thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.8 MB, 66 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN </b>

LƯU VĂN NAM MSSV : 14039731 VŨ QUANG THUẤN MSSV : 14025541

- Kết quả chạy chương tr nh

- So sánh kết quả lý thuyết với mô phỏng trên matlab simulink.

Giảng viên hướng dẫn

<b>Nguyễn Hoài Phong </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhdahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihh

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN</b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN</b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>MỤC LỤC </b>

<b>PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN...i</b>

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ... ii</b>

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ... iii</b>

<b>CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÊ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ... 1</b>

1.1 Giới thiệu chung ... 1

1.1.1 Hệ pin mặt trời làm việc độc lập ... 1

1.1.2 Hệ pin mặt trời làm việc nối lưới ... 2

1.2 Cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời ... 3

1.3 Ưu, nhược điểm của hệ thống năng lượng mặt trời ... 4

1.3.1 Ưu điểm: ... 4

1.3.2 Nhược điểm: ... 5

1.4 Ứng dụng của hệ thống điện năng lượng mặt trời tại Việt Nam ... 6

<b>CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MPPT ... 7</b>

2.1 Pin năng lượng mặt trời ... 7

2.1.1 Giới thiệu pin NLMT ... 7

2.1.2 Mô h nh pin NLMT: ... 8

2.1.3 Ảnh hưởng của bức xạ ánh sáng ... 11

2.1.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ ... 13

2.2 Maximum point power tracking – MPPT: ... 15

2.2.1 Giới thiệu chung: ... 15

2.2.2 Nguyên lí dung hợp tải ... 16

2.2.3 Bộ tăng áp Boost ... 17

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

2.3.1 Thuật toán nhiễm loạn và quan sát P&O ... 19

2.3.2 Phương pháp điện dẫn gia tăng INC ... 26

<b>CHƯƠNG 3: BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC HALF BRIDGE ... 30</b>

3.1 Giới thiệu về bộ chuyển đổi DC-DC ... 30

3.1.1 Các bộ biến đổi DC-DC không cách ly thường dùng ... 30

3.1.2 Các bộ biến đổi DC-DC có cách ly thường dùng ... 33

3.2 Thiết kế bộ chuyển đổi DC-DC half-bridge ... 37

3.2.1 Thiết kế máy biến áp: ... 39

3.2.2 Thiết kế mạch lọc LC ... 40

3.2.3 Sử dụng ideal switch thay đổi tải để xem sự ổn định của hệ thống ... 41

3.2.4 Sử dụng khối gain để phản hồi điện áp đầu ra ... 42

3.2.5 Sử dụng bộ điều khiển PI ... 42

3.2.6 Sử dụng PWM điều chế độ rộng xung để đóng cắt mosfet... 43

3.3 Mô phỏng bộ chuyển đổi DC-DC half bridge trên matlab simulink ... 45

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>DANH SÁCH HÌNH ẢNH </b>

H nh 1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống năng lượng mặt trời ... 2

H nh 1.2 Hệ pin mặt trời làm việc nối lưới ... 2

H nh 2.1 Tấm pin NLMT ... 8

H nh 2.2 Sơ đồ tương đương pin mặt trời ... 8

H nh 2.3 Dòng điện một modul tấm pin ... 10

H nh 2.4 Mô h nh pin PV trên Matlab/Simulink ... 11

H nh 2.5 Đặc tuyến P(W)-U(V) của PV khi nhiệt độ không đổi,bức xạ thay đổi ... 12

H nh 2.6 Đặc tuyến U(V) - I(A) của PV khi nhiệt độ không đổi, bức xạ thay đổi ... 12

H nh 2.7 Đặc tuyến P(W)-U(V) của PV khi nhiệt độ thay đổi,bức xạ không đổi ... 13

H nh 2.8 Đặc tuyến U(V)-I(A) của PV khi bức xạ không đổi, nhiệt độ thay đổi ... 14

H nh 2.9 Bộ điều khiển MPPT ... 15

H nh 2.10 Pin mặt trời mắc trực tiếp với tải thuần trở có thể thay đổi giá trị ... 15

