CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP HỌC PHẦN: NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
HỌC PHẦN: NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
Phần mở đầu:
1. Giới thiệu các nguồn năng lượng và vai trò của chúng trong hệ thống năng
lượng nói chung và hệ thống điện nói riêng?
2. Phân tích tiềm năng và khả năng khai thác sử dụng các nguồn năng lượng
truyền thống trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng?
3. Nêu đặc điểm và khả năng ứng dụng của các nguồn năng lượng mới và tái
tạo?
4. Phân tích vai trò của các nguồn năng lượng mới trong hệ thống năng lượng
Việt Nam?
5. Phân tích xu hướng phát triển và sử dụng các nguồn năng lượng hiện nay?
Phần 1: Năng lượng mặt trời
6. Phân tích cấu trúc của mặt trời và nguồn gốc của năng lượng bức xạ mặt
trời?
7. Phân tích trữ lượng của năng lượng bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất và
khả năng ứng dụng?
8. Phân tích phổ năng lượng mặt trời và ứng dụng phổ năng lượng mặt trời để
nâng cao hiệu suất của các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời?
9. Phân tích chuyển động tương đối của hệ mặt trời - quả đất?
10. Nêu khái niệm về góc lệch , biến đổi của góc lệch  trong một năm như
thế nào?
11. Phương pháp xác định góc lệch  tại một ngày bất kỳ như thế nào? Xác
định góc lệch  trong các ngày xuân phân, thu phân, hạ chí và đông chí?
12. Nêu các phương pháp xác định vị trí tương đối giữa mặt trời và trái đất?


13. Bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất chịu ảnh hưởng của yếu tố nào?
14. Nêu khái niệm về trực xạ và nhiễu xạ, so sánh sự giống nhau và khác nhau
giữa chúng?
15. Nêu phương pháp xác định năng lượng bức xạ mặt trời tới trên bộ thu có

mặt phẳng ngang?
16. Nêu phương pháp xác định năng lượng bức xạ mặt trời tới trên bộ thu có
mặt phẳng nghiêng?
17. Nêu phương pháp tính toán năng lượng mặt trời tới trên bề mặt trái đất?
18. Giới thiệu và phân tích các phương pháp sử dụng năng lượng mặt trời trong
công nghiệp cũng như trong dân dụng?
19. Nêu khái niệm về hiệu ứng quang điện và hiệu suất của chúng?
20. Vẽ sơ đồ và phân tích khả năng phát sinh năng lượng trong hiệu ứng Quang
điện trên hệ thống hai mức năng lượng?
21. Phân tích các đặc trưng của lớp tiếp xúc p-n từ đó dẫn đến phát sinh dòng
quang điện?
22. Phân tích các đặc trưng quang điện của Pin mặt trời?
23. Nêu nguyên lý hoạt động của Pin mặt trời, Ảnh hưởng của nhiệt độ đến
công suất và hiệu suất của Pin mặt trời như thế nào?
24. Giới thiệu và phân tích hiệu suất của các công nghệ pin mặt trời hiện nay?
25. Vẽ sơ đồ khối, phân tích nguyên lý làm việc và các đặc điểm của hệ thống
nguồn Pin mặt trời độc lập?
26. Vẽ sơ đồ khối, phân tích nguyên lý làm việc và các đặc điểm của hệ thống
nguồn Pin mặt trời nối lưới?
27. So sánh sự giống, khác nhau và ưu nhược điểm của hệ nguồn Pin mặt trời
nối lưới và độc lập?


28. Nêu phương pháp ghép song song các modul Pin mặt trời, tính toán các
thông số và phạm vi ứng dụng?
29. Nêu phương pháp ghép nối tiếp các modul Pin mặt trời, tính toán các thông
số và phạm vi ứng dụng?
30. Nêu các bước tính toán thiết kế hệ nguồn Pin mặt trời độc lập?
BÀI TẬP 1
31. Thiết kế hệ thống nguồn điện mặt trời độc lập có phụ tải gồm: 3 đèn chiếu sáng

