Đồ án Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

LỜI NÓI ĐẦU

Trong tiến trình phát triển của loài người, việc sử dụng năng lượng là đánh

dấu một cột mốc rất quan trọng. Từ đó đến nay, loài người sử dụng năng lượng

ngày càng nhiều ,nhất là trong vài thế kỷ gần đây. Trong cơ cấu năng lượng hiện

nay,chiếm phần chủ yếu là năng lượng tàn dư sinh học than đá,dầu mỏ,khí tự

nhiên. Kế là năng lượng nước thủy điện, năng lượng hạt nhân, năng lượng sinh

khối (bio.gas, …) năng lượng mặt trời, năng lượng gió chỉ chiếm một phần khiêm

tốn. Xã hội loài người không phát triển nếu không có năng lượng.

Ngày nay, năng lượng tàn dư sinh học, năng lượng không tái sinh, ngày

càng kiệt, giá dầu mỏ tăng từng ngày, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển kinh tế xã

hội và môi trường sống. Tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế là nhiệm vụ cấp

bách của các nhà khoa học ,kinh tế, các chính trị gia,… và mỗi người chúng ta.

Nguồn năng lượng thay thế đó phải sạch, than thiện với môi trường, chi phí thấp,

không cạn kiệt (tái sinh), và dễ sử dụng.

Từ lâu, loài người đã mơ ước sử dụng năng lượng mặt trời. Nguồn năng

lượng hầu như vô tận, đáp ứng hầu hết các tiêu chí nêu trên. Nhiều công trình

nghiêng cứu đã được thực hiện, năng lượng mặt trời không chỉ là năng lượng của

tương lai mà còn là năng lượng của hiện tại

Bạn không nên nghĩ rằng ứng dụng năng lượng mặt trời là công việc của

riêng của các nhà khoa học, đây cũng chính là nơi bạn có thể phát huy óc sáng tạo,

sự khéo tay, và tính kiên nhẫn của bạn. Còn gì thú vị hơn khi bạn tự thực hiện và

ứng dụng năng lượng mặt trời trong chính ngôi nhà của mình.

Cuốn sách này giới thiệu chi tiết các ứng dụng năng lượng mặt trời trong

ngôi nhà hoặc trên mảnh vườn của bạn. Các dự án đó tương đối đơn giản, chi phí

trong tầm tay của bạn, nhưng hiệu quả cao, không đồi hỏi lý thuyết cao siêu, chỉ

cần bạn nhận ra lợi ích của việc sử dụng năng lượng mặt trời và quyết tâm thực

hiện. bạn có thể thực hiện từng bước theo hướng dẫn trong từng dự án, khi dạt kết

quả, bạn hoàn toàn có thể chỉnh sửa, cải tiến để năng cao hiệu suất và giảm chi

phí tùy theo sự năng động và tính sáng tạo của bạn. Các dự án này còn có thể

được thực hiện trong trường học, trường phổ thông và trường dạy nghề, giúp cho

thầy cô giáo có thêm phương cách thí nghiệm, học đi đôi với hành , giúp cho học

sinh tính sáng tạo và hứng thú học tập.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

1

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

LỜI CẢM ƠN

Trước khi vào nội dung đồ án chúng em xin chân thành cảm ơn đến Cô:

Phạm Thị Lệ Diễm giảng viên trường ĐHCN Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn và

giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện để hoàn thành đồ án này.

Cùng toàn thể thầy cô khoa Điện đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt

nguồn kiến thức sâu rộng và những kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong suốt

thời gian học tại trường.

Xin cảm ơn đến tất cả bạn bè, những người đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt

thời gian học tập cũng như thực hiện đồ án học phần này.

Và cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bố mẹ

đã ủng hộ và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án này.

Mặc dù đã nỗ lực hết mình, nhưng do khả năng, kiến thức và thời gian có

hạn nên không thể tránh được những sai sót trong lúc thực hiện đồ án này, em

kính mong quý thầy cô chỉ dẫn, giúp đỡ em để ngày càng hoàn thiện hơn kiến

thức của mình và có thể tự tin bước vào cuộc sống với vốn kiến thức đã có được.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

2

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn:

...........................................................................................................................

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

3

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Nhận xét của giảng viên phản biện:

...........................................................................................................................

