slide bảo vệ đồ án Nghiên cứu ứng dụng điện mặt trời cung cấp cho phòng máy chủ trường đại học nha trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP
CHO PHÒNG MÁY CHỦ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
CAO VĂN THỊNH
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
Ts.Trần Tiến Phức
Khánh Hòa, ngày 25 tháng 6 năm 2015
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện – Điện Tử)
1
NỘI DUNG CHÍNH
I. PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
IV. Ý NGHĨA THỰC TIỄN VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
2
I. PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1. PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (SOLAR) - PNLMT
3
Cấu tạo gồm 2 lớp bán dẫn tiếp xúc
nhau, một lớp bán dẫn loại p ( đa
số là lỗ trống mang điện tích +) và
một lớp bán dẫn n ( đa số là
electron mang điện tích -)
Hấp thụ ánh sáng Mặt Trời và
sinh ra dòng điện một chiều.
Điện áp và dòng phụ thuộc và tỉ
lệ thuận vào cường độ nắng/bức

xạ từ Mặt Trời.
Vật liệu chủ yếu để sản xuất pin
Mặt Trời là silic, hiệu suất của
một tinh thể silic là 16%
4
Để tăng hiệu suất người
ta đã ghép pin quang
điện từ nhiều lớp khác
nhau.
II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
5
I. PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
3. ỨNG DỤNG
6
Sản xuất điện năng cho các
thiết bị
Thay thế nhiện liệu hóa thạch
trên các phương tiện
7
II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
1. Hệ thống điện Mặt Trời độc lập (off grid solar system)
8
II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
2. Hệ thống điện Mặt Trời nối lưới (on grid solar system)
9
II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
3. Hệ thống điện Mặt Trời hòa lưới có lưu trữ
10
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
1. Lựa chọn hệ thống


Hệ Thống Pin
Mặt Trời
Bộ Hòa Lưới
Bộ Điều
Khiển Sạc
Hệ Thống
ACU
Bộ Nghịch
Lưu
Phòng Máy
Chủ
Lưới Điện
Quốc Gia
11
2. Tính toán cấu hình hệ thống
Phòng Máy chủ được cung cấp bởi nguồn điện xoay chiều 3 pha 4 dây,
(chỉ dùng pha A và pha B, pha C không sử dụng) và riêng hệ thống máy
lạnh được cấp từ một nguồn riêng.
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
12
Từ kết quả đo đạc ta tính được tổng điện năng tiêu thụ của Phòng Máy chủ
trong ngày là: 115,973 (kW)
2.1. Tính toán số tấm pin
Số Watt-hour các tấm pin Mặt Trời = 1.3 x tổng số Watt-hour toàn tải sử dụng:
=1.3 x 115,973 = 150,765 (kWh)
Tổng Wp của PV panel = = 18,845 kWp = 18845 (Wp)
Số giờ nắng tại Nha Trang là từ 8 đến 10 giờ trong ngày.
Chọn loại PV 270Wp theo hệ thống sản phẩm của Công ty cổ phần Năng lượng Mặt
Trời Đỏ thì số PV cần dùng là: = 70 (tấm)

III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
13
150,765
8
18845
270
2.2. Tính toán bộ Inverter
Trong hệ thống có mấy điều hòa với dòng khởi động gấp 2 đến 5 lần
dòng định mức:
2,228 x 5 = 11,14 (kW)
Như vậy chọn bộ Inverter có công suất 12 (kW)
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
14
2.3. Tính toán hệ thống Ắc quy
Dung lượng Ắc quy : = 4737 (Ah)
Với yêu cầu phải cấp điện 17 tiếng kể từ khi mất điện, kết hợp với thời gian
có nắng trong ngày ta cần phải cấp điện 12 tiếng (0,5 ngày):
Dung lượng Ắc quy: 4737 x 0,5 = 2368 (Ah)
Chon Ắc quy 200Ah, như vậy số Ắc quy 48V/200Ah cần: = 12 (bình)
Tuy nhiên điện áp thực tế của Ắc quy chỉ là 12V vậy là cần 4 bình
12V/200Ah mắc nối tiếp.
Vậy số Ắc quy 12V/200Ah cần là 12 x 4 = 48 (bình)
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
15
115,973
48 0,85 0,6× ×
2368
200
2.4. Tính toán bộ điều khiển sạc Ắc quy
Cách đơn giản để tính bộ nạp Ắc quy là lấy công suất nạp chia cho điện áp hệ

thống: = 393 (A)
Như vậy chọn bộ sạc 400 (A) là an toàn.
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
16
18845
48
II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
2.5. Tính toán bộ hòa lưới
Chọn hệ thống hòa lưới lớn hơn công suất tiêu thụ tại thời điểm lớn nhất
của hệ thống tải: 5,103 kW
Ta chọn bộ hòa lưới 5500W
17
3. Kết quả tính toán
70 tấm pin quang điện
Bộ Inverter 12kW
48 bình ắc quy 12V/200Ah
4 bộ sạc ắc quy 48V/100A
Bộ hòa lưới 5500W
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
Hệ thống điện
Mặt Trời cung
cấp cho Phòng
Máy chủ
18
4. Dùng phần mềm kiểm tra
PV Calculator là phầm mềm tính toán hệ thống điện Mặt Trời được cung
cấp trên website: />III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
19
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
20

5. Khảo sát hiệu suất năng lượng của bộ BACK UPS PRO 1400
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
21
BACK-UPS PRO 1400 là bộ UPS của hãng APC có công suất
1400VA.
Khảo sát với tải là 10 bóng đèn sợi đốt, công suất mỗi bóng là 75W
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
22
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
23
5.1 Kết quả khảo sát UPS 1

BẢNG ĐO
GIÁ TRỊ

GIÁ TRỊ VÀO

GIÁ TRỊ RA
UPS 1

U (V) I (A) P (W) U (V) I (A) P (W)
LẦN 1 23 39,8 915,4 232,7 3,4 719,18
LẦN 2 23 40,8 938,4 230,2 3,35 771,17
LẦN 3 23 41,4 952,2 228,3 3,36 767,09
LẦN 4 23 41,6 956,8 227,3 3,38 768,27
LẦN 5 23 41,5 954,5 227,3 3,35 761,46
Hiệu suất chuyển đổi năng
lượng của UPS 1 là 80,28%
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
24

Hiệu suất chuyển đổi năng
lượng của UPS 2 là 70,79%
5.2 Kết quả khảo sát UPS 2

BẢNG ĐO
GIÁ TRỊ

GIÁ TRỊ VÀO

GIÁ TRỊ RA
UPS 2

U (V) I (A) P (W) U (V) I (A) P (W)
LẦN 1 22 49,3 1084,6 229,5 3,5 803,25
LẦN 2 22 50,8 1117,6 227,8 3,4 774,52
LẦN 3 22 49,6 1091,12 229,2 3,4 779,28
LẦN 4 22 47,6 1047,2 229,5 3,4 708,3
LẦN 5 22 49,5 1097,8 230,7 3,4 784,38
III. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CUNG CẤP CHO PHÒNG MÁY CHỦ
25