công suất 20W/đèn, dùng điện 12VDC (12 V một chiều), làm việc với thời gian 4
giờ/ngày; 1 Ti vi màu công suất 100W/cái, dùng điện 220VAC (220V xoay
chiều), làm việc 5h/ngày; 3 quạt mát công suất 80W/quạt, dùng điện 220VAC,
làm việc với thời gian 5 giờ/ngày. Hiệu suất của bộ điều khiển là 0,98; ắc qui là
0,9 và bộ biến đổi điện là 0,8. Cường độ bức xạ trung bình là 3200 (Wh/m2ngày).
Nhiệt độ môi trường lớn nhất là 300C. Dùng panel pin mặt trời có thông số: Công
suất đỉnh 70Wp/ panel; Điện định mức 12V.
-

Vẽ sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống thiết kế?

-

Cho biết vai trò của từng khối trong sơ đồ thiết kế?

-

Xác định điện năng yêu cầu của các phụ tải nói trên?

-

Xác định dung lượng của nguồn tính ra watt-đỉnh tương ứng với mức năng lượng
yêu cầu của phụ tải?

-

Xác định số lượng panel mắc song song và nối tiếp tương ứng với panel trên?

-

Xác định dung lượng ắc quy cần thiết với phụ tải yêu cầu?

-

Tự chọn loại ắc quy để sử dụng, sau đó xác định cách thực hiện nối tiếp và song
song các ắc quy để đạt được dung lượng, điện áp yêu cầu?

32. Thiết kế hệ thống nguồn điện mặt trời độc lập, phụ tải có 3 cấp điện áp (220,
110VAC và 12VDC) với công suất 5kW và thời gian làm việc của các phụ tải
trung bình trong ngày là 10h. Hiệu suất của bộ điều khiển là 0,98; ắc qui là 0,9 và
bộ biến đổi điện là 0,8. Cường độ bức xạ trung bình là 3000 (Wh/m2ngày). Nhiệt


độ môi trường lớn nhất là 400C. Dùng panel pin mặt trời có thông số: Công suất
đỉnh 170Wp/ panel; Điện định mức 12V.
-

Vẽ sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống thiết kế?

-

Cho biết vai trò của từng khối trong sơ đồ thiết kế?

-

Xác định điện năng yêu cầu của các phụ tải nói trên?

-

Xác định dung lượng của nguồn tính ra watt-đỉnh tương ứng với mức năng lượng

yêu cầu của phụ tải?

-

Xác định số lượng panel mắc song song và nối tiếp tương ứng với panel trên?

-

Xác định dung lượng ắc quy cần thiết với phụ tải yêu cầu?

-

Tự chọn loại ắc quy để sử dụng, sau đó xác định cách thực hiện nối tiếp và song
song các ắc quy để đạt được dung lượng, điện áp yêu cầu?

33. Thiết kế hệ thống nguồn điện mặt trời độc lập có phụ tải gồm: 3 đèn chiếu sáng
công suất 10W/đèn, dùng điện 12VDC (12 V một chiều), làm việc với thời gian 4
giờ/ngày; 2 Ti vi màu công suất 100W/cái, dùng điện 220VAC (220V xoay
chiều), làm việc 5h/ngày; 2 quạt mát công suất 80W/quạt, dùng điện 220VAC,
làm việc với thời gian 10 giờ/ngày. Hiệu suất của bộ điều khiển là 0,98; ắc qui là
0,9 và bộ biến đổi điện là 0,8. Cường độ bức xạ trung bình là 4500 (Wh/m2ngày).
Nhiệt độ môi trường lớn nhất là 300C. Dùng panel có thông số: Công suất đỉnh
110Wp/ panel; Điện áp định mức là 24V.
-

Vẽ sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống thiết kế?

-

Cho biết vai trò của từng khối trong sơ đồ thiết kế?

-

Xác định điện năng yêu cầu của các phụ tải nói trên?

-

Xác định dung lượng của nguồn tính ra watt-đỉnh tương ứng với mức năng lượng
yêu cầu của phụ tải?

-

Xác định số lượng panel mắc song song và nối tiếp tương ứng với panel trên?

-

Xác định dung lượng ắc quy cần thiết với phụ tải yêu cầu?