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

4

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

A- GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

I – GIỚI THIỆU CHUNG:

Một tế bào quang điện (cell) Tấm Pin năng lượng mặt trời (solar cells

panel) Pin mặt trời, hay pin quang điện, ký hiệu là PV, là hệ thống các tấm vật liệu

đặc biệt có khả năng chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện

năng. Pin mặt trời được cấu tạo bằng các tế bào quang điện (cells) đơn tinh thể

(monocrystalline) và đa tinh thể (polycrystalline) có hiệu suất cao (15% - 18%),

công suất từ 25Wp đến 240Wp và có tuổi thọ trung bình 30 năm.

II – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI:

Từ giàn pin mặt trời, ánh sáng được biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng

điện một chiều (DC). Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển là một thiết bị

điện tử có chức năng điều hoà tự động các quá trình nạp điện vào ắc-quy và phóng

điện từ ắc-quy ra các thiết bị điện một chiều (DC). Trường hợp công suất giàn pin

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

5

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

đủ lớn, trong mạch điện sẽ được lắp thêm bộ đổi điện để chuyển dòng một chiều

thành dòng xoay chiều (AC), chạy được thêm nhiều thiết bị điện gia dụng (đèn,

quạt, radio, TV…).

III - CẤU HÌNH TIÊU BIỂU CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI:

Tên thiết bị

Ghi chú

tt

1

2

3

4

5

6

7

Solar Cells

Monocrystalline (đơn tinh thể ) Polycrytalline (đa

tinh thể)

Panel

Solar

Lựa chọn tùy mức điện thế và công suất của hệ

thống

Regulator

DC-AC

Inverter

Battery (ắc-

Dạng sóng ra : Step Wave hoặc Sine Wave

Bình khô, kín khí, không cần bảo dưỡng.

Chuyên dụng cho hệ thống

quy)

Khung, gá

Dây cáp

Chuyên dụng cho hệ thống (ngoài trời và trong nhà)

Linh, phụ kiện đồng bộ khác

Phụ kiện

lắp đặt

1-

PANEL MẶT TRỜI :

Tấm pin Panel mặt trời (solar cells panel) biến đổi quang năng hấp thụ từ

mặt trời để biến thành điện năng. Một số thông tin cơ bản về tấm pin mặt trời

Hiệu suất: từ 15% - 18% Công suất: từ 25Wp đến 175 Wp Số lượng cells trên mỗi

tấm pin : 72 cells Kích thước cells: 5 – 6 inchs Loại cells: monocrystalline và

polycrystalline Chất liệu của khung nhôm Tuổi thọ trung bình của tấm pin : 30

năm 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

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

6

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

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…

2-

BỘ ĐIỀU KHIỂN SẠC:

- Là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc cho ắc-quy, bảo vệ cho ắc-quy

chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ của bình ắc-quy, và giúp

hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu quả và lâu dài.

- Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của Panel mặt trời vào ắc-

quy giúp cho người sử dụng kiểm soát được các phụ tải.

- Bộ điều khiển còn thực hiện việc bảo vệ nạp quá điện thế (>13,8V) hoặc

điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt

mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp bình

quá thấp.

3-

AC-DC INVERTER:

- Là bộ biến điện nghịch lưu. Inverter chuyển đổi dòng điện 12V DC từ ăc-

quy thành dòng điện AC (110VAC, 220VAC). Được thiết kế với nhiều cấp công

suất từ 0.3kVA – 10kVA.

- 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…

4-

- Là thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hoặc lúc trời ít hoặc không

còn ánh nắng.

BATTERY (Ắc-quy):

- Ắc-quy có nhiều loại, kích thước và dung lượng khác nhau, tùy thuộc vào

công suất và đặc điểm của hệ thống pin panel mặt trời . Hệ thống có công suất

càng lớn thì cần sử dụng ăc-quy có dung lượng lớn hoặc dùng nhiều bình ắc-quy

kết nối lại với nhau.

5-

KHUNG GÁ VÀ DÂY CÁP:

- 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 thuộc từng vị trí lắp đặt cụ

thể).

- Lưu ý khi lắp đặt tránh các vùng có khả năng bị che, khuất nắng, nên lựa

chọn những vị trí có thể hứng được nắng tốt nhất cho cả ngày.

