Luận Văn Thiết kế hệ thống năng lượng Mặt Trời trên mặt nước

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin cảm ơn thầy Quách Ngọc Thịnh đã giao đề tài và tận tình giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện đồ án này.
Và em cũng xin cảm ơn các thầy cô và bạn bè đã tạo điều kiện, động viên và giúp đỡ
em hoàn thành đồ án lần này.
Do giới hạn về thời gian cũng như trình độ hiểu biết nên đề tài nghiên cứu này của
em không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp
của thầy để bài báo cáo này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ, ngày 4 tháng 9 năm 2019
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THÀNH PHỤNG


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng đề tài này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và kết
quả phân tích trong đề tài là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài nghiên
cứu khoa học nào.
Cần Thơ, ngày 4 tháng 9 năm 2019
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THÀNH PHỤNG


MỤC LỤC
Trang
Danh mục bảng……………………………………………………………………...i
Danh mục hình……………………………………………………………………...ii

CHƯƠNG I: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI.................................................................. 1
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI .................................. 1
1.2 SỰ PHỔ BIẾN CỦA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ........................................... 2
1.3 TIỀM NĂNG CỦA VIỆT NAM ......................................................................... 3
1.3.1 Tiềm năng lý thuyết ................................................................................... 3
1.3.2 Tiềm năng kỹ thuật .................................................................................... 4
1.3.3 Tiềm năng kinh tế ...................................................................................... 5
CHƯƠNG II. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỔI ................................................... 7
2.1. Giới thiệu chung về hệ thống điện Mặt Trời nổi trên mặt nước ......................... 7
2.2. Giới thiệu chung về cấu tạo của hệ thống điện Mặt Trời ................................... 7
2.2.1 Pin mặt trời ................................................................................................ 8
2.2.2 Bộ Điều Khiển ......................................................................................... 12
2.2.3 AC-DC Inverter ....................................................................................... 12
2.2.4 Tủ điện ..................................................................................................... 13
2.2.5 Bình Ắc-quy lưu trữ ................................................................................. 14
2.2.6 Khung, dây cáp và phụ kiện kèm theo .................................................... 14
2.2.7 Phao và giá đỡ trên mặt nước .................................................................. 15
2.3 Sự phổ biến của hệ thống điện mặt trời nổi ....................................................... 19
2.4 Lợi ích của Hệ thống điện Mặt Trời nổi ............................................................ 21
CHƯƠNG III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 22
Tài Liệu Tham Khảo .................................................................................................... 23
Danh Sách Các Từ Viết Tắt ......................................................................................... 23


DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1 Các thiết bị trong hệ thống điện Mặt Trời nổi........................................... 10
Bảng 1.2 So sánh giữa pin Mono và pin Poly .......................................................... 13

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1 Bức xạ mặt trời chiếu xuống Trái Đất ......................................................... 1
Hình 1.2 Nhà máy điện mặt trời Crescent Dune và nhà máy điện Mặt Trời Topaz
Solar Farm của Hoa Kỳ .............................................................................................. 2
Hình 1.3 Nhà máy năng lượng Mặt Trời nổi trên mặt nước đầu tiên trên thế giới của
Australia ...................................................................................................................... 3
Hình 1.4 Bản đồ bức xạ Mặt Trời ở Việt Nam ........................................................... 4
Hình 1.5 Công suất tiềm năng kỹ thuật theo từng tỉnh ở Việt Nam ........................... 5
Hình 1.6 Giá trị LOCE và LACE theo các miền ........................................................ 6
Hình 2.1 Nhà máy điện Mặt Trời nổi trên hồ thủy điện Đa Mi .................................. 7
Hình 2.2 Cấu tạo của tấm pin Mặt Trời ...................................................................... 8
Hình 2.3 Thông số kỹ thuật của panel Mặt Trời mẫu JKM 330M-72 – A của hãng
Jinkosolar .................................................................................................................. 10
Hình 2.4 Thông số kỹ thuật của inverter model Sunny Central 2500-EV của hãng
SMA .......................................................................................................................... 11
Hình 2.5 Dây cáp trên mặt nước của hệ thống NLMT ............................................. 12
Hình 2.6 Phao chuyên dụng do công ty Alibaba sản xuất ........................................ 13
Hình 2.7 Phao và giá đỡ làm bằng nhựa HDPE của công ty Kinsten ...................... 15
Hình 2.8 Các bộ phận của phao và cách lắp giá đỡ .................................................. 16
Hình 2.9 Phao sau khi lắp đặt ................................................................................... 17
Hình 2.10 Nhà máy điện Mặt Trời nổi trên mặt nước đầu tiên trên thế giới của
Australia được xây dựng trên một hồ nước thải ....................................................... 17


