- Trang Chủ
- Báo cáo khoa học
- Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật dự án sản xuất thử nghiệm: Xây dựng dây chuyền sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các thiết bị trạm pin mặt trời phục vụ miền núi và hải đảo
Xem mẫu
- Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ
ViÖn n¨ng l−îng
________________________________________________________
B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt
Dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm
X©y dùng d©y chuyÒn s¶n xuÊt, l¾p r¸p vµ
l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ tr¹m pin mÆt trêi phôc vô
miÒn nói vµ h¶I ®¶o
(l¾p ®Æt thö nghiÖm t¹i ®¶o lý s¬n tØnh qu¶ng ng∙i )
6214
24/11/2006
Hµ néi 3 – 2006
1
- Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ
ViÖn n¨ng l−îng
Sè 6 T«n ThÊt Tïng - Hµ Néi
B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt
Dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm
X©y dùng d©y chuyÒn s¶n xuÊt, l¾p r¸p vµ
l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ tr¹m pin mÆt trêi phôc vô
miÒn nói vµ h¶I ®¶o
(l¾p ®Æt thö nghiÖm t¹i ®¶o lý s¬n tØnh qu¶ng ng∙i )
Chñ nhiÖm dù ¸n:
TS. Ph¹m Kh¸nh Toµn
Hµ néi 3 – 2006
2
- Néi dung chÝnh
Trang
PhÇn I: Tãm t¾t néi dung chÝnh cña dù ¸n nghiªn cøu khoa 1
häc vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ
1.1 Më ®Çu 1
1.2 Kinh phÝ thùc hiÖn dù ¸n 3
1.3 Kinh phÝ thu håi dù ¸n 3
1.4 thêi gian thùc hiÖn dù ¸n 3
1.5 S¶n phÈm nghiÖm thu 3
PhÇn II: B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc kü thuËt c¸c kÕt qu¶ thùc 5
hiÖn dù ¸n
2.1- C¬ së x©y dùng vµ thùc hiÖn dù ¸n 5
2.2- Tæng quan: ®iÖn mÆt trêi vµ øng dông 7
2.2.1- Pin mÆt trêi 7
2.2.2- Nguån ®iÖn mÆt trêi 9
2.2.3 T×nh h×nh nghiªn cøu, øng dông ®iÖn mÆt trêi 12
2.3- KÕt qu¶ nghiªn cøu, triÓn khai dù ¸n 16
2.3.1. X©y dùng d©y chuyÒn s¶n xuÊt l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö trong hÖ 16
®iÖn mÆt trêi
2.3.2- Nghiªn cøu, thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c bé ®iÒu khiÓn 23
2.3.3- ThiÕt kÕ chÕ t¹o bé ®æi ®iÖn 34
2.3.4 Nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o bé rung cho ®Ìn èng 12VDC 42
2.3.5 ChÕ t¹o ch©n gi¸ 46
2.3.6 KiÓm tra trªn thùc tÕ hiÖn trêng c¸c thiÕt bÞ ®îc thiÕt kÕ chÕ t¹o 46
PhÇn III: Kinh PhÝ Dù ¸n 55
3.1 Kinh phÝ chÕ t¹o 55
3.1.1 ChÕ t¹o bé ®iÒu khiÓn 55
3.1.2 ChÕ t¹o bé biÕn ®æi ®iÖn: 56
3.1.3 ChÕ t¹o C¸c lo¹i ®Ìn: 56
3.1.4 ChÕ t¹o C¸c lo¹i thiÕt bÞ: 56
3.2 TriÓn khai l¾p ®Æt 56
3.3 Gi¸ thµnh b¸n thiÕt bÞ 57
3.4 HiÖu qu¶ Kinh tÕ. 58
3.4.1 TÝnh gi¸ 1 kWh ch¹y m¸y ph¸t 58
3.4.2 TÝnh gi¸ 1 kWh ch¹y b»ng tr¹m pin mÆt trêi 58
3. 5 Kinh phÝ duyÖt thùc hiÖn Dù ¸n 61
PhÇn IV: KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 62
Phô lôc 67
3
- phÇn I
tãm t¾t néi dung chÝnh cña dù ¸n
nghiªn cøu khoa häc vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ
1.1 Më ®Çu
HiÖn nay viÖc sö dông hiÖu qu¶ nguån n¨ng l−îng mÆt trêi cã mét ý
nghÜa rÊt lín, gãp phÇn ®¸ng kÓ trong qu¸ tr×nh c¶i thiÖn, n©ng cao ®êi sèng
cña d©n vïng miÒn nói vµ h¶i ®¶o.
Nhµ n−íc ®· ®Çu t− rÊt m¹nh cho viÖc ph¸t triÓn l−íi ®iÖn vÒ vïng n«ng
th«n, ®Æc biÖt lµ vïng nói cao, vïng s©u vµ h¶i ®¶o. Do ®Æc thï vÒ ®Þa h×nh
phøc t¹p, ph©n bè d©n th−a thít, kh«ng theo mét quy ho¹ch nµo nªn viÖc kÐo
l−íi ®iÖn rÊt khã kh¨n. Theo quy ho¹ch ph¸t triÓn ®iÖn lùc ViÖt Nam giai ®o¹n
2006 ®Õn 2015, xÐt ®Õn triÓn väng 2025. TÝnh ®Õn n¨m 2010 vÉn cßn hµng
tr¨m x· kh«ng thÓ ®−a l−íi ®iÖn quèc gia tíi ®−îc. ViÖc cung cÊp ®iÖn n¨ng
cho nh÷ng vïng nµy chñ yÕu lµ nguån n¨ng l−îng míi vµ t¸i t¹o, nguån n¨ng
l−îng t¹i chç.
ë n−íc ta c«ng nghÖ n¨ng l−îng t¸i t¹o ®· vµ ®ang ®−îc øng dông
mang l¹i hiÖu qu¶ rÊt ®¸ng khÝch lÖ phôc vô v¨n ho¸ chÝnh trÞ x· héi, riªng
nguån ®iÖn phôc vô chiÕu s¸ng vµ sinh ho¹t cho c¸c vïng trªn ®−îc thùc hiÖn
chñ yÕu lµ c«ng nghÖ pin mÆt trêi, theo c¸c d¹ng sau:
Tr¹m pin mÆt trêi gia ®×nh
Tr¹m pin mÆt trêi tËp thÓ
Tr¹m pin mÆt trêi phôc vô c¬ quan, th«ng tin liªn l¹c
Mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chÝnh c¶n trë viÖc ph¸t triÓn réng r·i
c¸c tr¹m pin mÆt trêi lµ chi phÝ ®Çu t− thiÕt bÞ cßn cao, ®Çu t− vµo c¸c vïng
cßn rÊt nghÌo nµn, tr×nh ®é d©n trÝ thÊp, kh«ng mang l¹i hiÖu qu¶ thiÕt thùc.
§Ó thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh ®iÖn khÝ ho¸ n«ng th«n ViÖt Nam, §¶ng vµ
Nhµ n−íc ta ®· cã nh÷ng chÝnh s¸ch ®Çu t− rÊt lín tõ nhiÒu n¨m nay. §èi víi
nh÷ng khu vùc d©n c− thuéc vïng nói vµ vïng s©u vïng xa, vïng d©n téc Ýt
ng−êi, vïng h¶i ®¶o n¬i mµ l−íi ®iÖn quèc gia ch−a thÓ v−¬n tíi ®−îc th× viÖc
4
- sö dông n¨ng l−îng ®iÖn phôc vô chiÕu s¸ng, th«ng tin liªn l¹c vµ v¨n ho¸ x·
héi ph¶i dùa vµo c¸c nguån n¨ng l−îng ®iÖn s¶n xuÊt t¹i chç, trong ®ã nguån
n¨ng l−îng ®iÖn mÆt trêi lµ mét trong nh÷ng nguån quan träng ®−îc quan
t©m nghiªn cøu øng dông.
