thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (30.5 MB, 80 trang )

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

KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

GVHD : TS. BẠCH THANH QUÝ SINH VIÊN : NGÔ MẠNH HÙNG MSSV : 15018091

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên nhóm sinh viên được giao đề tài

Ngô Mạnh Hùng MSSV: 15018091

2. Tên đề tài THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI 3. Nội dung

- Tìm hiểu về năng lượng mặt trời.

- Thiết kế và xây dựng bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời, thể hiện một số đặc

tính cơ bản của hệ thống năng lượng mặt trời.

- Ứng dụng kỹ thuật in 3D vào quá trình thực hiện bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời và xây dựng các bài thí nghiệm.

- Ứng dụng kỹ thuật cnc và in kỹ thuật số trong quá trình chế tạo bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời.

- Thực hiện một số bài thí nghiệm về năng lượng mặt trời.

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

LỜI MỞ ĐẦU

Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại Khoa học-Kỹ thuật phát triển ngày càng tăng. Trong khi đó, các nguồn nguyên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có nguy cơ cạn kiệt, điều đó khiến cho tồn nhân loại đang đứng trước nguy cơ bị thiếu hụt năng lượng. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lương địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời là một hướng đi quan trọng trong việc phát triển một nguồn năng lượng thay thế về sau này.

Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và giải quyết vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem là nguồn năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng có sẵn, siêu sạch và thân thiện với môi trường. Do vậy năng lượng mặt trời đang được sử dụng ngày càng rộng rãi ở các nước trên thế giới.

Dựa trên cơ sở đó, để tìm hiểu rõ hơn về q trình sản xuất điện năng và ứng dụng của năng lượng mặt trời, em lựa chọn đề tài nghiên cứu bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời. Đề tài nghiên cứu về quá trình sản xuất điện năng từ ánh sáng mặt trời và các ảnh hưởng bên ngồi tác động tới q trình.

Trong quá trình thực hiện báo cáo tốt nghiệp, em đã củng cố được những kiến thức đã được học và tiếp thu một số kiến thức và kinh nghiệm mới về một nguồn năng lượng mới. Trên tất cả là em đã được học và rèn luyện được phương pháp làm việc, nghiên cứu một cách chủ động hơn, linh hoạt hơn và đặc biệt là phương pháp triển khai công việc. Quá trình làm báo cáo đã giúp em hồn thiện hơn về mọi mặt.

puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029802413069:51:32 PM9:51:32 PM802413069:51:32 PM9:51:32 PM802413069:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập và nghiên cứu chuyên ngành Kỹ thuật điện tại Khoa Cơng Nghệ Điện-Trường Đại học Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh, được sự hướng dẫn và dạy dỗ nhiệt tình của các thầy cơ trong khoa em đã hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.

Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn tới giảng viên hướng dẫn TS.Bạch Thanh Quý người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tận tình em hồn thành bài luận văn này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Điện đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho em hoàn thành quyển báo cáo tốt nghiệp này.

Trong suốt quá trình làm đồ án, em đã cố gắng học hỏi tìm hiểu đề hoàn thành đề tài một cách tốt nhất, nhưng do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ và các bạn để em có thể hồn thiện đề tài của mình.

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của thầy cô trong bộ môn Thiết bị điện khoa Điện. Đặc biệt là sự hướng dẫn giúp đỡ và đóng góp của thầy Bạch Thanh Quý, trong quá trình làm báo cáo tốt nghiệp đã giúp em hoàn thành được báo cáo với đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

123docz.net - File bi loi xin lienhe:

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

123docz.net - File bi loi xin lienhe:

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU ... viii

Chương 1: Tổng quan về năng lượng mặt trời ... 1

1.1 Quang phổ mặt trời ... 1

1.1.1 Tỷ trọng khí quyển - Air Mass Ratio ... 3

1.2 Quỹ đạo của Trái Đất ... 4

1.2.1 Thiên độ δ - Solar Declination ... 5

1.2.2 Góc cao độ và góc phương vị ... 7

1.2.3 Góc cao độ β và góc phương vị ϕs ... 8

1.3 Số giờ nắng trong năm ... 9

1.3.1 Giờ mặt trời và giờ địa phương ... 9

Chương 2: Pin quang điện ... 16

2.1 Tế bào quang điện ... 16

2.1.1 Vật liệu ... 16

2.1.2 Đặc tính làm việc của pin mặt trời ... 22

2.1.3 Những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng tới pin mặt trời ... 23

2.2 Cell, Module, Array ... 24

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

2.3.2 Đặc tính cho tải động cơ DC ... 30

2.3.3 Hệ thống PV độc lập ... 32

2.3.4 Một số hệ thống SPV ... 34

2.4 Ảnh hưởng của hiệu ứng bóng che ... 35

2.4.1 Ảnh hưởng của hiệu ứng bóng che lên hệ thống PV ... 35

2.4.2 Dùng điốt bypass làm giảm ảnh hưởng của hiệu ứng bóng che ... 38

Chương 3: Bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời ... 41

3.1 Giới thiệu về bộ thí nghiệm ... 41

Chương 4: Tiến hành thí nghiệm ... 48

Thí nghiệm 1: Thí nghiệm kiểm tra sự chuyển đổi năng lượng của tấm pin ... 48

Thí nghiệm 2: Đo điện áp khơng tải của tấm pin Mặt trời khi bị bóng che ... 49

Thí nghiệm 3: Đo dòng điện ngắn mạch của tấm pin Mặt trời khi bị bóng che .. 51

Thí nghiệm 4: Giá trị dịng ngắn mạch với góc nghiêng khác nhau ... 53

Thí nghiệm 5: Đo các giá trị của tấm pin mắc nối tiếp khi có bóng che ... 55

Thí nghiệm 6: Đo các giá trị của tấm pin mắc song song khi có bóng che ... 58

Thí nghiệm 7: Đo dịng điện và điện áp của hệ thống với tải điện trở ... 61

Thí nghiệm 8: Đo điểm công suất cực đại của hệ thống pin mặt trời ... 63

Thí nghiệm 9: Đo dịng điện ngắn mạch với các góc bức xạ khác nhau ... 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 67

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Hình 1.10: Vị trí Mặt Trời theo góc cao độ và phương vị ... 8

Hình 1.11: Chênh lệch giữa giờ mặt trời và giờ địa phương vào một số ngày trong năm ... 9

Hình 1.12: Các hướng của bức xạ đến tấm thu ... 10

Hình 1.13: Góc tới của tia sáng từ Mặt Trời ... 11

Hình 1.14: Góc phương vị của tấm thu ... 12

Hình 1.15: Bức xạ của ánh sáng Mặt Trời ... 12

Hình 1.16: Lượng bức xạ khuếch tán trên một tấm thu... 13

Hình 1.17: Sự phản xạ của ánh sáng trên mặt đất ... 13

Hình 1.18: Hệ thống 1 trục xoay ... 14

Hình 1.19: Tác động của góc giờ H tới bộ thu ... 15

Hình 2.1: Một tấm cell pin mặt trời ... 16

Hình 2.2: Cấu tạo của pin mặt trời ... 17

Hình 2.3: Dải năng lượng của kim loại và chất bán dẫn ... 18

Hình 2.4: Quá trình kết hợp của cặp hole – electron ... 18

Hình 2.5: Các cặp lỗ trống – electron liên kết với nhau ... 19

Hình 2.6: Mức năng lượng của các chất bán dẫn ... 20

Hình 2.7: Silic hoá trị IV kết hợp với nguyên tố hoá trị V ... 20

Hình 2.8: Silic hóa trị IV kết hợp với nguyên tố hóa trị III ... 21

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Hình 2.9: Lớp chuyển tiếp p-n ... 21

Hình 2.10: Sơ đồ tương đương của pin mặt trời ... 22

Hình 2.11: Đặc tuyến làm việc I-V của pin mặt trời ... 22

Hình 2.12: Sự phụ thuộc của đặc tính I –V trong pin mặt trời vào cường độ bức xạ mặt trời ... 24

Hình 2.13: Sự phụ thuộc của đặc tính I – V vào nhiệt độ mơi trường ... 24

Hình 2.14: Photovoltaic cells, Module, Array ... 25

Hình 2.15: Đặc tuyến I –V của pin mặt trời theo từng cell ... 25

Hình 2.16: Các module được ghép nối tiếp với nhau ... 26

Hình 2.17: Các module được ghép song song với nhau ... 27

Hình 2.18: Ghép nối hỗn hợp các module ... 27

Hình 2.19: Hệ thống PV làm việc độc lập ... 28

Hình 2.20: Hệ thống PV nối lưới đơn giản... 28

Hình 2.21: Điểm vận hành của tải và hệ thống PV ... 29

Hình 2.22: Điểm làm việc của module tải trở ... 29

Hình 2.23: Sự thay đổi của điểm vận hành theo từng giá trị ... 30

Hình 2.24: Mơ hình điện của nam châm vĩnh cửu DC ... 30

Hình 2.25: Đặc tính điện của động cơ DC nam châm vĩnh cửu ... 31

Hình 2.26: Đặc tuyến làm việc của động cơ DC ... 31

Hình 2.27: Đặc tuyến I –V của pin mặt trời theo từng cell ... 32

Hình 2.28: Hệ thống điện mặt trời đơn giản ... 33

Hình 2.29: Hệ thống gồm SPV và tải DC ... 34

Hình 2.30: Hệ thống SPV+ tải DC+ bộ điều khiển Electronic controller ... 34

Hình 2.31: Hệ thống gồm SPV, tải DC và tải AC ... 35

Hình 2.32: Hệ thống SPV+ tải DC+ bình Acquy+ ECC ... 35

Hình 2.33: Mạch tương đương của một tế bào quang điện ... 36

Hình 2.34: Ảnh hưởng của bóng che tới đặc tuyến I –V ... 37

Hình 2.35: Đặc tuyến I – V theo từng thời điểm bóng che ... 38

Hình 2.36: Điện áp ra của tấm pin khi bị che bóng và khi được chiếu sáng ... 38

Hình 2.37: Tấm pin có mắc thêm điốt Bypass ... 39Hình 2.38: Ảnh hưởng của điốt bypass lên tấm pin khi bị bóng che 40

