TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MÔ HÌNH NHÀ KÍNH THÔNG MINH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI. LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN THỊ KHÁNH HỒNG

TÍNH TỐN THIẾT KẾ,
XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH THƠNG MINH
SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN THỊ KHÁNH HỒNG

TÍNH TỐN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH
THƠNG MINH SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số

: 60 52 02 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LƢU NGỌC AN

Đà Nẵng - Năm 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Trần Thị Khánh Hoàng


TRANG TĨM TẮT THƠNG TIN TIẾNG ANH
TÍNH TỐN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH THƠNG MINH
SỬ DỤNG HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI

Học viên: Trần Thị Khánh Hoàng Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60520202 Khóa: K33 tại Nha Trang. Trường Đại học Bách khoa-ĐHĐN
Tóm tắt - Hiện nay nhu cầu s dụng n ng lượng của con người ng y c ng t ng
nhất l n ng lượng điện. Con người cần n ng lượng điện đ phục vụ cho nhu cầu đời
sống sinh hoạt sản xuất. T nh ng nhu cầu đ n giản như chiếu s ng sinh hoạt cho
đến c c d y chuyền sản xuất hiện đại. Trong khi đ c c nguồn nhi n liệu truyền
thống đứng trước nguy c thiếu hụt n ng lượng. Ngo i ra c c dạng n ng lượng n y
g y ra nhi m m i trường xung quanh v l m t ng hiệu ứng nh k nh. N ng lượng
tái tạo trong đ c n ng lượng mặt trời đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực đem lại nh ng lợi ích vơ cùng to lớn.
Xu hướng sản xuất nông nghiệp công nghệ cao và sạch trong nước và thế giới
đang tr n đ ph t tri n mạnh. Thiết kế, xây dựng mơ hình nhà kính thơng minh là giải

ph p t ng cường n ng cao đa dạng hóa các mơ hình hệ thống dây chuyền sản xuất
nông nghiệp công nghệ cao và sạch phục vụ quá trình học tập của học sinh – sinh viên
trong c c trường dạy nghề với các môn học PLC c bản PLC n ng cao Điều khi n tự
động và Tự động hóa, Cơng nghệ sinh học, Kỹ thuật trồng rau hoa cơng nghệ cao,...
Với nh ng lợi ích to lớn, đề tài này nhằm thiết kế, xây dựng mô hình nhà kính
thơng minh với hệ thống điều khi n giám sát và thu thập d liệu SCADA cho dây
chuyền sản xuất nông nghiệp công nghệ cao và sạch s dụng n ng lượng mặt trời theo
xu hướng hiện đại hóa phù hợp h n với thực ti n ngày nay.
Từ khóa – Nh k nh th ng minh; Hệ thống n ng lượng mặt trời; N ng lượng t i
tạo; Lưu tr trong pin.
CALCULATING THE DESIGN AND BUILDING SMART HOUSE MODEL
USING THE SUN ENERGY SYSTEM
Summary - Currently the demand for human energy is increasing electrical
energy. People need electric energy to serve the needs of livelihood, production. From
the simple needs such as lighting work until the modern production line. Meanwhile
the traditional fuel sources stood before the risk of energy shortage. Besides this form
of energy pollute the surrounding environment and increase greenhouse. Renewable
energy including solar energy is being studied and widely used in many areas that
bring the benefits enormous.


Trends in agricultural production and clean tech in the country and the world
is on track to thrive. Design, modeling greenhouse intelligent solution to strengthen,
enhance and diversify the system model production line agricultural high technology
and clean serving the learning process of students - students Teachers of vocational
schools with the basic PLC courses, Advanced PLC, Automatic Control and
Automation, Biotechnology, Engineering high-tech growing vegetables and flowers, ...
With these great benefits, subject to design, build models of greenhouse intelligent
control system monitoring and data acquisition SCADA for production lines of
agricultural high technology and clean energy use solar modernization trend more in line

with today's reality.
Keywords - smart greenhouses; Solar system; Recycled energy; Stored in the battery.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... 1
TRANG TĨM TẮT THƠNG TIN TIẾNG ANH ...................................................... 2
MỤC LỤC .................................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................... 4
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... 6
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ........................................................................ 7
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 2
4. Phư ng ph p nghi n cứu ................................................................................ 3
5. Ý nghĩa khoa học và thực ti n của đề tài ....................................................... 3
6. Bố cục đề tài .................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHÀ KÍNH THƠNG MINH VÀ
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ..................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về hệ thống nhà kính thơng minh...................................................... 4
1.1.1. Kết cấu cơ khí – điện – nước của nhà kính ..................................................... 4
1.1.2. Hệ thống điều khiển của nhà kính thơng minh................................................. 4
1.2. Tổng quan về n ng lượng mặt trời và các ứng dụng của n ng lượng mặt trời............. 5
1.2.1. Nguồn năng lượng mặt trời .............................................................................. 5
1.2.1.1. Bức xạ mặt trời ..................................................................................... 5
1.2.1.2. Nguồn gốc n ng lượng mặt trời ........................................................... 5
1.2.2. Tổng quan các công nghệ khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời............. 7
1.2.2.1. Qu tr nh ph t tri n v tri n khai ứng dụng n ng lượng mặt trời ........ 7
1.2.2.2. Tình hình ứng dụng n ng lượng mặt trời trên thế giới ......................... 8

CHƯƠNG 2 - HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ GIỚI THIỆU TỔNG
QUAN MƠ HÌNH NHÀ KÍNH THƠNG MINH KẾT HỢP VỚI HỆ THỐNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................................................................... 13
2.1. Hệ thống pin n ng lượng mặt trời ..................................................................... 13
2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời .......................................... 13
2.1.1.1. Cấu tạo của pin mặt trời ..................................................................... 13
2.1.1.2. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời ............................................... 14
2.1.1.3. Đặc tính làm việc của pin mặt trời ..................................................... 16


