BÁO cáo CUỐI kỳ NĂNG LƯỢNG tái tạo đề tài thiết kế hệ thống PV 65kwp cho xưởng cơ điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO CUỐI KỲ
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Đề tài:

Thiết kế hệ thống PV 65kWp
cho xưởng cơ điện Minh Đệ
Thành viên:
Trần Đại Chính. MSSV:
Nguyễn Thị Cẩm Tú. MSSV: 18142414
GVHD: PGS.TS Võ Viết Cường
Học kỳ: 2 – Năm học: 2020 – 2021

TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2021


Chương 1: Tổng quan
Lý do chọn đề tài
Tính cần thiết của việc tìm nguồn năng lượng tái tạo, cụ thể là nguồn năng lượng mặt
trời
Tình hình chung:
Năng lượng được xem là máu của nền kinh tế. Chúng ta đã và đang dựa chủ yếu vào
năng lượng hóa thạch để phát triển. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng các nguồn
năng lượng hiện nay đang ở mức báo động. Hậu quả là các nguồn năng lượng hóa
thạch bị cạn kiệt, đi kèm với hiện tượng biến đổi khí hậu, thiếu quan tâm đến vấn đề
môi trường. Đây là vấn đề cấp bách của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng.
Để giảm thiểu việc phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch, cả thế giới đang đi theo một
chiến lược chung đó là: 4R+P: Reduce – giảm thiểu, Reuse – sử dụng lại, Recycle – tái
chế, Renewable (energy) – tái tạo (năng lượng) + Policy (Government) – chính sách

(nhà nước).
Nguồn năng lượng thay thế:
Năng lượng tái tạo về cơ bản được hiểu là loại năng lượng có nguồn lực liên tục, có
thể tái sử dụng vơ hạn lần theo chuẩn mực hiện tại như năng lượng mặt trời, gió, mưa,
thủy triều, sóng, nhiên liệu sinh học,… trong đó năng lượng mặt trời (NLMT) ngày
càng được xem là có triển vọng lớn nhất vì là nguồn năng lượng vơ tận với thời gian
sử dụng còn hơn 6.5 tỷ năm và hồn tồn miễn phí. Tiềm năng của nguồn năng lượng
này là vô cùng lớn, gấp 20.000 lần so với nhu cầu. Hiện nay, NLMT có thể thay thế
năng lượng hóa thạch do giá bán ngày càng cạnh tranh và hiệu suất ngày càng được
nâng cao.
Tiềm năng sử dụng NLMT ở Việt Nam
Việt Nam là quốc gia theo khảo sát của tổ chức GIZ (Đức), Ngân hàng Thế giới (WB),
… có tiềm năng tự nhiên rất lớn về năng lượng mặt trời vì có số giờ nắng trong năm
trên 2.500h/năm, cường độ bức xạ trong năm đạt từ 4 đến 5.2kWh/m2/ngày ở hầu hết
các tỉnh thành. Việt Nam đã sớm có ứng dụng khai thác năng lượng mặt trời , ứng
dụng về pin quang điện (PV).
Để thúc đẩy việc gia tăng sử dụng NLTT, Việt Nam ban hành “Chiến lược phát triển
năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050” cùng với
quyết định “Cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam” sẽ
tạo ra “làn sóng” mới cho tồn xã hội đầu tư vào các hệ thống PV với quy mơ lớn cũng
như quy mơ hộ gia đình.


Thiết kế pin quang điện (PV) cho xưởng cơ khí Minh Đệ (Tân Phú) trong kỷ nguyên
4.0
Đối tượng: xưởng cơ khí với nhiều máy móc với nhu cầu dùng điện lớn
Thông số:
Dài: 35m, rộng: 10m  S = 35x10 = 350 (m2)
Mái: hướng đông - tây, nghiêng 130
Tiền điện: 20.000.000 đồng/tháng

Tổng năng lượng bức xạ:

HT

1
2
3
4.73 5.18 5.3

(kWh/

Tháng
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4.94 5.03 5.40 5.16 5.18 4.48 4.46 4.36 4.37

3

m2/
ngày)

Mục tiêu đề tài
Biết cách khảo sát, thiết kế; đánh giá tính khả thi về mặt kinh tế, kỹ thuật và tác động

môi trường của một dự án ngồi thực tế
Giới hạn đề tài
Tập trung tính toán thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa lưới, cụ thể là thiết
kế hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa lưới cho xưởng cơ điện Minh Đệ, quận Tân
Phú, thành phố Hồ Chí Minh.