H nh 2.11 Đặc tính làm việc I-V của PV và của tải có thể thay đổi được ... 16

H nh 2.12 Sơ đồ nguyên lí mạch boost ... 17

H nh 2.13 Pin mặt trời kết nối với tải qua bộ biến đổi DC/DC ... 18

H nh 2.14 Đường đặc tính P - V và thuật toán P&O ... 19

H nh 2.15 Sơ đồ thuật toán P&O ... 20

H nh 2.16 Hệ thống điều khiển MPPT của dàn pin PV sử dụng thuật toán P&0 ... 21

H nh 2.17 Sơ đồ khối phương pháp MPPT điều khiển trực tiếp chu kỳ D ... 22

H nh 2.18 Mối quan hệ giữa tổng trở vào của mạch Boost với chu kỳ D ... 22

H nh 2.19 Sơ đồ thuật toán P&O với phương pháp điều khiển trực tiếp ... 23

H nh 2.20 Chu k đóng cắt D ... 24

H nh 2.21 Công suất của pin mặt trời ... 24

H nh 2.22 Công suất pin PV khi độ rọi G thay đổi ... 25

H nh 2.23 Công suất ngõ ra ( W ) ... 25

H nh 2.24 Đường đặc tính P - V và thuật tốn INC ... 27

H nh 2.25 Sơ đồ thuật toán INC ... 28

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

H nh 3. 8 Bộ chuyển đổi half bridge ... 37

H nh 3. 9 Biểu đồ hoạt động của half bridge ... 38

H nh 3. 10 Thông số máy biến áp ... 39

H nh 3. 19 Máy biến áp,bộ chỉnh lưu và bộ lọc LC ... 46

H nh 3. 20 Bộ ideal switch và tải ... 46

H nh 3. 21 Biểu đồ dịng điện và điện áp khi chưa có bộ điều khiển PID ... 47

H nh 3. 22 Biểu đồ dịng điện và điện áp khi có bộ điều khiển PID ... 47

H nh 3. 23 Biểu đồ dòng điện và điện áp khi sử dụng ideal switch để thay đổi tải ... 48

H nh 3. 24 biểu đồ bode ... 48

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>CHƯƠNG 1 </b>

<b>GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÊ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI </b>

<b>1.1 Giới thiệu chung </b>

Trong thái dương hệ mặt trời có nguồn năng lượng lớn nhất. Mặt trời cung cấp trực tiếp hoạt gián tiếp cho loài người và mọi dạng sống trên trái đất. Mặt trời quyết định khí hậu và thời tiết. khơng có mặt trời trái đất là vùng đất chết đóng băng vĩnh cửu.

Điện năng lượng măt trời là ý tưởng tuyệt vời. Lấy năng lượng từ mặt trời và chuyển thành điện năng cung cấp cho các trang thiết bị là mong ước của chúng ta, sẽ khơng cịn hóa đơn tiền điện, khơng cịn phụ thuộc vào công ty điện lực và bạn sẽ có nguồn năng lượng tái tạo, xanh sạch và bảo vệ môi trường. Tạo ra năng lượng mặt trời nhờ vào ánh sáng mặt trời chiếu vào các panel pin mặt trời tạo ra nguồn điện 1 chiều DC qua các bộ biến tần chỉnh thành các nguồn điện xoay chiều AC cung cấp cho các thiết bị điện.

Panel mặt trời tạo ra điện là do hiệu ứng quang điện giữa 2 lớp bán dẫn, 1 lớp thiếu electron. Khi các electron này bị các photon kích thích lám cho chúng chuyển từ lớp bán dẫn này sang bán dẫn kia, nên tạo ra điện tích. Các panel này thường là Si được cắt thành các tấm mỏng xếp kết hợp vừa song song và nối tiếp. Nối tiếp th tăng hiệu suất của pin, mắc song song th tăng áp cung cấp cho phụ tải.

Một hệ thống pin năng lượng mặt trời sử dụng năng lượng mặt trời cơ bản bao gồm 2 loại: Hệ pin mặt trời làm việc độc lập và hệ pin mặt trời làm việc nối lưới. Tùy theo điều kiện về nhu cầu sử dụng và vị trí lắp đặt mà hệ nào được ứng dụng

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

H nh 1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống năng lượng mặt trời

<b>Nguyên lí hoạt động </b>

Từ giàn pin mặt trời, ánh sáng được biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng điện một chiều (DC). Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển là một thiết bị điện tử có chức năng điều hoà tự động các quá tr nh nạp điện vào ắc-quy và phóng điện từ ắc-quy ra các thiết bị điện một chiều (DC). Trường hợp công suất giàn pin đủ lớn, trong mạch điện sẽ được lắp thêm bộ đổi điện để chuyển dòng một chiều thành dòng xoay chiều (AC), chạy được thêm nhiều thiết bị điện gia dụng (đèn, quạt, radio, TV...).