2.1.1.4. Dàn pin mặt trời.................................................................................. 19
2.1.2. Ắc quy (Hệ thống dự trữ điện năng) ............................................................. 22
2.1.2.1. Cấu tạo của ắc quy.............................................................................. 22
2.1.2.2. C c phư ng ph p ph ng v nạp ắc quy.............................................. 23
2.1.2.3. Các chế độ vận hành ắc quy ............................................................... 23
2.1.3. Hệ thống điều phối điện mặt trời ................................................................... 24
2.1.3.1. Bộ điều khi n sạc................................................................................ 24
2.1.3.2. Bộ nghịch lưu ..................................................................................... 25
2.1.4. Các mơ hình cơ bản của hệ thống pin mặt trời.............................................. 26
2.1.4.1. Vận h nh độc lập với lưới (Off Grid)................................................. 26
2.1.4.2. Vận hành ki u lai (Hybrid) ................................................................. 26
2.1.4.3. Vận hành kết nối với lưới điện (grid tie) ............................................ 26
2.2 Giới thiệu tổng quan mô hình nhà kính thơng minh kết hợp với n ng lượng mặt
trời ..................................................................................................................... 27
2.2.1. Thiết kế, lắp đặt phần cứng cho mơ hình nhà kính ........................................ 28
2.2.1.1. Khung b n đ mơ hình ....................................................................... 28
2.2.1.2. Khung mơ hình nhà kính thơng minh ................................................. 28
2.2.1.3.Mơ hình nhà kính thơng minh ............................................................. 29
2.2.2. Mô tả yêu cầu công nghệ ............................................................................... 29
2.3. Kết luận ............................................................................................................ 30

CHƯƠNG 3 – TÍNH TỐN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ KÍNH
THƠNG MINH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ..................................... 31
3.1. Tính tốn, lựa chọn đặc tính kỹ thuật của thiết bị trong mơ hình nhà kính thông
minh, khảo sát tiềm n ng điện mặt trời tại Khánh Hòa và xây dựng hệ thống pin
mặt trời cấp điện cho mơ hình nhà kính. .................................................................. 31
3.1.1 Thiết bị trong mơ hình nhà kính thơng minh: ................................................. 31
3.1.1.1 Tủ điều khi n ....................................................................................... 31
3.1.1.2. Các cảm biến v c cấu chấp hành ..................................................... 32
3.1.1.3. Hệ thống n ng lượng mặt trời ............................................................ 36
3.1.2. Tiềm năng điện mặt trời tại Khánh Hòa ........................................................ 37
3.1.3. Xây dựng hệ thống pin mặt trời cấp điện cho mơ hình nhà kính ................... 40
3.1.3.1. C sở tính tốn các thơng số của nhà kính. ........................................ 40
3.1.3.2. Chọn loại pin mặt trời và lựa chọn các thông số cụ th của hệ thống
pin n ng lượng mặt trời. .............................................................................. 42
3.2. Xây dựng thuật toán – Lập trình PLC cho mơ hình .......................................... 45


3.2.1. Xây dựng thuật tốn ....................................................................................... 45
3.2.2. Lập trình PLC. ............................................................................................... 50
3.2.2.1. Quy ước c c địa chỉ vào/ ra và các module của PLC ........................ 50
3.2.2.2. Viết chư ng tr nh điều khi n hệ thống .............................................. 52
3.3. Xây dựng giao diện scada và kết nối với máy tính – điện thoại thông minh. .......... 52
3.3.1. Yêu cầu công nghệ. ........................................................................................ 52
3.3.2. Thiết lập thuộc tính cho các đối tượng .......................................................... 52
3.3.3. Kết nối máy tính – điện thoại thơng minh ...................................................... 55
3.4. Lập trình phần mềm thu thập – điều khi n và giám sát mơ hình nhà kính thơng
minh s dụng n ng lượng mặt trời tr n m y t nh v điện thoại thông minh
(smartphone) ..................................................................................................... 57
3.4.1. Thiết lập cho HMI và PC Access. .................................................................. 57
3.4.1.1. Thiết lập các màn hình cho HMI ....................................................... 57

3.4.1.2. Thiết lập PC Access ............................................................................ 61
3.4.2. Lập trình cho PLC .......................................................................................... 61
3.4.3. Lập trình cho WinCC ..................................................................................... 61
3.4.4. Lập trình cho Smart Phone ............................................................................ 61
3.5. Kết luận ............................................................................................................. 61
Chư ng 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 62
4.1. Các vấn đề đã thực hiện trong luận v n ............................................................ 62
4.2. Hướng mở rộng của đề tài ................................................................................. 62
4.3. Kiến nghị ........................................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 64
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (BẢN SAO)
BẢN SAO CÁC KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM, NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Giải thích

PLC

Programmable Logic Controller

SCADA

Supervisory Control And Data Acquisition

HMI

Human Machine Interface

WinCC

Windows Control Center

OPC

OLE for Process Control

DCS

Distributed Control System

AC/DC

Alternating Current/Direct Current

TD 200

Text Display 200

LCS

Local Control Unit

PS

Process Station

OS

Operator Station

ES

Engineering Station

I/O

Input/Output

CPU

Central Processing Unit

ECC

Error Chechking and Correcting

PROFIBUS-DP

Process Field Bus – Decentralised Peripherals

PROFIBUS-PA

Process Field Bus – Process Automation

PROFIBUS-FMS

Process Field Bus – Field bus Message Specification

AS-I

Actuato Sensor Interface

TCP/IP

Transmission Control Protocol /Internet Protocol

DDE

Dynamic Data Exchange

OLE

Object Linking and Embedding

ODBC

Open Data Base Connection

FBD

Function Block Diagram

CFC

Continuous Function Chart

SFC

Sequential Function Chart

CAD/CAM

Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing


MES

Manufacturing Execution System

CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect

VAC

Voltage Alternating Current

VDC

Voltage Direct Current

NO

Normal Open

ASCII

American Standard Code for Information Interchange

API

Application Programming Interface

RTU

Remote Terminal Unit

CSP

Concentrated Solar Power

PV

Photovoltaic effect

FIT

Feed - intariff

STC

Standard Test Condition

NLMT

N ng lượng mặt trời

BXMT

Bức xạ mặt trời


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số

Tên bảng

hiệu
1.1

1.2

C c nước c nh m y điện t pin mặt trời cỡ lớn (c ng suất
trên 1MWp).
C c số liệu về hệ thống cung cấp nước n ng bằng n ng lượng
mặt trời đã lắp đặt tại một số nước.