Nội dung đề tài
Khảo sát đối tượng


Xác định số tiền điện mỗi tháng, xác định
công suất điện tiêu dùng của xưởng

Lựa chọn công nghệ và công suất panel, xác
định diện tích đặt panel

Lựa chọn cấu trúc inverter

Tính tốn lựa chọn thơng số kỹ thuật inverter

Tính tốn lựa chọn tiết diện dây dẫn, CB

Bảo vệ chống sét, nối đất

Tính khả thi về kinh tế

Tác động mơi trường

Chương 2: KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG, LỰA CHỌN HỆ THỐNG PV VÀ LỰA
CHỌN CÔNG NGHỆ

Đối tượng:

Mái nghiêng 130, hướng đơng – tây
Tổng diện tích mái: (5.1240x35)x2 = 360 (m2)

Chi tiết thiết kế
Xác định tổng công suất pin lắp đặt cho phân xưởng
Số tiền điện: 20.000.000 đồng/ tháng
Sản lượng điện tiêu thụ mỗi tháng: 6000kWh
 Sản lượng điện tiêu thụ trong 1 ngày: 6000/30 = 200 (kWh)
Hệ số tạo nắng để tạo ra điện là 3-5 giờ nắng  lấy 4 giờ nắng
 Công suất đầu tư: P=( 200*1.3)/4 = 65(kWp)
Vậy tổng công suất pin cần đầu tư cho phân xưởng là 65kW

Chọn công nghệ pin


Để đánh giá về hiệu quả mặt kinh tế, đề tài này sẽ so sánh một số loại pin quang điện
về hiệu suất, giá thành và công suất
Công nghệ 1: Chọn module pin quang điện hãng Jinko Solar.
Model: JKM410M-72H-V, loại pin đơn tinh thể, công suất 410Wp, hiệu suất 20,38%.
Giá tiền: 4.900.000(đồng).
Công nghệ 2: Chọn module pin quang điện hãng Canadian.
Model: CS3W-410MS, loại pin đa tinh thể, công suất 410Wp, hiệu suất 18,56%.
Giá tiền: 3.700.000(đồng).
Lựa chọn cấu trúc inverter và chọn inverter thích hợp
Tính tốn các thơng số kỹ thuật cho inverter và hệ thống PV
Công nghệ 1:

Pin quang điện: JKM410M-72H-V
Inverter: Growatt 18000TL3-HE
Tính tốn lý thuyết
Số lượng module tối đa trên một chuỗi:
N mod . max=

V ¿. INV
V OC (mod−t

=
0

min )

1000
= 20.1 (module)
49.6

Các module pin quang điê ̣n mắc nối tiếp nhau trong mô ̣t chuỗi nên dòng điê ̣n tối đa
trên mô ̣t chuỗi là: I array .max =I module .max =¿ 10.08(A)
Số lượng chuỗi tối đa:
N array .max =

I max. INV
33
=
= 3.27 (chuỗi)
I max.array 10.08

Kết quả mô phỏng PV syst

Vậy ta cần có 3 trạm inverter, mỗi trạm kết nối với 3 chuỗi module, mỗi chuỗi gồm 18
module ghép nối tiếp. Khi đó, công suất của hê ̣ thống PV là: P PV =66.5(kW ).
Số module pin quang điê ̣n cần thiết là: 3x18x3 = 162 (module).
Diê ̣n tích lắp đă ̣t cần thiết của hê ̣ thống là:
Ssys =2.008 x 1.002 x 162=325(m2 )

Kiểm tra dòng vào mô ̣t inverter: mỗi inverter nối với 3 ch̃i nên dịng vào tối đa của
inverter:
I INV .max =3 × I array .max =3 ×10.08=30.24( A)

Kiểm tra điện áp vào inverter: mỗi chuỗi gồm 18 module ghép nối tiếp, nên điện áp
vào tối đa của inverter:
V INV = 18 × 49.6= 893 V

Nhâ ̣n xét: I INV .max <33( A) ,V INV < 1000(V) (U mpp max ) nên inverter đã chọn đạt yêu cầu.

Công nghệ 2:


Pin quang điện: CS3W-410MS
Inverter: Growatt 18000TL3-HE
Tính tốn lý thuyết
Số lượng module tối đa trên một chuỗi:
N mod . max=

V ¿. INV
V OC (mod−t

=
0

min )

1000
= 21.01 (module)
47 .6

Các module pin quang điê ̣n mắc nối tiếp nhau trong mô ̣t chuỗi nên dòng điê ̣n tối đa
trên mô ̣t chuỗi là: I array .max =I module .max =¿ 10.49(A)
Số lượng chuỗi tối đa:
N array .max =

I max. INV
33
=
= 3.15 (chuỗi)
I max.array 10.49

Kết quả mô phỏng PV syst

Vậy ta cần có 3 trạm inverter, mỗi trạm kết nối với 3 chuỗi module, mỗi chuỗi gồm 18
module ghép nối tiếp. Khi đó, công suất của hê ̣ thống PV là: P PV =66.5(kW ).
Số module pin quang điê ̣n cần thiết là: 3x18x3 = 162 (module).
Diê ̣n tích lắp đă ̣t cần thiết của hê ̣ thống là:
Ssys =2.108 x 1.048 x 162=358 (m2)


Kiểm tra dòng vào mô ̣t inverter: mỗi inverter nối với 3 ch̃i nên dịng vào tối đa của

inverter:
I INV .max =3 × I array .max =3 ×10.49=31.47( A)

Kiểm tra điện áp vào inverter: mỗi chuỗi gồm 18 module ghép nối tiếp, nên điện áp
vào tối đa của inverter:
V INV = 18 × 47.6= 856.8 V

Nhâ ̣n xét: I INV .max <33( A) ,V INV < 1000(V) (U mpp max ) nên inverter đã chọn đạt u cầu.
Tính tốn lựa chọn tiết diện dây dẫn