Thiết bị vệ sinh pin mặt trời

THIẾT BỊ VỆ SINH PIN MẶT TRỜI
Nguyễn Hiên Chi Bảo*, Trương Phúc Khang*, Lê Thanh Tùng*
*Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH)
GVHD: TS. Võ Đình Tùng

TĨM TẮT
Cơng trình thực hiện nghiên cứu chế tạo hồn thiện mơ hình , chương trình điều khiển chính của thiết bị.
thiết bị được nghiên cứu chế tạo thử nghiệm để đáp ứng yêu cầu vệ sinh bề mặt pin mặt trời để đảm bảo
hiệu suất chuyển đổi năng lượng cho các tấm pin mặt trởi trong quá trình sản xuất điện. Mơ hình thiết bị
của đề tài này được phát triển để có thể vận hành tự động hồn tồn khơng cần người trực tiếp điều khiển.
Từ khóa: hiệu suất, làm sạch, Robot, pin mặt trời, tự động
1. GIỚI THIỆU:
Hiện nay điện mặt trời đang từng bước tăng dần trong tỷ trọng trong thành phần điện lưới của nhiều quốc
gia trong đó có việc nam. Các tấm pin mặt trời được thiết kế có hiệu suất chuyển đổi năng lượng từ 15%
đến khoảng 40% tùy theo công nghệ chế tạo và các ghép các tế bào quang điện thành một tấm pin hoàn
chỉnh, và các tấm pin cũng đã được thiết kế với yêu cầu chống chịu được các điều kiện thời tiết thường xảy
ra như mưa, nắng, gió, nhiệt độ cao,… , tuy nhiên các tấm pin có thể bị giảm hiệu suất chuyển đổi năng
lượng do cái loại bụi có trong khơng khí, chất thải của các lồi chim vơ tình thải lên bề mặt làm việc của
tấm pin trong thời gian dài không được vệ sinh sẽ gây ra hiện tượng giảm năng suất làm việc của tấm pin.
Để các tấm pin đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao nhất và duy trì được hiệu suất cao thì chúng
ta cần phải vệ sinh bề mặt của các tấm pin một cách thường xuyên và để các tấm pin có thể hoạt động với
mức hiệu suất chuyển đổi năng lượng tối đa mà tấm pin được thiết kế ra. Hiện nay cũng có nhiều cơng ty
trong và ngồi nước nghiên cứu chế tạo các thiết bị - robot chuyên dùng để vệ sinh các hệ thống pin mặt
trời: Thiết bị vệ sinh SolarCleano F1 của công ty SolarCleano tại Lucxembourg, Robot vệ sinh tấm pin mặt
trời VPT-RB1200-S1 của công ty Vũ Phong Tech, Thiết bị vệ sinh SolarCleanBot- CT. R1của Công ty
TNHH công nghệ viễn thơng Chí Thành,…
1.1. Các phương pháp vệ sinh, ưu nhược điểm của các phương pháp vệ sinh:
- Phương pháp vệ sinh thủ công: sử dụng công nhân để thưc hiện việc vệ sinh bằng cách sử dụng
chổi lau và nước để tiến hành vệ sinh thủ công từng tấm pin
+ Ưu điểm:
⚫

Chi phí rẻ đối với các nhà máy có diện tích nhỏ

⚫

Có thể dễ dàng phát hiện các dấu hiện bất thường của các tấm pin

303


+ Nhược điểm:
⚫

Trong q trình làm vệ sinh cơng nhân có thể vơ tình gây hư hỏng cho bề mặt pin

⚫

Tốc độ vệ sính chậm

⚫

Cơng nhân phải làm việc trên cao có mức độ nguy hiểm cao khi phải thực hiện việc vệ sính cho các

hệ thống điện mặt trời áp mái.
⚫

Năng suất làm việc thấp
- Phương pháp sử dụng các thiết bị - robot vệ sinh pin mặt trời chuyên dụng:

+ Ưu điểm:

⚫

Tốc độ vệ sinh nhanh

⚫

Tránh được các tình trạng vơ tình gây hư hỏng pin do sự chủ quan sơ suất khi sử dụng công nhân để

vệ sinh
⚫

Đảm bảo an tồn cho cơng nhân khi thực hiện công tác vệ sinh cho các hệ thống pin mặt trời áp mái

