PIN MẶT TRỜI VÀ VẤN ĐỀ TÌM ĐIỂM LÀM VIỆC CỰC ĐẠI

Nguồn phân tán
Nguồn truyền thống
Nguồn phi truyền thống
Turbine khí
tự nhiên
Điện hóa
Tích trữ
Năng lượng tái tạo
Pin nhiên liệu
Ắc quy
Bánh đà
Quang điện
Turbine gió
1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG
TỪ PIN MẶT TRỜI
1.1. Tổng quan hệ nguồn phân tán trong hệ thống điện
Nguồn sơ cấp tạo ra năng lượng phổ biến hiện nay là hydrocarbon dựa trên
nhiên liệu hóa thạch. Nguồn nhiên liệu này làm gia tăng ô nhiễm môi trường do tạo
nên carbon dioxide làm môi trường ấm lên. Tương lai, nguồn nhiên liệu này cũng chỉ
có một giới hạn nhất định khi đáp ứng cho các phụ tải ngày càng tăng. Những lý do
này đã làm thay đổi cách nhìn nhận về năng lượng tái tạo như gió, mặt trời, thủy triều,
pin nhiên liệu. Những nguồn này được biết đến như nguồn năng lượng xanh thân thiện
với môi trường. Nguồn năng lượng này có thể được lắp đặt trong các khu dân cư để
đáp ứng cho các phụ tải tiêu dùng trực tiếp hoặc phát vào lưới điện với tên gọi là
nguồn phân tán DG (Distributed Generation).
Trong hệ thống nguồn phân tán, công suất từ các nguồn này tương đối nhỏ,
phân bố ở nhiều địa điểm khác nhau. Hình 1.1 cho thấy sự phân loại DG theo công
nghệ. [1-2]
a. Phân loại DG theo công nghệ

Nguồn PV
Bộ điều khiển
Ắc quy
Máy bơm nước
Phụ tải khác
Hình 1. 2. Nguồn PV trong mạng điện cô lập
2
b. Mạng điện phân tán thông minh
Hình 1. 1. Nguồn DG và mạng điện phân phân tán thông minh
1.2. Phân loại hệ thống khai thác nguồn PV
1.2.1. Hệ thống cô lập
Hình 1.2 cho thấy có thể sử dụng tấm pin mặt trời để hoạt động cho các máy
bơm nước, nạp điện cho ắc quy hoặc các phụ tải lân cận khác. [1]
3
1.2.2. Hệ thống ghép
Nguồn pin mặt trời độc lập đã thể hiện nhược điểm là bị mất hoàn toàn vào
những thời điểm không có bức xạ mặt trời. Vào những thời điểm này, các phụ tải vẫn
yêu cầu được cấp điện nên cần phải có các nguồn khác thay thế hình 1.3. [1]
a. PV-diesel nối tiếp
b. PV diesel chuyển đổi
c. PV-diesel song song
Hình 1. 2. Hệ thống PV ghép
4
1.2.3. Nguồn PV kết nối lưới
Đối với nguồn PV kết nối lưới, các tấm pin mặt trời có thể liên kết với nhau để
tạo ra công suất đủ lớn. Điều này có thể thấy trên hình 1.4. [1]
a. Bộ nghịch lưu tập trung
b. Nhiều bộ DC/DC
c. Nhiều bộ nghịch lưu
Hình 1. 3. Nguồn PV kết nối lưới qua các bộ biến đổi