Trong nhiÒu n¨m trë l¹i ®©y do ®iÒu kiÖn vµ n¨ng lùc khoa häc c«ng
nghÖ ViÖt Nam ch−a ph¸t triÓn, nªn thiÕt bÞ pin mÆt trêi vµ c¸c phô kiÖn ®i
kÌm phÇn lín ph¶i nhËp ngo¹i.
Gi¸ c¶ nhËp ngo¹i c¸c chñng lo¹i pin mÆt trêi trªn thÕ giíi vµo ViÖt
Nam rÊt ®a d¹ng vµ kh¸ cao so víi thu nhËp vµ kh¶ n¨ng kinh tÕ cña ng−êi d©n
ViÖt Nam nãi chung, cßn ®èi víi vïng s©u, vïng xa l¹i cßn cao h¬n nhiÒu.
XuÊt ph¸t tõ môc tiªu yªu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ x· héØ ë miÒn nói vµ
h¶i ®¶o, ViÖn N¨ng L−îng ®· thùc hiÖn thµnh c«ng Dù ¸n s¶n xuÊt thö
nghiÖm: X©y dùng d©y chuyÒn s¶n xuÊt, l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ tr¹m pin mÆt
trêi phôc vô miÒn nói vµ h¶i ®¶o: (L¾p ®Æt thö nghiÖm t¹i ®¶o Lý S¬n,
Qu¶ng Ng∙i).
Còng cÇn nhÊn m¹nh r»ng Dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm c¸c thiÕt bÞ cña
tr¹m pin mÆt trêi, gi¸ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö s¶n xuÊt trong n−íc chØ vµo kho¶ng
50 - 60% so víi gi¸ nhËp ngo¹i, chÊt l−äng ®¶m b¶o, phï hîp víi d©n trÝ hay
tr×nh ®é m«i tr−êng miªn nói vµ h¶i ®¶o. Nh− vËy cã thÓ kh¼ng ®Þnh r»ng,
tr×nh ®é kü thuËt vµ c«ng nghÖ trong n−íc hoµn toµn cã thÓ s¶n xuÊt ®−îc c¸c
thiÕt bÞ ®iÖn tö trong c¸c hÖ nguån ®iÖn n¨ng l−îng míi nãi chung vµ ®iÖn mÆt
trêi nãi riªng víi gi¸ c¶ rÎ h¬n, chÊt l−îng chÊp nhËn ®−îc.
- Hoµn thµnh viÖc chÕ t¹o c¸c phô kiÖn cho tr¹m pin mÆt trêi, l¾p ®Æt,
vËn hµnh vµ chuyÓn giao c«ng nghÖ cho c¸c ®Þa ph−¬ng thuéc miÒn nói vµ h¶i
®¶o, gãp phÇn thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh §KHNT cña chÝnh phñ.
- Kh¼ng ®Þnh sù thµnh c«ng cña c¸c ®Ò tµi NCKH cña ViÖn N¨ng
l−îng ®· ®−îc nghiÖm thu, gãp phÇn ®Èy m¹nh sù g¾n kÕt gi÷a c«ng t¸c
NCKH víi phôc vô ®êi sèng x· héi
- Kh¼ng ®Þnh kh¶ n¨ng tù chÕ t¹o vµ l¾p r¸p thiÕt bÞ pin mÆt trêi trong
n−íc, trong ®ã cã chó ý ®iÒu kiÖn sö dông kü thuËt, nguyªn vËt liÖu vµ tr×nh
®é c¸n bé kü thuËt trong n−íc.
5
- - T¹o tiÒn ®Ò ®Ó nh©n réng m« h×nh kÕt hîp tr¹m pin mÆt trêi víi c¸c
d¹ng n¨ng l−îng kh¸c nh»m ®Èy m¹nh chiÕn l−îc ph¸t triÓn bÒn v÷ng, sö
dông n¨ng l−îng tiÕt kiÖm vµ hiÖu qu¶.
- Lµ c¬ së ®Ó kªu gäi vèn ®Çu t− vµ hç trî tõ c¸c tæ chøc Quèc tÕ trong
chiÕn l−îc ph¸t triÓn n¨ng l−îng tõ nhiªn liÖu s¹ch.
- TiÕn dÇn ®Õn tù tóc hoµn toµn trong chÕ t¹o thiÕt bÞ, chñ ®éng vÒ c«ng
nghÖ sö dông n¨ng l−îng pin mÆt trêi.
1.2 Kinh phÝ thùc hiÖn dù ¸n
Tæng kinh phÝ thùc hiÖn Dù ¸n : 2.700 triÖu ®ång
Kinh phÝ cña ViÖn N¨ng L−îng thùc hiÖn : 1.000 triÖu ®ång
Kinh phÝ hç trî tõ ng©n s¸ch nhµ n−íc : 1700 triÖu ®ång
1.3 Kinh phÝ thu håi dù ¸n
Kinh phÝ thu håi: 1015.2 triÖu ®ång
Thêi gian thu håi:
§ît 1: th¸ng 6/2008
§ît 2: th¸ng 12/2008
1.4 thêi gian thùc hiÖn dù ¸n
Tõ 1/2004 ®Õn 12/2005
1.5 S¶n phÈm nghiÖm thu
6
- Danh môc c¸c s¶n phÈm KHCN nghiÖm thu
TT Tªn s¶n phÈm Sè C¸c chØ tiªu kinh tÕ- kü thuËt
l−îng chñ yÕu
Bé ®iÒu khiÓn: I = 15 A 225 bé I = 15A, U = 13,8V ng¾t n¹p,
1 U = 12,6Vs¹c l¹i U = 10,5V ng¾t
t¶i, hiÖu suÊt 90 =>95%, t0=400
I = 30A :110 bé 110 bé I = 30A, U = 13,8V ng¾t n¹p,
U = 12,6Vs¹c l¹i U = 10,5V ng¾t
t¶i, hiÖu suÊt 90 =>95%, t0=400
I = 40A: 110 bé. 110 bé I = 40A, U = 13,8V ng¾t n¹p,
U = 12,6Vs¹c l¹i U = 10,5V ng¾t
t¶i, hiÖu suÊt 89 =>94%, t0=400
2 Bé ®æi ®iÖn:12VDC/220AC, 300VA 50 bé 300VA, sãng thang 220V, 50Hz, ¾c
qui 10,5V ng¾t t¶i, ng¾t t¶i AC
180V, hiÖu suÊt 85%.
12VDC/220AC 600VA 50bé 600VA, sãng sin 220V, 50Hz, ¾c
qui 10,5V ng¾t t¶i, ng¾t t¶i AC
180V, hiÖu suÊt 85%.