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Hình 2.39: Dịng và điện áp ra của chuỗi module nối tiếp ... 40

Hình 3.1: Bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời ... 41

Hình 4.1: Thí nghiệm với tấm pin mặt trời ... 48

Hình 4.2: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm hoạt động của tấm pin ... 48

Hình 4.3: Thí nghiệm điện áp khơng tải ... 49

Hình 4.4: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm đo điện áp khơng tải với bóng ce ... 50

Hình 4.5: Đồ thị thể hiện giá trị điện áp khơng tải ... 51

Hình 4.6: Sơ đồ ngun lý thí nghiệm ngắn mạch ... 51

Hình 4.7: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm ngắn mạch ... 52

Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện giá trị dòng điện ... 53

Hình 4.9: Sơ đồ thí nghiệm đo dòng ngắn mạch với các góc nghiêng khác

nhau ... 53

Hình 4.10: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm dòng ngắn mạch với các góc nghiêng khác nhau ... 54

Hình 4.11: Dịng ngắn mạch tại các góc nghiêng khác nhau ... 55

Hình 4.12: Thí nghiệm với các tấm pin ghép nối tiếp ... 56

Hình 4.13: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm đo điện áp và dòng điện trong ghép nối tiếp ... 56

Hình 4.14: Thí nghiệm với các tấm pin ghép song song ... 58

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Hình 4.15: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm đo điện áp và dòng điện trong ghép song

song ... 59

Hình 4.16: Thí nghiệm đo giá trị điện áp với tải trở... 61

Hình 4.17: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm đo điện áp và dịng điện với tải trở ... 61

Hình 4.18: Biểu đồ dịng và điện áp của tấm pin tại các giá trị khác nhau ... 62

Hình 4.19: Thí nghiệm đo điểm cơng suất làm việc cực đại ... 63

Hình 4.20: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm đo điểm công suất cực đại với tải trở ... 64

Hình 4.21: Biểu đồ thê hiện điểm cơng suất cực đại MPP ... 65

Hình 4.22: Thí nghiệm đo dịng ngắn mạch tại các góc bức xạ khác nhau ... 65

Hình 4.23: Sơ đồ đấu dây thí nghiệm đo dịng điện với góc bức xạ khác nhau . 66Hình 4.24: Biểu đồ giá trị dịng điện tại các góc khác nhau ... 66

Bảng 4.1: Giá trị điện áp không tải ... 50

Bảng 4.2: Giá trị dòng ngắn mạch ... 52

Bảng 4.3: Giá trị dịng ngắn mạch tại các góc bức xạ ... 54

Bảng 4.4: Giá trị điện áp và dòng điện tại từng tấm pin ... 57

Bảng 4.5: Giá trị điện áp và dòng điện tại các cell pin ghép nối tiếp ... 57

Bảng 4.6: Giá trị điện áp và dịng điện khi bị bóng che ... 57

Bảng 4.7: Giá trị điện áp và dòng điện tại các tấm pin ... 59

Bảng 4.8: Giá trị điện áp và dòng điện khi ghép song song các tấm pin ... 60

Bảng 4.9: Giá trị điện áp và dịng điện khi bị bóng che ... 60

Bảng 4.10: Giá trị điện áp và dòng điện với bức xạ ở mức 10 ... 62

Bảng 4.11: Giá trị điện áp và dòng điện với bức xạ ở mức 8 ... 62

Bảng 4.12: Giá trị công suất tính tốn ... 64

Bảng 4.13: Giá trị dịng điện đo được ... 66

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1 Quang phổ mặt trời Mặt trời:

Có đường kính 1.4 triệu km.

Tổng cơng suất bức xạ điện từ vào không gian là 3.8 x 1020 MW.

Vật thể đen:

Là vật thể vừa hấp thụ hoàn toàn, vừa bức xạ hoàn hảo.

Bức xạ hoàn hảo – phát xạ lượng năng lượng trên mỗi đơn vị diện tích nhiều hơn bất kỳ một vật thể thực ở cùng nhiệt độ.

Hấp thụ hoàn toàn – hấp thụ tất cả bức xạ, hồn tồn khơng có phản xạ.