Trang

9

10

1.3

C c nh m y điện mặt trời PV lớn nhất thế giới (tr n 50MW

10

1.4

C c nh m y điện t pin mặt trời lớn nhất thế giới

11

3.1

Bảng số liệu về bức xạ mặt trời tại c c tỉnh th nh ở Việt Nam

39

3.2

Quy ước địa chỉ v o/ra của c c thiết bị

50


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số
hiệu
1.1
2.1
2.2

2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18

Tên bảng
C c th nh phần c bản của nh k nh th ng minh

C c vùng n ng lượng
Hệ 2 mức n ng lượng
Đường đặc trưng theo độ chiếu s ng của pin mặt trời
Đi m l m việc v đi m c ng suất cực đại
Ghép nối tiếp hai module pin mặt trời (a v đường đặc trưng
VA của c c module v của cả hệ (b
Ghép song song hai module pin mặt trời (a v đường đặc
trưng VA của c c module v của cả hệ (b
D n pin n ng lượng mặt trời
M h nh nh k nh c gắn pin n ng lượng mặt trời
K ch thước b n đ m h nh nh k nh
Khung mơ hình nhà kính thơng minh
Khung m h nh nh k nh đ tr n khung b n
PLC Siemens Simatic S7 – 200 CPU 224
Module Analog EM 235
M n h nh hi n thị TD 200
Bộ nguồn DC OMRON S8JX
Cảm biến độ ẩm đất YL69
Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm kh ng kh
Cảm biến lưu lượng nước YF-S201
Cảm biến nh s ng LOXONE
B m nước Brushless OGIHARA
B m phun sư ng HEADON HF – 8367
Béc tưới nhỏ giọt
Béc tưới phun sư ng tạo ẩm
Động c PITTMAN/AMETEK GM9232C113 – R3
Quạt hút gắn tường MEETING SOON
Đèn HALOGEN OSRAM t ng cường nh s ng
Tấm pin n ng lượng mặt trời
UPS and Inverter

Ắc quy dự tr

Trang
4
14
15
17
18
20
21
22
27
28
28
29
31
31
32
32
32
33
33
33
34
34
34
35
35
35
36

36
36
37


Số
hiệu
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
3.24
3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
3.39
3.40
3.41

3.42
3.43
3.44
3.45
3.46

Tên bảng
Bảng cường độ bức xạ b nh qu n trong ng y tại c c tỉnh th nh
ở Việt Nam (Nguồn: bản đồ n ng lượng bức xạ mặt trời tại
Việt Nam .
S đồ c ng nghệ điều khi n cho nh k nh
S đồ c ng nghệ điều khi n hệ thống t ng - giảm nhiệt độ
S đồ c ng nghệ điều khi n hệ thống t ng - giảm độ ẩm
khơng khí
S đồ c ng nghệ điều khi n hệ thống t ng - giảm nh s ng
S đồ c ng nghệ điều khi n hệ thống t ng – giảm độ ẩm đất
S đồ chư ng tr nh đếm ng y hoạt động
Giao diện m h nh nh k nh th ng minh tr n PC
Thiết lập thuộc t nh cho m y b m
Thiết lập thuộc t nh cho đèn
Thiết lập thuộc t nh cho quạt
Thiết lập thuộc t nh cho m i n c
Thiết lập thuộc t nh cho nút nhấn
Thiết lập thuộc t nh cho c c bảng hi n thị
Lập tr nh v chạy giả lập tr n m y t nh
Kết nối với m y t nh v điện thoại th ng minh
Màn hình 1
Màn hình 2
Màn hình 3
Màn hình 4

Màn hình 5
Màn hình 6
Màn hình 7
Màn hình 8
Màn hình 9
Màn hình 10
Màn hình 11
Thiết lập c c tag v th ng số tr n PC Access

Trang

38
45
46
47
48
49
50
52
52
53
53
53
54
55
55
56
57
57
57

58
58
58
59
59
59
60
60
61


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Thứ nhất: Hiện nay ngành nông nghiệp vẫn là chủ lực trong nền kinh tế nước
ta nhưng vẫn mang tính chất lao động tay chân thuần tuý, chất lượng sản xuất thấp
trong khi thực tế đã c nh ng công ty hoặc nông hộ áp dụng công nghệ mới vào hoạt
động sản xuất nông nghiệp v đã đạt được hiệu quả kinh tế rõ rệt. Tuy nhi n đ đ p
ứng về số lượng th chưa đủ. Hiện tại chỉ một phần rất bé diện t ch đất nông nghiệp áp
dụng công nghệ cao. Do đ việc ứng dụng công nghệ cao vào hoạt động sản xuất gặp
nhiều kh kh n như:
- Cần một số lượng lớn nh ng thiết kế nhà kính cơng nghệ cao s dụng n ng
lượng tái tạo, hoạt động ổn định.
- Hiện tại nh ng nhà kính cơng nghệ cao nếu có s dụng n ng lượng mặt trời
đều được lắp ráp theo cơng nghệ của nước ngồi. V a đắt tiền, lại khó bảo trì s a ch a
nhưng c ng nghệ của ta vẫn chưa c được ưu thế nhất định nên việc ứng dụng rộng rãi
thật sự gặp kh kh n.
- Chưa đủ đội ngũ c ng nh n kỹ thuật đạt tiêu chuẩn điều khi n, giám sát hoạt
động sản xuất đ đưa ra p dụng rộng rãi.

Thứ hai: Các mơ hình do các nhà sản xuất thiết bị dạy học cung cấp thường ít
chú trọng đến yêu cầu sư phạm và giáo viên s dụng c c m h nh thường gặp khó
kh n ban đầu do chưa l m chủ được công nghệ (Kh kh n trong việc tri n khai giảng
dạy, bảo trì và s a ch a)
Thứ ba: N ng lượng truyền thống ngày càng cạn kiệt v c c ưu đi m khi tri n khai
xây dựng th nh c ng được Mơ hình nhà kính thơng minh s dụng n ng lượng mặt trời.
- Thuận tiện trong việc thí nghiệm.
- Gi th nh đầu tư thấp.
- Thuận tiện trong việc tri n khai hàng loạt các thiết bị.
- D dàng tháo lắp nên thuận lợi cho việc thay thế nhiều thiết bị trên cùng một
mơ hình.
- Thuận tiện trong việc bảo trì, và s a ch a.
- Có th chứng tỏ được sự ổn định của hệ thống đ t ng độ tin cậy và khả n ng
đầu tư của các nông hộ.
- Thiết bị ứng dụng giảng dạy được cả ngành Công nghệ sinh học v Điện công
nghiệp nằm trong chư ng tr nh giảng dạy của c c trường dạy nghề (các môn Công