⚫

Giảm được số lượng công nhân tham gia vào quá trình vệ sinh

⚫

Năng suất làm việc cao
+ Nhược điểm:

⚫

Chi phí đầu tư thiết bị cao

⚫

Cần có người điều khiển thiết bị

⚫

Khối lượng thiết bị còn lớn

1.2. Hướng giải quyến vấn đề cịn tồn đọng:
Chúng tơi tiến hành nghiên cứu chế tạo một thiết bị chuyên dùng cho việc vệ sinh pin mặt trời áp
mái với các tiêu chí thiết kế mà nhóm đã đặt ra:
⚫

Thiết bị vận hành ở chế độ tự động hồn tồn chỉ cần có người giám sát lắp đặt

⚫

Khối lượng thiết bị được giảm tối đa nhưng vấn đảm bảo được tính chắc chắn, độ tin cậy khi thiết bị

vận hành trên hệ thống pin mặt trời áp mái
⚫

Hệ thống điện, hệ thống điều khiển có độ tin cậy có khả năng hoạt động bền bỉ hạn chế các tình trạng

lỗi.
2. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG:
2.1 Mơ hình các khối mạch chức năng của thiết bị:

304


Hình 1: sơ đồi khối các cụm mạch chức năng được lăp trong thiết bị
Hệ thống điều khiển của thiết bị được chia thành các bộ phận:
- Raspberry pi được tính hợp các cảm biến và các chức năng:

⚫

Sử dụng module camera để tiến thành sử dụng thuật toán xử lý ảnh bám bắt bề mặt của dãy pin để

điều hướng tự động cho thiết bị để thực hiện việc vệ sinh
⚫

Xuất xung PWM qua mạch cầu H L298N để tiến hành điều tốc cho motor kéo bánh chủ động của hệ

thống bánh xích để tiến hành di chuyển
Hệ thống cảm biến tiệm cận được bố trí ở phía đầu và đuôi để tiến hành dừng cuối dãy cũng như để báo
hiệu điểm chuyển làn cho Raspberry pi
- Arduino UNO được tính hợp các cảm biến và các chức năng:
⚫

Cảnh báo dung lượng pin bằng cụm mạch cầu phân áp, áp dụng nguyên lý mạch cầu phân áp chuyển

mức năng lượng về mức 0 -5V để arduino đọc và phân tich để báo hiện khi dung lượng pin sắp hết.
⚫

Bảo vệ q dịng cho Raspberry Pi thơng qua cảm biến dịng điện AC712

⚫

Điền chỉnh tốc độ chổi vệ sinh thơng qua đọc tín hiệu cường độ ánh sáng phản chiếu từ bề mặt tấm

pin bằng cảm biến cường độ ánh sáng TEMT6000

305

Hệ thống được cấp nguồn bằng bộ pin để áp ứng yêu cầu di chuyển thuận tiện và không bị vướn bởi dây
dẫn điện. Phần lớn các khối mạch , cảm biến trong hệ thồng điều khiển của thiết bị sử dụng điện áp DC nên
sử dụng pin cấp nguồn là phụ hợp thuận tiện cho việc vận hành của thiết bị.

Hình 2: hình ảnh thật của mơ hình thiết bị
306


3. KẾT LUẬN:
Cơng trình nghiên cứu chế tạo thử nghiệm mơ hình thiết bị vệ sinh pin mặt trời cho ra mơ hình sản phẩm
có thể hoạt động đúng u cầu ban đầu mà chúng tôi đã đề ra tuy vẫn còn một số vấn đề cần được tối ưu
khi xây dựng sản phẩm chính thứ. Sản phẩm sao khi hồn thành q trình phát triển có thể được sử dụng
rộng rãi trên các hệ thống phát điện mặt trời áp mái ở dạng áp mái theo mơ hình trang trại và áp mái nhà
xưởng sản xuất
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] />[2] />[3] />[4] a/p/opencv-with-python-part-2-L4x5xRRBZBM
[5] />[6] />[7] />[8] hệ thống thay đổi giá bán sản phẩm dùng bluetooth phiên bản 5.0

307