5
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
Trong mục 1.2 ở trên, ta thấy rằng mỗi dạng khai thác năng lượng từ pin mặt
trời có những đặc điểm riêng, đáp ứng cho các yêu cầu riêng.
Cho đến nay, kỹ thuật ghép nối pin mặt trời vào lưới điện thông qua các bộ biến
đổi cũng là một vấn đề hết sức quan trọng và vẫn còn nhiều bài toán cần giải quyết
như góc phát, tần số, module để hòa lưới phù hợp nhất. Trong khi bài toán khai thác
trong mạng điện cô lập với vấn đề khai thác điểm làm việc cực đại lại mang một ý
nghĩa quan trọng khác để khẳng định lợi ích của kỹ thuật khi đem lại cho lợi ích kinh
tế. Bản thân chi phí đầu tư cho tấm pin mặt trời thương mại hiện nay là khá lớn, nếu
không được sự ủng hộ của các nhà làm chính sách như trợ giá, tăng cường đầu tư công
để làm cho chi phí trên một đơn vị điện năng giảm xuống thì pin mặt trời khó có thể
phổ biến và cạnh tranh được với các nguồn năng lượng khác.
Hiện nay, hiệu suất chuyển đổi từ quang năng thành điện năng khá thấp nên
khai thác được hết phần năng lượng điện khả dụng cũng đem lại khả năng thích nghi
cao hơn cho loại nguồn này trong hệ thống điện. Do đó, luận văn sẽ tập trung vào việc
dò tìm điểm làm việc cực đại, vấn đề khai thác năng lượng từ pin mặt trời thông qua
các bộ biến đổi.
6
CHƯƠNG 2
PIN MẶT TRỜI VÀ VẤN ĐỀ TÌM ĐIỂM LÀM VIỆC CỰC ĐẠI
2.1. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của pin mặt trời [1-5]
2.1.1. Cấu tạo
Pin mặt trời được sản xuất từ chất bán dẫn silic tinh khiết. Để làm pin Mặt trời
từ bán dẫn tinh khiết phải làm ra bán dẫn loại n và bán dẫn loại p rồi ghép lại với nhau
cho nó có được tiếp xúc p - n.
Pin mặt trời từ tinh thể silic chia ra thành 3 loại:
- Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski.
Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%. Chúng thường rất mắc tiền do được cắt từ
các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module.

- Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc-đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm
nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém
hơn. Tuy nhiên chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn
tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
- 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, tuy nhiên loại này rẻ nhất trong các loại vì
không cần phải cắt từ thỏi silicon.
2.1.2. Nguyến lý hoạt động
- Nguyên lý hoạt động: Pin mặt trời làm việc theo nguyên lý biến đổi trực tiếp
năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện.
- Khi tiếp giáp p-n nhận tia bức xạ mặt trời, điện tử ở vùng hóa trị hấp thụ năng
lượng photon hv và chuyển lên vùng dẫn tạo ra cặp hạt dẫn điện tử - lỗ trống e
-
- h
+
,
7
nghĩa là tạo ra một điện thế. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng quang điện bên trong.
Hình 2. 1. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời.
2.2. Mô hình hóa pin mặt trời [2]
2.2.1. Mô hình phi tuyến
a. Sơ đồ thay thế
8
b. Đường cong V-I và đường cong P-V
Hình 2. 2. Mô hình phi tuyến một diode
2.2.2. Mô hình tuyến tính từng đoạn
Mô hình này được mô tả trên hình 2.3 vẫn bao gồm một điện trở nối tiếp R
S
, R
p

và các diode.
a. Sơ đồ thay thế
b. Đường cong V-I và đường cong P-V
Hình 2. 3. Mô hình tuyến tính từng đoạn
2.2.3. Mô hình hình chữ nhật
a. Sơ đồ thay thế
9
b. Đường cong V-I và đường cong P-V
2.2.4. Các bước mô tả toán học
2.3. Các đặc trưng của pin mặt trời
2.3.1. Các thông số của pin mặt trời
2.3.1.1. Thông số rút ra từ đường cong I-V
Điểm công suất tối đa: Là điểm hoạt động ở vị trí (Vmax, Imax) nơi điện trở
tiêu tán một cách tối đa.
P
max
= I
max
.V
max
(2- 11)
Hiệu suất : là tỷ số giữa công suất Pmax với công suất tới của ánh sáng mặt trời.
η =

=

(2- 12)

Trong đó: G

a
Cường độ bức xạ của môi trường xung quanh.
Hệ số điền đầy: Là tỷ số giữa công suất P
max
có thể truyền qua tải với cống suất
đầu ra.
FF=