Hình 2.11 Hệ thống điện Mặt Trời nổi trên mặt nước ở đập Yamakura .................. 18
Hình 2.12 Nhà máy Điện Mặt trời nổi trên mặt nước đầu tiên trên thế giới của
Austrailia được xây dựng trên một hồ nước thải ...................................................... 20
Hình 2.13 Hệ thống điện mặt trời nổi trên mặt nước ở đập Yamakura, Nhật Bản ... 20

Mở đầu

Như mọi người đã biết mọi sinh vật muốn hoạt động đều cần đến năng lượng, và
trong quá trình tồn tại và phát triển con người chúng ta từ xa xưa đã biết đến sử
dụng năng lượng hóa thạch (than, dầu mỏ, khí ga,…) để làm nguồn năng lượng
chính trong suốt hơn hàng nghìn năm.
Và một thực tế dẫn đến là sự thiếu hụt năng lượng do nhu cầu ngày càng cao, thực tế
đã có các cuộc khủng hoảng năng lượng vào năm 1973-1974 và năm 1979-1980 và
gần đây nhất là cuộc chiến ở Irac xảy ra với quy mô lớn, ảnh hưởng toàn cầu. Nhất
là với các nước đang phát triển do chịu tác động bởi tốc độ khai thác của con người.
Điều cấp bách bây giờ là tìm nguôn năng lượng thay thế mới để hạn chế sự khai thác
năng lượng hóa thạch đang dần dẫn đến cạn kiệt tài nguyên trong vòng vài thập kỉ
tới. Và bên cạnh đó con người đã tìm ra được nguồn năng lượng vô cùng sạch và
nguồn dự trữ gần như vô tận đó chính là năng lượng mặt trời (do các nhà khoa học
tính toán mặt trời sẽ cháy hết nhiên liệu vào khoảng…5 tỷ năm nữa) ,. Trong những
năm gần đây với sự bùng nổ cuộc đua ngành năng lượng tái tạo, vào năm 2017 Việt
Nam đã tiến hành khởi công xây dựng nhà máy năng lượng mặt trời đầu tiên.
Năng lượng mặt trời có 2 loại công nghệ chính đó là công nghệ quang điện SPV
(Solar photovoltaic) và công nghệ nhiệt năng mặt trời STE (Solar thermal energy)
hay còn gọi là công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (Concentrated solar
power). Trong đó công nghệ quang điện SPV được nhiều nước đầu tư và nghiên cứu
hơn hết do nó có thể tận dụng tối ưu nguồn bức xạ mặt trời chiếu đến trái đất, và
Việt Nam là một nước vô cùng thích hợp để xây dựng các “Solar Farm” (nhà máy
năng lượng mặt trời) do lượng bức xạ 4 đến 5 KW/m2, nên Chính phủ nước ta đã và
đang đưa ra những chính sách và ưu đãi cho các dự án năng lượng điện mặt trời.
Tuy vậy nhưng vẫn còn đó những khó khăn như trình độ phát triển khoa học của
nước ta còn đang phát triển, thêm nữa là diện tích đất đai thích hợp để xây dựng

những dự án năng lượng mặt trời còn hạn chế. Chính vì vậy để tìm ra những biện
pháp giải quyết vấn đề trên nên em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu hệ thống điện mặt trời
lắp đặt trên mặt nước”.
Nhiệm vụ của đề tài :
-

Tìm hiểu cấu tạo của hệ thống năng lượng mặt trời trên mặt nước.

-

Hiểu được sự khác nhau của vật liệu, dây dẫn của hệ thống.

-

Nếu ra được những tiềm năng của đất nước Việt Nam để phát triển hệ thống
điện mặt trời trên mặt nước .


