Chương 5: Lắp đặt, thu thập dữ liệu và đánh giá hiệu quả hệ thống pin năng
lượng mặt trời
2

1.1. Tổng quan và xu hướng phát triển điện mặt trời trên thế giới. Tổng quan về năng lượng mặt trời:
sau:
Vấn đề sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) đã được các nhà khoa học trên thế
giới và trong nước quan tâm. Mặc dù tiềm năng của NLMT rất lớn, nhưng tỷ trọng năng lượng được sản xuất từ NLMT trong tổng năng lượng tiêu thụ của thế giới vẫn còn khiêm tốn. Các ứng dụng NLMT phổ biến hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu
- Nhiệt mặt trời: sử dụng các thiết bị đun nước nóng, bếp đun bằng các dạng tấm
thu NLMT, thiết bị sấy NLMT, thiết bị chưng cất nước dùng NLMT, thiết bị làm lạnh và điều hoà không khí dùng NLMT hay dùng NLMT chạy các động cơ nhiệt (động cơ
Stirling).
- Điện mặt trời: cơ sở là sử dụng các pin mặt trời ở các quy mô khác nhau: quy
mô nhỏ không nối lưới thường là các tấm pin mặt trời tạo ra điện từ năng lượng mặt trời và sử dụng trực tiếp (như dùng trong chiếu sáng, cấp điệns inh hoạt hay cho các thiết bị văn phòng, các máy đo tự động, viễn thông,...); quy mô nhỏ có nối lưới thường là các dàn pin mặt trời được lắp đặt trên các mái nhà của hộ gia đình hay công
sở và quy mô lớn nối lưới.
Trong một thập kỷ qua, năng lượng mặt trời đã phát triển không ngừng, với cả
hai loại công nghệ chính, đó là công nghệ quang điện SPV và công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) hay còn gọi là Công nghệ nhiệt năng mặt trời STE (Solar thermal energy). Trong đó, điện mặt trời theo công nghệ quang điện SPV được nhiều nước đầu tư phát triển từ giai đoạn đầu tiên của ngành điện mặt
trời.
Quang điện mặt trời tiếp tục là một trong những ngành công nghiệp phát triển
nhanh nhất thế giới. Thị trường quang điện mặt trời thể hiện ba xu hướng rõ ràng là: Roof-top resident (Điện mặt trời áp mái cho nhà dân) đang ngày càng gia tăng, thể hiện rõ tiện ích và tiết kiệm; Roof-top factory (Điện mặt trời áp mái cho cơ sở sản suất) đang dần trở nên cần thiết với các doanh nghiệp, tiết kiệm tối đa chi phí sản xuất, với công suất 20kWp đến 1MWp; Solar Plant (nhà máy điện Năng lượng mặt trời) với quy mô lớn, công suất 5MWp-1GWp, đang dần đáp ứng nhu cầu điện năng trên
toàn Thế giới.
Điện mặt trời lắp mái thực chất là các nhà máy điện mặt trời sử dụng pin quang
điện. Các tấm pin năng lượng mặt trời hay ngói năng lượng mặt trời được lắp đặt trên các mái nhà, các tấm pin hay ngói năng lượng mặt trời này sẽ hấp thu ánh năng mặt trời và chuyển thành điện năng. Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển (charge controller) là một thiết bị có chức năng có chức năng tự động điều hòa dòng điện từ pin mặt trời và dòng điện nạp cho acquy. Thông qua bộ đổi điện DC/AC (Inverter) tạo ra dòng điện xoay chiều chuẩn 220V/50Hz để chạy các thiết bị điện trong gia đình như đèn chiếu sáng; quạt...nếu còn thừa sẽ được tích trữ lại dưới dạng ắc quy hay phát lên
lưới.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
VÀ CÁC CHÍNH SÁCH HỖ TRỢ
Như vậy, điện mặt trời lắp mái tạo ra một nguồn điện độc lập, xanh sạch và bảo
3