= (2- 13)
Khả năng điền đầy là một biện pháp của đặc tính I-V khả năng điền đầy có thể
lớn hơn 0.7 với pin năng lượng tốt. Khi nhiệt độ giảm đi đông nghĩa với khả năng điền
đầy kém đi.
2.3.1.2. Dòng ngắn mạch I
sc

Hình 2. 4. Sơ đồ tương đương pin mặt trời khi xét chế độ ngắn mạch và hở
(2- 14)
10
2.3.1.3. Điện áp hở mạch V
oc
Thế hở mạch V
OC
là hiệu điện thế được đo khi mạch ngoài của pin mặt trời hở
mạch (R = ∞). Khi đó dòng mạch ngoài I = 0. Đặt giá trị đó của dòng mạch ngoài vào
(2.14) và giả thiết R
sh
rất lớn ta được biểu thức xác định V
OC
như sau:
2.3.2. Sự ảnh hưởng của cường độ bức xạ và nhiệt độ đến chế độ làm việc của

nguồn PV [5]
Hình 2. 5. Sự thay đổi của đường cong V-I và P-V theo cường độ bức xạ
Hình 2. 6. Sự thay đổi của đường cong V-I và P-V theo nhiệt độ
2.4. Ghép nối khối pin mặt trời
2.4.1. Ghép nối tạo module
Để đưa năng lượng mặt trời dưới dạng nặng lượng bức xạ vào quá trình quang
năng biến đổi thành năng lượng được thực hiện bằng cách chế tạo các cell PV rồi kết
nối lại thành các module từ các module ta kết nối thành các array theo nhiều phương
pháp khác nhau nhằm đạt được điện áp đầu ra theo mong muốn.
11
Hình 2. 7. Mô hình kết nối một hệ thống PV
Trong thực tế với mỗi một cell PV chỉ có thể tạo ra một điện áp đầu ra ít hơn
1V (thường là 0.5V hay 0.6V) cho mỗi tinh thể silicon (Si) của pin PV. Để đáp ứng
được điện áp đầu ra các Pin PV được kết nối lại với nhau để có thể đạt được mức điện
áp đầu ra theo yêu cầu thiết kế. Khi kết nối lại các Pin PV được đặt lại trong một
khung (khối) chúng được gọi là module.
Hình 2. 8. Các module PV bao gồm chi nhánh N
PM
song song, mỗi N
SM
các tế bào
năng lượng mặt trời trong loạt.
Hình 2.11 cho thấy sự thay đổi điện áp tương ứng với số cell trong module.
Hình 2. 9. Đặc tính điện áp ra tương ứng số lượng cell
12
2.4.2. Ghép nối các module tạo thành hệ thống mảng (Array)
2.4.2.1. Ghép nối tiếp các module
a. Ghép nối tiếp các module pin mặt trời giống nhau
b. Ghép nối tiếp các module không giống nhau
2.4.2.2. Ghép song song các module

a. Ghép song song các module pin mặt trời giống nhau
b. Ghép song song các module không giống nhau
2.5. Sự tồn tại của điểm làm việc cực đại
Xét một đường đặc trưng VA của pin mặt trời đối với một cường độ bức xạ cho
trước và ở nhiệt độ xác định. Nếu các cực của pin mặt trời được nối với một tải tiêu
thụ điện R thì điểm cắt nhau của đường đặc trưng VA của pin mặt trời và đường đặc
trưng của tải trong toạ độ OIV là điểm làm việc của pin mặt trời. Nếu tải tiêu thụ điện
của một pin mặt trời là một tải điện trở Ohm thuần, thì đường đặc trưng tải là một
đường thẳng qua gốc toạ độ và có độ nghiêng α đối với trục OV và tgα = 1/R trên
(hình 2.22). (theo định luật Ohm ta có I = V/R). Trong trường hợp này, công suất pin
mặt trời cấp cho tải chỉ phụ thuộc vào giá trị điện trở R.
Trong toạ độ OIV, công suất pin mặt trời cấp cho tải R bằng diện tích hình chữ
nhật giới hạn bởi hoành độ và tung độ của điểm làm việc. Với các giá trị R khác nhau,
các điểm làm việc sẽ khác nhau và do đó công suất tải tiêu thụ cũng khác nhau. Tồn tại
một giá trị R = R
OPT
mà tại đó công suất tải tiêu thụ là cực đại. Điểm làm việc ứng với
công suất cực đại, điểm A trên (hình 2.22), là điểm tiếp xúc giữa đường đặc trưng VA
của pin mặt trời và đường công suất không đổi (Đường công suất không đổi IV=const
là các đường hypecbol).
Gía trị của điện trở tải tối ưu R
OPT
được xác định từ các thế và dòng của nó theo
định luật Ohm:
(2- 40)
ở điều kiện cường độ bức xạ không đổi và ở nhiệt độ cho trước có:
- Nếu điện trở tải R nhỏ, R < R
opt
, pin mặt trời sẽ làm việc trong miền MN (hình
2.22) là miền mà cường độ dòng điện gần như không đổi và gần bằng dòng ngắn mạch

