Xem mẫu
- CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT
DỰ ÁN THIẾT KẾ - TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐÈN
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
*Nguyễn Tuấn Anh (1)
(1) Giảng viên khoa Kỹ thuật điện, nghiên cứu sinh khoa Công nghệ năng lượng – Trường Đại Học Điện Lực
*Tác giả liên hệ: Anhnt88@epu.edu.vn
Giáo viên hướng dẫn: Phạm Mạnh Hải
TÓM TẮT
Thế kỷ 21 năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng tái tạo nói riêng đang là một trong
những lựa chọn hàng đầu về phát triển năng lượng. Việc sử dụng năng lượng mặt trời
mang lại nhiều lợi ích như tính kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường, đa dạng hóa nguồn năng
lượng…Trong bài báo này chúng tôi đề xuất một phương án thiết kế tính toán cho hệ
thống đèn năng lượng mặt trời và một mô hình đèn mặt trời nhỏ.
Từ khóa: Năng lượng mặt trời, đèn năng lượng mặt trời, năng lượng tái tạo
1. GIỚI THIỆU 2.2 Danh sách linh kiện
Mục tiêu thiết kế đèn sử dụng điện từ năng Các linh kiện sử dụng:
lượng mặt trời, đèn tự động bật vào ban • Tấm pin mặt trời (40wp)
đêm và tắt vào ban ngày. Dự án được thực • Mạch điều khiển sạc: LM7805,
hiện bởi giảng viên và nhóm sinh viên IRF3205, Đi-ốt 6A10,
nghiên cứu khoa học khoa Kỹ thuật điện • Điện trở 10kΩ và 330Ω, Led báo tín
Trường Đại học Điện Lực hiệu ( chọn led màu tùy ý)
• Đèn led 12V-12W, Header, jump, dây
dẫn,…
2. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
• Ắc quy (24Ah)
2.1 Yêu cầu thiết kế
• Giá đỡ, dây cắm.
Ở phạm vi bài nghiên cứu, ta sẽ tính toán,
thiết kế mô hình hệ thống điện năng lượng
mặt trời có khả năng cung cấp cho tải một
chiều 12W trong 12h, điện áp cấp cho tải
Led - 12V (Điện áp một chiều).
=> Tổng công suất phải cấp cho tải:
12 x 12 = 144 Wh.
DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 157
- CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT
3. Tính toán thiết kế kỹ thuật 3.2 Phân tích hoạt động của mạch
3.1 Tính toán thông số các thiết bị của đèn • Ban ngày, khi có ánh nắng mặt trời,
Tính toán ắc-quy điện áp pin mặt trời ở vào khoảng 15
• Tổng công suất cấp cho tải/ ÷ 17.9V.
(0.85x0.6x12)=144/(0.85x0.6x12)=23.5 Ah • Mạch gồm 2 phần: Phần báo tín hiệu
• Hiệu suất xả nạp của ắc quy chỉ và phần mạch nạp.
khoảng 85% cho nên chia số Wh của
*) Vào ban ngày:
tải tiêu thụ với 0.85 ta có Wh của ắc
• Pin mặt trời tạo ra điện, khi có điện
quy Với mức deep of discharge DOD
áp tại phần báo tín hiệu, qua IC7805
(mức xả sâu) là 0.6 (hoặc thấp hơn là
thì điện áp sẽ ổn định ở giá trị 5V, qua
0.8),ta chia số Wh của ắc quy cho 0.6
điện trở R2=330Ω thì điện áp sẽ ổn
sẽ có dung lượng ắc quy
định ở giá trị 1.7V cung cấp cho đèn
Tính toán tấm pin mặt trời báo tín hiệu tránh bị quá áp khi pin
144 x 1.3 = 187.2 Wh/ngày. Tổng Wp của mặt trời hoạt động không ổn định.
tấm PV = 183.2 / 4.58 = 40.8 Wp. Chọn loại
• Dòng điện từ pin mặt trời đi trực tiếp
PV có 40Wp.
tới ắc quy, mạch nạp có một đi ốt D1
Thiết kế điều khiển mạch sạc [1]
chống phóng điện ngược từ ắc quy
trở về nguồn gây hư hỏng ắc quy và
chống điện áp từ ắc quy phóng lên
làm đóng cực G của mosfet.
*) Vào ban đêm:
• Khi điện áp cung cấp từ pin mặt trời
xuống dưới ngưỡng điện áp tiêu
chuẩn ắc quy là 13.8V thì lúc này đèn
báo tín hiệu sẽ báo giảm dần tín hiệu
cho đến khi ko có điện từ pin mặt trời
đèn tín hiệu sẽ tắt hoàn toàn. Lúc này,
ắc quy sẽ phóng điện lên thông qua
R1= 10kΩ sẽ làm điện áp ở chân G của
Hình 1. Mạch điều khiển sạc cho đèn mosdet từ mức 0 lên mức 1. Cực G
mặt trời được đóng vào, điện áp sẽ dẫn từ cực
D sang cực S, dòng điện sẽ khép mạch
158 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
- CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT
từ ắc quy => bóng đèn => cực DS của TÁC GIẢ Ý TƯỞNG
mosfet => đi ốt => trở về ắc quy. Quá NGUYỄN TUẤN ANH sinh năm 1988 tại Hà
trình này sẽ lặp lại hàng ngày Nội, Việt Nam. Tốt nghiệp hệ kỹ sư chuyên
ngành Kỹ thuật điện tại Đại học Nông
3.3 Kết quả
nghiệp Hà Nội (nay là Học Viện Nông
Nghiệp Việt Nam) năm 2012. Tốt nghiệp
hệ thạc sỹ chuyên ngành Kỹ thuật điện tại
Đại học Điện lực năm 2016. Từ năm 2017
đến nay là giảng viên khoa Kỹ thuật điện
Trường Đại học Điện lực. Hướng nghiên
cứu chính: Khí cụ điện, năng lượng tái tạo,
DCS và SCADA…
Hình 2. Đèn năng lượng mặt trời vào GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
buổi tối MANH-HAI PHAM Sinh năm 1983, Hải
Dương. Tốt nghiệp chuyên nghành Hệ
Thống Điện của Trường Đại Học Bách Khoa
4. Đánh giá
Hà Nội năm 2006; Đạt học vị Thạc Sĩ của
Mô hình đèn năng lượng mặt trời hoạt
Trường Đại Học Paul Sabatiers, Toulouse
động tốt vào
tại Pháp 2008 và Đạt học vị Tiến Sĩ về ứng
buổi tối đúng với nguyên lý hoạt động. dụng plasma của Đại Học Poitiers tại Pháp
2011.
Thống số của đèn
Công suất: 144 Wh Từ năm 2012 đến nay, là giảng viên của
Cân nặng: 15 [kg] Trường Đại Học Điện Lực Hà Nội; Nguyên
Các thông số khác: chiều dài 0.8m (tấm cứu các vấn đề bao gồm: quy trình và ứng
pin), chiều cao 1m dụng phóng điện plasma, dự báo phụ
tải, độ tin cậy của hệ thống điện và năng
lượng tái tạo…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] L. K. Anh, “Ứng dụng các bộ điện tử công suất
trong điều khiển nối lưới các nguồn phân tán,”
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A:
Khoa học Tự nhiên, Công nghệ và Môi trường, p.
44, 2013.
DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 159
nguon tai.lieu . vn
