Bài báo đề cập việc thiết kế và thi công một hệ thống pin năng lượng mặt trời với yêu cầu tận dụng tối ưu nguồn năng lượng này, đạt hiệu suất cao, hoạt động ổn định và tìm được điểm có công suất cực đại trong điều kiện nhất định. Từ đó kết hợp tưới (tiêu) cho nông nghiệp có dò điểm công suất cực đại.
Mặc dù đã có nhiều hệ thống dàn năng lượng mặt trời tự xoay, nhưng các bước tính toán, thiết kế kết cấu cơ khí cho các hệ thống này chưa đưa ra cụ thể. Kết cấu, kích thước của dàn tự xoay hầu như được chế tạo theo kinh nghiệm.
Mô hình đo điện năng di động được thiết kế gồm các phần sau:
a. Một tấm pin năng lượng mặt trời loại mono công suất 90W
b. Bộ điều khiển sạc ắc quy và ắc quy
c. Một Invertor biến đổi dòng điện một chiều 12V lên xoay chiều 220V-500W.
d. Bộ điều khiển dùng Arduino Uno R3 + encoder + rơ le và bo nguồn nuôi
e. Khung xoay 2 trục: lắp tấm pin quay được 1800 theo trục đứng và 1800 theo trục ngang
Bật và tắt hệ thống bằng tay trên bộ điều khiển sạc
a. Vận hành ở chế độ sạc (không dùng điện 220Vcho tải)
Bước 1: Tắt Inverter (nhấn công tắt trên inverter về “0”
Bước 2: Bật 2 công tắt trên bộ điều khiển sạc sang vị trí “ON”
Bước 3: Tấm pin sẽ có dòng điện chảy vào bộ điều khiển sạc, sạc cho ắc quy. Khi ắc quy sạc no điện nó sẽ tự ngắt (vào ban ngày lúc trời có nắng) đồng thời cấp điện 12V từ ắc quy cho bộ điều khiển xoay tấm pin.
b. Vận hành ở chế độ vừa sạc vừa sử dụng điện
Yêu cầu phụ tải sử dụng điện không vượt quá công suất của Inverter (nhỏ hơn 500W)
Bước 1: Thực hiện từ bước 1, 2, 3 như ở phần a. Sau đó bật công tắt trên Inverter sang vị trí “1” nghe tiếng bíp, quạt làm mát chạy. Cắm đèn, quạt, sạc điện thoại,… vào ổ cắm điện.
Vào ban đêm hệ thống phù hợp cho chiếu sáng với tải 40W sử dụng được trong 60 phút. Nếu muốn dùng lâu hơn thì sử dụng ắc quy có dung lượng lớn hơn.
Vào ban ngày trời có nắng, hệ thống sử dụng tải lên đến 100W trong nhiều giờ (từ 8 đến 10 giờ).
Bước 2: Dừng hệ thống. Khi không dùng điện hoặc ắc quy cạn điện (ắc quy yếu) Inverter tự động tắt (ngắt điện ra phụ tải) ta bật công tắc trên Inverter về “0” tức OFF và công tắt cấp điện cho tải 12V trên Inverter về “OFF”.
Dùng mô hình học viên so sánh lượng điện năng phát ra giữa hệ thống solar lắp cố định và hệ thống xoay theo hướng mặt trời trong cùng điều kiện giống nhau
a. Bảo quản:
Đặt những nơi khô ráo, tránh nước trực tiếp làm ẩm, ướt bo mạch điều khiển, biến trở lấy mẫu (góc quay), các quang điện trở, inverter và các motor DC.
Thường xuyên sạc cho ắc quy no điện khi chưa dùng đến hệ thống
b. Sữa chữa:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] http://globalsolaratlas.info
[2] Báo cáo về “Năng lượng tái tạo tại Việt Nam năm 2018” của StoxPlus.
[3] Gilbert M. Master ,“Renewable and efficent electric power systems”, 2002
[4] Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE with support of PSE Conferences & Consulting GmbH Freiburg, PHOTOVOLTAICS REPORT ,14 March 2019.
[5] Bài báo National Electrical Code (NEC) Section 690.8
[6] Guide to design and installation of electricity according to IEC standards 2013.
[7] Trần Công Binh, giáo trình môn “Năng lượng tái tạo”.
[8] Nguyễn Hoàng Kim Liên, giáo trình môn “An toàn điện”
[9] Hồ Phạm Huy Ánh, Kỹ thuật hệ thống năng lượng tái tạo, NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM,2013.
[10] https://www.evn.com.vn/userfile/User/phantrang/files/2017/4/QD11_2017-
TTg_Cochedienmattroi_signed.pdf – Quyết định khuyến khích lắp điện mặt trời trên mái nhà của chính phủ.
[11] http://nangluongvietnam.vn/news/vn/nhan-dinh-phan-bien-kien-nghi/phan-bien-kien nghi/dia-to-cua-buc-xa-va-chinh-sach-gia-dien-mat-troi-o-viet-nam.html
[12] https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Photovoltaics-Report.pdf
[13] Báo cáo viện năng lượng tái tạo Việt Nam 2018
Ngô Đăng Lưu (Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh)
Nguyễn Đình Long (Trường ĐH Đồng Nai)
Nguyễn Hùng (Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh)
Nguyễn Hữu Khoa (Trường Cao Đẳng Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh)