-

Tự chọn loại ắc quy để sử dụng, sau đó xác định cách thực hiện nối tiếp và song


song các ắc quy để đạt được dung lượng, điện áp yêu cầu?
34. Thiết kế hệ thống nguồn điện mặt trời độc lập, phụ tải có 2 cấp điện áp (220,
110VAC) với công suất 15kW và thời gian làm việc của các phụ tải trung bình
trong ngày là 10h. Hiệu suất của bộ điều khiển là 0,98; ắc qui là 0,9 và bộ biến đổi
điện là 0,8. Cường độ bức xạ trung bình là 3000 (Wh/m2ngày). Nhiệt độ môi
trường lớn nhất là 400C. Dùng panel pin mặt trời có thông số: Công suất đỉnh
130Wp/ panel; Điện áp định mức là 24V.

-

Vẽ sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống thiết kế?

-

Cho biết vai trò của từng khối trong sơ đồ thiết kế?

-

Xác định điện năng yêu cầu của các phụ tải nói trên?

-

Xác định dung lượng của nguồn tính ra watt-đỉnh tương ứng với mức năng lượng
yêu cầu của phụ tải?

-

Xác định số lượng panel mắc song song và nối tiếp tương ứng với panel trên?

-

Xác định dung lượng ắc quy cần thiết với phụ tải yêu cầu?

-

Tự chọn loại ắc quy để sử dụng, sau đó xác định cách thực hiện nối tiếp và song
song các ắc quy để đạt được dung lượng, điện áp yêu cầu?

35. Thiết kế hệ thống nguồn điện mặt trời độc lập có phụ tải như hình 1, các
thiết bị có thời gian làm việc trung bình là 10 giờ/ngày. Hiệu suất của bộ
điều khiển là 0,98; ắc qui là 0,9 và bộ biến đổi điện là 0,8. Cường độ bức xạ
trung bình là 4500 (Wh/m2ngày). Nhiệt độ môi trường lớn nhất là 450C.
Dùng panel pin mặt trời có thông số: Công suất đỉnh 90Wp/ panel; Điện áp
định mức là 12V.

220V

Hình 1
-

1kW

100W

75W

Vẽ sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống thiết kế?

25W

25W


-

Cho biết vai trò của từng khối trong sơ đồ thiết kế?

-

Xác định điện năng yêu cầu của các phụ tải nói trên?

-

Xác định dung lượng của nguồn tính ra watt-đỉnh tương ứng với mức năng lượng
yêu cầu của phụ tải?

-

Xác định số lượng panel mắc song song và nối tiếp tương ứng với panel trên?

-

Xác định dung lượng ắc quy cần thiết với phụ tải yêu cầu?

-

Tự chọn loại ắc quy để sử dụng, sau đó xác định cách thực hiện nối tiếp và song
song các ắc quy để đạt được dung lượng, điện áp yêu cầu?

36. Thiết kế hệ thống nguồn điện mặt trời độc lập có phụ tải như hình 2, các thiết bị
có thời gian làm việc trung bình là 6 giờ/ngày. Hiệu suất của bộ điều khiển là
0,98; ắc qui là 0,9 và bộ biến đổi điện là 0,8. Cường độ bức xạ trung bình là 2500
(Wh/m2ngày). Nhiệt độ môi trường lớn nhất là 350C. Dùng panel pin mặt trời có
thông số: Công suất đỉnh 150Wp/panel; Điện áp định mức là 24V.
-

Vẽ sơ đồ cấu trúc toàn hệ thống thiết kế?

-

Cho biết vai trò của từng khối trong sơ đồ thiết kế?

-

Xác định điện năng yêu cầu của các phụ tải nói trên?

-

Xác định dung lượng của nguồn tính ra watt-đỉnh tương ứng với mức năng lượng
yêu cầu của phụ tải?

-

Xác định số lượng panel mắc song song và nối tiếp tương ứng với panel trên?

-

Xác định dung lượng ắc quy cần thiết với phụ tải yêu cầu?

-

Tự chọn loại ắc quy để sử dụng, sau đó xác định cách thực hiện nối tiếp và song
song các ắc quy để đạt được dung lượng, điện áp yêu cầu?
110V

Hình 2

1.5kW

100W

75W

100W

25W

25W