CHƯƠNG I
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1 Giới thiệu chung về năng lượng Mặt Trời

Năng lượng mặt trời có 2 ứng dụng lớn là Nhiệt mặt trời CSP (chuyển bức xạ
của mặt trời thành nhiệt năng sử dụng trong các hệ thống sưởi hoặc đun nước tạo hơi
để quay tuabin điện) và Điện mặt trời SPV (chuyển bức xạ mặt trời dưới dạng ánh
sáng trực tiếp thành điện năng.
Về Điện mặt trời SPV ngày nay được các nước trên thế giới ứng dụng nhiều
là do bức xạ mặt trời chiếu xuống Trái Đất mỗi giây là 1,367 MW/m² (còn được gọi

là TSI : Total Solar Irradiance). Tuy nhiên 30% các bức xạ này bị phản lại vào
không gian do mây, aerosol trong khí quyển, tuyết, băng, cát sa mạc,… còn 70% còn
lại bị đất, đại dương và khí quyển hấp thụ.

Hình 1.1 Lượng bức xạ Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất.
1


Trong đó 99% bức xạ mặt trời chiếu xuống Trái Đất chuyển thành nhiệt và
tỏa ngược lại vào không gian, nhưng chỉ cần một phần nhỏ của tổng lượng bức xạ
mặt trời chiếu xuống cũng có thể đáp ứng được nhu cầu năng lượng của thế giới.
1.2 Sự phổ biến của năng lượng Mặt Trời

Hiện nay trên thế giới có hàng trăm nghìn nhà máy điện mặt trời đang được
sử dụng để cung cấp điện sinh hoạt cho con người. Trong 5 năm trở lại đây các nước
trên thế giới gia nhập khai thác sử dụng điện mặt trời ngày càng cao, các nước lớn
như Đức, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ luôn thay nhau dành vị trí top 1 về
khai thác thành công điện mặt trời kéo theo là các nhà máy điện mọc lên nhiều hơn.
Đáng nói trong đó là Mỹ với nhà máy điện mặt trời đầu tiên Crescent Dune ở
Nevada và Nhà máy điện mặt trời Topaz Solar Farm có công suất lên đến 550 MW
(Hình 1.2).

Hình 1.2 Nhà máy điện mặt trời Crescent Dune và nhà máy điện mặt trời Topaz
Solar Farm của Hoa kỳ
Chưa hết, đi sâu vào ngành công nghiệp điện tái chế đặc biệt là năng lượng
mặt trời, để thực hiện những cải tiến và phát triển nó mà nhiều cường quốc trên thế
giới đã tiến hành xây dựng nhiều kiểu nhà máy điện mặt trời, đi đầu là Australia vào
04/2015 đã xây dựng nhà máy điện nổi trên mặt nước đầu tiên trên thế giới mang lại

2

nhiều lợi ích về kinh tế và được xem là có thể nhân rộng đi khắp thế giới với hi vọng
đem năng lượng mặt trời trở thành nguồn năng lượng chính trên toàn cầu.

Hình 1.3 Nhà máy năng lượng mặt trời nổi trên mặt nước đầu tiên trên thế giới của
Australia
1.3 Tiềm năng của Việt Nam
Những ưu đãi về đầu tư xây dựng nhà máy và giá bán điện cho Điện lực Việt
Nam đã thu hút sự quan tâm của nhà đầu tư cả trong và ngoài nước. Vì thế, tuy chỉ
bắt đầu xây dựng nhà máy điện mặt trời từ năm 2015 đến giữa năm 2019 đã có vài
trăm dự án có công suất lắp máy từ 20 đến 250 MW đã hoặc sắp hoàn thành . Theo
EVN tính tới ngày 30/5/2019 đã có 47 dự án điện mặt trời với tổng công suất 2.300
MW được đấu nối vào lưới điện quốc gia. (7)
1.3.1 Tiềm năng lý thuyết
Tiềm năng lý thuyết được lấy từ sản phẩm của Ngân hàng Thế giới kết hợp
với Bộ Công Thương và phía Tây Ban Nha tính toán. Giá trị bức xạ của Việt Nam
theo phương ngang dao động từ 897 kWh/m² /năm đến 2108 kWh/m² /năm. Tương
ứng đối với ngày, giá trị nhỏ nhất đạt 2,46 kWh/m²/ngày và lớn nhất là 5,77
kWh/m² /ngày.
3


Lượng bức xạ mặt trời ở miền trung và miền nam của Việt Nam là rất thích
hợp với việc phát triển ngành công nghiệp năng lượng Mặt Trời, có thể thấy rõ trong
bản đồ bức xạ Mặt Trời quốc gia ở dưới đây.