vệ môi trường và giúp làm giảm hóa đơn tiền điện, thậm chí người dùng có thể không cần tham gia vào mạng lưới điện thực hiện mô hình điện mặt trời lắp mái sẽ góp phần giảm áp lực về điện trong bối cảnh nguồn năng lượng hóa thạch phục vụ cho sản xuất điện đang gặp khó khăn. Trong số những nguồn năng lượng tái tạo ở Việt Nam, điện mặt trời có tính khả thi cao, dễ thực hiện, đặc biệt là điện mặt trời lắp mái. Xu hướng của thế giới là hướng đến ngôi nhà thông minh, tích tiểu thành đại, lại không cần
thay đổi điều kiện cơ sở hạ tầng lưới điện hiện nay.
Xu hướng phát triển điện năng lượng mặt trời.
Với sự phát triển tiến bộ không ngừng về công nghệ, mức chi phí đầu tư ban đầu
ngày càng giảm, chi phí vận hành và bảo dưỡng nhỏ nên giá thành sản xuất điện từ mặt trời đang dần cạnh tranh với các nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch (chẳng hạn than nhập khẩu). Hiện nay, điện từ nguồn năng lượng mặt trời đang phát triển mạnh với tốc độ rất cao. Năm 2016, đã có 303 GW điện từ mặt trời được kết nối với hệ thống điện, tăng 75.000 MW so với cuối năm 2016 (228.000 MW) và tăng 44,5 lần về công suất lắp đặt trong 10 năm qua (2005-2015). Chỉ trong 5 năm trở lại đây các cường quốc điện mặt trời có tên trong các vị trí từ 1 đến 5 thay đổi liên tục giữa Đức,
Tây Ban Nha, Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ [1-4].
Hình 1.1. Xu hướng lắp đặt điện mặt trời trên thế giới giai đoạn 2005-2015 (Nguồn: Báo cáo tình trạng năng lượng tái tạo trên toàn thế giới năm 2015)
Hình 1.2. Xu hướng lắp đặt điện mặt trời trên thế giới giai đoạn 2006-2016 (Nguồn: Báo cáo tình trạng năng lượng tái tạo trên toàn thế giới năm 2016)
4

Chỉ số giá thị trường thế giới các tấm pin mặt trời:
Giá tấm pin mặt trời đã giảm mạnh từ 3,5 ÷ 4 EUR/Wp năm 2008 xuống còn chỉ
0,41 ÷ 0,57 EUR/Wp vào tháng 12 năm 2016 đã thúc đẩy phát triển mạnh mẽ điện mặt trời ở nhiều nước đang phát triển như Thái Lan, Trung Quốc và kể cả Việt Nam. Hình dưới đây cho viết giá tấm pin mặt trời tại thời điểm từ 01/12/2016 theo các vùng lãnh
thổ và các nước [1-4].
Kiểu Module, nguồn gốc
€/Wp
Xu hướng từ 11/2016
Xu hướng từ 01/2016
Bảng 1.1. Chỉ số giá thị trường thế giới các tấm pin mặt trời
Xu hướng giá tháng 12/2016
Germany, Europe 0,49
Japan, Korea 0,57
China 0,50
Southeast Asia, 0,41 Taiwan
- 2,0%
- 1,7% 2,0% - 2,4%
- 16,9%
- 13,6% - 10,7% - 14,6%
Nguồn: modules.html?gclid=CPTau-OFtcsCFQqbvAodlkwPDg, tháng 12 năm 2016
Bảng 1.2. Chỉ số giá thị trường thế giới các tấm pin mặt trời
Kiểu Module, nguồn €/Wp gốc
Germany, Europe 0,45
Japan, Korea 0,53
China 0,46
Southeast Asia, 0,40 Taiwan
Xu hướng từ 03/2017
- 2,2% 0,0% 0,0% +2,6%
Xu hướng từ 01/2017
- 6,2% - 7,0% - 6,1% 0,0%
Xu hướng giá tháng 5/2017
Nguồn: modules.html?gclid=CPTau-OFtcsCFQqbvAodlkwPDg, tháng 5 năm 2017
1.2. Các quy định và chính sách hỗ trợ chính phủ và ngành điện về năng lượng mặt trời.
Các quy định chung và chính sách hỗ trợ chung:
* Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 Quy định về Hệ thống điện phân phối.
Điều 41. Yêu cầu đối với hệ thống điện mặt trời đấu nối vào lưới điện phân phối cấp điện áp hạ áp
Hệ thống điện mặt trời được phép đấu nối với lưới điện hạ áp khi đáp ứng các yêu cầu sau:
5

