pp SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK MÔ PHỎNG HỆ DIEZEN – NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

KHOA CƠ ĐIỆN

BÁO CÁO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: “SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK MÔ PHỎNG HỆ DIEZEN – NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI”

Tên sinh viên

:

Mã sinh viên

: 566501

Lớp
GV hướng dẫn

: K56 - KTĐ
: ơng


KẾT CẤU KHÓA LUẬN

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG III:CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Điện năng rất
quan trọng

Năng lượng

Vùng sâu,

hóa thạch ngày

vùng xa, hải

càng cạn kiệt

đảo
Diezen – Năng
lượng mặt trời

Diezen dự
phịng hỗ trợ.

Năng lượng
mặt trời vơ
tận, thân thiện


PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1Tổng quan hệ diezen
1.1.1Nhiên liệu Diezen

Nhiên liệu Diezen

Chủ yếu từ phân đoạn
gas-oil và là sản phẩm

Nhiều trong các ngành

của q trình chưng cất

cơng nghiệp,

trực tiếp dầu mỏ

Làm nguồn dự phòng
cho các hệ lưới điện độc
lập


1.1.2Máy phát điện Diezen

Hình 1.1 Mơ hình máy phát điện Diezen
Trong đó: (1) Động cơ
(2) Máy phát điện xoay chiều
(3) Hệ thống nhiên liệu
(4) Ổn áp
(5) Hệ thống làm mát
(6) Hệ thống xả
(7) Bộ nạp acquy
(8)Thiết bị điều khiển
(9) Kết cấu khung chính


1.1.3 Máy phát điện xoay chiều



Khái niệm: Máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng ở dạng dịng xoay chiều.



Ngun lý làm việc:

(a)

(b)
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý phát điện.
a- Sơ đồ nguyên lý; b- Dòng điện xoay chiều 1 pha trong một chu kỳ

1.1.4 Động cơ Diezen

Động
Động cơ
cơ Diezen
Diezen

Loại động cơ đốt trong.

Động cơ Diezen có hiệu suất cao hơn và nhiên liệu rẻ hơn động cơ xăng

Có dạng hai chu kỳ hoạt động hoặc bốn chu kỳ

Động cơ 4 kỳ sẽ lặp lại tuần hoàn


•

Tuổi thọ của động cơ Diezen cao hơn hẳn so với máy pháy điện chạy bằng động cơ khí đốt do nhiệt lượng của động cơ Diezen
thấp hơn.

Khơng có bugi hoặc dây đánh lửa làm giảm chi phí bảo trì.

•

Chi phí nhiên liệu chiếm 30% – 50% thấp hơn so với động cơ khí đốt

•

1.1.5 Ưu điểm của phát điện Diezen

1.2 Tổng quan về hệ năng lượng mặt trời

1.2.1 Giới thiệu về năng lượng mặt trời

Năng lượng
mặt trời

Khái niệm

Ứng dụng

Sạch, dồi dào,

Khơng thải ra

gần như vơ tận,

khí và nước độc

…

hại

Nhiệt Mặt Trời

Điện Mặt Trời

1.2.2 Tình hình phát triển và ứng dụng các cơng nghệ NLMT trên thế giới

Xu thế chung ngày càng rõ nét của tất cả các nước trên thế giới hiện nay là tăng tỷ phần NLTT và giảm NL hóa thạch.
Bảng 1.1- Tốc độ tăng trưởng trung bình (%) cơng suất phát điện NLTT giai đoạn 2008-2013 và năm 2013 (nguồn REN212014)

Tốc độ tăng trưởng về công suất
Nhiệt (%)

Giao thông vận tải (Nhiên liệu sinh học, %)

điện NLTT (%)
Thời gian

Địa nhiệt

Thủy điện

Điện MT (PV)

Nhiệt điện MT

NL gió

Nhiệt Mặt trời

SX ethanol

SX biodiesel

2008-2013

3,2

3,7

55

48

21

14

5,7

11

2013

4

4,2

39

35

12,4

15,7

5,6

11,4


1.2.3Tình hình phát triển và ứng dụng các cơng nghệ NLMT ở Việt Nam

1.2.3.1 Tiềm năng năng lượng mặt trời

Cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao,
từ 4-5 kWh/m

2

Bức xạ mặt trời trung bình 150 kcal/m

2,

2.000 – 5.000 giờ trên năm

Có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi


1.2.3.2 Tình hình ứng dụng năng lượng mặt trời

Hình 1.7: Sơ đồ cấu tạo bình nước nóng năng lượng mặt trời

Hình 1.8: Pin mặt trời được lắp đặt tại miền núi và hải đảo

1.3 Hệ lai Diezen và năng lượng mặt trời

1.3.1 Giới thiệu chung

Tấm Pin
năng lượng
mặt trời

Bộ điều khiển

Bộ đổi điện

Đèn, quạt,

DC - AC

radio, TV…

Khơng có
nắng

máy phát điện
Diezen dự
phịng


•
•
•

•

•
•

Độc lập, bán độc lập
Thể hoạt động hoàn toàn độc lập
San bằng đồ thị phụ tải.
Giảm thiểu nguy cơ mất điện đột ngột
Độ tin cậy và độ bền cao