- 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

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

7

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

•

1 : Tấm pin mặt trời (Solar Panel)

2: Bộ điều khiển sạc mặt trời (Solar Charger Controller)

3 : Bộ kích điện DC-AC (Solar Inverter)

4 : Cầu dao chuyển mạch (Solar Inverter)

5 : Ắc quy (Battery)

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

8

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Mô tả hoạt động của hệ thống:

Đây là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống liên hoàn bao gồm:

Hệ thống Sản xuất điện năng từ Mặt trời thành điện 220VAC/50Hz bổ sung

vào điện lưới (On grid).

Hệ thống Lưu trữ biến đổi điện điện năng từ Mặt trời thành điện

220VAC/50Hz (Off grid).

Tuy nhiên, quý khách vẫn có thể sử dụng từng hệ thống trên một cách độc

lập tùy theo nhu cầu cụ thể.

Khi khởi động Battery bank luôn được ưu tiên nạp điện từ Mặt trời cho đến

khi đầy. Lúc này Grid-Tie Solar Inverter (GTSI) chưa làm việc.

Khi Battery bank đầy bộ Inverter-Solar Charger (ISC) sẽ ngưng sạc và bộ

GTSI sẽ hoạt động: Biến đổi điện DC từ Solar panel thành điện AC 220V có điện

áp, tần số - pha trùng với điện lưới và được hòa trực tiếp vào lưới điện – Việc bán

điện sẽ được thông qua đồng hồ W1.

Khi có điện lưới, điện năng cho tải thông thường và tải ưu tiên sẽ được cấp

qua đồng hồ điện W2 (điện mua) - do ISC lúc này đang ở chế độ On grid.

Khi mất điện lưới, ISC sẽ lấy điện DC từ Battery bank và Solar để biến đổi

thành điện AC 220V cung cấp cho tải ưu tiên. Đồng thời GTSI sẽ ngưng làm việc.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

9

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

B- ĐI SÂU VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG

LƯỢNG MẶT TRỜI

CHƯƠNG I: PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

I-

Ưu thế của năng lượng mặt trời

1.

Năng lượng hiện tại

Trong cuộc sống hang ngày , chúng ta sử dụng khối lượng năng lượng

khổng lồ. Cuộc sống của chúng ta xoay quanh sự tiêu thụ các nguồn tài nguyên

thiên nhiên và tiêu thụ năng lượng .

Phần lớn trong tỷ lệ tiêu thụ năng lượng dược dùng cho sưởi ấm-58% một

phần trong số này có thể cung cấp từ năng lượng mặt trời .

Kế tiếp là nấu nước, chiếm 24% tổng năng lượng tiêu thụ, hoàn toàn có thể

nấu nước bằng năng lượng mặt trời .

Điều dó có nghĩa là có thể đáp ứng 83% nhu cầu năng lượng bằng công nghệ

năng lượng mặt trời .

Phần năng lượng, 13% được dùng để tạo ra điện năng để cung cấp cho

chiếu sáng và các thiết bị gia dụng.

Năng lượng được dùng cho nấu ăn,5% cũng có thể tạo ra từ năng lượng.

2.

Lý do chọn năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là dạng năng lượng sạch, xanh, miễn phí, và có giá trị

sử dụng tốt nhất. mặt trời đã xuất hiện cách đây 5 tỷ năm và tiếp tục them 5 tỷ

năm nủa, quá đủ cho loài người.

Chúng ta đang tìm các công nghệ sử dụng dạng năng lượng này một cách

hiệu quả nhất, do đây là năng lượng sạch, rất than thiện vơi môi trường. Đây thực

sự là nguồn tài nguyên khổng lồ. tuy năng lượng mặt trời tập chung chủ yếu ở

3. Năng lượng hiện nay

Cơ quan năng lượng quốc tế dự báo khai thác năng lượng của 33 trong số

48 nhà sản xuất dẩu mõ hàng đầu thế giới đang giảm. Điều đó đang thành hiện

thực.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

10

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Không chỉ có đỉnh sản lượng dầu mõ, hiện nay còn có đỉnh than đá, đỉnh

khí tự nhiên, và đỉnh uranium. Tất cả các nguồn tài nguyên này đều có giới hạn,

không thể khai thác mãi mãi.