Định luật Plank:

Bước sóng phát xạ từ vật thể đen phụ thuộc vào nhiệt độ của nó: 𝐸𝜆 = 3.74 ×108

𝜆5 [𝑒𝑥𝑝(14400𝜆𝑇 )−1] (1.1) λ = bước sóng (μm).

Eλ cơng suất phát xạ trên mỗi đơn vị diện tích của vật thể đen (W/m2-μm). T = nhiệt độ tuyệt đối (K).

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Hình 1.2: Phát xạ quang phổ của một vật thể đen 288K

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

E = A𝜎𝑇4 (1.2) E = tổng mức phát xạ của vật thể đen (W).

σ = hằng số Stefan-Boltzmann = 5.67x10-8 W/m2-K4 T = nhiệt độ tuyệt đối (K).

A = tổng diện tích bề mặt của vật thể đen (m2).

Quy tắc Wien:

Bước sóng mà cơng suất bức xạ trên mỗi đơn vị diện tích lớn nhất là: λmax(μm) = 2898

T (K) (1.3) T = nhiệt độ tuyệt đối (K).

λ = bước sóng (μm).

λmax =0.5 μm cho mặt trời, T = 5800 K.

λmax = 10.1 μm với trái đất (một vật đen), T = 288 K.

1.1.1 Tỷ trọng khí quyển - Air Mass Ratio

Khi tia sáng băng qua bầu khí quyển, lượng năng lượng đến được bề mặt trái đất sẽ bị suy giảm.

h1 = chiều dài đường đi qua khí quyển với ánh nắng mặt trời ngay trên đỉnh đầu.

h2 = chiều dài đường đi qua bầu khí quyển để đến bề mặt trái đất.

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

β = góc cao độ của mặt trời.

Air Mass ratio bằng 1 đồng nghĩa với mặt trời ngay trên đỉnh đầu (m=1). AM0 ở bên ngoài bầu khí quyển.

AM1.5 là trị trung bình trên bề mặt trái đất (m=1.5).

1.2 Quỹ đạo của Trái Đất

Trái Đất quay 1 vòng xung quanh Mặt Trời mất 365.25 ngày theo quỹ đạo hình elip.

Khoảng cách từ Trái Đất đến mặt trời:

d

= 1.5 × 108 {1 + 0.017 𝑠𝑖𝑛 [360(𝑛−93)

365 ]} km (1.4)

n = số ngày (bắt đầu từ ngày 1.1).

d (km) thay đổi từ 147×106 km vào ngày 2.1 đến

152×106 km vào ngày 3.7 (tương ứng với mùa đơng và mùa hè). Đơn vị góc tính bằng độ.

Trong một ngày, trái đất quay 360,99˚.

Quỹ đạo trái đất quay còn gọi là mặt phẳng hoàng đạo. Trái đất quay quanh một trục nghiên 23.45˚

Ngày và đêm dài bằng nhau vào ngày 21.3 và 21.9 (Xuân phân và Thu phân).

Đông chí là ngày mà Bắc cực xa mặt trời nhất.

Hình 1.4: Vị trí của Mặt Trời và Trái Đất trong năm

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

1.2.1 Thiên độ δ - Solar Declination

Thiên độ δ – là góc hợp bởi mặt phẳng xích đạo với đường thẳng nối tâm mặt trời và tâm trái đất (δ<0 khi mặt trời ở bán cầu Nam).

δ biến thiên trong khoảng +/- 23.45˚.

Là một hàm của hình sin tính theo ngày, bắt đầu từ ngày Xuân phân (n=81) tính cho cả năm 365 ngày.

𝛿 = 23.45 sin [360

365(𝑛 − 81)] (1.5)

Góc thu giữa trưa:

Giữa trưa – khi mặt trời chiếu thẳng theo đường kinh tuyến.

Phía Bắc bán cầu – mặt phẳng thu sẽ nghiêng một góc bằng đúng với vĩ độ vào thời điểm Xuân phân.

Vào giữa trưa, tia nắng vng góc với tấm thu. L < 0 ở bán cầu Nam.

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Cao độ giữa trưa βN - Altitude Angle:

Góc cao độ giữa trưa là góc giữa tia nắng mặt trời với mặt phẳng trái đất. 𝛽𝑁 = 90° − 𝐿 + 𝛿 (1.6)

Zenith – trục hướng tâm, vng góc với mặt phẳng trái đất (hay đường chân trời).

Hình 1.6: Hướng chiếu của ánh sáng Mặt Trời tới Trái Đất

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Góc nghiêng tấm pin mặt trời:

Để tia nắng mặt trời chiếu vng góc với dàn pin mặt trời thì góc nghiêng bằng:α = 90° − 𝛽𝑁= 90° − 49.6° = 41.4° (1.7)

Ví dụ: 𝛽𝑁 = 49.6°

1.2.2 Góc cao độ và góc phương vị Vị trí mặt trời trong ngày:

Vị trí mặt trời trong ngày được xác định theo góc cao độ β và góc phương vị ϕS β và ϕS phụ thuộc vào vĩ độ, ngày và giờ.