I
SC
.
13
- Nếu điện trở tải R lớn, R > R
opt,
pin mặt trời làm việc trong miền PS (hình 2.22),
với hiệu điện thế gần như không đổi và bằng thế hở mạch V
OC
.
Rõ ràng là pin mặt trời chỉ làm việc có hiệu quả khi tải tiêu thụ điện có giá trị lân
cận R
OPT.
. Điều này không phải lúc nào cũng dễ dàng đạt được bởi vì điểm làm việc
ngay đối với một máy tiêu thụ điện cũng thay đổi. Ngoài ra bức xạ mặt trời và nhiệt độ
của môi trường thay đổi liên tục theo thời gian, nên đường đặc trưng VA của pin mặt
trời cũng thay đổi và do đó làm dịch chuyển điểm làm việc ra khỏi điểm làm việc tối
ưu.
Hình 2. 10. Điểm làm việc và điểm làm việc công suất cực đại
Tấm pin mặt trời
Bộ biến đổi DC/DC
Bộ theo dõi điểm làm việc cực đại
Phụ tải xoay chiều
Tín hiệu điều khiển
Mặt trời
Hình 3. 1. Mô hình khai thác nguồn pin mặt trời độc lập
Bộ biến đổi DC/AC
Phụ tải một chiều
14
CHƯƠNG 3

HỆ THỐNG KHAI THÁC NGUỒN PIN MẶT TRỜI ĐỘC LẬP
3.1. Mô hình hệ thống khai thác
Mô hình khai thác năng lượng từ nguồn pin mặt trời độc lập được cho trên hình
3.1. [10-11]
Các thành phần trong sơ đồ như sau:
Bộ biến đổi DC/DC: biến đổi điện áp một chiều thành điện áp một chiều theo
yêu cầu vận hành (có thể tăng áp, giảm áp).
Bộ biến đổi DC/AC: biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều theo
yêu cầu của phụ tải (về biên độ và tần số).
Bộ theo dõi điểm làm việc cực đại: làm cho điểm vận hành của hệ thống luôn
rơi vào điểm công suất cực đại của tấm pin mặt trời. Hiện nay, để khai thác điểm cực
đại này thì có thể thực hiện xoay dàn pin theo hướng mặt trời hoặc điều khiển bộ biến
đổi DC/DC thông qua tín hiệu điều khiển. Cũng tùy theo phương pháp điều khiển mà
tín hiệu đầu vào có thể khác nhau. Điều này sẽ được làm rõ trong các mục tiếp theo.
3.2. Bộ biến đổi và vấn đề điều khiển bộ biến đổi trong hệ thống khai thác nguồn
pin mặt trời


V
0
V
1
I
1
I
0

15
3.2.1. Bộ biến đổi DC/DC
Hình 3. 1. Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi DC-DC