Điều đó có nghĩa là những người tin tưởng vào năng lượng hạt nhân có thể

bị sốc, năng lượng hạt nhân từng được coi là nguồn thay thế hửu hiệu cho nhiên

liệu tàn dư sinh học, nhưng mọi người phải đối mặt với cùng một vấn đề. Nếu tất

cả đều chuyển sang năng lượng hạt nhân, tốc độ tiêu thụ uranium sẽ tăng nhanh,

chưa kể các nguy cơ về an toàn hạt nhân.

II- Tìm hiểu chung về pin năng lượng năng lượng mặt

trời:

1.

Hướng đặt:

Điều khiển tấm pin theo mùa (xuân, hạ, thu, đông) cũng là 1 vấn đề

chúng ta đã biết, với mỗi mùa khác nhau, tại 1 địa điểm nhất đinh, mặt trời sẽ có 1

góc chiếu khác nhau.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

11

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

12

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

2.

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo

Nhiên liệu hóa thạch theo tính toán của các nhà khoa học và môi trường học

sẽ cạn kiệt trong vòng 50 năm nữa nếu cứ sử dụng với tốc độ hiện nay. Việc tìm

năng lượng thay thế là bài toán cấp bách của toàn nhân loại . Có ý kiến cho rằng

điện hạt nhân là một giải pháp, nhưng với mức độ an toàn và bản chất của quá

trình không thuận nghịch của phản ứng hạt nhân không cho ta kết quả như mong

đợi .Năng lượng mặt trời xét về lâu dài mới là giải pháp cho tương lai. Một trong

các nguyên nhân khác của việc sử dụng năng lượng mặt trời đó là do tính sạch của

nó về mặt môi trường. Trong quá trình sử dụng nó không sinh ra khí nhà kính hay

gây ra các hiệu ứng tiêu cực tới khí hậu toàn cầu. Việc dạy học gắn với nội dung

này nhằm giáo dục ý thức môi trường và sự chuẩn bị hành trang cho chủ nhân

tương lai là cần thiết và phù hợp . Có 2 cách chính sử dụng năng lượng mặt trời:

- Sử dụng dưới dạng nhiệt năng : lò hấp thụ mặt trời, nhà kính...

- Sử dụng thông qua sự chuyển hoá thành điện năng: Hệ thống pin mặt trời

Câu hỏi đặt ra là pin mặt trời hoạt động thế nào

Pin mặt trời là thiết bị ứng dụng hiệu ứng quang điện trong bán dẫn ( thường

gọi là hiệu ứng quang điện trong - quang dẫn) để tạo ra dòng điện một chiều từ

ánh sáng mặt trời. Loại pin mặt trời thông dụng nhất hiện nay là loại sử dụng Silic

tinh thể. Để hiểu về nguyên lý làm việc của pin mặt trời loại này chúng ta cần biết

một vài đặc điểm của chất bán dẫn Silic.

Trong bảng tuần hoàn Silic (Si) có số thứ tự 14- 1s²2s²2p⁶3s²3p². Các điện tử

của nó được sắp xếp vào 3 lớp vỏ. 2 lớp vỏ bên trong được xếp đầy bởi 10 điện tử.

Tuy nhiên lớp ngoài cùng của nó chỉ được lấp đầy 1 nửa với 4 điện tử 3s²3p².

Điều này làm nguyên tử Si có xu hướng dùng chung các điện tử của nó với các

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

13

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

nguyên tử Si khác. Trong cấu trúc mạng tinh thể nguyên tử Si liên kết với 4

nguyên tử Si lân cận để lớp vỏ ngoài cùng có chung 8 điện tử (bền vững).

Tinh thể Si tinh khiết là chất bán dẫn dẫn điện rất kém vì các điện tử bị giam

giữ bởi liên kết mạng, không có điện tử tự do. Chỉ trong điều kiện kích thích

quang, hay nhiệt làm các điện tử bị bứt ra khỏi hiên kết, hay nói theo ngôn ngữ

vùng năng lượng là các điện tử (tích điện âm) nhảy từ vùng hóa trị lên vùng dẫn

bỏ lại vùng hóa trị 1 lỗ trống (tích điện dương), thì khi đó chất bán dẫn mới dẫn

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

14

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

điện.