Góc phương vị (ϕS):

Góc phương vị (ϕS) > 0 vào buổi sáng. Góc phương vị (ϕS) < 0 vào buổi chiều. Lấy giờ giữa trưa là chuẩn.

Góc giờ H:

Là góc cần để trái đất quay cho đến khi mặt trời nằm ngay trên đường kinh độ mà bạn đang đứng.

Hình 1.8: Góc nghiêng của tấm pin

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Nếu xem trái đất quay một góc 15˚/giờ, thì:

Hình 1.10: Vị trí Mặt Trời theo góc cao độ và phương vị

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Sin 𝛽 = cos L.cos δ.cos H + sin L.sin δ (1.9) Sin 𝛷𝑆 = cos δ.sin 𝐻

cos 𝛽 (1.10)

H = góc giờ (độ) (<0 vào buổi chiều) L = vĩ độ (độ) (<0 ở bán cầu Nam)

Kiểm tra góc phương vị nhỏ hơn hay lớn hơn 90˚ theo phương Nam:

Nếu Cos H

≥

tan δ

tan 𝐿 => |𝛷𝑆| ≤ 90° (1.11) Nếu Cos H

≤

tan δ

tan 𝐿 => |𝛷𝑆| > 90° (1.12)

1.3 Số giờ nắng trong năm

1.3.1 Giờ mặt trời và giờ địa phương

Giờ mặt trời (ST): mọi thứ được đo tương đối so với mặt trời giữa trưa (khi mặt trời nằm trên đường kinh độ).

Giờ địa phương (CT): giờ tính theo kinh độ.

Khi trái đất di chuyển qua quỹ đạo của nó, sự khác biệt giữa một ngày 24 giờ và một ngày mặt trời thay đổi theo một biểu thức được gọi là phương trình của thời gian.

E = 9.87sin2B −7.53cosB −1.5sinB (1.13) B = 360

364(𝑛 − 1) n: số ngày.

Hình 1.11: Chênh lệch giữa giờ mặt trời và giờ địa phương vào một số ngày trong năm

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Kết hợp việc điều chỉnh kinh độ và phương trình thời gian cho chúng ta mối quan hệ cuối cùng giữa thời gian đồng hồ tiêu chuẩn địa phương (CT) và thời gian mặt trời (ST):

Giờ mặt trời (ST) = Giờ địa phương (CT) + 4 𝑚𝑖𝑛

độ (kinh độ giờ Meridian – kinh độ địa phương)° + E (phút)

Bức xạ phản xạ (Reflected radiation) IRC – phản chiếu từ bền mặt phản xạ

Cường độ bức xạ ngồi khí quyển I0:

Tính tốn cho ngày bầu trời quang đãng.

I0 là công suất bức xạ qua một đơn vị diện tích bên ngồi bầu khí quyển.

I0 phụ thuộc vào khoảng cách giữa trái đất và mặt trời (có thể ước định được theo từng ngày trong năm).

Hình 1.12: Các hướng của bức xạ đến tấm thu

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Bỏ qua các vết đen của mặt trời, I0 có thể tính: I0 = SC [1 + 0.034cos (360n

365)] (W/m2) (1.14)

Hằng năm, chỉ gần một nửa I0 truyền tới được bề mặt trái đất dưới dạng bức xạ trực tiếp (IBC).

Khi trời quang, bức xạ trực tiếp có thể lên đến 70% I0.

Có thể tính độ suy giảm cường độ bức xạ qua bầu khí quyển theo hàm mũ: 𝐼𝐵 = 𝐴𝑒−𝑘𝑚 (W/m2) (1.15)

𝐼𝐵 = cường độ bức xạ đến bề mặt trái đất. A = thơng lượng ngồi khí quyển.

k = độ sâu quang học. m = tỷ trọng khí quyển

Bức xạ trực tiếp IBC là hàm giữa của góc hợp bởi tia nắng và mặt phẳng thu: 𝐼𝐵𝐶 = 𝐼𝐵. 𝑐𝑜𝑠𝜃 (W/m2) (1.19)

Hình 1.13: Góc tới của tia sáng từ Mặt Trời

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Để đánh giá bức xạ tán xạ và tái phản xạ, chúng ta cần biết góc nghiêng của bộ thu.