Các bộ biến đổi DC-DC có thể chia thành hai loại:
- Bộ tăng áp V
0
> V
1
(Boost Converter)
- Bộ giảm áp V
0
< V
1
(Buck Converter).
3.2.1.1. Nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp không cách ly [1]
Bản thân các module pin mặt trời có điện áp không cao, khi ghép nối tiếp thì
điện áp của dàn pin cũng không cao trong khi yêu cầu của phụ tải lại cần điện áp cao,
lúc này phải sử dụng bộ tăng áp (hình 3.3).
Hình 3. 2. Sơ đồ nguyên lý bộ tăng áp DC-DC và khi K đóng, mở
3.2.1.2. Nguyên lý hoạt động của bộ giảm áp không cách ly [1]
Khóa K trong mạch là những khóa điện tử BJT, MOSFET, hay IGBT. Mạch Buck
có chức năng giảm điện áp đầu vào xuống thành điện áp nạp ắc quy. Khóa transitor
16
được đóng mở với tần số cao. Hệ số làm việc D của khóa được xác định theo công
thức sau:
t¾cdãngon
on
f.T
T
T
D
==
(3- 7)

Hình 3. 3. Sơ đồ nguyên lý bộ giảm áp
Hình 3. 4. Dạng sóng điện áp và dòng điện của mạch Buck
K
D
C1 C2
Hình 3. 6. Bộ biến đổi DC/DC không cách ly
17
3.2.1.3. Nguyên lý hoạt động của bộ DC/DC cách ly [1, 8]
Đây là kiểu nguồn xung truyền công suất dán tiếp thông qua biến áp. Cho điện
áp đầu ra lớn hơn hay nhỏ hơn điện áp đầu vào. Từ một đầu vào có thể cho nhiều điện
áp đầu ra.
3.2.2. Bộ nghịch lưu áp 1 pha [3, 5]
3.2.2.1. Sơ đồ nghịch lưu áp 1 pha
Hình 3. 5. Sơ đồ và giản đồ điện áp nghịch lưu 1 pha
Bộ nghịch lưu cũng có thể mắc dưới dạng mạch cách ly (hình 3.9).
Hình 3. 6. Sơ đồ và giản đồ điện áp nghịch lưu cách ly
18
Hỡnh 3. 7. S v gin in ỏp- nghch lu ỏp na cu
3.2.2.2. Phõn tớch b nghch lu ỏp 1 pha
3.2.2.3. Phng phỏp iu khin b nghch lu ỏp
a. iu khin b nghch lu bng phng phỏp SPWM
b. Nguyờn lý lm vờc

Hỡnh 3. 8. Thứ tự sắp xếp các xung
hình chữ nhật cùng biên độ tơng đ-
ơng với sóng hình sin
a) sóng hình sin
b) đồ thị sóng tơng đơng của
SPWM
Hỡnh 3. 9 Phơng pháp điều chế độ

rộng xung và đồ thị kiểu một cấp
a)Sóng truyền tải tam giác và sóng
điều chế hình sin
b)Đồ thị sóng đầu ra SPWM
19
c. Quan hệ giữa điện áp đầu ra và độ rộng xung của bộ nghịch lưu
Trong hệ thống điều tốc biến tần, động cơ phụ tải được dẫn động nhờ tiếp nhận
điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu, đối với động cơ mà nói phần có ích chỉ là điện áp cơ
bản, vì vậy cần phải phân tích đồ thị điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu . Lấy đồ thị đầu ra
của bộ SPWM kiểu một cực để xem xét giá trị biên độ xung của nó là U
s
/2. Trong bán
chu kỳ của hình sóng có N xung, mỗi xung có chiều rộng khác nhau, nhưng khoảng
cách trung tâm của nó là như nhau và bằng π/N rad, bằng chu kỳ của sóng tải tam giác.
d. Điều kiện ràng buộc khi điều chế độ rộng xung
Dựa vào đặc điểm độ rộng xung, công tắc của mạch điện chính bộ nghịch lưu
trong nửa chu kỳ điện áp đầu ra của chúng phải đóng mở N lần, còn năng lực đóng mở
của bản thân công tắc phụ thuộc vào khả năng chuyển đổi cuả nó và cấu trúc của mạch
điện chính.Vì vậy kỹ thuật điều chế độ rộng xung khi ứng dụng vào điều chế độ rộng
xung của dòng xoay chiều tất yếu phải chịu một điều kiện ràng buộc, chủ yếu có hai
điểm sau đây .
3.3. Bộ theo dõi điểm làm việc cực đại
3.3.1. Bộ điều chỉnh góc nghiêng cho pin mặt trời [6]
Các hệ thống có bộ định hướng có thể đạt công suất gần như tối đa suốt
thời gian hoạt động vào những ngày nắng, quang mây trong khi hệ thống có mặt
thu cố định chỉ đạt công suất tối đa trong một vài giờ trong giữa ngày.
Hệ thống PV có bộ định hướng theo vị trí mặt trời sẽ nhận được nhiều năng
lượng hơn so với hệ thống có mặt thu cố định vào các giờ buổi sáng và buổi chiều.
Có thể thiết kế hệ thống định hướng theo một trục (theo vị trí mặt trời từ Đông
sang Tây bằng cách sử dụng một trục duy nhất) hoặc hệ thống định hướng theo hai

