mô hình hệ thống năng lượng điện mặt trời độc lập

475B Dien Bien Phu Street, Binh Thanh District, HCM City.

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

SVTH : Võ Tá Danh Lớp: 15HDC01
GVHD: TS Nguyễn Hùng

05/08/2017

Khóa: 2015-2017

1


UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

I
II
III

Đặt vấn đề - Lý do chọn đề tài
Mục tiêu đề tài
Tính toán thiết kế và thi công
Đánh giá kết quả

III
3
IV

Kết luận và hƣớng phát triển
05/08/2017

2


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Bạn chọn năng lượng nào?

3


LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Làm sao
để thu
đƣợc
nhiều
năng
lƣợng
nhất ?

05/08/2017

4


2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Tải DC

Pin
năng
lƣợng
mặt trời

Bộ
chuyển
đổi
DC/DC

Bộ lƣu
trữ
năng
lƣợng

Bộ
nghịch
lƣu
Tải AC

Điều khiển động
cơ servo
5


2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Thiết kế cơ khí
m


:

ng cơ khí
năng nâng
m pin
c ch u
n, c quy,…

năng điều chỉnh tấm pin chuyển động hướng theo
mặt trời.
Yêu cầu:
 Kết cấu đơn giản.
 Độ cứng vững và độ bền cao.
 Chuyển động êm, độ chính xác cao
t

05/08/2017

6


2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ THI
CÔNG MÔ HÌNH
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Chọn phƣơng án điều hƣớng 1:
 Tăng hiệu suất thu năng
lượng mặt trời khoảng (1923%).
 Thiết kế đơn giản, nhưng
kém hiệu quả.
 Chi phí bảo trì thấp.

05/08/2017
05/08/2017

7
7


2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ THI
CÔNG MÔ HÌNH

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Chọn phƣơng án điều hƣớng 2:

 Tăng hiệu suất thu năng lượng mặt
trời lên tới hơn 30%.
 Đơn giản hóa việc thiết kế và giảm chi
phí đầu tư xuống mức rất thấp khi sử
dụng động cơ servo.
 Độ bền cao.
 Chi phí bảo trì hoặc thay mới thấp vì
thiết bị sử dụng trong bộ điều hướng
là rất thấp.

05/08/2017

8


2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ THI
CÔNG MÔ HÌNH

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

a
n phƣơng n
t kê:
 Một trục chuyển động hoặc hai trục chuyển động.
 nh
ng nghiêng m pin hay xoay c m pin.
 Bám theo
ng đô nh ng hay là di chuyển theo
lịch trình đặt trước.
Bảng so sánh các phương pháp hướng pin
Đặt cố định

Xoay theo 1 trục

Xoay theo 2 trục

Hiệu suất

Thấp

Trung bình

Cao

Độ tin cậy

Cao

Trung

Chi phí 05/08/2017

p

nh

Trung bình

Trung
Cao

nh

9


2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ THI
CÔNG MÔ HÌNH

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Thiết kế cơ khí
a
n phƣơng n:
Sau khi tìm hiểu c phương n
p
t pin va
u
ng pin,
ta thấy rằng phương pháp xoay
pin theo hai
ng (xoay và
nghiêng)
kha năng n
ng
u
t
a pin
t
i t
hơn.

05/08/2017

10


Thiết kế cơ khí
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY



NH

N

N

NG

Tính toán chọn PuLy:
 Đường kính bánh đai nhỏ:
o
o

D1 = (4 6.2)
= 4*
Ta chọn D1 =15 mm.