H nh 1.2 Hệ pin mặt trời làm việc nối lưới

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Nguyên lí hoạt động: </b>

Điện thu được từ tấm pin ( Solar Panel) là điện 1 chiều, qua bộ hòa lưới ( Grid Tie Inverter ) có chức năng đổi từ điện DC sang điện AC cùng pha cùng tần số với điện lưới và hòa chung với điện lưới

Khi cơng suất hịa lưới bằng cơng suất tải th tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ pin mặt trời.

Khi công suất tải tiêu thụ lớn hơn cơng suất hịa lưới th tải sẽ lấy thêm lưới bù vào.

Khi công suất tải tiêu thụ nhỏ hơn cơng suất hịa lưới th điện từ bộ hòa lưới sẽ trả ra lưới.

Khi thiết kế hệ thống hòa lưới ( cho đến hiện tại ) th thiết kế sao cho cơng suất hịa lưới ≤ công suất tải tiêu thụ.

<b>1.2 Cấu tạo của hệ thống điện năng lƣợng mặt trời </b>

 <b>Panel mặt trời </b>

Tấm pin Panel mặt trời (Solar Cells Panel) biến đổi quang năng hấp thụ từ mặt trời thành điện năng. Một số thông tin cơ bản của tấm pin mặt trời hiệu suất: từ 15%-18%, Công suất từ 25Wp đến 175Wp, số cells trên mỗi tấm pin:72 cells, kích thước cells: 5-7 inch. Trong một ngày nắng, mặt trời cung cấp khoảng 1Kw/m2 đến mặt trời (khi mặt trời quang mây và đứng bóng, ở mực nước biển). Công suất và điện áp của một hệ thống phụ thuộc vào cách chúng ta ghép nối mấy tấm pin với nhau. Các tấm pin Panel mặt trời được lắp đặt ở ngoài trời để có thể hứng được ánh nắng tốt nhất từ mặt trời nên được thiết kế với những tính năng và chất liệu đặc biệt, có thể chịu đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệt độ...

<b> Bộ điều khiển sạc </b>

Là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc cho ắc-quy, bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ của b nh ắc-quy, và giúp hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu quả và lâu dài.

Bộ điều khiển còn cho biết t nh trạng nạp điện của Panel mặt trời vào ắc- quy giúp cho người sử dụng kiểm soát được các phụ tải.

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận b nh ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp b nh quá thấp.

<b> Inverter </b>

Là bộ biến điện nghịch lưu Inverter chuyển đổi dòng điện 12VDC từ ắc-quy thành dòng điện AC (110VAC, 220VAC). Được thiết kế với nhiều cấp cơng suất từ 0.3kVA – 10kVA.

Inverter có nhiều loại và cách phân biệt chúng bằng dạng sóng của điện áp đầu ra : dạng sóng h nh sin, giả sin, sóng vng, sóng bậc thang...

<b>1.3 Ưu, nhược điểm của hệ thống năng lượng mặt trời 1.3.1 Ưu điểm: </b>

 <b>Giúp tiết kiệm chi phí sinh hoạt: </b>

Sau khi vốn đầu tư ban đầu đã đuợc thu hồi, năng luợng từ mặt trời là thiết thực miễn phí.

Thời kỳ hồn vốn cho đầu tư này có thể rất ngắn tùy thuộc vào bao nhiêu hộ gia đ nh của bạn sử dụng điện.

Nếu hệ thống pin mặt trời sản xuất năng luợng nhiều hơn bạn sử dụng, nhà nước có thể mua điện từ chúng ta.

Hệ thống sẽ giúp bạn tiết kiệm tiền trên hóa đơn điện của bạn hàng tháng. Hệ thống không bị ảnh huởng bởi việc cung cấp và nhu cầu nhiên liệu và do đó khơng phải chịu mức giá ngày càng tăng của xăng dầu.