trục (theo vị trí mặt trời từ Đông sang Tây, và phía Bắc đến phía Nam bằng cách sử
dụng hai trục quay) như trên hình 3.17.
Điều đó chỉ ra rằng các dàn pin có bộ định hướng sẽ cần công suất đặt nhỏ hơn
so với các dàn pin lắp cố định mà vẫn sản ra cùng mức điện năng.
20
Hình 3. 10. Cơ cấu điều chỉnh góc nghiêng cho tấm pin mặt trời
Phương pháp điều chỉnh này có nhược điểm là đòi hỏi phải có tính toán khá
phức tạp, tốn năng lượng cho việc điều chỉnh góc nghiêng và góc quay nên thường chỉ
áp dụng cho nhà máy điện lớn.
3.3.2. Điều chỉnh điểm làm việc trên đường cong đặc tính [7]
Do có sự tồn tại của 1 điểm trên đường cong I-V của pin mặt trời mà công suất
phát ra là lớn nhất nên có thể điều chỉnh hoàn toàn thông số bộ biến đổi điện tử công
suất.
Có nhiều phương pháp điều chỉnh điểm làm việc trên đường cong I-V nhưng
luận văn sẽ chỉ tập trung vào phương pháp INC. Phương pháp này sử dụng tổng điện
dẫn gia tăng của dãy pin mặt trời để dò tìm điểm công suất tối ưu như trên hình 3.18.
[7]
Hình 3. 11. Phương pháp điện dẫn gia tăng
Phương pháp này cơ bản dựa trên đặc điểm là: độ dốc của đường đặc tính pin
bằng 0 tại điểm MPP, độ dốc này là dương khi ở bên trái điểm MPP, là âm khi ở bên
phải điểm MPP. Thể hiện như sau:
21





<
>
=

MPPi¶phnªbë,0dV/dP
MPPi¸trnªbë,0dV/dP
MPPi¹t,0dV/dP
Vì dP/dV = d(IV)/dV = I + V dI/dV
≅
I + V
I
∆
/
V
∆
nên ta cũng có thể viết lại
là:





−<∆∆
−>∆∆
−=∆∆
MPPi¶phnªbë,V/IV/I
MPPi¸trnªbë,V/IV/I
MPPi¹t,V/IV/I
Bằng cách so sánh giá trị điện dẫn tức thời (I/V) với giá trị điện dẫn gia tăng (
V/I
∆∆
), Thuật toán này sẽ tìm được điểm làm việc có công suất lớn nhất. Tại điểm
MPP, điện áp chuẩn V
ref