Để tăng khả năng dẫn điện của bán dẫn silicon người ta thường pha tạp chất

vào trong đó. Trước tiên ta xem xét trường hợp tạp chất là nguyên tử phospho (P)

với tỷ lệ khoảng một phần triệu. P có 5 điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng nên khi liên

kết trong tinh thể Si sẽ dư ra 1 điện tử. Điện tử này trong điều kiện bị kích thích

nhiệt có thể bứt khỏi liên kết với hạt nhân P để khuếch tán trong mạng tinh thể.

Chất bán dẫn Si pha tạp P được gọi là bán dẫn loại N :

(Negative) vì có tính chất dẫn điện bằng các điện tử tự do. Ngược lại, nếu

chúng ta pha tạp tinh thể Si bằng các nguyên tử Boron (B) chỉ có 3 điện tử ở lớp

vỏ, chúng ta sẽ có chất bán dẫn loại P (Positive) có tính chất dẫn điện chủ yếu

bằng các lỗ trống.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

15

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Điều gì sẽ xảy ra khi ta cho 2 loại bán dẫn trên tiếp xúc với nhau. Khi đó, các

điện tử tự do ở gần mặt tiếp xúc trong bán dẫn loại N sẽ sẽ khuyếch tán từ bán

dẫn loại N -> bán dẫn loại P và lấp các lỗ trống trong phần bán dẫn loại P này.

Liệu các điện tử tự do của bán dẫn N có bị chạy hết sang bán dẫn P hay

không? Câu trả lời là không. Vì khi các điện tử di chuyển như vậy nó làm cho bán

dẫn N mất điện tử và tích điện dương, ngược lại bán dẫn P tích điện âm. Ở bề mặt

tiếp xúc của 2 chất bán dẫn bây giờ tích điện trái ngược và xuất hiện 1 điện trường

hướng từ bán dẫn N sang P ngăn cản dòng điện tử chạy từ bán dẫn N sang P. Và

trong khoảng tạo bởi điện trường này hầu như không có e hay lỗ trống tự do .

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

16

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Thiết bị mà chúng ta vừa mô tả ở trên chính là 1 đi ốt bán dẫn. Điện trường

tạo ra ở bề mặt tiếp xúc làm nó chỉ cho phép dòng điện tử chạy theo 1 chiều, ở đây

là từ bán dẫn loại P sang bán dẫn loại N, dòng điện tử sẽ không được phép chạy

theo hướng ngược lại. Để lí giải vì sao bạn có thể liên hệ một cách đơn giản đến

phần tĩnh điện.

Pin quang điện không phải cái gì khác chính là một điốt bán dẫn có diện tích

bề mặt rộng và có lớp N cực mỏng để ánh sáng có thể truyền qua. Khi chiếu ánh

sáng vào pin quang điện một phần sẽ bị phản xạ ( và do đó trên bề mặt pin

quang điện có một lớp chống phản xạ ) và một phần bị hấp thụ khi truyền qua lớp

N. Một phần may mắn hơn đến được lớp chuyển tiếp, nơi có các cặp e và lỗ trống

nằm trong điện trường của bề mặt giới hạn p-n. Với các bước sóng thích hợp sẽ

truyền cho e một năng lượng đủ lớn để bật khỏi liên kết. Sẽ không thể có chuyện

gì nếu không có điện trường nhỏ tạo bởi lớp chuyển tiếp. Đó là lí do giải thích vì

sao nếu ta chiếu ánh sáng vào một vật bán dẫn thì không thể sinh ra dòng điện .

Nhưng cặp e và lỗ trống này nằm trong tác dụng của điện trường do đó e sẽ

bị kéo về phía bán dẫn loại n còn lỗ trống bị kéo về phía bán dẫn loại p.kết quả

là nếu ta nối hai cực vào hai phần bán dẫn loại n và p sẽ đo được một hiệu điện

thế. Giá trị hiệu điện thế này phụ thuộc vào bản chất của chất làm bán dẫn và tạp

chấp được hấp phụ . Với Si ( B;P) thì giá trị này ở khoảng 0,6V.