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Như có thể thấy trong hình, trong khi trục quay có độ nghiêng bằng vĩ độ, trừ khi nó là mặt trời giữa trưa, chính bản thân bộ thu được nghiêng ở một góc lẻ so với mặt phẳng nằm ngang. Độ nghiêng hiệu dụng, là góc giữa bộ thu và mặt phẳng ngang, được cho bởi:

Ʃ𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑒 = 90 − 𝛽 + 𝛿 (1.24)

Các cơng thức tính bức xạ:

IBC = IBcos δ (1.25) IDC = C. IB[1+cos (90°−β+δ)

2 ] (1.26) IRC = ρ(IBH + IDH) [1−cos (90°−β+δ)

2 ] (1.27)

1.5.2 Hệ thống 2 trục xoay

IBC = IB (1.28) IDC = C. IB[1+cos (90°−β)

2 ] (1.29) IRC = ρ(IBH+ IDH) [1−cos (90°−β)

2 ] (1.30)

Hình 1.19: Tác động của góc giờ H tới bộ thu

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

CHƯƠNG 2: PIN QUANG ĐIỆN

2.1 Tế bào quang điện 2.1.1 Vật liệu

Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện) là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, dưới sự hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện.

Loại pin mặt trời thông dụng nhất hiện nay là loại sử dụng Silic tinh thể. Tinh thể Silic tinh khiết là chất bán dẫn điện rất kém vì các điện tử bị giam giữ bởi liên kết mạng, khơng có điện tử tự do. Khi bị ánh sáng hay nhiệt độ kích thích, các điện tử bị bứt ra khỏi liên kết, hay là các điện tử tích điện âm nhảy từ vùng hố trị lên vùng dẫn và để lại một lỗ trống tích điện dương trong vùng hoá trị. Lúc này chất bán dẫn mới dẫn điện.

Pin quang điện sử dụng vật liệu bán dẫn để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Các pin quang điện thường được làm từ các chất bán dẫn như Si, Se, Ga, Te, Cd… Hiện nay pin quang được đang được sử dụng nhiều nhất chủ yếu được làm bằng các silic tinh thể. Có 3 loại pin mặt trời làm từ tinh thể silic:

- Một tinh thể đơn hay tinh thể module. Loại này thường đắt tiền do được cắt từ các thỏi hình ống, tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module. - Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc từ silic nung chảy, sau đó được làm nguội và

làm rắn. Loại pin này thường rẻ hơn loại đơn tinh thể, nhưng lại có hiệu suất kém hơn.

Hình 2.1: Một tấm cell pin mặt trời

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

- Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Loại này thường có hiệu suất thấp nhất nhưng cũng là loại rẻ nhất trong các loại vì khơng cần phải cắt từ thỏi silicon.

Về bản chất pin quang điện là một điốt bán dẫn bao gồm hai tấm pin bán dẫn loại P và loại N đặt sát cạnh nhau, khác ở chỗ là pin quang điện có diện tích bề mặt rộng và có lớp N cực mỏng để ánh sáng có thể truyền qua. Trên bề mặt của pin quang điện có một lớp chống phản xạ vì khi chiếu ánh sáng vào pin mặt trời sẽ có một phần ánh sáng bị hấp thụ truyền qua lớp N và một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ ngược lại còn một phần ánh sáng sẽ đến được lớp chuyển tiếp, nơi có các cặp electron và lỗ trống nằm trong điện trường của bề mặt giới hạn. Với các bước sóng thích hợp sẽ truyền cho electron một năng lượng đủ lớn để thoát khỏi liên kết. Khi thoát khỏi liên kết dưới tác dụng của điện trường electron sẽ bị kéo về phía bán dẫn loại N, còn lỗ trống bị kéo về phía bán dẫn loại P. Khi đó nếu nối hai cực vào hai phần bán dẫn loại P và loại N sẽ đo được một hiệu điện thế. Giá trị của hiệu điện thế này phụ thuộc vào bản chất của chất làm bán dẫn và tạp chất được hấp thụ.

Hình 2.2: Cấu tạo của pin mặt trời

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Mức năng lượng:

Ở nhiệt độ khơng tuyệt đối Silicon là chất cách điện hồn hảo. Khơng có các electron tự do di chuyển xung quanh như kim loại. khi nhiệt độ tăng lên, một số electron sẽ được cung cấp đủ năng lượng để tự giải thoát khỏi hạt nhân của chúng hình

thành một dịng điện chạy quanh.

Ở trong kim loại có một dải năng lượng trong dây dẫn, cho phép dòng điện dễ dàng di chuyển trong đó. Trong chất bán dẫn, ở nhiệt độ khơng tuyệt đối thì khơng có

Hình 2.3: Dải năng lượng của kim loại và chất bán dẫn

Hình 2.4: Quá trình kết hợp của cặp hole – electron

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

electron tự do di chuyển ở trong dải băng, chất bán dẫn cách điện

.

Khi một photon có đủ năng lượng có thể tạo ra một cặp lỗ trống-electron như hình 2.4(a). Một electron có thể tái kết hợp với lỗ trống và giải phóng một photon của năng lượng hình 2.4(b).