Hình 1.4 Bản đồ bức xạ mặt trời của Việt Nam
1.3.2 Tiềm năng kỹ thuật
Qua phân tích kết quả tính toán tiềm năng kỹ thuật, tổng diện tích khả dụng là

rất lớn, chiếm gần 14% tổng diện tích toàn quốc, với tiềm năng kỹ thuật khả dụng
đến 1,677,461 MW.

4


Hình 1.5 Công suất tiềm năng kỹ thuật theo từng tỉnh ở Việt Nam.
1.3.3 Tiềm năng kinh tế
Chí phí sản xuất điện quy dẫn (LOCE) và Chi phí năng lượng tránh được quy dẫn
(LACE) của Việt Nam được đặc trưng bằng đường cong phụ thuộc vào cường độ
bức xạ mặt trời GHI và được phân theo các miền như hình dưới đây.

5


Hình 1.6 Giá trị LOCE và LACE theo các miền.
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng năng lượng Mặt Trời đã xây dựng được một
phương pháp luận đánh giá tiềm năng lý thuyết, kỹ thuật và kinh tế cho NLMT
khoa học và chính xác, dựa trên kinh nghiệm trên thế giới. Kết quả phân tích cho
thấy Việt Nam có một tiềm năng năng lượng mặt trời to lớn, được phân bổ tương
đối đồng đều tại miền trung và miền nam, một phần tại các tỉnh tây bắc của miền
bắc.

6


CHƯƠNG II
HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỔI

2.1. Giới thiệu chung về hệ thống điện Mặt Trời nổi trên mặt nước

Một biện pháp thay thế cho hệ thống NLMT trên đất liền hiện đang dần trở
nên phổ biến trên toàn thế giới, nhất là đối với quốc gia có nhiều hồ thủy điện như ở
Việt Nam. Hiện ở Việt Nam đã ứng dụng được công nghệ này và xây dựng được
nhiều nhà máy điện Mặt Trời nổi như nhà máy điện Mặt Trời nổi trên hồ thủy điện
Đồng Nai 4, hồ thủy điện Đa Mi…

Hình 2.1 Nhà máy điện Mặt Trời nổi trên hồ thủy điện Đa Mi

7


2.2 Giới thiệu chung về cấu tạo của hệ thống điện Mặt Trời

Một hệ thống năng lượng Mặt Trời nổi bao gồm nhiều thiết bị về cơ bản
giống như hệ thống năng lượng Mặt Trời trên đất liền, được hiểu như sơ đồ bên dưới
đây (Hình 2.2).

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống năng lượng Mặt Trời

8


2.2.1 Pin mặt trời
Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel)
bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề
mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng
lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện
trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào
quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc

72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt
động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo
Có khả năng kết nối thành các trạm điện mặt trời công suất lớn không hạn
chế, có thể hòa lưới (grid), hoặc hoạt động độc lập như 1 hệ thống back-up điện.
Trong một ngày nắng, mặt trời cung cấp khoảng 1 kW/m² đến mặt đất (khi mặt trời
đứng bóng và quang mây, ở mực nước biển). Công suất và điện áp của một hệ thống
sẽ phụ thuộc và cách chúng ta nối ghép các tấm pin panel Mặt Trời lại với nhau.
Các tấm pin panel Mặt Trời được lắp đặt ở ngoài trời để có thể hứng được ánh nắng
tốt nhất từ mặt trời nên được thiết kế với những tính năng và chất liệu đặc biệt, có
thể chịu đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệt độ…
Cấu tạo của panel Mặt Trời từ trên xuống như sau (Hình 2.3) :
1. Kính cường lực : phải dùng loại kính cường lực vì để đảm bảo chống va đập
ngoại lực không mong muốn và ánh sáng mặt trời xuyên qua tấm kính dễ
dàng hơn.
2. Tấm EVA : hầu hết các tấm pin mặt trời đều sử dụng Film EVA vì các các
tấm nhựa VA nhẹ, trong suốt và không độc hại. Hơn hết là tính hấp thụ rung
vô cùng tối ưu và hiệu quả kinh tế cao.
3. Tế bào quang điện (Solar cells) : là thành phần cơ bản của tấm pin mặt trời,
thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành quang điện.Các tế bào
quang điện (chủ yếu là chất bán dẫn silicon) được ghép nối với nhau thành
9