2
nghệ sinh học, Bảo vệ thực vật, Kỹ thuật rau hoa công nghệ cao PLC c bản, PLC
nâng cao, Tự động hóa).
Chính vì nh ng lý do trên học viên chọn xây dựng Mơ hình mơ phỏng trực
quan nhà kính thông minh s dụng n ng lượng mặt trời được thiết kế theo mơ hình nhà
kính hiện đại với k ch thước thu nhỏ. Mơ hình ứng dụng cơng nghệ tự động hóa trong
việc quản lý các yếu tố về độ ẩm nh s ng v dinh dưỡng t đ c th chủ động
chuy n giao cho c c trường có giảng dạy các mơn học li n quan đến đề t i theo đúng
yêu cầu sư phạm cũng như bảo trì, s a ch a.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
- Mục tiêu: Xây dựng Mơ hình phục vụ đ o tạo nghề Điện công nghiệp và Công
nghệ Sinh học tại c c trường dạy nghề, là giải ph p t ng cường, nâng cao chất lượng

giảng dạy của giáo viên, phục vụ quá trình học tập của Học sinh – sinh viên (Công
nghệ sinh học, Bảo vệ thực vật, Kỹ thuật rau hoa công nghệ cao PLC c bản, PLC nâng
cao) với chi phí thấp nhưng vẫn đ p ứng yêu cầu kỹ thuật, công nghệ v sư phạm.
- Nhiệm vụ nghiên cứu:
+ Nghiên cứu, xây dựng, lắp ráp và hồn thiện mơ hình nhà kính thơng minh s
dụng n ng lượng mặt trời dùng PLC của Siemens nhằm đa dạng hóa các mơ hình áp
dụng trong việc đ o tạo môn học PLC Điều khi n tự động ng nh điện công nghiệp,
sản xuất nông nghiệp công nghệ cao tại c c trường đ o tạo nghề.
+ Nghiên cứu tìm hi u mơ hình nhà kính thông minh s dụng n ng lượng mặt trời.
+ Nghiên cứu bộ điều khi n PLC của SIMATIC S7 – 200, các màn hình HMI
trong hệ SCADA, nghiên cứu phần mềm WinCC, nghiên cứu Hệ thống điều khi n
giám sát và thu thập d liệu SCADA.
+ Tìm hi u được công nghệ điều khi n tự động và khả n ng p dụng đ phát
tri n chất lượng chuyên môn.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghi n cứu l hệ thống n ng lượng mặt trời cung cấp cho nhà kính
thơng minh và nghiên cứu thực hiện hệ thống tự động điều khi n và giám sát cho cây
trồng trong mơ hình nhà kính.
- Phạm vi nghi n cứu:
+ Đặc tính làm việc của hệ thống pin n ng lượng mặt trời
+ Các thông số c bản của hệ thống pin n ng lượng mặt trời


3
+ Mô phỏng hệ thống pin n ng lượng mặt trời và hoạt động của mơ hình nhà
kính thơng minh.
+ Quy trình cơng nghệ của nhà kính cơng nghệ cao và hệ thống tự động hoá –
hiện đại hoá trong nông nghiệp.
+ Hệ SCADA tự động thu thập d liệu điều khi n và giám sát nhà kính.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu

Đ giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận v n đưa ra phư ng ph p nghi n cứu
như sau:
- Nghiên cứu lý thuyết: các lý thuyết về n ng lượng mặt trời, cấu tạo, nguyên lý
làm việc của hệ thống pin mặt trời. Các lý thuyết về PLC, các phần mềm điều khi n
(Step7 MicroWin, PC Access, WinCC,...) và hệ thống thu thập d liệu điều khi n và
giám sát (SCADA).
- Xây dựng hệ thống pin n ng lượng mặt trời cung cấp cho một mơ hình nhà kính
thơng minh cụ th .
- Lập trình cho mơ hình nhà kính thơng minh thu thập d liệu điều khi n và
gi m s t tr n M y t nh (PC v điện thoại thông minh (Smartphone).
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Ứng dụng được công nghệ mới vào sản xuất nơng nghiệp
cơng nghệ cao, góp phần phát triền n ng lượng mặt trời, là nguồn n ng lượng tái tạo,
sạch v được nh nước khuyến kh ch đầu tư. Thiết kế, tính tốn, mơ phỏng được sự hoạt
động của hệ thống pin n ng lượng mặt trời và hoạt động của nhà kính, t đ c c sở
đ nh gi t nh hiệu quả về mặt kinh tế và kỹ thuật của hệ thống trước khi đầu tư x y dựng.
Tính thực ti n: Góp phần phát tri n mơ hình nhà kính s dụng n ng lượng mặt
trời, ứng dụng vào thực tế cuộc sống. Ứng dụng công nghệ mới vào hoạt động sản
xuất nơng nghiệp, góp phần nâng cao chất lượng sản xuất và chất lượng chuyên môn
của bản thân.
6. Bố cục đề tài
Mở đầu.
Chư ng 1: Tổng quan về n ng lượng mặt trời và hệ thống nhà kính thơng minh.
Chư ng 2: C c c ng nghệ đi n hình hiện nay s dụng trong nhà kính và hệ thống
pin n ng lượng mặt trời.
Chư ng 3: T nh to n thiết kế, xây dựng mơ hình nhà kính thơng minh s dụng
n ng lượng mặt trời
Chư ng 4: Kết luận v kiến nghị

4

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHÀ KÍNH THÔNG MINH
VÀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
1.1. Tổng quan về hệ thống nhà kính thơng minh
Các nhà kính hiện đại thường ứng dụng cơng nghệ tự động hóa trong việc quản
lý các yếu tố về nhiệt độ độ ẩm nh s ng tưới nhỏ giọt tưới phun sư ng kết hợp dinh
dưỡng. Nh k nh th ng minh c khả n ng tư cung cấp chất dinh dưỡng cho c y theo
chu k thời gian tư động điều khi n c c yếu tố nhiệt độ độ ẩm nh s ng do h thống c
trang bị c c cảm biến nhi t đ đ ẩm nh s ng hệ thống tưới nhỏ giọt h thống phun
sư ng quạt v được điều khi n thơng qua máy tính cá nhân và Tablet, Smart Phone.
1.1.1. Kết cấu cơ khí – điện – nước của nhà kính
Th ng thường khung nh k nh được lắp ráp bằng các vật liệu như sắt, thép và
vách nhựa hoặc bạt ni l ng ng n nắng kết hợp với các thiết bị điện nước theo yêu cầu
cụ th . Th ng thường thì Kết cấu c kh – điện – nước của nhà kính bao gồm các
thành phần c bản sau:

Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của nhà kính thơng minh
1.1.2. Hệ thống điều khiển của nhà kính thơng minh
Hệ thống điều khi n của nh k nh th ng minh th ng thường bao gồm các thiết
bị điện thơng minh tích hợp, hoặc s dụng các bộ điều khi n logic có th lập trình
được như PLC vi điều khi n đ điều khi n – thu thập d liệu và giám sát.
Tùy theo yêu cầu v điều kiện cụ th tại n i lắp đặt mà ta chọn mơ hình vận hành
của hệ thống điện pin mặt trời thích hợp đ t đ t nh to n v thiết kế hệ thống.


5
1.2. Tổng quan về năng lƣợng mặt trời và các ứng dụng của năng lƣợng mặt trời
1.2.1. Nguồn năng lượng mặt trời
1.2.1.1. Bức xạ mặt trời

Mặt trời là quả cầu l a khổng lồ với đường kính trung bình khoảng 1,36 triệu km
và ở c ch Tr i đất khoảng 150 triệu km. Theo các số liệu hiện có, nhiệt độ bề mặt của
mặt trời vào khoảng 6.000K trong khi đ nhiệt độ ở vùng trung tâm của mặt trời rất
lớn, vào khoảng 8.106K đến 40.106K. Mặt trời được xem là một lò phản ứng nhiệt
hạch hoạt động liên tục. Do luôn luôn bức xạ n ng lượng v o trong vũ trụ nên khối
lượng của mặt trời sẽ giảm dần. Điều này dẫn đến kết quả l đến một ng y n o đ mặt
trời sẽ thôi không tồn tại n a. Tuy nhiên, do khối lượng của mặt trời vô cùng lớn, , nên
thời gian đ mặt trời còn tồn tại cũng v cùng lớn. Bên cạnh sự biến đổi nhiệt độ rất
đ ng k theo hướng kính, một đi m đặc biệt khác của mặt trời là sự phân bố khối
lượng rất kh ng đồng đều. Ví dụ, khối lượng riêng ở vị trí gần tâm mặt trời vào
khoảng 100g/cm3 trong khi đ khối lượng riêng trung bình của mặt trời chỉ vào
khoảng 1,41g/cm3.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khoảng cách t mặt trời đến Tr i đất khơng
hồn tồn ổn định m dao động trong khoảng ±1,7% xoay quanh giá trị trung b nh đã
trình bày ở trên. Trong kỹ thuật NLMT người ta rất chú ý đến khái niệm hằng số mặt
trời (Solar Constant). Về mặt định nghĩa hằng số mặt trời được hi u l lượng bức xạ
mặt trời (BXMT) nhận được trên bề mặt có diện tích 1m2 đặt bên ngồi bầu khí quy n
và thẳng góc với tia tới. Tùy theo nguồn tài liệu mà hằng số mặt trời sẽ có một giá trị
cụ th n o đ c c gi trị này có th khác nhau tuy nhiên sự sai biệt không nhiều.
Trong tài liệu này ta thống nhất lấy giá trị hằng số mặt trời là 1353W/m2.
Có 2 loại bức xạ mặt trời: BXMT đến bên ngồi bầu khí quy n v BXMT đến
trên mặt đất. Trong mục này ta cần phân biệt ý nghĩa của các ký hiệu được dùng đ
bi u di n giá trị của lượng bức xạ khảo s t l G I v H. Đ n vị của G l W/m2 đ n vị
của I và H là J/m2, trong đ thời gian tư ng ứng với các ký hiệu I và H lần lượt là giờ
và ngày. Khái niệm ngày trong kỹ thuật NLMT được hi u là khoảng thời gian t lúc
mặt trời mọc cho đến lúc mặt trời lặn.
1.2.1.2. Nguồn gốc năng lượng mặt trời
NLMT có vai trị quan trọng đối với sự tồn tại và tồn tại và phát tri n của các yến
tố sự sống tr n tr i đất.
Trước hết, NLMT là nguồn n ng lượng khổng lồ c t nh t i sinh. NLMT được

sinh ra do các phản ứng nhiệt hạt nhân tổng hợp các hạt nh n đồng vị Hydro (H đ
tạo ra các hạt nhân Heli (He) liên tục xảy ra trên mặt trời . Công suất bức xạ của mặt


6
trời l 3 865.1026W tư ng đư ng với n ng lượng đốt cháy hết 1,32.1016 tấn than đ
tiêu chuẩn. Nhưng phần NLMT đến bề mặt tr i đất chỉ l 17 57.1016J/s hay tư ng ứng
với n ng lượng đốt cháy hết 6.106 tấn than đ .
Ngồi khí quy n tr i đất (hay còn gọi l ngo i vũ trụ) mật độ NLMT là
1.353W/m2. Nhưng khi tới mặt đất các tia mặt trời phải đi qua lớp khí quy n tr i đất
(chiều dày khoảng 16km) nên bị mất mát khoảng 30% do các hiện tượng hấp thụ, tán
xạ bởi các phân t kh h i nước... của lớp khí quy n. Vì vậy trên bề mặt tr i đất, mật
độ bức xạ mặt trời chỉ còn khoảng 1.000W/m2. Mặc dù ở c c vĩ độ khác nhau thì
NLMT kh c nhau nhưng nh n chung NLMT ph n bố khắp trên bề mặt tr i đất. Ở đ u
cũng c th khai thác và ứng dụng nguồn n ng lượng này.
Bản chất của BXMT l s ng điện t có phổ bước sóng trải t 10-10m đến
1014m trong đ mắt người có th nhận biết được giải s ng c bước sóng t 0 4 đến
0,7m v được gọi là áng sáng nhìn thấy (vùng khả kiến). Vùng bức xạ điện t có
bước sóng nhỏ h n 0 4m được gọi là vùng sóng t ngoại. Cịn vùng c bước sóng lớn
h n 0 7m được gọi là vùng hồng ngoại. Do bản chất của s ng điện t nên NLMT là
nguồn n ng lượng khơng có phát thải, không gây ô nhi m m i trường hay được gọi là
nguồn n ng lượng sạch.
Các thành phần của BXMT trên mặt đất:
Ngo i lớp kh quy n tr i đất bức xạ mặt trời chỉ c một th nh phần. Đ l c c tia
mặt trời đi thẳng ph t ra t mặt trời. Nhưng khi tới mặt đất do c c hiện tượng t n xạ
trong lớp kh quy n quả đất bức xạ mặt trời bị biến đổi v gồm 3 th nh phần:
- Th nh phần trực xạ gồm c c tia mặt trời đi thẳng t mặt trời đến mặt đất. Nhờ
c c tia trực xạ n y m ta c th nh n thấy mặt trời;
- Th nh phần nhi u hay t n xạ gồm c c tia mặt trời tới mặt đất t mọi phư ng
tr n bầu trời do hiện tường t n xạ của tia mặt trời tr n c c ph n t kh h i nước c c