Ánh sáng mặt trời cung cấp cho chúng ta khoảng 1 kilowatt/m²( Chính xác

là 1,34 KW/m^2:Đây chính là hằng số mặt trời) , tuy nhiên các hiệu suất chuyển

thành điện năng của các pin mặt trời chỉ vào khoảng 8% đến 12%. Tại sao lại ít

vậy. Câu trả lời là ánh sáng mặt trời có phổ tần số khá rộng. Không phải tần số

nào cũng có đủ năng lượng để kích thích điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn. Chỉ

có những photon năng lượng cao hơn khe vùng bán dẫn mới làm được điều này.

Đối với bán dẫn Si khe vùng vào khoảng 1.1eV. Các photon năng lượng thấp hơn

sẽ không sử dụng được. Nếu photon có năng lượng cao hơn khe vùng thì phần

năng lượng dư đó cũng không có đóng góp gì thêm. Vậy tại sao chúng ta không

chọn các vật liệu có khe vùng hẹp để tận dụng nguồn photon tần số thấp. Vấn đề

là khe vùng cũng xác định hiệu điện thế (hay điện trường) ở bề mặt tiếp xúc. Khe

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

17

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

vùng càng bé thì hiệu điện thế này càng bé. Nên nhớ công suất của dòng điện

bằng hiệu điện thế nhân với dòng. Người ta đã tính toán được khe vùng tối ưu là

vào khoảng 1.4eV, khi đó công suất dòng điện thu được tối đa.

Một nguyên nhân nữa cũng cản trở việc nâng cao hiệu suất của pin mặt trời,

đó là cách chúng ta bố trí các tiếp xúc kim loại để lấy dòng điện. Ở mặt dưới của

tấm pin hiển nhiên ta có thể cho tiếp xúc với 1 tấm kim loại nhưng ở mặt trên nó

cần trong suốt để ánh sáng có thể đi qua. Nếu chỉ bố trí các tiếp xúc ở mép tấm pin

thì các điện tử phải di chuyển quá xa trong tinh thể Si mới vào được mạch điện

(chú ý là bán dẫn Si dẫn điện kém, tức điện trở của nó lớn). Vì vậy người ta

thường dùng 1 lưới kim loại phủ lên bề mặt của pin mặt trời. Tuy nhiên kích

thước lưới không thể giảm vô hạn nên cũng phần nào làm giảm hiệu suất chuyển

năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.

Có người nói: năng lượng làm ra một hệ thống pin mặt trời lớn hơn năng

lượng nó thu được trong quá trình dùng ( hay nói một cách đời sống hơn tiền mua

nó đắt hơn tiền mua điện: Điều này trước đây là đúng, tuy nhiên với công nghệ

hiện nay tỉ lệ này là 1:4 nghiêng về tiền thu được. Tức là bỏ 1 triệu mua hệ thống

thì sẽ thu được 4 triệu tiền năng lượng thu được )

Một thực tế là việc sử dụng năng lượng Mặt trời ở nước ta còn quá xa vời là

do ta ỷ vào nguồn năng lượng thủy điện ( cũng là một loại năng lượng sạch)

nhưng thực tế nhu cầu tiêu thụ điện và sự khổ sở vì tình trạng các hồ chứa xuống

dưới mức chết đã gióng một hồi chuông nhẹ tới suy nghĩ này của toàn bộ mọi

người!

3.

Sơ đồ cơ bản của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

18

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

III- Ưu, Nhược điểm của năng lượng mặt trời:

1.

Ưu điểm:

•

Giúp bạn tiết kiệm tiền:

-Sau khi đầu tư ban đầu đã được thu hồi, năng lượng từ mặt trời là thiết thực

miễn phí.

-Thời kỳ hoàn vốn cho đầu tư này có thể rất ngắn tùy thuộc vào bao nhiêu

hộ gia đình của bạn sử dụng điện.

-Ưu đãi tài chính có hình thức chính phủ sẽ giảm chi phí của bạn.

-Nếu hệ thống pin mặt trời sản xuất năng lượng nhiều hơn bạn sử dụng,

chính phủ của bạn có thể mua điện từ bạn.

-Nó sẽ giúp bạn tiết kiệm tiền trên hóa đơn điện của bạn hàng tháng.

-Năng lượng mặt trời không đòi hỏi bất cứ nhiên liệu.

-Nó không bị ảnh hưởng bởi việc cung cấp và nhu cầu nhiên liệu và do đó

không phải chịu mức giá ngày càng tăng của xăng dầu.