= 17mm

 Đường kính bánh đai nhỏ:
o

o

D2 = D1 * Uđ *(1- )=15*2.5*(1-0.01) =
37.125 mm
=> chọn D2 = 45 mm

05/08/2017

11


Thiết kế cơ khí
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY



NH

N

N

NG

Khoảng cách trục:
 a > (1.5 2)(d1 + d2 )=(1.5 2)(15+45)=90 120 mm
 => chọn a = 110mm
Chiều dài đai:



05/08/2017

12

Thiết kế cơ khí
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY



NH

N

N

NG

Xác định số răng của Puly:
 Ta có modum M = 3
 Tra bảng ta có :
 Ta chọn PuLy Z1 = 16 răng
PuLy Z2 = Uđ * Z1 =16*2.5 = 40 răng
Tra bảng thực tế ta chọn PuLy Z2 = 32
răng

05/08/2017

13


Thiết kế cơ khí
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY



NH

N

N

NG

 Chiều rộng đai:
=> Chọn kích thước môđun :
 M = 35 x

= 35 x

=3

=> định chiều rộng đai b
 B = yđ.m = 4*3 = 12mm
 Trong đó : yđ ( 3 : 6)
 => chọn đai b = 10mm
05/08/2017

14


TẤM PIN PV
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Là thiết bị ứng dụng hiệu ứng quang điện trong bán dẫn để tạo

ra dòng điện một chiều từ ánh sáng mặt trời
Có 3 loại
từ tinh thể
silic

50Wp,_21,6V_2,54A

Đơn
tinh
thể

Đa
tinh
thể

Dải
silic

15


BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Mục đích chuyển đổi nguồn một chiều không ổn định thành
nguồn điện một chiều có thể điều khiển được





Bộ giảm áp (buck)
Bộ tăng áp (boost)
Bộ đảo dấu điện áp (buck – boost).
Bộ biến đổi tăng – giảm áp Cúk

=> Bộ Buck đƣợc sử dụng nhiều
trong hệ thống pin mặt trời nhất vì
nhiều ƣu điểm phù hợp với các đặc
điểm của hệ pin mặt trời.
16


BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/AC
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Bộ biến đổi DC/AC1
pha dạng nửa cầu

Bộ biến đổi DC/AC1
pha dạng hình cầu
17


BỘ LƢU TRỮ NĂNG LƢỢNG
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Lưu giữ điện năng để có
thể phục vụ cho tải trong
những thời gian thiếu nắng,

ánh sáng yếu hay vào ban
đêm.
12V_ 7Ah

18


ARDUINO UNO R3
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

 Điều khiển đèn LED nhấp nháy
 Xử lí tín hiệu cho xe điều khiển
từ xa
 Đo nhiệt độ - độ ẩm
 Hiển thị lên màn hình LCD
19


ĐỘNG CƠ SERVO và đai truyền
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

 Động cơ
servo
 Hộp puly
 Dây đai
 Mạch điều
khiển
 Dây điện
Khoản cách trục: a =110mm
Chiều dài dây đai: L =322mm

05/08/2017

20


Khối điều khiển động cơ

05/08/2017

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

21


HỆ THỐNG ĐIỀU HƢỚNG
PIN MẶT TRỜI
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

CƠ CẤU CẢM BIẾN HƢỚNG SÁNG
TL

Top left

TR

Top right

Vách ngăn ngang

BL
bottom left

BR
bottom right

Vách ngăn dọc
05/08/2017

22


Hệ thống điều khiển

05/08/2017

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

23


BẮT ĐẦU

Khởi tạo thư viện hệ thống. Đặt kênh cho các động cơ
và giới hạn góc quay

1

Giải thuật
điều khiển

Đọc giá trị từ 4 cảm biến
Tính giá trị trung bình của các cảm biến nằm kế nhau
avL (trung bình trái), avR (trung bình phải)
avT (trung bình trên), avB (trung bình dưới)

avL> avR

S

avT> avB

avL> avR

S

avT> avB

S
Đ

Đ

Quá gh

Quá gh
S

S

Quá gh

Đ

Đ

Động cơ 1 quay
thuận 1 góc

Đ

Động cơ 1 quay
nghịch 1 góc

1

1

Động cơ 1 dừng

Đ

Quá gh
S

S
Đ

Đ

Động cơ 2 quay
thuận 1 góc

Động cơ 2 quay
nghịch 1 góc

1

1

Động cơ 2 dừng

S


3. Kết quả
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Mô hình thực nghiệm

05/08/2017

25