24V DC / 220AC, 1500VA 20 bé 1500VA, sãng sin 220V, 50Hz, ¾c
qui 21V ng¾t t¶i, ng¾t t¶i AC 180V,
hiÖu suÊt 78%
12VDC/220AC, 1000WVA 50bé 1000VA, sãng sin 220V, 50Hz, ¾c
qui 10,5V ng¾t t¶i, ng¾t t¶i AC
180V, hiÖu suÊt 78%
3 §Ìn tuýp 12VDC, 20W, 400 bé I=1,4 - 1,6A, U = 10,5V ng¾t t¶i
§Ìn tiÕt kiÖm 12V DC , 10 W 60 bé I= 0,9 - 1,1A, U = 10,5V ng¾t t¶i
4 Tr¹m Pin mÆt trêi gia ®×nh, 75Wp 20 tr¹m Phôc vô th¾p s¸ng, TV
5 Tr¹m Pin mÆt trêi tËp thÓ, 300Wp 2 tr¹m Phôc vô th¾p s¸ng, thiÕt bÞ y tÕ
6 Tr¹m Pin mÆt trêi trÎ må c«i, 150Wp 1 tr¹m Phôc vô th¾p s¸ng, TV
7 TÊm pin mÆt trêi cña NhËt: §Ó øng dông thiÕt bÞ chÕ t¹o
Lo¹i 50Wp 50 tÊm
Lo¹i 80Wp 30 tÊm
8 ChÕ t¹o ch©n gi¸, mua ¾c quy 40 ¾c quy 100Ah, 30 bé ch©n gi¸
9 M¸y tÝnh x¸ch tay 1 m¸y Thu thËp sè liÖu
7
- PhÇn II
B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc kü thuËt
C¸c kÕt qu¶ thùc hiÖn dù ¸n
2.1- C¬ së x©y dùng vµ thùc hiÖn dù ¸n
C¸c nguån n¨ng l−îng míi vµ t¸i t¹o (NLM & TT) lµ lo¹i nguån n¨ng
l−îng (NL) rÊt thêi sù hiÖn nay. Nã kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr−êng vµ cã tiÒm
n¨ng lµ v« h¹n. Víi hai ®Æc tÝnh nµy, nã sÏ lµ mét nguån trong c¸c nguån NL
thay thÕ cho nguån NL ho¸ th¹ch g©y « nhiÔm m«i tr−êng vµ ®· bÞ khai th¸c
gÇn c¹n kiÖt. Xu h−íng chung cña c¶ thÕ giíi hiÖn nay lµ nghiªn cøu t×m kiÕm
c¸c c«ng nghÖ thÝch hîp ®Ó khai th¸c sö dông cã hiÖu qu¶ c¸c nguån
NLM&TT thay thÕ c¸c nguån NL ho¸ th¹ch.
§èi víi ViÖt Nam th× c¸c nguån NLM&TT còng rÊt quan träng, cÇn
ph¶i ®−îc tÝnh ®Õn trong c©n b»ng NL quèc gia trong thêi gian tíi. C¸c nguån
NLM&TT cã thÓ khai th¸c ë mäi n¬i, mäi ®Þa ph−¬ng. §Æc biÖt nhiÒu khu vùc
n«ng th«n vïng s©u, vïng xa, n¬i mµ ®iÖn l−íi kh«ng thÓ kÐo ®Õn ®−îc, hoÆc
chi phÝ qu¸ lín th× viÖc øng dông NLM&TT lµ ph−¬ng ¸n hîp lý.
ViÖt Nam ®−îc thiªn nhiªn ban tÆng cho nguån tµi nguyªn NLM&TT
®a d¹ng vµ kh¸ dåi dµo. Do ë vµo khu vùc nhiÖt ®íi, tõ 80 ®Õn 23o vÜ tuyÕn B¾c
nªn cã nguån n¨ng l−îng mÆt trêi rÊt phong phó. C−êng ®é bøc x¹ mÆt trêi
n»m trong kho¶ng 110kcal/cm2.n¨m (khu §«ng B¾c) ®Õn 175 kcal/cm2.n¨m
(Nam Trung bé vµ Nam bé). Sè giê n¾ng trung b×nh biÕn ®æi tõ 1500 giê/n¨m
®Õn 2600 giê/n¨m. Nãi chung trªn toµn l·nh thæ, n¨ng l−îng mÆt trêi cã tiÒm
n¨ng kh¸ lín, cã thÓ khai th¸c sö dông cã hiÖu qu¶, ®Æc biÖt tõ §µ N½ng trë
vµo. V× vËy nguån n¨ng l−îng mÆt trêi lµ mét trong c¸c nguån quan träng
®−îc lùa chän ®Ó cung cÊp ®iÖn cho c¸c khu vùc n«ng th«n vïng s©u vïng xa
trong ch−¬ng tr×nh ®iÖn khÝ ho¸ n«ng th«n hiÖn nay cña ChÝnh phñ.
Trong khu«n khæ Ch−¬ng tr×nh ®iÖn khÝ ho¸ n«ng th«n, nh÷ng n¨m
gÇn ®©y nhµ n−íc ®· ®Çu t− rÊt lín cho viÖc ph¸t triÓn l−íi ®iÖn vÒ vïng n«ng
th«n, ®Æc biÖt lµ vïng nói cao, vïng s©u vµ h¶i ®¶o. Do ®Æc thï vÒ ®Þa h×nh
phøc t¹p, ph©n bè d©n th−a thít, kh«ng theo mét quy ho¹ch nµo nªn viÖc kÐo
l−íi ®iÖn rÊt khã kh¨n. Theo quy ho¹ch ph¸t triÓn ®iÖn lùc ViÖt Nam giai ®o¹n
8
- 2001 ®Õn 2010, xÐt ®Õn triÓn väng 2020 th× tÝnh ®Õn n¨m 2010 vÉn cßn hµng
tr¨m x· kh«ng thÓ ®−a l−íi ®iÖn quèc gia tíi ®−îc. ViÖc cung cÊp ®iÖn n¨ng
cho nh÷ng vïng nµy chñ yÕu sÏ lµ nguån n¨ng l−îng míi vµ t¸i t¹o.
C«ng nghÖ pin mÆt trêi hay ®iÖn mÆt trêi lµ mét trong nh÷ng c«ng nghÖ
−u viÖt v× nh÷ng lý do sau ®©y:
- Nguån n¨ng l−îng mÆt trêi rÊt phong phó, cã thÓ khai th¸c øng dông ë
bÊt kú ®Þa ph−¬ng nµo trªn l·nh thæ n−íc ta.
- HÖ thèng ®iÖn mÆt trêi l¾p ®Æt, vËn hµnh, b¶o d−ìng rÊt ®¬n gi¶n, rÊt phï
hîp víi tr×nh ®é d©n trÝ cßn thÊp ë c¸c khu vùc n«ng th«n
- HÖ thèng ®iÖn mÆt trêi lµm viÖc tin cËy vµ cã tuæi thä cao.
C«ng nghÖ ®iÖn PMT ®· ®−îc nghiªn cøu øng dông ë n−íc ta tõ h¬n m−êi
n¨m l¹i ®©y, chñ yÕu cho c¸c khu vùc ch−a cã l−íi ®iÖn, ®Ó cung cÊp ®iÖn sinh
ho¹t cho c¸c d¹ng phô t¶i nh− :
- Hé gia ®×nh, c«ng suÊt tÊm pin th−êng trong kho¶ng 40 Wp ®Õn 75Wp
- Hé tËp thÓ nh− tr¹m x¸, tr−êng häc, nhµ v¨n ho¸, ®ån biªn phßng, c«ng
suÊt dµn pin mÆt trêi th−êng tõ 100Wp ®Õn vµi ngh×n Wp
- Tr¹m pin mÆt trêi phôc vô c¬ quan, th«ng tin liªn l¹c nh− c¸c c¬ quan
trªn c¸c ®¶o, c¸c tr¹m cÊp nguån cho hÖ thèng thiÕt bÞ viÔn th«ng, c¸c tr¹m
®Ìn biÓn, c«ng suÊt lo¹i tr¹m nµy cã thÓ tõ 500Wp ®Õn mét vµi ngh×n Wp.
Tuy nhiªn do thiÕu chÝnh s¸ch vÜ m« ®èi víi c¸c nguån vµ c«ng nghÖ NL
t¸i t¹o nãi chung vµ NL mÆt trêi nãi riªng nªn viÖc triÓn khai øng dông cßn
mang tÝnh tù ph¸t, manh món vµ nhá lÎ. Ngoµi ra, mét trong nh÷ng nguyªn
nh©n chÝnh c¶n trë viÖc ph¸t triÓn øng dông réng r·i c¸c tr¹m pin mÆt trêi lµ
chi phÝ ®Çu t− ban ®Çu cßn cao trong khi phÇn lín c¸c øng dông l¹i lµ cho c¸c
vïng n«ng th«n cßn rÊt nghÌo, tr×nh ®é d©n trÝ thÊp.