Việc sử dụng năng luợng mặt trời gián tiếp làm giảm chi phí y tế.  <b>Thân thiện với mơi trường: </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

bền vững, góp phần bảo vệ mơi trường.

Năng lượng mặt trời khơng gây ơ nhiễm khơng khí do khí carbon dioxide phát hành, oxit nitơ, khí lưu huỳnh hoặc thủy ngân vào khí quyển giống như nhiều h nh thức truyền thống của các hệ thống khác.

Năng lượng mặt trời tích cực góp phần vào việc giảm phát thải khí nhà kính có hại.

Bằng cách khơng sử dụng bất kỳ nhiên liệu, năng lượng mặt trời khơng đóng góp cho các chi phí và các vấn đề của việc thu hồi và vận chuyển nhiên liệu hoặc lưu trữ chất thải phóng xạ.

 <b>Độc lập, bán độc lập: </b>

Năng lượng Mặt trời có thể được sử dụng để bù đắp năng lượng tiêu thụ, cung cấp tiện ích, khơng chỉ giúp giảm hóa đơn điện của bạn, nhưng cũng sẽ tiếp tục cung cấp điện trong trường hợp bị cúp điện.

Một hệ thống năng lượng mặt trời có thể hoạt động hồn tồn độc lập, khơng địi hỏi một kết nối đến một mạng lưới điện. Hệ thống do đó có thể được cài đặt trong vị trí từ xa, làm cho nó thực tế hơn và hiệu quả hơn tiện ích cung cấp điện.

Các hệ thống năng lượng mặt trời hầu như bảo dưỡng miễn phí và sẽ kéo dài trong nhiều thập kỷ.

Sau khi cài đặt, khơng có chi phí định kỳ.

<b>1.3.2 Nhƣợc điểm: </b>

Các chi phí ban đầu là bất lợi chính của việc cài đặt một hệ thống năng lượng mặt trời, phần lớn là v chi phí cao của các vật liệu bán dẫn được sử dụng trong việc xây dựng một hệ thống.

Chi phí năng lượng mặt trời cũng là cao so với tiện ích cung cấp điện không tái tạo. Như t nh trạng thiếu năng lượng đang trở nên phổ biến hơn, năng lượng mặt trời ngày càng trở nên giá cạnh tranh.

Tấm năng lượng mặt trời đòi hỏi khá một vùng rộng lớn để cài đặt để đạt được một mức độ tốt hiệu quả.

Hiệu quả của hệ thống cũng phụ thuộc vào vị trí của mặt trời, mặc dù vấn đề

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Việc sản xuất năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các đám mây, gây ơ nhiễm trong khơng khí.

<b>1.4 Ứng dụng của hệ thống điện năng lƣợng mặt trời tại Việt Nam </b>

Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời (NLMT) qua thiết bị biến đổi quang điện. Pin mặt trời (PMT) có ưu điểm là gọn nhẹ, có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời, ứng dụng NLMT dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là ở các nước phát triển. Ngày nay ứng dụng NLMT thay thế dần nguồn năng lượng truyền thống.

Tuy nhiên giá thành thiết bị pin mặt trời còn khá cao, trung b nh hiện nay khoảng 5 - 1 0 USD/Wp, nên ở những nước đang phát triển, pin mặt trời hiện mới chỉ có khả năng là cung cấp năng lượng điện sử dụng cho các vùng sâu, vùng xa, nơi đường điện quốc gia chưa có.

Ở Việt Nam, với sự hỗ trợ của nhà nước (các bộ, ngành) và một số tổ chức quốc tế đã thực hiện thành công việc xây dựng các trạm pin mặt trời có cơng suất khác nhau phục vụ nhu cầu sinh hoạt và văn hóa của các địa phương vùng sâu, vùng xa, các cơng tr nh nằm trong khu vực khơng có lưới điện.

Trong ngành công nghiệp, các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện dự phòng cho các thiết bị điều khiển trạm biến áp 500KV, thiết bị máy tính và sử dụng làm nguồn cấp điện nối với điện lưới quốc gia.

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Chúng có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (vd cảm biến hồng ngoại), hoặc các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nh n thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.