hạt bụi . Nhờ c c tia t n xạ n y m chúng ta vẫn c nh s ng ngay cả nh ng ng y
m y mù kh ng th nh n thấy mặt trời ở trong nh dưới b ng c y ;
Tổng hai th nh phần tr n được gọi l tổng xạ của bức xạ mặt trời ở mặt đất. C c
Trạm Kh tượng thường đo c c th nh phần n y nhiều lần trong một ng y v li n tục
trong nhiều n m đ c số liệu đ nh gi tiềm n ng NLMT.
T lệ của c c th nh phần trực xạ v t n xạ trong tổng xạ phụ thuộc v o điều kiện
tự nhi n v trạng th i thời tiết của địa đi m v thời đi m quan s t hay đo đạc. V dụ ở
nước ta trong c c th ng mùa Hè t th ng 5 đến th ng 8 th th nh phần trực xạ chiếm
ưu thế (tr n 50
còn trong mùa Đ ng t th ng 12 đến th ng 2 n m sau th nh phần
t n xạ lại chiếm ưu thế.


7
Th nh phần phản xạ t mặt nền ở n i quan s t hay n i đặt bộ thu NLMT n phụ
thuộc v o hệ số phản xạ của mặt nền v tổng xạ tới. Th nh phần n y chỉ được ph n
biệt khi thiết kế t nh to n c c bộ thu NLMT. Trong trường hợp chung n l một phần
rất nhỏ trong th nh phần bức xạ t n xạ.
1.2.2. Tổng quan các công nghệ khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời
1.2.2.1. Quá trình phát triển và triển khai ứng dụng năng lượng mặt trời
NLMT trung b nh tr n bề mặt quả đất nằm trong khoảng 150 đến 300W/m2 hay
t 3 5 đến 7 0kWh/m2 ng y.
NLMT t l u đã được con người khai th c s dụng bằng c c phư ng ph p tự
nhi n trực tiếp v đ n giản như ph i sấy (quần o vật dụng; n ng l m hải sản; sưởi
ấm . Tuy nhi n c ch s dụng NLMT theo c c phư ng c ch tự nhi n n i tr n c hiệu
quả thấp v ho n to n thụ động.
NLMT c th s dụng dưới dạng nhiệt hay biến đổi th nh điện. Điện t mặt trời
l dạng điện n ng được tạo ra khi biến đổi NLMT th nh điện n ng nhờ hiệu ứng quang
điện (photovoltaic effect viết tắt PV một c ch trực tiếp hoặc nhờ c c hệ thống nhiệt
điện th ng qua hiệu ứng hội tụ tia mặt trời (concentrated solar power CSP một c ch

gi n tiếp. C c hệ thống CSP s dụng c c thấu k nh hay c c gư ng hội tụ v hệ thống
d i theo mặt trời (solar tracking systems đ hội tụ một diện t ch lớn c c tia mặt trời
v o một diện t ch nhỏ h n (gọi l đi m hay đường hội tụ . Nguồn nhiệt hội tụ n y sau
đ được s dụng đ ph t điện. C c hệ thống n y gọi l hệ nhiệt điện mặt trời. Còn c c
hệ thống PV biến đổi nh s ng th nh điện n ng khi dùng hiệu ứng quang điện được
gọi l hệ thống điện PV.
Ứng dụng quan trọng đầu ti n của pin mặt trời l nguồn dự phòng (back-up cho
về tinh nh n tạo Vanguard I v o n m 1958 n đã cho phép truyền t n hiệu về quả đất
h n một n m sau khi nguồn ắc qui điện h a đã bị kiệt. Sự hoạt động th nh c ng n y
của pin mặt trời tr n vệ tinh đã được lặp lại trong nhiều về tinh kh c của Li n X v
Mỹ. V o cuối nh ng n m 1960 PV đã trở th nh nguồn n ng lượng được được s
dụng ri ng cho về tinh. PV đã c một vai trò rất quan trọng c ng nghệ vệ tinh thư ng
mại v n vẫn gi vị tr đ đối với hạ tầng vi n thong ng y nay.
Nhờ sự ph t tri n của khoa học c ng nghệ n n hiện nay con người đã biết khai
th c NLMT một c ch hiệu quả v chủ động h n nhờ c c c ng nghệ hiện đại.
Nh m y nhiệt điện mặt trời thư ng mại đầu ti n được x y dựng trong nh ng
n m 1980. Nh m y c c ng suất lớn nhất l 354MW x y dựng tại Sa mạc Mojave ở
California (Mỹ . C c nh m y lớn kh c như nh m y Solnova (150MW v Andasol
(100MW cả hai đều ở T y Ban Nha 4 .