Thêi gian gÇn ®©y, do nhËn thøc ®−îc tÇm quan träng cña c¸c nguån vµ
c«ng nghÖ NL t¸i t¹o ®èi víi Ch−¬ng tr×nh ®iÖn khÝ ho¸ n«ng th«n, §¶ng vµ
Nhµ n−íc ta ®· b¾t ®Çu cã nh÷ng chÝnh s¸ch ®Çu t− khuyÕn khÝch nghiªn cøu
øng dông NL t¸i t¹o. §èi víi nh÷ng khu vùc d©n c− thuéc vïng nói vµ vïng
s©u vïng xa, vïng d©n téc Ýt ng−êi, vïng h¶i ®¶o n¬i mµ l−íi ®iÖn quèc gia
ch−a thÓ v−¬n tíi ®−îc hoÆc qu¸ tèn kÐm vµ hiÖu qu¶ l¹i qu¸ thÊp th× viÖc sö
dông n¨ng l−îng ®iÖn phôc vô chiÕu s¸ng, th«ng tin liªn l¹c vµ v¨n ho¸ x· héi
ph¶i dùa vµo c¸c nguån ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt t¹i chç, trong ®ã nguån n¨ng l−îng
9
- ®iÖn mÆt trêi vµ thuû ®iÖn nhá lµ nh÷ng nguån quan träng ®−îc quan t©m
nghiªn cøu øng dông.
Cho ®Õn nay, trong mét hÖ thèng ®iÖn pin mÆt trêi, th× chØ cã tÊm Pin
hay m« ®un pin mÆt trêi ph¶i nhËp ngo¹i, cßn c¸c thµnh phÇn cßn l¹i nh− c¸c
bé ®iÒu khiÓn, bé biÕn ®æi ®iÖn,... ®· ®−îc nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ s¶n xuÊt
trong n−íc. ViÖc s¶n xuÊt trong n−íc, võa gióp tiÕt kiÖm ngo¹i tÖ, võa t¹o ®iÒu
kiÖn ph¸t triÓn s¶n xuÊt kinh doanh, t¹o thªm c«ng ¨n viÖc lµm vµ thu nhËp
cho ng−êi lao ®éng trong n−íc. Ngoµi ra, viÖc thay thÕ c¸c thiÕt bÞ ®−îc s¶n
xuÊt trong n−íc cßn t¹o ra nh÷ng ®iÒu kiÖn thuËn lîi vµ hiÖu qu¶ cho c«ng t¸c
qu¶n lý vµ b¶o d−ìng c¸c hÖ thèng ®iÖn pin mÆt trêi.
XuÊt ph¸t tõ t×nh h×nh nãi trªn trªn ViÖn N¨ng L−îng ®· lËp vµ ®−îc Bé
KHCN giao cho thùc hiÖn Dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm: X©y dùng d©y chuyÒn
s¶n xuÊt, l¾p r¸p vµ l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ tr¹m pin mÆt trêi phôc vô miÒn nói
vµ h¶i ®¶o: (L¾p ®Æt thö nghiÖm t¹i ®¶o Lý S¬n, Qu¶ng Ng∙i).
2.2- Tæng quan ®iÖn mÆt trêi vµ øng dông
2.2.1- Pin mÆt trêi
2.2.1.1. Pin mÆt trêi
Mét líp tiÕp xóc gi÷a 2 lo¹i b¸n dÉn, lo¹i p vµ lo¹i n t¹o ra mét hÖ ®iÖn
tö cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi trùc tiÕp n¨ng l−îng bøc x¹ mÆt trêi thµnh ®iÖn n¨ng
nhê hiÖu øng quang ®iÖn bªn trong ®−îc gäi lµ pin mÆt trêi.
Pin mÆt trêi ®−îc s¶n xuÊt vµ øng dông phæ biÕn hiÖn nay ®−îc chÕ t¹o
tõ vËt liÖu tinh thÓ b¸n dÉn Silicon (Si). Si cã ho¸ trÞ 4. Tõ tinh thÓ Si tinh
khiÕt, ®Ó cã vËt liÖu tinh thÓ b¸n dÉn Si lo¹i n ký hiÖu lµ: n-Si
HiÖn nay ng−êi ta còng ®· ®−a ra thÞ tr−êng c¸c pin mÆt trêi b»ng vËt
liÖu Si v« ®Þnh h×nh. Pin mÆt trêi lo¹i nµy cã −u ®iÓm lµ tiÕt kiÖm ®−îc vËt liÖu
trong s¶n xuÊt do ®ã gi¸ thµnh rÎ h¬n. Tuy nhiªn, so víi pin mÆt trêi tinh thÓ
th× hiÖu suÊt biÕn ®æi quang ®iÖn cña nã thÊp vµ kÐm æn ®Þnh khi lµm viÖc
ngoµi trêi.
Ngoµi lo¹i Si, ng−êi ta cßn nghiªn cøu vµ thö nghiÖm c¸c lo¹i vËt liÖu
kh¸c cã nhiÒu høa hÑn nh− hÖ Sunfit Cadmi-®ång, Galium-Arsenit
(GaAs),...Tuy nhiªn, hiÖn nay viÖc nghiªn cøu chÕ t¹o vµ sö dông c¸c pin mÆt
trêi tõ c¸c vËt liÖu kh¸c Si chØ míi ë ph¹m vi vµ qui m« thÝ nghiÖm vµ øng
dông trªn ph¹m vi nhá.
10
- 2.2.1.2. M« ®un c¸c pin mÆt trêi
C¸c pin mÆt trêi sÏ ph¶i lµm viÖc ë ®iÒu kiÖn ngoµi trêi l©u dµi. V× vËy
®Ó b¶o vÖ c¸c líp tiÕp xóc vµ d©y nèi, b¶o vÖ vËt liÖu c¸ch ®iÖn vµ do ®ã t¨ng
tuæi thä pin mÆt trêi cÇn ph¶i ®ãng kÝn pin mÆt trêi trong c¸c vËt liÖu trong
suèt. TÊt nhiªn kh«ng thÓ ®ãng gãi tõng pin mét mµ ng−êi ta ®ãng gãi hµng
chôc pin t¹o ra mét m« ®un hay tÊm pin mÆt trêi (xem h×nh 2.1). Ng−êi ta
ph¶i lùa chän c¸c pin hoµn toµn hoÆc gÇn hoµn toµn gièng nhau vÒ c¸c ®Æc
tr−ng quang ®iÖn vµ c¬ häc ®Ó xÕp vµo mét m« ®un.
TÊm kÝnh phÝa trªn
TÊm keo EVA
Líp c¸c pin mÆt trêi ®·
hµn ghÐp ®iÖn
TÊm keo EVA
TÊm ®¸y
H×nh 2.1: C¸c líp vËt liÖu trong mét m« ®un tr−íc khi Ðp (h×nh bªn tr¸i)
vµ m« ®un pin mÆt trêi hoµn thiÖn (h×nh bªn ph¶i)
ViÖc ®o ®¹c, kiÓm tra c¸c th«ng sè quang ®iÖn ®−îc tiÕn hµnh nghiªm
ngÆt ®èi víi tõng cell ®Ó ghÐp thµnh tõng tÊm pin mÆt trêi hay m« ®un. Bøc x¹
®Ó kiÓm tra nguån cã thÓ lµ bøc x¹ mÆt trêi tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o cã c−êng
®é chuÈn Eo = 1.000W/m2 vµ ®o ë nhiÖt ®é chuÈn To = 25oC.