<i>Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện. Hoạt động của pin mặt </i>

trời được chia làm ba giai đoạn:

 Đầu tiên năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và h nh thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.

 Các cặp electron-hole sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction). Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin mặt trời.

 Pin mặt trời sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngồi và tạo nên dòng điện.

Các pin năng lượng Mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế. Do giá thành cịn đắt, chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện lưới khó vươn tới như núi cao, ngồi đảo xa, hoặc phục vụ các hoạt động trên không gian, cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

H nh 2.1 Tấm pin NLMT

bị bơm nước... Các pin năng lượng mặt trời được thiết kế như những modul thành phần, được ghép lại với nhau tạo thành các tấm năng lượng Mặt trời có diện tích lớn, thường được đặt trên nóc các tịa nhà nơi chúng có thể có ánh sáng nhiều nhất, và kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện. Các tấm pin Mặt Trời lớn ngày nay được lắp thêm bộ phận tự động điều khiển để có thể xoay theo hướng ánh sáng, giống như loài hoa hướng dương hướng về ánh sáng mặt trời.

Pin PV có mạch điện tương đương như một diode mắc song song với một nguồn điện quang sinh. Ở cường độ ánh sáng ổn định, pin PV có một trạng thái làm việc nhất định, dịng điện quang sinh khơng thay đổi theo trạng thái làm việc. Do đó, trong mạch điện tương đương có thể xem như là một nguồn dòng ổn định <sub> </sub>. Trên thực tế, trong quá tr nh chế tạo pin PV do tiếp xúc điện cực mặt trước và sau cũng có thể do bản thân vật liệu có một điện trở suất nhất đinh. V vậy trong mạch điện tương đương cần phải mắc thêm vào một điện trở nối tiếp và một điện trở song song <sub> </sub>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Dòng điện đầu ra của pin theo Satpathy (2012); Soetedjo và cs. (2012); Lê Kim Anh và cs. (2012) được tính như sau:

<sub> </sub>: Nhiệt độ của bề mặt pin (nhiệt độ tham chiếu) H: Bức xạ của mặt trời kW/m2.

Ở đây giá trị dòng điện bão hòa của pin với nhiệt độ của pin được tính như sau:

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

(

) [

] (2.3)

<i>Trong đó: </i>

<sub> </sub>: Dịng bão hịa ngược ở bề mặt nhiệt độ và bức xạ của mặt trời,

: Năng lượng vùng cấp của chất bán dẫn, phụ thuộc vào hệ số lý trưởng và công nghệ làm pin.

Mặt khác một pin mặt trời có điện áp khoảng 0,6 V, do đó muốn có điện áp làm việc cao th ta mắc nối tiếp các pin, muốn có dịng điện lớn th mắc song song, như H nh 2.3 .

Vậy dòng điện một modul tấm pin là:

[ (

) ] (

) (2.4)

Xây dựng mô h nh trên Matlab/Simulink:

H nh 2.3 Dòng điện một modul tấm pin

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

H nh 2.4 Mô h nh pin PV trên Matlab/Simulink

Các kết quả mô phỏng trên matlab bao gồm: + Mô phỏng đặc tuyến pin mặt trời.

Khí hậu thời tiết ảnh hưởng rất lớn đếnh hoạt động của pin mặt trời, trong đó nhiệt độ và bức xạ ánh sáng là những yếu tố tiêu biểu ảnh hưởng mạnh nhất tới đặc tính I – V của pin mặt trời dẫn đến sự thay đổi làm việc có cơng suất lớn nhất MPP của pin mặt trời.

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>H nh 2.5 Đặc tuyến P(W)-U(V) của PV khi nhiệt độ không đổi,bức xạ thay đổi </b>

<b>H nh 2.6 Đặc tuyến U(V) - I(A) của PV khi nhiệt độ không đổi, bức xạ thay đổi </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>1.5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ </b>

Thay đổi điều kiện nhiệt độ của pin mặt trời từ 30 đến 50 , từ đó thu được đường đặc tính I – V và P – V như h nh 2.5 và 2.6

<b>H nh 2.7 Đặc tuyến P(W)-U(V) của PV khi nhiệt độ thay đổi,bức xạ không đổi </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>H nh 2.8 Đặc tuyến U(V)-I(A) của PV khi bức xạ không đổi, nhiệt độ thay đổi </b>

Kết luận:

Khi nhiệt độ pin thay đổi từ đến th dòng điện tăng từ 3.1A đến 3.15A còn điện áp giảm xuống từ 21V xuống 19.5V. Đặc tính làm việc của pin và điểm làm việc MPP cũng xê dịch nhiều thay đổi rõ rệt khi cường độ bức xạ thay đổi. Khi nhiệt độ pin càng lớn th công suất đầu ra càng nhỏ.