8
Nh ng ph t tri n giai đoạn đầu của c ng nghệ n ng lượng mặt trời (CN NLMT
bắt đầu trong nh ng n m thập ni n 1980 đã được k ch th ch bởi sự kiện rằng than sẽ
kh ng l u n a sẽ bị cạn kiệt. Tuy nhi n sự ph t tri n của CN NLMT sau đ bị chậm
lại v o thời gian đầu của thế k 20 do phải đối mặt với c c vấn đề về gi t nh kinh tế
v t nh tiện dụng của than v dầu. N m 1974 người ta đã ước t nh rằng chỉ c 6 hộ ở
tất cả khu vực Bắc Mỹ s dụng ho n to n n ng lượng cho sưởi ấm v l m lạnh nhờ
c c hệ thống thiết bị NLMT. Sự cấm vận dầu n m 1973 v sự khủng hoảng n ng
lượng n m 1979 đã l m thay đổi ch nh s ch n ng lượng tr n phạm vi thế giới v CN

NLMT lại được quan t m thúc đẩy ph t tri n. Chiến lược tri n khai tập trung v o c c
chư ng tr nh t ng tốc như Chư ng tr nh s dụng PV Li n Bang ở Mỹ Chư ng tr nh
NLMT ở Nhật. C c cố gắng kh c gồm c sự x y dựng c c c sở nghi n cứu ở Mỹ
(SERI nay l NREL Nhật (NEDO v Đức (Fraunhofer Institute for Solar Energy
Systems ISE).
Gi a c c n m 1970 v 1983 c c lắp đặt PV t ng rất nhanh nhưng đầu nh ng
n m 1980 do gi dầu giảm n n l m giảm nhịp độ ph t tri n của PV t 1984 đến 1996.
T 1997 sự ph t tri n của PV lại được gia tốc do c c vấn đề kh kh n về cung cấp
dầu v kh do sự n ng l n của quả đất v sự cải thiện của c ng nghệ sản xuất PV dẫn
đến t nh t nh tế của PV trở n n tốt h n. Sản xuất PV t ng trung b nh 40 /n m t n m
2000 v c ng suất lắp đặt đã đạt đến 10 6GW v o cuối n m 2007 v 14 73GW v o
n m 2008. N m 2010 c c nh m y điện PV lớn nhất tr n thế giới l Sania Power plant
ở Canada.
1.2.2.2. Tình hình ứng dụng năng lượng mặt trời trên thế giới
Tới nay, rất nhiều quốc gia đã nghi n cứu v đang ứng dụng thành công nguồn
NLMT trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Tại Hoa Kì, các hoạt động quảng bá NLMT
di n ra rất sôi nổi. H ng n m c c ti u bang ở miền đ ng đều mở hội nghị về n ng
lượng xanh với mục đ ch giới thiệu công nghệ mới về các thiết bị áp dụng NLMT cho
các hộ gia đ nh v c sở kinh doanh nhỏ.
Ở Pháp, t nh ng n m của thập niên 60 thế kỉ trước, họ đã rất chú trọng tới việc
giải quyết thiếu hụt n ng lượng cho quốc gia phát tri n. Họ đã th nh c ng trong việc
thiết kế và lắp đặt các hệ thống biến NLMT th nh điện n ng cung ứng cho các làng xã
có quy mơ 1.000 hộ. Nhờ đ một số quốc gia vùng Trung Mỹ đã th a hưởng thành
tựu này vì d lắp r p v chi ph tư ng đối rẻ.
Đan Mạch được cho là quốc gia s dụng n ng lượng hiệu quả nhất thế giới. Ở
Đan Mạch ước tính có tới 30% các hộ s dụng tấm thu NLMT. Đan Mạch l nước
đầu tiên tri n khai c chế buộc c c nh m y điện lớn phải mua điện xanh t c c địa
phư ng với giá cao (Feed - in tariff - FIT). Với c chế n y c c địa phư ng h o hứng

9
sản xuất điện xanh. M h nh đã được 30 nước áp dụng như: Đức, Tây Ba Nha, Nhật
Bản

Đức trở th nh nước dẫn đầu thị trường PV thế giới (chiến 45

k t khi điều

chỉnh lại hệ thống gi điện (Feed-in tariff như l một phần của Chư ng tr nh H nh
động nguồn n ng lượng t i tạo (Renewable Energy Sources Act . C ng suất lắp đặt
PV đã t ng t 100MW n m 2000 l n gần 4150MW v o cuối n m 2007 (bảng 1.5 . Sau
n m 2007 T y Ban Nha trở th nh nước có sự phát tri n s i động nhất. C c nước Ph p
Italy H n Quốc v Mỹ cũng đã t ng c ng suất lắp đặt l n rất nhanh trong c c n m mới
đ y nhờ c c chư ng tr nh k ch th ch v c c điều kiện thị trường địa phư ng. C c
nghi n cứu mới đ y đã cho thấy rằng thị trường PV thế giới được dự b o vượt qu
16GW v o n m 2010.
Bảng 1.1. Các nước có nhà máy điện từ pin mặt trời cỡ lớn
(công suất trên 1MWp)
Tổng công suất

STT

Tên nƣớc

1

Đức

400

45

2

Tây Ban Nha

245

28

3

Mỹ

142

16

4

Italy

17

2

5

Nhật Bản

17

2

6

H n Quốc

13

2

7

Bồ Đ o Nha

12

1,5

8

Hà Lan

9

1

9

Thụy Sỹ

5

1

10

Bỉ

3

0,5

11

Úc

2

0,5

12

Trung Quốc

2

0,2

13

Áo

1,5

0,2

14

Cộng hòa Séc

1,4

0,2

15

Philipines

1,1

0,1

16

Réunion

1

0,1

(MWp)

Thị phần (%)


10
Ở Trung Quốc, sự hưởng ứng mang tính tự phát của người dân trong việc lắp đặt
các tấm thu NLMT cũng đang đưa nước n y vượt qua Đức trở thành thị trường tấm
thu NLMT lớn nhất thế giới. Trung Quốc cũng đã ban h nh luật n ng lượng tái tạo
(n m 2005 tạo c sở cho các hoạt động về dạng n ng lượng này trở nên sôi nổi h n.
Cho tới cuối n m 2005 tổng công suất lắp đặt các hệ thống cung cấp nước nóng
bằng NLMT trên toàn thế giới vào khoảng 88GWth trong đ phần lớn được lắp đặt ở
Trung Quốc v c c nước thuộc khối EU. Đặc biệt trong nh ng n m gần đ y, tốc độ lắp
đặt các hệ thống nước nóng NLMT ở c c nước đứng đầu trong bảng 1.4 dưới đ y gia
t ng rất đ ng k (1m2 collector có th được qui đổi thành 0,7kWth).
Bảng 1.2. Các số liệu về hệ thống cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời đã
lắp đặt tại một số nước
Nƣớc

Diện tích collector (106 m2)