HiÖu suÊt biÕn ®æi quang ®iÖn cña PMT tinh thÓ Si hiÖn nay n»m trong
kho¶ng 12 ®Õn 14%.
11
- 2.2.1.3- C¸c th«ng sè kü thuËt cña m« ®un pin mÆt trêi
§Ó tr¸nh c¸c ghÐp nèi kh«ng ®óng c¸c m« ®un t¹o thµnh dµn lín g©y ra
tæn thÊt ®iÖn n¨ng vµ h− háng pin, ng−êi s¶n xuÊt cÇn ph¶i ®o ®¹c, kiÓm tra
chÝnh x¸c mét sè ®Æc tr−ng d−íi ®©y vµ ghi râ trªn m« ®un hoÆc trong c¸c tµi
liÖu b¸n kÌm m« ®un. §ã lµ:
- C«ng suÊt lµm viÖc cùc ®¹i Pmax (Wp) ;
- Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ISC (A) ;
- §iÖn thÕ hë m¹ch VOC (V) ;
- Dßng ®iÖn lµm viÖc tèi −u IOPT (A) ;
- §iÖn thÕ lµm viÖc tèi −u VOPT (V) ;
- HiÖu suÊt cùc ®¹i η (%) ;
- NhiÖt ®é m«i tr−êng lµm viÖc cho phÐp (0C) ;
- KÝch th−íc, träng l−îng m« ®un.
Ngoµi c¸c ®o ®¹c trªn, c¸c m« ®un cßn ph¶i ®¹t c¸c tiªu chuÈn kh¸c
nh−: ®é c¸ch ®iÖn, ®é bÒn c¬ häc (chÞu ®−îc giã cÊp 12 hay130km/ giê, chÞu
®−îc m−a ®¸), chÞu ®é Èm.
2.2.2- Nguån ®iÖn mÆt trêi
HiÖn nay cã hai hÖ nguån ®iÖn pin mÆt trêi th«ng dông. §ã lµ hÖ nguån
®iÖn pin mÆt trêi nèi l−íi vµ hÖ nguån ®éc lËp. Trong hÖ nguån pin mÆt trêi
nèi l−íi, ®iÖn mét chiÒu tõ dµn pin mÆt trêi ®−îc biÕn ®æi thµnh ®iÖn xoay
chiÒu vµ ®−îc hoµ vµo m¹ng l−íi ®iÖn c«ng nghiÖp. C«ng nghÖ nµy ®−îc sö
dông phæ biÕn ë c¸c n−íc ph¸t triÓn nh− Mü, NhËt B¶n, Ph¸p, §øc,.... ¦u
®iÓm cña lo¹i nguån nµy lµ kh«ng cÇn dïng bé dù tr÷ ®iÖn n¨ng, mét thµnh
phÇn chiÕm tû träng kinh phÝ lín, ph¶i ch¨m sãc b¶o d−ìng phøc t¹p vµ g©y «
nhiÔm m«i tr−êng.
§èi víi c¸c khu vùc kh«ng cã l−íi ®iÖn hoÆc nhu cÇu sö dung ®iÖn víi
qui m« nhá, ng−êi ta dïng c«ng nghÖ nguån pin mÆt trêi ®éc lËp. PhÇn lín c¸c
øng dông nguån ®iÖn mÆt trêi thuéc khu vùc n«ng th«n, vïng s©u vïng xa ë
c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn ng−êi ta sö dông c«ng nghÖ nguån ®éc lËp.
D−íi ®©y chóng ta chØ giíi h¹n nghiªn cøu lo¹i hÖ nguån ®iÖn pin mÆt
trêi ®éc lËp.
2.2.2.1- HÖ thèng nguån ®iÖn pin mÆt trêi ®éc lËp
Mét hÖ thèng n¨ng l−îng pin mÆt trêi ®éc lËp gåm cã mét sè thµnh
phÇn sau ®©y:
- Dµn hay nguån pin mÆt trêi
- Bé tÝch tr÷ ®iÖn n¨ng (Bé ¾c qui)
12
- - C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn
- Bé biÕn ®æi ®iÖn
- C¸c t¶i tiªu thô ®iÖn.
S¬ ®å khèi cña mét hÖ thèng n¨ng l−îng pin mÆt trêi tæng qu¸t ®−îc
tr×nh bµy trong h×nh 2- 2.
Dµn PMT Bé ®iÒu T¶i DC
khiÓn
Bé ¾c quy Bé biÕn ®æi T¶i AC
®iÖn
H×nh 2.2: S¬ ®å khèi hÖ ®iÖn mÆt trêi tæng qu¸t
C¬ cÊu vµ c¸c chøc n¨ng cña thµnh phÇn trong hÖ nguån ®iÖn PMT cã
thÓ m« t¶ tãm t¾t nh− sau.
a- Dµn pin mÆt trêi:
Gåm mét hay mét sè m« ®un pin mÆt trêi ghÐp (song song, nèi tiÕp hay
hçn hîp) l¹i ®Ó t¹o nguån c«ng suÊt ®iÖn, hiÖu ®iÖn thÕ theo yªu cÇu. Nã cã
nhiÖm vô hÊp thô ¸nh s¸ng mÆt trêi vµ biÕn ®æi trùc tiÕp thµnh ®iÖn mét chiÒu
cung cÊp cho c¸c t¶i tiªu thô ®iÖn.
b- Bé ¾c qui hay bé tÝch tr÷ n¨ng l−îng:
C¸c thiÕt bÞ sö dông vµ tiªu thô ®iÖn ®−îc gäi chung lµ t¶i. Th«ng th−êng
c¸c t¶i tiªu thô ®iÖn nh− c¸c thiÕt bÞ th«ng tin, ®Ìn chiÕu s¸ng, TV, radio... yªu
cÇu cÊp ®iÖn liªn tôc kÓ c¶ vµo c¸c thêi gian kh«ng cã n¾ng. Trong lóc ®ã, pin
mÆt trêi chØ ph¸t ®iÖn lóc cã n¾ng. V× vËy cÇn ph¶i cã mét bé tÝch tr÷ n¨ng
l−îng (vÝ dô bé ¾c qui). Ngoµi ra c¸c bé tÝch tr÷ n¨ng l−îng cßn cã t¸c dông
æn ®Þnh thÕ ®iÖn cÊp cho t¶i. Trong mét sè tr−êng hîp ®Æc biÖt, vÝ dô t¶i lµ
m¸y b¬m n−íc, kh«ng cÇn ph¶i ho¹t ®éng lóc kh«ng cã n¾ng, th× hÖ cã thÓ
kh«ng cÇn thµnh phÇn tÝch tr÷ n¨ng l−îng nµy.
Th«ng sè quan träng cña mét bé ¾c quy lµ hiÖu ®iÖn thÕ vµ dung l−îng cña
nã. HiÖu ®iÖn thÕ tÝnh b»ng V, cßn dung l−îng ®−îc tÝnh b»ng Am-pe-giê
(Ah) hay o¸t-giê (Wh). VÝ dô c¸c lo¹i ¾c quy 12V-100Ah, 24V-400Ah, 48V-
600Ah,v.v...HiÖu ®iÖn thÕ vµ dung l−îng cña bé ¾c quy ph¶i ®−îc tÝnh to¸n
phï hîp víi c¸c t¶i tiªu thô vµ c«ng suÊt dµn PMT.
13
- c- Bé ®iÒu khiÓn (B§K) (Solar Controller):
B§K lµ mét thiÕt bÞ ®iÖn tö, nã cã nhiÖm vô kiÓm so¸t tù ®éng c¸c qu¸
tr×nh n¹p vµ phãng ®iÖn cña ¾c quy, b¶o vÖ ¾c quy vµ b¶o vÖ c¸c thiÕt bÞ tiªu
thô ®iÖn. Khi ¾c quy ®· ®−îc n¹p ®iÖn no, dung l−îng cña ¾c quy ®¹t 100%,
th× B§K sÏ tù ®éng c¾t hoÆc gi¶m dßng n¹p ®iÖn cho ¾c quy tõ dµn PMT.