Sau khi thực hiện khảo sát được ảnh hưởng của các yếu tố bên ngồi lên đặc tính của tấm pin mặt trời, cho thấy khi các khí hậ thời tiết bên ngồi thay đổi th đường đặc tính sẽ thay đổi theo do đó điểm có cơng suất lớn nhất cũng di chuyển theo và vị trí của điểm MPP đó khơng thể biết trước được nằm ở đâu. Do đó việc cần thiết để khai thác hiệu quả tấm pin mặt trời là phải có một thuật toán để theo dõi được quá tr nh di chuyển, vị trí của điểm MPP và áp đặt hệ thống năng lượng mặt trời phải hoạt động tại điểm MPP đó.

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>1.6 Maximum point power tracking – MPPT: 1.6.1 Giới thiệu chung: </b>

MPPT ( Maximum Power Point Tracking ) là phương pháp dị t m điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời thơng qua việc đóng cắt bộ biến đổi DC/DC. Phương pháp MPPT được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống làm việc độc lập và đang dần được áp dụng trong hệ quang điện làm việc nối lưới. MPPT bản chất là thiết bị điện tử công suất ghép nối nguồn điện pin mặt trời với tải dể khuyếch đại nguồn cơng suấ tra khỏi nguồn pin mặt trịi khi điều kiện làm việc thay đổi, và từ đó có thể nâng cao được hiệu suất làm việc của hệ.

Khi một tấm PV được mắc trực tiếp vào một tải, điểm làm việc của tấm PV đó sẽ là giao điểm giữa đường đặc tính làm việc I - V và đường đặc tính I - V của tải. Giả sử nếu tải là thuần trở th đường đặc tính tải là một đường thẳng tắp với độ dốc là 1/ <sub> </sub>

<b>H nh 2.9 Bộ điều khiển MPPT </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Từ đặc tính I – V cho thấy có 1 điểm gọi là MPP ( Maximum power point ) là điểm mà khi hệ thống hoạt động tại điểm đó th cơng suất ra của pin mặt trời là lớn nhất.

Trong hầu hết các ứng dụng người ta mong muốn tối ưu hóa dịng công suất ra từ pin năng lượng mặt trời tới tải. Để làm được điều đó th địi hỏi điểm hoạt động của hệ thống phải được thiết lập ở điểm MPP.

Tuy nhiên, v điểm hoạt động với công suất lớn nhất ( MPP ) phụ thuộc vào bức xạ mặt trời, nhiệt độ, và điều kiện mơi trường thay đổi ngẫu nhiên nên vị trí điểm MPP cũng thay đổi liên tục. Do đó, để đảm bảo hệ thống luôn làm việc ở điểm MPP th người ta sử dụng một phương pháp đặc biệt gọi là MPPT để bám theo điểm có cơng suất cực đại.

<b>1.6.2 Nguyên lí dung hợp tải </b>

Khi PV mắc trực tiếp với một tải, điểm làm việc của PV sẽ do đặc tính tải xác định. Điện trở tải được xác định như sau:

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Tải lớn nhất của PV được xác định như sau:

(2.6)

<i>Trong đó: </i>

<small> </small> và <sub> </sub> là điện áp và dòng điện cực đại.

Khi giá trị của tải lớn nhất khớp với giá trị <sub> </sub> th công suất truyền từ PV đến tải sẽ là công suất lớn nhất. Tuy nhiên điều này thường độc lập và hiến khi khớp với thực tế. Mục đích của MPPT là phối hợp trở kháng của tải với trở kháng lớn nhất của PV.