Khi một lỗ trống được lấp đầy bởi một electron hóa trị gần đó, mơt lỗ trống mới lại xuất hiện để di chuyển. Do đó, các photon có đủ năng lượng để tạo ra một cặp lỗ trống – electron trong một chất bán dẫn. Các photon được đặc trưng bởi bước sóng hoặc tần số của chúng cũng như năng lượng của chúng, chúng có mối liên hệ qua cơng thức sau:

C = λv (2.1)

c là tốc độ của ánh sáng (3×108 m/s) v là tần số (Hz)

Hình 2.5: Các cặp lỗ trống – electron liên kết với nhau

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Mối nối P – N

zPin mặt trời là một bán dẫn gồm 2 lớp bán dẫn loại P và loại N kết nối với nhau. Một solar cell được tiếp xúc với photon với năng lượng ở dải năng lượng, một cặp lỗ trống – electron được tạo thành. Tuy nhiên, các electron đó có thể rơi ngược trở lại lỗ trống khiến cả hai điện tích đều biến mất.

Để tăng độ dẫn điện cho Silicon, các nhà khoa học đã “tạp chất hóa” nó bằng cách kết hợp nó với các vật liệu khác. Khi kết hợp Silicon với các vật liệu khác tạo ra được nhiều lỗ trống và electron.

Hình 2.6: Mức năng lượng của các chất bán dẫn

Hình 2.7: Silic hố trị IV kết hợp với nguyên tố hoá trị V

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

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

Để tạo ra lớp bán dẫn loại N, ta dùng Si có hóa trị IV kết hợp với một nguyên tố có hóa trị V như Phơtpho. Khi đó các ion của 2 ngun tử kết hợp với nhau, do P có hóa trị V nên cịn một electron tự do bên ngồi. Electron tự do tạo thành một lớp bao quanh bên ngoài lớp N.

Để tạo ra lớp bán dẫn loại P, ta dùng Si có hóa trị IV kết hợp với một nguyên tố có hóa trị III. Khi đó các ion của 2 nguyên tử kết hợp với nhau, do nguyên tố có hóa trị III nên khi 2 nguyên tử kết hợp có một lỗ trống tự do ở bên ngoài. Các lỗ trống liên kết với nhau tạo nên một lớp mỏng trên bề mặt lớp P.

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Khi đường giao nhau giữa 2 bán dẫn p –n được hình thành, các lỗ trống ở lớp p di động về phía lớp n, cịn các electron di động về phía lớp p. Khi chúng xuyên qua mối giao nhau giữa 2 lớp p – n, trường điện tích tụ lại và phản ứng nhanh chóng.

2.1.2 Đặc tính làm việc của pin mặt trời

Đặc tính làm việc của pin mặt trời thể hiện qua hai thông số là điện áp hở mạch lớn nhất VOC lúc dòng ra bằng 0 và dòng điện ngắn mạch Isc khi điện áp ra bằng 0.

Cơng suất của pin được tính bằng cơng thức:

P = I (2.3)

Hình 2.11: Đặc tuyến làm việc I-V của pin mặt trời

Hình 2.10: Sơ đồ tương đương của pin mặt trời

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Khi được chiếu sáng thì pin quang điện phát ra một dịng quang điện 𝐼𝑆𝐶 vì vậy pin mặt trời được xem như một nguồn dịng. Lớp tiếp xúc p – n có tính chất chỉnh lưu tương đương một điốt. Tuy nhiên khi phân cực ngược, do diện tích tiếp xúc có giới hạn nên cũng có một dịng điện rị qua nó. Đặc trưng cho dòng điện rò qua lớp tiếp súc p – n là điện trở 𝑅𝑆𝐻.

Dòng quang điện chạy trong mạch phải qua lớp bán dẫn p, n và các điện cực, các tiếp xúc…. Đăc trưng cho tổng các điện trở của các lớp đó là điện trở 𝑅𝑆 mắc nối tiếp trong mạch.

Từ sơ đồ tương đương, ta có phương trình đặc trưng V-I của pin mặt trời như sau:

2.1.3 Những yếu tố bên ngồi ảnh hưởng tới pin mặt trời

Khí hậu thời tiết ảnh hưởng rất lớn đối với hoạt động của pin mặt trời. Trong đó nhiệt độ và cường độ ánh sáng là những yếu tố tiêu biểu ảnh hưởng mạnh nhất tới đặc tính I – V của pin mặt trời dẫn tới thay đổi về điểm làm việc có công suất lớn nhất MPP của pin mặt trời.

Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng:

Dòng ngắn mạch 𝐼𝑆𝐶 tỉ lệ thuận với cường độ bức xạ chiếu sáng. Cường độ bức xạ càng lớn thì dịng ngắn mạch 𝐼𝑆𝐶 càng lớn và ngược lại. Do dòng điện và điện áp tăng dẫn tới công suất hoạt động của pin cũng tăng, điểm công suất cực đại MPP tăng

lên di chuyển về phía trên khi cường độ bức xạ chiếu sáng tăng lên.

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Khi nhiệt độ tăng thì điện áp hoạt động của pin mặt trời giảm mạnh, còn dịng điện thì tăng ít.

Cơng suất của pin mặt trời giảm khi nhiệt độ tăng.

