THIẾT kế hệ THỐNG điện mặt TRỜI độc lập, nối lưới LILAMA2

DỰ ÁN HỆ THỐNG PV (TK: LẠI MINH HỌC)
Ví dụ:
Yêu cầu thiết kế (tính toán) hệ thống cung cấp điện độc lập cho một hộ gia đình
Địa điểm: TP Hồ Chí Minh
Nguồn điện/năng lượng phụ: không
Tải: 220V
Điện thế hệ thống pv: 24V
Tải tiêu thụ điện gồm các thiết bị sau:
Thiết bị
Công suất tiêu chuẩn [W] Số lượng
số giờ sử dụng một ngày [h]
Quạt bàn
65
1
8
Bóng đèn
25
2
6
Máy bơm nước
746
1
0.5
Ti vi
120
1
4
Xem tài liệu đính kèm để biết thông tin kỹ thuật của các thiết bị hiện có.
Nội dung:
1. nhu cầu
2. phân tích hiện trường và hoàn thiện thông tin

3. ắc-quy
4. máy phát PV
5. bộ đổi điện
6. tính toán đi cáp
7. kết luận

Thực hiện: Lại Minh Học

Page 1


1. Phân tích nhu cầu
a)
Thiết bị
Quạt bàn
Bóng đèn
Máy bơm nước
Ti vi

Pn công suất
tiêu chuẩn
[W]
65
25
746
120

n số
lượng
1

2
1
1

T số giờ sử
dụng một
ngày [h]
8
6
0.5
4

Năng lượng tiêu thụ một
ngày [Wh]
520
300
373
480
Tổng: W = 1673 Wh/d

Pmax = 981 W
2. Phân tích hiện trường hoàn thiện thông tin
Nhà sản xuất ắc-quy: Sonnenschein
Loại: A600 Solar
lượng bức xạ mặt trời hàng ngày Ed: Thông số này phụ thuộc vào từng vùng miền, quốc gia khác
nhau sẽ có trị số khác nhau – nhưng quan trọng
8
- Bức xạ ngang Hh = 4750 Wh/m²/d (Tháng 12)
- Bức xạ tại góc nghiêng tối ưu của máy phát PV (13°) Hopt = 4850 Wh/m²/d (Tháng 6)
- Bức xạ tại góc nghiêng 13° của máy phát PV H13 = 4850 Wh/m²/d (Tháng 6)

Độ nghiêng của máy phát PV = 13°
Engày = 5850 Wh/m²/d

3. ắc-quy
;

b a tt



[ ]
O k 

Thực hiện: Lại Minh Học

E nde

[%]

Page 2

Wăc-quy = tổng điện năng hệ thống ăc quy
Uhệthống = điện thế hệ thống
Căc-quy = tổng công suất hệ thống ăc-quy
DOD = độ sâu của chu kỳ xả
ηO
= hiệu suất của bộ đổi điện
ηk
= hiệu suất đi cáp
CEnde = đề xuất của nhà sản xuất về tuổi thọ

ăc-quy [%]
Im
= bình quân dòng điện phụ tải


DOD:
Tuổi thọ ước tính của ăc-quy: 6 năm

số chu kỳ xả = 6 * 365 = 2190 chu kỳ xả
Với DOD < 75%, ăc-quy có thể đạt 2190 chu kỳ xả
Giá trị được chọn với DOD=70%
ηO:
ηk:
CEnde:

phụ thuộc vào loại máy đổi điện và tải – xem thêm các giá trị nhà sản
xuất đưa ra, trong trường hợp này ước tính: 90%
Hiệu suất đi cáp từ ắc-quy đến máy đổi điện và đến tải
trong trường hợp này thất thoát 3% => ηk = 97%
Tiêu chuẩn 80%
Lưu ý! Một số nhà sản xuất sử dụng định nghĩa riêng

công suất Cx của ắc-quy dựa trên bình quân dòng điện phụ tải:

Cx = C24

công suất tiêu chuẩn máy phát
[Kw Đỉnh]
→ Chọn loại ắc-quy: A600 solar 7OPzV 150
Wd=

nhu cầu hàng ngày
(C10 = 150Ah)
Ed=
bức xạ tính bằng Wh/m²/d
DOD=
DOD trung bình
DODmax= DOD để bảo vệ ăc-quy
4. Máy phát PV
T=
thời gian nạp ăc-quy đã xả hết
η
tích hiệu suất của tất cả các thiết bị, từ
tong=
Công suất đỉnh PC máy phát pv
máy phát đến ăc-quy
ηMPP=
0,8 trong trường hợp thiếu bộ điều
khiển sạc MPPT
1 trong trường hợp có bộ điều khiển
sạc MPPT
PC
n
ηTLE=
đi cáp máy phát – bộ điều khiển sạc
P
(1-hao tổn) ở đây hao tổn = 3%
M
n mô-đun:
ηrc=
0,98 bộ điều khiển sạc tiêu chuẩn

97,5%
ηacquy=
hiệu suất nạp của ăc-quy phụ thuộc vào
thương hiệu, loại ăc-quy và SOC
PC = 865Wp
ở đây giả thiết là 90%
ηLaa=
đi cáp tới tải
ở đây cho phép hao phí 3%
n mô-đun:
ηO=
bộ đổi điện (nếu sử dụng AC)
ở đây ước tính là 90%,
các giá trị chính xác lấy từ tài liệu kỹ
thuật
PM=
công suất của mô-đun
ηv=
Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ 84%,
Pc=


5. Bộ inveter
Bộ inveter tiêu chuẩn được lựa chọn dựa trên các giá trị công suất và điện áp của máy phát, tải đi
kèm, điện thế hệ thống v.v.

Pmax = tổng công suất tải
PW = công suất của bộ đổi điện
gf = Hệ số đồng thời
0,6 - 1 càng ít thiết bị, hệ số càng

cao
Ps = công suất đỉnh của bộ đổi điện
PIs = công suất đỉnh của tải
IA = dòng điện ban đầu của máy bơm
Pk = công suất tiêu chuẩn của tủ lạnh

PW > Pmax * gf
ở đây gf = 1
PW > 865W
Ps ≥ PIs

Is là độ phụ thuộc tuyệt đối vào tải
ở đây: ví dụ sử dụng máy bơm dòng điện ban đầu 8A
Trường hợp xấu nhất: tất cả các thiết bị đều chạy khi máy bơm khởi động
Ps = Pmax - Pk + 230V * IA
Ps = 865W - 746W + 220V * 8A
Ps = 1879 W
Kết luận:
Do sử dụng loại máy bơm, cần chọn bộ đổi điện với công suất đỉnh >2KVA, dù điện năng
tiêu thụ tối đa của tất cả các thiết bị dưới 981W.
Bộ inveter:
SVA =
3KVA
Vdc.inV =
24V
Imax =
50A
Umax =
80V
ULV =

30 - 32V
Máy Phát:
PW =
Vdc.max =
Imax =

150W
24.2V
7.4A

Phương án lắp đặt:
Liên kết 12 mô-đun...
3 dây song song với 2 môđun nối tiếp
IKgen=15.4A
Ugen=48,4V
Pmax=865Wp

6. Tính toán đi dây cáp

A
l



v
U
P
ASX
GK
LR

bình phương dây dẫn, đơn vị
mm²
độ dài đoạn cáp đơn, đơn vị
m
cường độ dòng điện chuẩn,
đơn vị Am-pe
điện trở riêng của dây cáp
CU = 0,0179  mm²/m
hao tổn cho phép, đơn vị %
điện thế của máy phát
công suất máy phát hoặc tải, đơn
vị Watt
bình phương dây dẫn với hao tổn
tối đa cho phép ‘x’
Generator junction box
Charge controller


G
Lưới điện

Tải

Ác Quy

Chọn dây từ máy phát đến inveter
Tương tự chọn dây cho các nhánh từ inveter tới ác quy, đến tải

7. Tóm tắt:

Các bộ phận cấu thành hệ thống:
12

mô-đun PV 150w của Công Ty Vũ Phong

24v

ắc-quy Sonnenschein A600Solar 7 OPzV 200, hoặc loại khác tương đương

1

bộ đổi điện 24V/220V Pn ≥ 423W công suất đỉnh >2.5KVA

50m

dây cáp 3mm² chống UV từ PV tới inveter

2m

dây từ inverter tới acquy 5-6mm2

50m

dây từ inverter tới tải 3mm2

50m

dây từ lưới điện đến inverter 3mm2