tấm pin mặt trời (từ 60-72 tế bào quang điện). Có 2 loại là tế bào quang điện
của pin Mono và pin Poly (bảng 1.1).
-

Pin mono làm bằng silicon đơn tinh thể với độ tinh khiết cao, hiệu suất sử
dụng cao, hiệu quả dử dụng dài lâu và hoạt động tốt trong điều kiện ánh sáng
yếu. Nhưng bù lại giá thành cao do chi phí sản xuất tốn kém và nguyên liệu

mắc tiền.

-

Pin poly được cấu tạo từ silicon đa tinh thể. Ưu điểm của pin Poly là quá
trình sản xuất đơn giản, ít tốn kém nên giá thành thấp , kèm theo đó là mức
độ giản nở và chịu nhiệt độ cao.

4. Tấm EVA (như trên).
5. Tấm lót : thường làm bằng nhựa PVF để che chắn và tác dụng như giá đỡ của
cả tấm pin.
6. Khung : được phủ 1 lớp polymer chống mài mòn từ môi trường.

Hình 2.3 Cấu tạo của tấm pin Mặt Trời

10


Bảng 2.1 Tương quan so sánh giữa pin Mono và pin Poly
Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời : Khi chất bán dẫn silicon tiếp xúc với
năng lượng, các electron tự do ở điện cực N sẽ di chuyển sang để lấp đầy các lỗ
trống bên điện cực P. Sau đó, các electron từ điện cực N và điện cực P sẽ cùng nhau
tạo ra điện trường. Các tế bào năng lượng mặt trời sẽ trở thành một diode, cho phép
electron di chuyển từ điện cực P đến điện cực N, không cho phép di chuyển ngược
lại (Hình 2.10).

Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động của tấm pin Mặt Trời
11

Tất nhiên, để kích hoạt quá trình cần có năng lượng tiếp xúc với các tế bào
silicon. Ánh sáng mặt trời bao gồm các hạt rất nhỏ gọi là photon được tỏa ra từ mặt
trời, các hạt nhỏ năng lượng có thể tiếp xúc với các tế bào năng lượng mặt trời và
nới lỏng liên kết của các electron ở điện cực N. Sự di chuyển của các elentron tự do
từ điện cực N tới điện cực P tạo ra dòng điện.
Khi điện trường đã được tạo ra, tất cả những gì chúng ta cần làm là thu thập
và chuyển nó thành dòng điện có thể sử dụng. Một bộ biến tần được gắn với các tế
bào năng lượng mặt trời sẽ biến dòng điện từ một chiều (DC) thành dòng điện xoay
chiều (AC). Dòng điện xoay chiều là dòng điện chúng ta đang sử dụng ở khắp mọi
nơi.
Hiện nay có rất nhiều mẫu mã các loại panel Mặt Trời tùy mục đích của
người sử dụng mà tìm ra loại thích hợp vì các tấm panel Mặt Trời là thiết bị quan
trọng nhất quyết định hiệu suất của hệ thống điện Mặt Trời. Qua tìm hiểu và tham
khảo các loại tài liệu và dự án em kiến nghị chọn loại module JKM 330M-72 – A
của hãng Jinkosolar với thông số được trình bày trong hình dưới đây.