Thân thiện với mơi trường

Sạch, tái tạo và bền vững và góp phần bảo vệ mơi trường.
Khơng sinh ra các chất: khí carbon dioxit, oxit nitor, khí lưu huỳnh hoặc thủy
ngân

Tiết kiệm

•
•

Thiết thực, miễn phí.
Vơ tận, khơng địi hỏi nhiên liệu.

1.3.2 Ưu điểm của hệ thống năng lượng mặt trời


1.3.4 Một số dự án xây dựng hệ thống Diezen - năng lượng mặt trời ở Việt nam

Dự án Hệ thống phát điện hỗn hợp
Pin mặt trời – Diezen ở Bãi Hương,

Hệ thống Pin mặt trời + máy phát diesel
ở xóm Mừng (Hồ Bình)
 


Chương II:PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

Phương pháp

Phương tiện

nghiên cứu và
thực nghiệm

nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết và nghiên
cứu thực nghiệm

Thừa kế các kết quả nghiên cứu
trước đó

Sử dụng máy tính

Phần mềm Matlab Simulink


Chương III: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

3.1 Khái quát về các thiết bị trong hệ thống
3.1.1. Pin mặt trời

Hình 3.1 Pin mặt trời

Biến đổi quang năng hấp thụ từ mặt trời để biến thành điện năng.


3.1.2 Bộ điều khiển sạc cho pin mặt trời (Solar Charger Controller

Hình 3.2 Bộ điều khiển sạc cho hệ thống năng lượng mặt trời

Là thiết bị điều khiển việc sạc điện từ tấm pin NLMT cho ắc-quy, ổn áp cho dòng điện nạp, bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá
tải và xả quá sâu.


3.1.3 Bộ kích điện DC-AC (Inverter )

Bộ kích điện là một thiết bị biến đổi điện áp một chiều (DC) của bình ắcquy thành điện áp xoay chiều (AC) có tần số phù hợp với
lưới điện Việt Nam đang sử dụng là 220V, 50Hz.

Hình 3.3 Inverter cho hệ thống năng lượng mặt trời


3.1.4 Batery (ắc-quy)

Hình 3.4.Battery

Là thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hay lúc trời ít hoặc khơng có nắng.

3.2 Thiết lập mơ hình mơ phỏng máy phát Diezen

•

Ta có động cơ Diezen là đối tượng cấp 2 khi mơ tả tốn học:

 

Trong đó:

•

hằng số thời gian cấp 1

•

hằng số thời gian cấp 2

•

Kd là số truyền động cơ

•

, đặc trưng cho quán tính và khả năng khuếch đại của thiết bị cung cấp nhiên liệu;

•

x,y lần lượt là sự thay đổi tương ứng của lượng cấp nhiên liệu và vòng quay động cơ.

•

 

Động cơ Diezen và hàm truyền như sau:

Hình 3.5: Hệ thống động cơ Diezen và hàm truyền
Trong đó:

•

wref, w là tốc độ đáp ứng và tốc độ thực tế

•

Hàm truyền bộ truyền động

và


Sử dụng phần mềm Matlab-Simulink mô phỏng động cơ Diezen như Hình 3.6 dưới đây

Hình 3.6: Sơ đồ mơ phỏng động cơ Diezen


3.3 Mơ hình tốn học pin quang điện

Pin mặt trời có thể được coi là những nguồn dịng biểu diễn mối quan hệ phi tuyến I-V như ở Hình 3.7.

Hình 3.7. Đặc tính làm việc
của pin mặt trời

Hình 3.8: Mơ hình tốn mơ phỏng
pin mặt trời


•

Đường đặc tính điện áp – dịng điện của pin :

 

Nguồn dòng điện phụ thuộc chủ yếu vào cường độ bức xạ mặt trời và nhiệt độ làm việc của pin.
(3.10)
Trong đó:
o
Isc: dịng điện ngắn mạch của pin ở điều kiện 25 C và cường độ bức xạ là 1000 W/m2.
KI: hệ số nhiệt độ của dòng ngắn mạch của tế bào quang điện;
λ: cường độ bức xạ mặt trời, kW/m2