2.2 Cell, Module, Array

Thành phần cơ bản của hệ thống PV là tế bào quang điện, hay còn gọi là tế bào năng lượng mặt trời. Một Solar cell là một thiết bị bán dẫn có thể chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng thông qua “Hiệu ứng quang điện” (chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện).

Hình 2.12: Sự phụ thuộc của đặc tính I –V trong pin mặt trời vào cường độ bức xạ mặt trời

Hình 2.13: Sự phụ thuộc của đặc tính I – V vào nhiệt độ môi trường

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Solar cell là phần tử nhỏ nhất cấu tạo thành pin mặt trời, các tế bào pin mặt trời ghép nối lại với nhau tạo thành 1 module. Một module thường có 36 cell kết nối với nhau.

Khi pin quang điện được kết nối theo chuỗi, tất cả đều có dịng điện bằng nhau và điện áp tại các solar cell liên kết với nhau là khác nhau.

Hình 2.14: Photovoltaic cells, Module, Array

Hình 2.15: Đặc tuyến I –V của pin mặt trời theo từng cell

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Với số lượng cell kết nối với nhau ta thu được giá trị điện áp tương ứng với số cell được liên kết với nhau. Giá trị điện áp module:

Vmodule = n.(Vd – IRS) (2.5)

Để xây dựng một hệ thống có cơng suất lớn ta cần ghép các module lại với nhau tạo thành chuỗi Array. Có hai cách ghép phổ biến đó là ghép nối tiếp và ghép song song. Các module có thể được ghép nối tiếp với nhau để tăng điện áp hoặc ghép song song với nhau để tăng dòng điện. Yếu tố quan trọng trong việc thiết kế hệ thống PV là phải xác định được số lượng module cần để ghép nối tiếp nhau hay song song để cung cấp đủ công suất cần thiết.

Với các module mắc nối tiếp, đường cong đặc tuyến I – V được thêm vào dọc theo trục điện áp. Tức là, dòng điện qua các modele là bằng nhau còn điện áp chính là tổng điện áp của các module riêng lẻ cộng lại với nhau.

Hình 2.16: Các module được ghép nối tiếp với nhau

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Với các module mắc song song với nhau, thì điện áp rơi trên mỗi module là bằng nhau, dòng điện tổng là dòng qua các module cộng lại với nhau. Tại một giá trị điện áp bất kỳ, đường cong đặc tuyến I – V trong ghép song song thể hiện giá trị dòng điện trên các module riêng lẻ tại giá trị điện áp đó.

Khi cần năng suất cao, hệ thống được ghép nối hỗn hợp, có nghĩa là hệ thống được ghép nối tiếp và song song với nhau. Tổng đường cong I – V trong hệ thống là tổng đường cong I –V của các module riêng lẻ.

Hiện nay cách ghép hỗn hợp đang được áp dụng chủ yếu khi lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời. Cách ghép nối hỗn hợp mang lại hiệu suất cao hơn đáp ứng nhu cầu đầu ra của hệ thống.

Hình 2.17: Các module được ghép song song với nhau

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

2.3 Hệ thống PV

Hệ thống pin mặt trời (hệ PV – photovoltaic system) được chia thành 2 loại cơ bản:

- Hệ PV làm việc độc lập. - Hệ PV làm việc nối lưới.

Hệ PV độc lập thường được sử dụng ở ngững vùng xa xôi hẻo lánh, nơi mà lưới điện không kéo đến được.

Với hệ PV làm việc nối lưới, mạng lưới pin mặt trời được mắc với lưới điện qua bọ biến đổi mà không cần bộ dự trữ năng lượng. Trong hệ này, bộ biến đổi DC/AC làm việc với lưới phải đồng bộ với lưới điện về tần số và điện áp.

Hình 2.19: Hệ thống PV làm việc độc lập

Hình 2.20: Hệ thống PV nối lưới đơn giản

80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM80Thursday, June 13, 20249:51:32 PM9:51:32 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM80Thursday, June 13, 20249:51:33 PM9:51:33 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM80Thursday, June 13, 20249:51:34 PM9:51:34 PM

80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM80Thursday, June 13, 20249:51:35 PM9:51:35 PM

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

</div>

thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời

<b>KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN </b>

<b>KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

<b>THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI </b>

<b>GVHD : TS. BẠCH THANH QUÝ SINH VIÊN : NGÔ MẠNH HÙNG MSSV : 15018091 </b>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

<b>PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP </b>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

<b>LỜI MỞ ĐẦU </b>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI </b>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

<i>d</i>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

≥

≤

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

<b>CHƯƠNG 2: PIN QUANG ĐIỆN </b>

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

.

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

80puy hoaeh uhat trieh xah xuat lam hohg hghieu eho xa lam xc huyeh ba thuoe tihh thchh hoc gici doah 2019 2029Thursday, June 13, 2024

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về