Trung Quốc
EU
Thổ Nhĩ Kỳ
Nhật Bản
Israel
Brazil
Mỹ

79,3
16
8,1
7,2
4,7
2,3
2,3

ảng 1.3. Các nhà máy điện mặt trời

Công suất đã lắp đặt,
GWth
55,5
11,2
5,7
5
3,3
1,6
1,6

lớn nhất thế giới trên 50MW)

TT

Nhà má PV

Công suất DC
cực đại (MW)

Ghi ch

1

Sarnia PV Power Plant (Canada)

97

Đã được x y dựng
2009-2010

2

Montalto di Castro PV Station
(Italy)

84,2

Đã được x y dựng
2009-2010

3

Finsterwalde Solar Park (Đức

80,7

Pha 1 ho n th nh
2009, pha 2 và 3, 2010

4

Rovigo PV Power Plant (Italia)

70

Ho n th nh 11/2010

5

Olmedilla PV Park (Tây Ban Nha)

60

Ho n th nh 9/2008

6

Strasskirchen Solar Park (Đức

54

7

Lieberose PV Park (Đức

53

Ho n th nh 2009

8

Puertollano PV Park (Tây Ban Nha)

50

Khởi c ng 2008


11
T bảng 1.3 có th thấy c c nước thi đua khai th c nguồn n ng lượng vô tận t
mặt trời. Về mức độ khai thác và s dụng NLMT, Việt Nam chỉ đang xếp hạng xấp xỉ
với Lào hoặc ở mức gần bằng với Campuchia.
C c nh m y nhiệt điện mặt trời thư ng mại (CSP đã được x y dựng lần đầu
ti n v o nh ng n m 1980. Th p NLMT PS10 11MW ở T y Ban Nha đã ho n th nh
v o cuối n m 2005 l hệ CSP thư ng mại đầu ti n ở Ch u u v một nh m y kh c
c ng suất 300MW được chờ đợi sẽ x y dựng v o n m 2013 cùng tại vị tr đ . Ngo i ra
nh m y Ivanpah Solar Power ở Đ ng Nam California gần bi n giới Nevada được chờ
đợi c c ng suất 392MW.
Công suất lắp đặt pin mặt trời trên toàn thế giới đến n m 2007 là 10.300MWp.
Đức hiện đang dẫn đầu với 3.862MWp. Trong đ WP (watt-peak) là công suất điện
một chiều của pin mặt trời được đo đạc trong c c điều kiện tiêu chuẩn (với cường độ
sáng: 1000 W/m2, nhiệt độ m i trường: 250C, quang phổ của nguồn sáng th nghiệm
phải tư ng tự như quang phổ của BXMT tư ng ứng với hệ số khối lượng không khí là
1,5) (bảng 1.4).
Bảng 1.4. Các nhà máy điện từ pin mặt trời lớn nhất thế giới
STT Công suất (MWp)
Thành phố
Quốc gia
20

Jumilla (Murcia)
Tây Ban Nha
1
20
Beneixama (Alicante)
Tây Ban Nha
2
14
Nellis, NV
Mỹ
3
13,8
Salamanca
Tây Ban Nha
4
12,7
Lobosillo (Murcia)
Tây Ban Nha
5
12
Erlasee (Arnstein)
Đức
6
11
Serpa
(Alentejo)
Bồ
Đ
o Nha
7

10,35
Bradis
Đức
8
10
Porkinh
Đức
9
9,55
Milagro
Tây Ban Nha
10
8,76
Viana (Navarra)
Tây Ban Nha
11
8,4
Gottelbom
Đức
12
8,22
San Luis Valley
Mỹ
13
6,3
Muhkhausen
Đức
14
Aldea del Conde
6,277

Tây Ban Nha
15
(Extremmadura)
6
Olmedilla (Castilla la Mancha)
Tây Ban Nha
16
6
Doberschutz
Đức
17
5,8
Darro (Granada)
Tây Ban Nha
18
5,568
Oberottmarshausen
Đức
19
5,27
Miegersbach
Nhật
Bản
20
5,21
Kameyama
Đức
21
5,076
Kleinaitingen

Đức
22
5,04
Alvarado
Tây Ban Nha
23


12
T gi a c c n m 1990 c c nước dẫn đầu trong lĩnh vực PV đã dịch t Mỹ sang
Nhật Bản v Ch u u. Trong c c n m 1992 - 1994 Nhật Bản đã t ng nguồn cung cấp
kinh ph cho c c hoạt động R D đã x y dựng hướng dẫn về ĐMT nối lưới v đã đưa
v o một chư ng tr nh bù gi cho ĐMT v do đ đã thúc đẩy sự lắp đặt c c hệ thống
PV cho khu d n cư. Kết quả l sản xuất tr n thế giới đã t ng 30 trong c c n m cuối
của thập k 1990.
C c hệ PV cho d n sự (domestic thường được t nh c ng suất theo đ n vị
kilowatt-peak kWp (th ng thường nằm trong dải t 1 đến 10kWp .Mặc dù tiềm n ng
NLMT rất lớn. Tuy nhi n đến n m 2008 n mới chỉ cung cấp được dưới 0 02 tổng
nhu cầu n ng lượng của nh n loại.
Một vấn đề quan trọng với ĐMT l chi ph lắp đặt còn cao mặc dù chi phi đ đã
giảm nhiều so với c c thập ni n trước đ y. Đặc biệt c c nước đang ph t tri n c th
kh ng c đủ quĩ t i ch nh đ x y dựng c c nh m y PV mặc dù c c ứng dụng qui m
nhỏ hiện nay đã c th thay thế c c nguồn kh c trong c c nước đang ph t tri n.
1.3. Kết luận
Toàn bộ c c c ng đoạn trong m h nh nh k nh đều được ki m sốt hồn tồn tự
động và khép kín nhằm đảm bảo giá trị dinh dưỡng cho các loại cây trồng. Hệ thống tưới
tự động bằng nguồn nước sạch nên các sản phẩm trồng trong nhà kính được ki m sốt
hồn tồn khỏi sâu bệnh đảm bảo tối đa c c ti u chuẩn vệ sinh, an toàn thực phẩm.
N ng lượng mặt trời truyền đến tr i đất dưới dạng bức xạ. Trong nh ng ngày
quang đãng (kh ng c m y phần n ng lượng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái

đất ở thời đi m cao nhất khoảng 1000W/m2.