Hình 2.5 Thông số kỹ thuật của Panel Mặt Trời mẫu JKM 330M-72 – A của hãng
Jinkosolar

12


2.2.2 Bộ Điều Khiển :
Đây cũng là bộ phận không kém phần quan trong trong sơ đồ hệ thống điện
năng lượng mặt trời. Nó có nhiệm vụ điều khiển việc lấy điện từ tấm pin mặt trời sạc
bình ắc quy, ổn áp cho dòng điện. Đảm bảo cho bình ắc quy không bao giờ bị quá
tải hay xả quá sâu. Giúp bảo vệ an toàn bào tăng tuổi thọ cho bình ắc quy lưu trữ.
Ngoài ra nó giúp hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu quả và lâu dài hơn.
Bộ điều khiển sạc mặt trời còn cho ta biết được tình trạng các ắc quy được
sạc điện từ tấm pin mặt trời thế nào. Vì vậy nó cho người sử dụng kiểm soát được

tình trạng của hệ thống và các phụ tải.
Công dụng cuối cùng của bộ điều khiển sạc mặt trời đó là bảo vệ nạp không
vượt quá điện thế cho phép. Đảm bảo nó luôn dao động từ 13,8 V đến 10,5V. Mạch
của bộ điều khiển sẻ tự động ngắt điện khi bình ắc quy đã đầy hoặc điện thế không
đảm bảo mức cho phép.
2.2.3 AC-DC Inverter
Inverter là một thiết bị điện tử công suất, có chức năng chuyển đổi
dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC nhờ các linh kiện
bán dẫn đóng cắt với tần số cao (FET, MOSFET, IGBT…). Các inverter mới
ngày nay có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau: kết nối lưới trực tiếp,
giám sát hoạt động của mảng pin mặt trời để thu được công suất tối đa nhờ
thuật toán dò tìm công suất cực đại (MPPT), cung cấp các thiết bị đóng cắt và
cách ly hệ thống với các chức năng bảo vệ phù hợp với nhiều chế độ vận
hành của hệ thống điện.
Inverter có nhiều loại và cách phân biệt chúng bằng dạng sóng của điện áp đầu ra :
dạng sóng hình sin, giả sin, sóng vuông, sóng bậc thang…
Tùy vào công suất của hệ thống mà chúng ta chọn lựa Inverter thích hợp, ví
dụ Hệ thống NLMT nổi trên hồ thủy điện Đồng Nai 4 có công suất dự kiến khoảng
40MWac nối lưới nên đề xuất chọn loại inverter trung tâm model Sunny Central
2500-EV của hãng SMA với thông số kỹ thuật chi tiết được trình bày tại Hình 2.5.

13


Hình 2.6 Thông số kỹ thuật của Inverter model Sunny Central 2500-EV của hãng
SMA.
2.2.4 Tủ điện
Tủ điện trong hệ thống điện gồm nhiều khí cụ bảo vệ mạch điện cũng như
công dụng của từng khí cụ được trình bày dưới đây :
Tên thiết bị

Công dụng
Cầu chì DC
Bảo vệ mạch điện, phòng tránh các hiện
tượng quá tải trên đường dây gây cháy,
nổ.
Chống sét lan truyền
Cắt sét, bảo vệ hệ thống điện
CB AC
Dùng để đóng ngắt mạch điện, bảo vệ
quá tải, ngắn mạch, sụt áp…của hệ thống
và các thiết bị điện
CB DC
Để bảo vệ quá tải, ngắt mạch cho nguồn
điện một chiều như hệ thống điện năng
lượng mặt trời
Bảng 2.2 Các thiết bị trong tủ điện năng lượng Mặt Trời
Tùy vào hệ thống điện Mặt Trời được lắp đặt có nối lưới hay không mà sẽ có
thêm tủ ATS, có công dụng để chuyển mạch điện mặt trời và điện lưới tùy vào tình
trạng sử dụng điện khi phối hợp cả hai nguồn điện.