Nhê vËy ¾c quy tr¸nh ®−îc tr¹ng th¸i “qu¸ no” gi¶m tuæi thä cña nã. Ng−îc
l¹i, khi ¾c quy bÞ ®ãi qu¸, vÝ dô dung l−îng cña nã chØ cßn l¹i 30% th× B§K
còng tù ®éng c¾t dßng ®iÖn cÊp cho c¸c t¶i, nhê vËy ¾c quy kh«ng bÞ phãng
®iÖn qu¸ kiÖt, dÉn ®Õn h− háng ¸c quy.
d- Bé biÕn ®æi ®iÖn (Inverter) :
Trong tr−êng hîp c¸c thiÕt bÞ tiªu thô ®iÖn mét chiÒu 12V, 24V, 48V.... th×
ng−êi ta cã thÓ sö dông ®iÖn ngay sau B§K. Cßn nÕu cã c¸c thiÕt bÞ tiªu thô
®iÖn dïng dßng ®iÖn xoay chiÒu, vÝ dô 220V, 50Hz, nh− TV mµu, qu¹t, b¬m
n−íc, tñ l¹nh,v.v... th× trong hÖ nguån cÇn cã thªm mét Bé biÕn ®æi ®iÖn.
Còng nh− B§K, Bé biÕn ®æi ®iÖn lµ mét thiÕt bÞ ®iÖn tö cã chøc n¨ng biÕn ®æi
®iÖn mét chiÒu tõ Bé ¾c qui hay dµn PMT thµnh ®iÖn xoay chiÒu cÊp cho c¸c
t¶i xoay chiÒu.
Th«ng th−êng cã 3 lo¹i Bé biÕn ®æi ®iÖn b¸n trªn thÞ tr−êng. §ã lµ c¸c lo¹i:
biÕn ®æi ®iÖn cã sãng ®iÖn ra d¹ng xung vu«ng, biÕn ®æi cã sãng ®iÖn ra d¹ng
h×nh thang vµ biÕn ®æi cã sãng ®iÖn ra d¹ng h×nh sin. Sãng ra cã d¹ng cµng
®¬n gi¶n th× hiÖu suÊt cµng cao vµ gi¸ Bé biÕn ®æi ®iÖn còng rÎ h¬n. Tuú theo
t¶i ®iÖn cô thÓ mµ ng−êi ta chän lo¹i biÕn ®æi ®iÖn ¸p thÝch hîp.
C«ng suÊt vµ c¸c ®Æc tr−ng ®iÖn cña B§K vµ Bé biÕn ®æi ®iÖn (nh− hiÖu
®iÖn thÕ vµo, hiÖu ®iÖn thÕ ra, d¶i hiÖu ®iÖn thÕ lµm viÖc,v.v...) ph¶i ®−îc tÝnh
to¸n cho phï hîp víi hÖ thèng.
2.2.2.2- HiÖu suÊt cña hÖ thèng nguån ®iÖn pin mÆt trêi ®éc lËp
C¸c thµnh phÇn trong hÖ nguån ®iÖn PMT ®Òu g©y ra tæn thÊt, nªn cã
hiÖu suÊt giíi h¹n. Th«ng th−êng hiÖu suÊt cña Bé ®iÒu khiÓn lµ 90%, cña Bé
biÕn ®æi ®iÖn kho¶ng (75- 85) %, hiÖu suÊt phãng n¹p cña Bé ¾c qui kho¶ng
90%. HiÖu suÊt chung cña c¶ hÖ thèng b»ng tÝch sè cña c¸c hiÖu suÊt c¸c
thµnh phÇn trong hÖ, nªn chØ kho¶ng (60- 65)%. Tõ ®ã ta thÊy, viÖc thiÕt kÕ,
chÕ t¹o c¸c Bé ®iÒu khiÓn vµ Bé biÕn ®æi ®iÖn cã chÊt l−îng cao lµ c«ng viÖc
rÊt quan träng. Ngoµi ra cßn cÇn ph¶i lùa chän s¬ ®å khèi tèi −u cho hÖ.
14
- 2.2.3 T×nh h×nh nghiªn cøu, øng dông ®iÖn mÆt trêi
2.2.3.1- T×nh h×nh nghiªn cøu vµ øng dông ë n−íc ngoµi
Tuy qu¸ tr×nh nghiªn cøu ph¸t triÓn nh»m tiÕp tôc n©ng cao hiÖu qu¶
kinh tÕ-kü thuËt cña pin mÆt trêi (PMT) vÉn ®−îc tiÕp tôc mét c¸ch m¹nh mÏ
trªn thÕ giíi nh−ng PMT ®· ®−îc th−¬ng m¹i ho¸ vµ ®−îc øng dông réng r·i
tõ nhiÒu n¨m nay. HiÖn nay PMT ®· ®−îc nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi øng dông
cho c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau nh− : khoa häc vò trô, th«ng tin liªn l¹c, b¶o ®¶m
hµng h¶i, ®Æc biÖt lµ viÖc cung cÊp ®iÖn n¨ng cho c¸c ho¹t ®éng s¶n xuÊt,
nghiªn cøu khoa häc, c¸c thiÕt bÞ phôc vô sinh ho¹t cho cuéc sèng con ng−êi
ë nh÷ng vïng xa l−íi ®iÖn nh− chiÕu s¸ng, ti vi, ®µi vv….
Tæng c«ng suÊt l¾p ®Æt øng dông pin mÆt trêi trªn ThÕ giíi tÝnh theo
®Çu ng−êi ®èi víi 5 n−íc øng dông nhiÒu nhÊt lµ:
• §øc : 9,62W/ ng−êi
• NhËt: 8,87W/ ng−êi
• Thôy Sü: 3,12W/ ng−êi
• Hµ Lan: 3,01W/ ng−êi
• Oxtraylia: 2,60W/ng−êi.
C«ng nghÖ ®iÖn PMT cã rÊt nhiÒu −u ®iÓm nh−: n¨ng l−îng mÆt trêi lµ
mét d¹ng n¨ng l−îng s¹ch vµ cã tr÷ l−îng v« cïng lín. Nã cã thÓ khai th¸c ë
mäi ®Þa ph−¬ng. HÖ thèng ®iÖn PMT l¾p ®Æt, vËn hµnh, b¶o d−ìng rÊt ®¬n
gi¶n, rÊt phï hîp víi tr×nh ®é d©n trÝ cßn thÊp ë c¸c khu vùc n«ng th«n. Ngoµi
ra, hÖ thèng ®iÖn PMT lµm viÖc tin cËy vµ cã tuæi thä cao.
Khã kh¨n lín nhÊt ®èi víi viÖc ph¸t triÓn ®iÖn mÆt trêi lµ gi¸ thµnh cßn
cao, th«ng th−êng cao h¬n gi¸ ®iÖn c«ng nghiÖp truyÒn thèng tõ 4 ®Õn 6 lÇn.
Tuy nhiªn víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña KHCN, PMT ngµy cµng hoµn
thiÖn vµ gi¸ ®iÖn PMT do ®ã còng ®ang gi¶m kh¸ nhanh víi tèc ®é kho¶ng 6-
7%/n¨m. Ngoµi ra, do bÞ khai th¸c c¹n kiÖt nªn gi¸ n¨ng l−îng ho¸ th¹ch ngµy
cµng t¨ng cao. V× vËy trong mét thêi gian kh«ng xa n÷a, ®iÖn mÆt trêi hoµn
toµn cã thÓ c¹nh tranh víi c¸c nguån ®iÖn truyÒn thèng hiÖn nay.