<b>1.6.3 Bộ tăng áp Boost </b>

Bộ biến đổi Boost được ứng dụng rộng dãi khi đòi hỏi điện áp ra cao hơn điện áp đầu vào. Với ưu điểm là dòng điện vào liên tục và dễ dàng điều khiển lên nó được sử dụng nhiều trong bộ công suất của bộ điều khiển MPPT.

Bộ boost hoạt động được thực hiên qua cuộn kháng L, chuyển mạch K đóng mở theo chu kỳ. Khi K mở cho dòng qua ( <sub> </sub> ) cuộn kháng tích năng lượng, khi K đóng ( <sub> </sub> ) cuộn kháng giải phóng năng lượng qua điốt tới tải.

Mạch này tăng điện áp võng khi phóng của ắc quy lên để đáp ứng điện áp ra. Khi khóa K mở, cuộn cảm được nối với nguồn 1 chiều. Khóa K đóng, dòng điện cảm ứng chạy vào tải qua điốt.

H nh 2.12 Sơ đồ nguyên lí mạch boost

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Bộ biến đổi Boost được mô tả với công thức như sau:

(2.7)

(2.8)

( ) (2.9)

Từ công thức 2.9 cho thấy <sub> </sub> phụ thuộc vào chu kỳ D cảu bộ biến đổi DC/DC và giá trị của tải R, do đó có thể thay đổi giá trị <sub> </sub> bằng cách thay đổi giá trị chu kỳ D hoặc R, nhưng thông thường giá trị tải thường cố định nên người ta hay thay đổi D.

<b>1.7 Thuật tốn xác định điểm cơng suất cực đại </b>

Vị trí của điểm MPP trên đường đặc tính I – V là khơng biết trước và nó ln thay đổi phụ thuộc vào điều kiện bức xạ và nhiệt độ. Chẳng hạn như h nh trên đặc tính I – V của pin mặt trời khi cố định ở nhiệt độ 45 và bức xạ mặt trời thay đổi.

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Do đó cần có một thuật tốn để theo dõi điểm MPP, thuật tốn này chính là phần quan trọng của bộ điều khiển MPPT. Có nhiều thuật toán được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế, trong đó phổ biến nhất là hai thuật tốn P&O và INC.

<b>1.7.1 Thuật toán nhiễm loạn và quan sát P&O </b>

Trong thuật toán này điện áp hoạt động của pin mặt trời bị nhiễu bởi một số nhỏ và kết quả thay đổi công suất, được quan sát.

 <b>Phương pháp điều khiển thông qua điện áp tham chiếu Vref </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Nếu điểm hoạt động của hệ thống đang di chuyển theo hướng 1 ( < 0 và < 0) th cần tăng điện áp hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP. Nếu điểm hoạt động của hệ thống đang di chuyển theo hướng 2 ( > 0 và >0) th cần tăng điện áp hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP. Nếu điểm hoạt động của hệ thống đang di chuyển theo hướng 3 ( > 0 và <0) th cần giảm điện áp hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP.

Nếu điểm hoạt động của hệ thống đang di chuyển theo hướng 4 ( < 0 và >0) th cần giảm điện áp hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP <small>1</small>

H nh 2.15 Sơ đồ thuật toán P&O

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<i><b>Giải thích thuật toán: </b></i>

Bộ điều khiển MPPT sẽ đo các giá trị dịng điện I và điện áp V, sau đó tính tốn độ sai lệch , và kiểm tra:

 Nếu > 0 th tăng giá trị điện áp tham chiếu Vref  Nếu < 0 th giảm giá trị điện áp tham chiếu Vref

Sau đó cập nhật các giá trị mới thay cho giá trị trước đó của V, P và tiến hành đo các thông số I, V cho chu k làm việc tiếp theo

H nh 2.16 Hệ thống điều khiển MPPT của dàn pin PV sử dụng thuật toán P&0

 <b>Phương pháp điều khiển trực tiếp </b>

Phương pháp này đơn giản hơn và chỉ sử dụng một mạch vòng điều khiển và nó thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh chu kỳ D trong thuật toán MPPT. H nh 2.12 tr nh bày cấu trúc điều khiển của thuật toán P&O điều khiển trực tiếp chu kỳ D, hệ thống đo các tín hiệu điện áp và dịng điện của pin mặt trời sau đó qua thuật toán MPPT để điều chỉnh chu kỳ D, nhằm thay đổi trở kháng đầu vào của pin mặt trời sao cho phù hợp với trở kháng tối ưu <sub> </sub>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Khi trở kháng = <sub> </sub> th công suất của hệ thống pin mặt trời sẽ là lớn nhất