= V
MPP
. Mỗi khi điểm MPP được tìm ra, hoạt động của pin lại
được duy trì ở điểm làm việc này trừ khi có sự thay đổi về dòng điện
I
∆
, sự thay đổi
của dòng điện
I
∆
thể hiện sự thay đổi của điều kiện thời tiết và của điểm MPP.
Độ lớn của điện dẫn gia tăng sẽ quyết định độ nhanh chậm trong việc tìm ra
điểm MPP. Tuy nhiên khi điện dẫn gia tăng lớn quá sẽ làm cho hệ thống hoạt động
không chính xác tại điểm MPP và sẽ bị dao động.
Ưu điểm chính của phương pháp này là cho kết quả tốt nhất khi thời tiết thay
đổi nhanh. Phương pháp này cũng cho dao động nhỏ nhất quanh điểm MPP hơn
phương pháp P&O. Nhược điểm của phương pháp này là mạch điều khiển phức tạp.
Nó sử dụng 2 cảm biến để đo giá trị dòng điện và điện áp, nên chi phí lắp đặt cao. Tuy
nhiên ngày nay với sự xuất hiện của nhiều phần mềm hay các bộ xử lý đã làm giá
thành của hệ này giảm đi rất nhiều.
22
Hình 3. 12. Lưu đồ thuật toán của phương pháp điện dẫn gia tăng INC
Bảng 3. 1. Bảng tổng kết đặc điểm của thuật toán INC
Tên
thuật
toán
Thông
số đo
Tốc độ
tính

toán
Mức độ
phức tạp
Điểm làm
việc tìm
được
Lưu ý
INC
V
PV
, I
PV
(2 cảm
biến)
Chậm Tăng
Tại điểm
MPP
Cho kết quả tốt khi đk
thời tiết thay đổi, tránh
được dao động quanh
MPP
-
+
-
+
-
,Exp,BattType)
,Exp,BattType)
-
it

Exp
Nạp
Phóng
,Exp,BattType)
,Exp,BattType)
23
3.4. Kho tích trữ năng lượng sử dụng ắc quy [10-11]
Có thể thực hiện nhiều biện pháp tích trữ năng lượng như sử dụng bánh đà, nén
lò xo, siêu tụ, ắc quy Các biện pháp đều nhằm có được một dạng năng lượng thay
thế cho pin mặt trời lúc không có năng. Trong đó, lưu trữ bằng ắc quy thể hiện nhiều
ưu điểm như dễ dàng thay thế, dễ chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác. Ắc-quy
có nhiều loại như ắc quy nước axit, ắc quy miễn bảo dưỡng MF, ắc quy kín khí VRLA,
ắc quy khô (gel, cadimi, niken) với kích thước và dung lượng (tính bằng AH) hoàn
toàn khác nhau, tùy thuộc vào công suất và đặc điểm của hệ thống pin mặt trời. Hệ
thống có công suất càng lớn thì cần sử dụng ăc-quy có dung lượng lớn hoặc dùng
nhiều bình ắc-quy kết nối lại với nhau.
3.4.1. Khái niệm Ắc quy
Ắc quy là một thiết bị điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng hóa năng
và phóng điện dưới dạng điện năng. Trong quá trình hoạt động, ắc quy sẽ tích và
phóng điện liên tục.
3.4.2 Cấu tạo của Ắc quy
Hình 3. 13. Sơ đồ mạch tương đương của Ắc quy
3.4.3. Nguyên lý hoạt động của Ắc quy chì- axit
3.4.4. Đặc tính phóng của Ăc quy
a. Phóng
,Exp,BattType)=– K. . it.
b. Nạp
,Exp,BattType)=– K. . it.
24
Hình 3. 14. Đường cong phóng điện của ắc quy

Hình 3. 15. Đường cong nạp điện của ắc quy chì-axit
Hình 3. 16. Đường cong nạp điện của NiMH và NiCD
25
3.4.5.Các phương pháp nạp ác quy tự động
Các phương pháp nạp Ắc quy
- Phương pháp điện áp.
- Phương pháp dòng điện.
- Phương pháp dòng áp
Phương pháp nạp điện áp
Hình 3. 17. Phương pháp nạp điện áp
- Phương pháp dòng điện
Hình 3. 18. Phương pháp dòng điện
Phương pháp dòng áp