2.2.3.2. T×nh h×nh nghiªn cøu vµ triÓn khai trong n−íc
ë n−íc ta, nguån ®iÖn tõ pin mÆt trêi còng ®· ®−îc nghiªn cøu øng
dông tõ hµng chôc n¨m l¹i ®©y. Tuy nhiªn qui m« øng dông cßn rÊt nhá lÎ.
C¸c hé øng dông nhiÒu nhÊt gåm cã c¸c Tr¹m th«ng tin viÔn th«ng thuéc Bé
B−u chÝnh ViÔn th«ng, c¸c øng dông trong giao th«ng ®−êng s«ng, ®−êng
biÓn, vµ ®Æc biÖt lµ c¸c øng dông cho c¸c khu vùc n«ng th«n, miÒn nói ch−a
cã l−íi ®iÖn nh− c¸c ®ån biªn phßng, tr¹m b−u ®iÖn-v¨n ho¸ tuyÕn X·, tr¹m Y
tÕ, trô së Uû ban Nh©n d©n x·, tr−êng häc vµ c¸c gia ®×nh chÝnh s¸ch,...
15
- B¶ng 2.1 d−íi ®©y liÖt kª mét sè øng dông PMT chØ riªng cho môc ®Ých
cÊp ®iÖn sinh ho¹t cho c¸c hé n«ng th«n vïng s©u, vïng xa ë n−íc ta.
B¶ng 2.1- Mét sè øng dông ®iÖn PMT phôc vô sinh ho¹t
TT §Þa ph−¬ng, c¬ C«ng suÊt Môc ®Ých øng dông
quan øng dông (kW)
1. TØnh Hoµ B×nh 6- 7 §Ìn chiÕu s¸ng, TV, ®µi
2. §¶o C« T« 15,075 Phôc vô c¸c nhu cÇu lµm viÖc vµ sinh ho¹t
3. TØnh C«ng Tum 10,5 §Ìn chiÕu s¸ng, TV, ®µi
4. TØnh Gia Lai 100 Sinh ho¹t
5. Cao B»ng 8 Sinh ho¹t, th«ng tin viÔn th«ng
6. L¹ng S¬n 3 Sinh ho¹t
7. Phó Thä 10,75 Sinh ho¹t
8. B¾c Giang 7,5 Sinh ho¹t
9. C«n §¶o 3 Sinh ho¹t
GÇn nh− 100% m« ®un PMT sö dông trong n−íc ®Òu ph¶i nhËp ngo¹i.
Gi¸ hiÖn nay vµo kho¶ng 5 USD/Wp. C¸c thµnh phÇn kh¸c trong hÖ thèng
®iÖn mÆt trêi nh− Bé ®iÒu khiÓn, Bé ®æi ®iÖn, ¾c qui,... ®Òu ®−îc thiÕt kÕ chÕ
t¹o trong n−íc.
H×nh 2.3 vµ 2.4 lµ c¸c s¬ ®å ®iÓn h×nh cña c¸c hÖ ®iÖn mÆt trêi cho hé
gia ®×nh n«ng th«n miÒn nói (kh«ng cã t¶i xoay chiÒu) vµ hÖ ®iÖn mÆt trêi cho
hé tËp thÓ (cã thªm t¶i xoay chiÒu).
HiÖn nay, n−íc ta cã mét sè c¬ quan ho¹t ®éng nghiªn cøu, ph¸t triÓn
vµ sö dông c¸c nguån n¨ng l−îng míi nãi chung vµ n¨ng l−îng mÆt trêi nãi
riªng. Nh÷ng c¬ quan ®· ho¹t ®éng trong nhiÒu n¨m vµ ®Æt ®−îc nhiÒu kÕt qu¶
tèt lµ:
o ViÖn N¨ng l−îng -Tæng C«ng Ty §iÖn Lùc ViÖt Nam - Bé C«ng
NghiÖp.
o Trung t©m N¨ng l−îng míi - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - Hµ Néi.
o Phßng thÝ nghiÖm N¨ng l−îng MÆt Trêi cña Ph©n viÖn VËt lý - Trung
T©m Khoa häc Tù nhiªn Quèc gia - Thµnh phè Hå ChÝ Minh.
o Cã mét sè c¬ quan tham gia l¾p ®Æt c¸c tr¹m pin mÆt lµm theo tÝnh
chÊt ®Æt hµng.
o C«ng ty Selco -ViÖt nam.
Tæng c«ng suÊt PMT ®· ®−îc l¾p ®Æt sö dông ë ViÖt nam hiÖn nay vµo
kho¶ng 1200 kW.
16
- Phô t¶i
Dµn pin Bé ®iÒu
mÆt trêi 1tÊm NG 75W khiÓn
§Ìn DC12VDC
Hép ®Êu
CÇu ch× TV
01 Radio
¾c quy
H×nh 2.3: S¬ ®å hÖ nguån ®iÖn mÆt trêi hé gia ®×nh
Dµn pin MT mÆt trêi
20 tÊm KC 50
Bé ®iÒu khiÓn §Ìn 112VDC
Hép nèi
Tivi
Bé ®æi ®iÖn
CÇu ch×
§Çu VIDEO
Bé ¾c qui
Radio
6 x 100 Ah-12V
H×nh 2.4: S¬ ®å hÖ nguån ®iÖn mÆt trêi hé tËp thÓ
17
- Nh− ®· tr×nh bµy trong c¸c môc trªn, trong mét hÖ nguån ®iÖn mÆt trêi,
hiÖu suÊt chung cña c¶ hÖ b»ng tÝch cña hiÖu suÊt cña c¸c thµnh phÇn trong hÖ
nh− bé ®iÒu khiÓn, bé ®æi ®iÖn, bé ¾c qui vµ d©y c¸p nèi ®iÖn. Trong thêi gian
hiÖn nay, gi¸ ®iÖn mÆt trêi cßn rÊt cao, nªn viÖc n©ng cao hiÖu suÊt chung cña
c¶ hÖ thèng lµ ®iÒu rÊt quan träng. Muèn vËy nguêi ta ph¶i lùa chän vµ sö
dông c¸c thµnh phÇn trong hÖ cã chÊt l−îng vµ do ®ã hiÖu suÊt ®−îc n©ng cao.
§Ó gi¶m tæn hao do d©y nèi g©y ra ng−êi ta chØ cÇn lùa chän d©y ®iÖn cã tiÕt
diÖn thÝch hîp vµ kho¶ng c¸ch nèi d©y ng¾n cã thÓ. §èi víi ¾c qui cÇn chän ¾c
qui tèt vµ cã chÕ ®é b¶o d−ìng nghiªm ngÆt theo ®óng c¸c tiªu chuÈn b¶o
d−ìng ®−îc qui ®Þnh víi mçi lo¹i ¾c qui. D−íi ®©y chóng t«i chØ tËp trung vµo
2 thµnh phÇn ®iÖn tö trong hÖ ®iÖn mÆt trêi lµ bé ®iÒu khiÓn vµ bé biÕn ®æi
®iÖn v× ®©y chÝnh lµ c¸c thµnh phÇn hiÖn ®ang ®−îc mét sè ®¬n vÞ trong n−íc
thiÕt kÕ, s¶n xuÊt vµ còng lµ c¸c thµnh phÇn chøa hµm l−îng khoa häc c«ng
nghÖ rÊt cao, cÇn ph¶i tiÕp tôc ®Çu t− nghiªn cøu ph¸t triÓn.