-Tiết kiệm được ngay lập tức và trong nhiều năm tới.

-Việc sử dụng năng lượng mặt trời gián tiếp làm giảm chi phí y tế.

•

Thân thiện với môi trường:

-Năng lượng mặt trời sạch, tái tạo (không giống như dầu, khí đốt và than đá)

và bền vững, góp phần bảo vệ môi trường của chúng tôi.

-Nó không gây ô nhiễm không khí do khí carbon dioxide phát hành, oxit

nitơ, khí lưu huỳnh hoặc thủy ngân vào khí quyển giống như nhiều hình thức

truyền thống của các thế hệ điện không.

-Vì vậy năng lượng mặt trời không đóng góp cho sự nóng lên toàn cầu, mưa

axit hoặc sương mù.

-Nó tích cực góp phần vào việc giảm phát thải khí nhà kính có hại.

-Đó là tạo ra nơi cần thiết.

-Bằng cách không sử dụng bất kỳ nhiên liệu, năng lượng mặt trời không

đóng góp cho các chi phí và các vấn đề của việc thu hồi và vận chuyển nhiên liệu

hoặc lưu trữ chất thải phóng xạ.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

19

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

•

Độc lập, bán độc lập

-Năng lượng Mặt trời có thể được sử dụng để bù đắp năng lượng tiêu thụ,

cung cấp tiện ích. Nó không chỉ giúp giảm hóa đơn điện của bạn, nhưng cũng sẽ

tiếp tục cung cấp điện trong trường hợp bị cúp điện.

-Một hệ thống năng lượng mặt trời có thể hoạt động hoàn toàn độc lập,

không đòi hỏi một kết nối đến một mạng lưới điện hoặc khí ở tất cả. Hệ thống do

đó có thể được cài đặt trong vị trí từ xa (giống như đăng nhập cabins kỳ nghỉ), làm

cho nó thực tế hơn và hiệu quả hơn tiện ích cung cấp điện cho một trang web mới.

-Việc sử dụng năng lượng mặt trời làm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn

nước ngoài và / hoặc tập trung năng lượng, ảnh hưởng do thiên tai, các sự kiện

quốc tế và vì thế góp phần vào một tương lai bền vững.

-Năng lượng mặt trời hỗ trợ việc làm địa phương và tạo ra sự giàu có, thúc

đẩy nền kinh tế địa phương.

-Các hệ thống năng lượng mặt trời hầu như bảo dưỡng miễn phí và sẽ kéo

dài trong nhiều thập kỷ.

-Sau khi cài đặt, không có chi phí định kỳ.

-Họ hoạt động âm thầm, không có bộ phận chuyển động, không có mùi khó

chịu phát hành và không yêu cầu bạn phải thêm bất kỳ nhiên liệu.

-Thêm tấm pin mặt trời có thể dễ dàng được thêm vào trong tương lai khi

nhu cầu của gia đình bạn phát triển.

2.

Khó khăn năng lượng mặt trời (nhược điểm)

-Các chi phí ban đầu là bất lợi chính của việc cài đặt một hệ thống năng

lượng mặt trời, phần lớn là vì chi phí cao của các vật liệu bán dẫn được sử dụng

trong việc xây dựng một.

-Chi phí năng lượng mặt trời cũng là cao so với tiện ích-cung cấp điện

không tái tạo. Như tình trạng thiếu năng lượng đang trở nên phổ biến hơn, năng

lượng mặt trời ngày càng trở nên giá cạnh tranh.

-Tấm năng lượng mặt trời đòi hỏi khá một vùng rộng lớn để cài đặt để đạt

được một mức độ tốt hiệu quả.

-Hiệu quả của hệ thống cũng phụ thuộc vào vị trí của mặt trời, mặc dù vấn

đề này có thể được khắc phục với việc cài đặt các thành phần nhất định.

-Việc sản xuất năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các

đám mây, gây ô nhiễm trong không khí.