14


2.2.5 Bình Ắc-quy lưu trữ
Bình ắc quy chỉ sử dụng cho sơ đồ hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa
lưới có lưu trữ và điện năng lượng mặt trời độc lập. Bình ắc quy có nhiệm vụ lưu trữ
điện để sử dụng cho tải vào ban đêm hoặc những ngày không có nắng.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại thương hiệu và công suất bình ắc
quy khác nhau. Tùy theo hệ thống của bạn mà lựa chọn cho mình hệ thống ắc quy

phù hợp. Những hệ thống điện mặt trời có công suất lớn thì phải chọn ắc quy có
công suất lớn. Nếu không bạn nên kết nối nhiều bình ắc quy lại với nhau.
2.2.6 Khung, dây cáp và phụ kiện kèm theo
Để đảm bảo cho hệ thống pin Panel mặt trời đặt đúng vị trí tốt nhất (nắng
nhiều nhất và lâu nhất) và hiệu suất sử dụng hệ thống luôn được ổn định lâu dài,
chúng ta cần dùng đến bộ khung gá và dây cáp chuyên dụng. Để tối đa hóa hiệu suất
của hệ thống, các tấm pin Panel mặt trời cần được lắp đặt theo 1 góc nghiêng và 1
hướng nhất định tùy vào vị trí cụ thể. Ví dụ hệ thống lắp đặt ở Việt Nam cần phải
hướng tấm pin Mặt Trời theo hướng nam và tùy vào từng khu vực mà độ nghiêng
của tấm pin thay đổi từ 50-102 độ theo từng tháng trong năm.
Các phụ kiện đồng bộ kèm theo : ống, công tắc, bảng điện, Vaseline, domino,
ổ cắm… để lắp hoàn chỉnh hệ thống điện mặt trời. Ngoài ra cáp được chọn cũng
phải có tiết diện dây đáp ứng được mật độ dòng điện cho phép theo tiêu chuẩn IEC
60439-1.
Dây cáp của hệ thống điện Mặt Trời nổi cũng giống như dây cáp của hệ
thống trên đất liền. Chiều dài các đoạn cáp được khảo sát theo kích thước các mảng
PV và vị trí thực tế của các thiết bị dự định đặt và đo tương đối từ phần mềm Google
earth. Đầu ra của các hộp gom dây sẽ nằm trên mặt nước,được bọc lớp cách điện
ngăn sự ảnh hưởng của hơi nước đến đường dây (Hình 2.5)

15


Hình 2.7 Dây cáp trên mặt nước của Hệ thống NLMT nổi
2.2.7 Phao và giá đỡ trên mặt nước
Do Phao thiết kế riêng cho hệ thống điện mặt trời nổi ở Việt Nam chưa có cơ
sở sản xuất chuyên dụng nên phải nhập khẩu loại phao nổi. Nhưng bên cạnh đó mặt
hàng phao nổi được các công ty như Alibaba (Hình 2.6 và Hình 2.7), Ocean
Pontoon,… đã sản xuất phao dành riêng cho hệ thống điện mặt trời nổi với giá thành
khá rẻ, càng làm cho ngành công nghiệp năng lượng thay thế này có tương lai để

phát triển hơn.

16


Hình 2.8 Phao chuyên dụng do công ty Alibaba sản xuất
Các phao được làm từ vật liệu HDPE (High Density Poli Etilen) – một loại
nhựa có độ bền cực tốt, chống lại sự ăn mòn tự nhiên bởi nước,gió,mưa axit,… bên
cạnh đó HDPE còn chông lại được tia cực tím từ ánh sáng mặt trời chiếu vào, hơn
hết là sự chịu nhiệt của HDPE khi không thay đổi áp lực khi nhiệt độ -40 độ C và
chỉ bắt cháy ở nhiệt độ 327 độ C (gấp 2 lần so với các loại nhựa khác) một vật liệu
hoàn hảo cho ngành điện mặt trời nổi.
Phao HDPE còn có trọng lượng nhẹ và độ bền cao, giúp lắp đặt thi công và
bảo dưỡng về sau được dễ dàng. Hơn hết là giá thành của nó rẻ hơn rất nhiều so với
các loại hợp kim, hiện đang có giá giao động từ 25-50$ một bộ phao.
Tiếp theo đó là phần giá đỡ của tấm pin và bảng điều khiển, do được lắp đặt
trên mặt nước nên vấn đề cách điện, chống ăn mòn và an toàn được đặt lên trên hết.
Do vậy phần khung đỡ và bảng điều khiển cũng phải làm bằng nhựa HDPE để đảm
bảo an toàn và tiết kiệm cho đơn vị thi công (Hình 2.9) .

Hình 2.9 Phao và giá đỡ làm bằng nhựa HDPE của công ty Kinsten

17