Thêi gian qua, tõ nhiÒu øng dông hÖ ®iÖn mÆt trêi trong thùc tÕ, c¸c
thiÕt bÞ ®iÖn tö nh− bé ®iÒu khiÓn vµ bé biÕn ®æi ®iÖn ®−îc thiÕt kÕ, s¶n xuÊt
trong n−íc th−êng gÆp ph¶i nh÷ng vÊn ®Ò sau:
- Tuæi thä thÊp, th«ng th−êng chØ sö dông ®−îc 2- 3 n¨m. Sù h− háng
th−êng do c¸c nguyªn nh©n sau:
o ChÊt l−îng c¸c linh kiÖn xÊu do ®−îc mua trªn thÞ tr−êng “chî
®en” tr«i næi trong n−íc
o Kh«ng ®−îc nhiÖt ®íi ho¸ nªn bÞ x©m thùc cña m«i tr−êng
nhanh
o §é bÒn c¬ häc cña c¸c chi tiÕt c¬ (nh− c«ng t¾c, r¬ le c¬, kÕt cÊu
l¾p ghÐp,..) kÐm, láng lÎo, rÊt dÔ h− háng khi di chuyÓn.
- ChÕ ®é ®iÒu khiÓn ch−a hîp lý. VÝ dô ®a sè bé ®iÒu khiÓn ®Òu ho¹t
®éng theo chÕ ®é c¾t ®ét ngét dßng n¹p cho ¾c qui hay dßng nu«i t¶i, trong
lóc ®ã ®èi víi chÕ ®é n¹p ®iÖn cho ¾c qui cÇn n¹p liªn tôc víi chÕ ®é dßng
n¹p kh¸c nhau. §èi víi bé biÕn ®æi ®iÖn th−êng lµ lo¹i sãng ra d¹ng vu«ng
nªn kh«ng thÓ sö dông cho c¸c thiÕt bÞ cã cuén c¶m (nh− b¬m n−íc, qu¹t vµ
c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn, ...) ®−îc. ThiÕu m¹ch b¶o vÖ chÕ ®é xung qu¸ ®é khi
t¾t, bËt nªn c¸c bé ®æi ®iÖn rÊt dÔ bÞ h− háng.
- Kh«ng cã m¹ch b¶o vÖ khi bÞ nèi nhÇm cùc ®iÖn
- HiÖu suÊt thÊp. §èi víi c¸c bé ®iÒu khiÓn th−êng cã hiÖu suÊt trªn
d−íi 80%, trong khi ®ã c¸c bé ®iÒu khiÓn nhËp ngo¹i cã hiÖu suÊt th−êng lµ
18
- cao h¬n 90%. Bé ®æi ®iÖn s¶n xuÊt trong n−íc cã hiÖu suÊt còng thÊp. VÝ dô
lo¹i sãng h×nh vu«ng chØ kho¶ng 80%, cßn lo¹i sãng h×nh sin th× chØ ®¹t tõ
55- 65%.
- MÉu m· kiÓu d¸ng xÊu, chÊt l−îng kh«ng ®ång ®Òu do s¶n xuÊt nhá
- Gi¸ thµnh thùc tÕ kh¸ cao
- Vµ c¸c nh−îc ®iÓm kh¸c.
V× vËy trong dù ¸n nµy chóng t«i ®Æt ra nhiÖm vô lµ kh¾c phôc ®−îc
mét phÇn lín c¸c nh−îc ®iÓm ®· nãi trªn cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö trong hÖ
nguån ®iÖn mÆt trêi, tõ ®ã sÏ n©ng cao hiÖu suÊt vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ- x· héi
cña nã.
2.3- KÕt qu¶ nghiªn cøu, triÓn khai dù ¸n
2.3.1. X©y dùng d©y chuyÒn s¶n xuÊt l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö trong hÖ
®iÖn mÆt trêi
S¬ ®å khèi vµ c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt
§Ó thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö th× c«ng viÖc ®Çu tiªn ph¶i lµm
lµ thiÕt kÕ vµ x©y dùng mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt. H×nh 2.5 lµ s¬ ®å khèi cña
d©y chuyÒn s¶n xuÊt l¾p r¸p thiÕt bÞ ®iÖn tö ®· ®−îc dù ¸n x©y dùng.
C«ng viÖc thiÕt kÕ vá hép, m¹ch ®iÖn tö nguyªn lý vµ m¹ch in ®−îc
thùc hiÖn trªn m¸y vi tÝnh nhê c¸c phÇn mÒm chuyªn dông ®Ó ®¶m b¶o tÝnh
tèi −u vÒ mÆt ®iÖn tö, c¬ häc còng nh− kiÓu d¸ng c«ng nghiªp,... Sau ®ã ®−îc
®−a vµo c¸c ph©n x−ëng chÕ t¹o vá hép vµ chÕ t¹o m¹ch in ®Ó s¶n xuÊt.
Tr−íc lóc l¾p r¸p c¸c linh kiÖn vµo m¹ch in hay vá hép c¸c linh kiÖn
®iÖn tö ®−îc lùa chän, ph©n lo¹i cÈn thËn th«ng qua c¸c ®o ®¹c kiÓm tra c¸c
th«ng sè kü thuËt cÇn thiÕt nhê c¸c thiÕt bÞ ®o chuyªn dông.
Sau khi thiÕt bÞ ®−îc l¾p ®Æt xong vÒ mÆt ®iÖn tö, nã ®−îc ®−a vµo
phßng kiÓm tra ®o ®¹c c¸c th«ng sè cÇn thiÕt. NÕu ®· ®¹t yªu cÇu míi ®−îc
tÈy röa lµm vÖ sinh c«ng nghiÖp vµ l¾p vµo hép m¸y. Sau ®ã m¸y l¹i ®−îc ®o
vµ kiÓm tra mét lÇn n÷a. NÕu m¸y ®¹t c¸c tiªu chuÈn ®Ò ra th× sÏ ®−îc phun
phñ c¸c líp b¶o vÖ sù x©m thùc cña m«i tr−êng. TiÕp theo m¸y ®−îc l¾p vµo
m¹ch ®Ó ch¹y thö trong thêi gian mét vµi ngµy vµ cuèi cïng ®−îc ®ãng gãi
vµ ®−a vµo b¶o qu¶n ë kho.
19
- Sơ đồ dây chuyền sản suất
Chế tạo Chế tạo Chế tạo
vỏ hộp mạch in chân giá
D©y chuyÒn
lắp r¸p mạch
®iÖn tö
Lắp đặt
hoàn thiện
Kiểm tra
chÊt l−îng
Đóng gói
Xuất x−ëng
H×nh 2.5: S¬ ®å khèi d©y chuyÒn s¶n xuÊt vµ l¾p r¸p, thiÕt bÞ ®iÖn tö
§Ó triÓn khai ®−îc Dù ¸n ViÖn N¨ng l−îng phèi hîp víi c«ng ty
TNHHSX&TM, C¬ ®iÖn - §iÖn tö ViÖt Linh s¾p xÕp vµ bè trÝ l¹i mét sè ph©n
x−ëng, l¾p r¸p thiÕt bÞ theo d©y truyÒn khÐp kÝn cña c¸c ph©n x−ëng, ®Ó tiÖn
kiÓm tra trong kh©u s¶n xuÊt, l¾p r¸p thiÕt bÞ.
Môc ®Ých cña Dù ¸n:
- Gi¶i quyÕt tÝnh gia c«ng ®¬n chiÕc, s¶n phÈm lµm ra kh«ng cã kiÓu
d¸ng c«ng nghiÖp, thiÕt bÞ kh«ng ®ång ®Òu vµ chÊt l−îng vµ hiÖu qu¶ kh«ng
cao.
- Hoµn thiÖn thiÕt kÕ thiÕt bÞ phï trî víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt hµng
lo¹t, chÊt l−îng thiÕt bÞ ®−îc kiÓm tra tõng kh©u chÆt chÏ, gi¸ thµnh h¹.
20
nguon tai.lieu . vn