1. Công suất đấu nối
a) Tổng công suất đặt của hệ thống điện mặt trời đấu nối vào cấp điện áp hạ áp
của trạm biến áp hạ thế không được vượt quá 30 % công suất đặt của trạm biến áp đó;
b) Hệ thống điện mặt trời có công suất dưới 03 kVA trở xuống được đấu nối vào
lưới điện hạ áp 01 (một) pha hay 03 (ba) pha;
c) Hệ thống điện mặt trời có công suất từ 03 kVA đến 100 kVA (nhưng không
vượt quá 30 % công suất đặt của trạm biến áp hạ thế đấu nối) được đấu nối vào lưới
điện hạ áp 03 (ba) pha.
2. Hệ thống điện mặt trời phải có khả năng duy trì vận hành phát điện liên tục
trong dải tần số từ 49 Hz đến 51 Hz. Khi tần số hệ thống điện nằm ngoài dải từ 49 Hz đến 51 Hz thì hệ thống điện mặt trời phải có khả năng duy trì vận hành phát điện trong
thời gian tối thiểu 0,2 giây.
3. Hệ thống điện mặt trời phải có khả năng duy trì vận hành phát điện liên tục khi
điện áp tại điểm đấu nối trong dải từ 85 % đến 110 % điện áp định mức. Khi điện áp tại điểm đấu nối nằm ngoài dải từ 85 % đến 110 % điện áp định mức thì hệ thống điện
mặt trời phải có khả năng duy trì vận hành phát điện trong thời gian tối thiểu 02 giây.
4. Hệ thống điện mặt trời không được gây ra sự xâm nhập của dòng điện một
chiều vào lưới điện phân phối vượt quá giá trị 0,5 % dòng định mức tại điểm đấu nối.
5. Hệ thống điện mặt trời phải trang bị thiết bị bảo vệ đảm bảo loại trừ sự cố và
vận hành an toàn hệ thống điện mặt trời. Đối với hệ thống điện mặt trời có công suất từ 10 kVA trở lên, khách hàng có đề nghị đấu nối phải thống nhất các yêu cầu về hệ
thống bảo vệ với Đơn vị phân phối điện.
6. Hệ thống điện mặt trời đấu nối vào lưới điện hạ áp phải tuân theo các quy định
về điện áp, cân bằng pha, sóng hài, nhấp nháy điện áp và chế độ nối đất quy định tại
Điều 5, Điều 6, Điều 7, Điều 8 và Điều 10 Thông tư này.
* Quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê
duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050. Một trong những nội dung chính của Chiến lược là ưu tiên phát triển nhanh điện mặt trời, Định hướng phát triển nguồn điện từ NLMT của Việt Nam được
nêu rõ trong Quyết định như sau:
- Phát triển điện mặt trời để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia;
- Điện năng sản xuất từ năng lượng mặt trời tăng từ khoảng 10 triệu kWh năm
2015 lên khoảng 1,4 tỷ kWh vào năm 2020; khoảng 35,4 tỷ kWh vào năm 2030. Đưa tỷ lệ điện năng sản xuất từ nguồn NLMT trong tổng sản lượng điện sản xuất từ mức không đáng kể hiện nay lên đạt khoảng 0,5% vào năm 2020, khoảng 6% vào năm
2030.
Hình 4.5. Tổn thất điện trở dây điện.
-0,5%.
Tổn thất chất lượng module pin quang điện (Module Quality). Giá trị này quyết
định bởi uy tín của nhà sản xuất. Cài đặt trong phần mềm giá trị tổn thất này bằng
Tổn thất hiệu ứng ánh sáng suy giảm cảm ứng (Light Induced Degradution).
Giá trị này thường không cung cấp bởi nhà sản xuất nhưng theo PVsyst thì giá trị
tổn thất đó nằm trong khoảng từ 1% đến 3% hay nhiều hơn. Giá trị tổn thất hiệu ứng
suy giảm cảm ứng ánh sáng được chọn cài đặt là 2% theo giá trị mặc định của PVsyst.
Tổn thất không phù hợp của các pin và tấm pin quang điện (Array Mismatch
Loss). Tổn thất này phần mềm sẽ tính toán dựa trên 1 trong 2 phương pháp là phân
phối xác suất chuẩn Gauss hay ô vuông đặc tính PMPP.
Link Download bản DOC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:

 
Các chủ đề có liên quan khác
Tạo bởi Tiêu đề Blog Lượt trả lời Ngày
D Thiết kế, lắp đặt mô hình điều khiển ghế điện sử dụng điều khiển lập trình để nhớ ghế Khoa học kỹ thuật 0
D Nghiên cứu thiết kế, lựa chọn công nghệ chế tạo và lắp ráp cần trục container cầu cảng Khoa học kỹ thuật 0
D Báo cáo thực tập Công ty Cổ phần xây lắp và bảo dưỡng cơ điện VNK: Thiết kế hệ thống cấp điện Khoa học kỹ thuật 0
V Thiết kế hệ thống Điều hoà không khí cho xí nghiệp lắp ráp đồ điện tử của tỉnh Hải Dương Kiến trúc, xây dựng 0
B Tổng hợp về công tác kế toán ở Công ty xây lắp và kinh doanh vật tư thiết bị Luận văn Kinh tế 0
D Ebook Tự thiết kế, lắp ráp 25 mạch điện thông minh chuyên về tự động hóa ngôi nhà - NXB KH&KT Công nghệ thông tin 0
N Thiết kế dây chuyền lắp ráp tự động bút bi (tl034) năng suất 50 sản phẩm/phút Luận văn Kinh tế 0
R Thiết kế dây chuyền công nghệ dệt trên dây chuyền máy dệt picanol gamma được lắp đặt tại công ty dệt Luận văn Kinh tế 0
T [Free] Thiết kế thi công công trình của Xí nghiệp xây lắp công trình Biển Khoa học kỹ thuật 0
D Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Khoa học kỹ thuật 0

Các chủ đề có liên quan khác

Top