H nh vẽ trên cho thấy việc tăng D sẽ làm giảm tổng trở vào <sub> </sub> từ đó điện áp làm việc PV sẽ dịch sang bên trái ( giảm đi ), tương tự khi giảm D sẽ làm tăng <sub> </sub> khi đó điện áp làm việc sẽ dịch sang bên phải ( tăng lên ). Thuật toán MPPT sẽ quyết định việc dịch chuyển như thế nào.

H nh 2.17 Sơ đồ khối phương pháp MPPT điều khiển trực tiếp chu kỳ D

H nh 2.18 Mối quan hệ giữa tổng trở vào của mạch Boost với chu kỳ D

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

H nh 2.19 Sơ đồ thuật toán P&O với phương pháp điều khiển trực tiếp

<i><b>Giải thích thuật tốn: </b></i>

Bộ điều khiển MPPT sẽ đo các giá trị dòng điện I và điện áp V, sau đó tính tốn độ sai lệch , và kiểm tra:

 Nếu > 0 th giảm chu kỳ D  Nếu < 0 th tăng chu kỳ D

Sau đó cập nhật các giá trị mới thay cho giá trị trước đó của V, P và tiến hành đo các thông số I, V cho chu k làm việc tiếp theo

<b>Kết quả mô phỏng từ matlab: </b>

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

H nh 2.20 Chu k đóng cắt D

H nh 2.21 Công suất của pin mặt trời

Từ hai h nh trên cho thấy tại thời điểm t = 0.2s th công suất pin mặt trời đạt cực đại

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

H nh 2.22 Công suất pin PV khi độ rọi G thay đổi

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

trước. Một cách khác để giải quyết việc hao hụt công suất quanh điểm MPP là giảm bước tính biến thiên xuống, nhưng khi điều kiện thời tiết thay đổi, thuật toán này sẽ trở nên chậm chạp hơn trong việc bám theo điểm MPP và công suất sẽ bị hao hụt nhiều hơn. Như vậy, nhược điểm chính của phương pháp này là khơng t m được chính xác điểm làm việc có cơng suất lớn nhất khi điều kiện thời tiết thay đổi. Đặc điểm của phương pháp này là phương pháp có cấu trúc đơn giản nhất nhất và dễ thực hiện nhất, trong trạng thái ổn định điểm làm việc sẽ dao động xung quanh điểm MPP, gây hao hụt một phần năng lượng. Phương pháp này không phù hợp với điều kiện thời tiết thay đổi thường xuyên và đột ngột.

<b>1.7.2 Phương pháp điện dẫn gia tăng INC </b>

Cấu trúc điều khiển của hệ thống dị t m điểm cơng suất cực đại INC theo điều khiển dòng điện như h nh 2.11. Phương pháp INC là phương pháp dựa trên thực tế như sau:

 Độ dốc của đường cong công suất bằng không tại điểm MPP  Độ dốc dương ở bên trái điểm MPP

 Độ dốc âm ở bên phải điểm MPP <small> </small>

<small> </small> , bên phải điểm MPP Khi đó:

(2.7)

Do đó có thể viết lại hệ thức trên như sau:

tại điểm MPP <small> </small>

bên trái điểm MPP

66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM66Thursday, June 13, 20248:47:18 PM8:47:18 PM

66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM66Thursday, June 13, 20248:47:19 PM8:47:19 PM

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

</div>

thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

<b>PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN </b>

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN</b>

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN</b>

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

<b>MỤC LỤC </b>

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

<b>DANH SÁCH HÌNH ẢNH </b>

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

<b>CHƯƠNG 1 </b>

<b>GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÊ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI </b>

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

(

) [

] (2.3)

[ (

) ] (

) (2.4)

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

(2.6)

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

(2.7)

(2.8)

( ) (2.9)

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

(2.7)

66dahh gia mot xo dae diem lam hoe euc loai xu cegieerc eorhieulctum tai vuoh puoe gic xuah thuy tihh hcm dihhThursday, June 13, 2024

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về