-Tương tự như vậy, không có năng lượng mặt trời sẽ được sản xuất vào ban

đêm mặc dù một hệ thống pin dự phòng và / hoặc đo net sẽ giải quyết vấn đề này.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

20

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

IV- Ứng dụng pin mặt trời ở Việt Nam

Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời

(NLMT) qua thiết bị biến đổi quang điện. Pin mặt trời (PMT) có ưu điểm là gọn

nhẹ, có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời, đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ

trụ. Ứng dụng NLMT dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là

ở các nước phát triển. Ngày nay ứng dụng NLMT để chạy xe thay thế dần nguồn

năng lượng truyền thống.

Tuy nhiên giá thành thiết bị pin mặt trời còn khá cao, trung bình hiện nay

khoảng 5 - 10 USD/Wp, nên ở những nước đang phát triển, pin mặt trời hiện mới

chỉ có khả năng duy nhất là cung cấp năng lượng điện sử dụng cho các vùng sâu,

vùng xa, nơi đường điện quốc gia chưa có.

Ở Việt Nam, với sự hỗ trợ của nhà nước (các bộ, ngành) và một số tổ chức

quốc tế đã thực hiện thành công việc xây dựng các trạm pin mặt trời có công suất

khác nhau phục vụ nhu cầu sinh hoạt và văn hóa của các địa phương vùng sâu,

vùng xa, các công trình nằm trong khu vực không có lưới điện. Tuy nhiên hiện

nay pin mặt trời vẫn đang còn là món hàng xa xỉ đối với các nước nghèo như

chúng ta.

Đi đầu trong việc phát triển ứng dụng này là ngành bưu chính viễn thông.

Các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện cho các thiết bị thu

phát sóng của các bưu điện lớn, trạm thu phát truyền hình thông qua vệ tinh. Ở

ngành bảo đảm hàng hải, các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp

điện cho các thiết bị chiếu sáng, cột hải đăng, đèn báo sông. Trong ngành công

nghiệp, các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện dự phòng cho

các thiết bị điều khiển trạm biến áp 500 kV, thiết bị máy tính và sử dụng làm

nguồn cấp điện nối với điện lưới quốc gia. Trong sinh hoạt của các hộ gia đình

vùng sâu, vùng xa, các trạm pin mặt trời phát điện sử dụng để thắp sáng, nghe đài,

xem vô tuyến. Trong ngành giao thông đường bộ, các trạm pin mặt trời phát điện

dần được sử dụng làm nguồn cấp điện cho các cột đèn đường chiếu sáng. Để hiểu

được hết tác dụng, hiệu quả và tầm quan trọng của hệ thống pin mặt trời phát điện,

chúng ta có thể tìm hiểu sơ đồ nguyên lý hệ thống điện pin mặt trời nối lưới điển

hình dưới đây:

Công trình ứng dụng

Khu vực phía Nam ứng dụng các dàn PMT phục vụ thắp sáng và sinh hoạt

văn hoá tại một số vùng nông thôn xa lưới điện. Các trạm điện mặt trời có công

suất từ 500 - 1.000 Wp được lắp đặt ở trung tâm xã, nạp điện vào ắc qui cho các

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

21

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

hộ gia đình sử dụng. Các dàn PMT có công suất từ 250 - 500 Wp phục vụ thắp

sáng cho các bệnh viện, trạm xá và các cụm văn hoá xã. Đến nay có khoảng 800

- 1.000 dàn PMT đã được lắp đặt và sử dụng cho các hộ gia đình, công suất mỗi

dàn từ 22,5 - 70 Wp. Khu vực miền Trung có bức xạ mặt trời khá tốt và số giờ

nắng cao, rất thích hợp cho việc ứng dụng PMT. Hiện tại ở khu vực miền Trung

có hai dự án lai ghép với PMT có công suất lớn nhất Việt Nam, đó là:

- Dự án phát điện ghép giữa PMT và thuỷ điện nhỏ, công suất 125 kW được lắp

đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, trong đó công suất của hệ thống

PMT là 100 kWp (kilowatt peak) và của thuỷ điện là 25 kW. Dự án được đưa vào

vận hành từ cuối năm 1999, cung cấp điện cho 5 làng. Hệ thống điện do Điện lực

Mang Yang quản lý và vận hành.

Sơ đồ hệ thống điện gia đình

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

22

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

- Dự án phát điện lai ghép giữa PMT và động cơ gió phát điện với công suất là 9

kW, trong đó PMT là 7 kW. Dự án trên được lắp đặt tại làng Kongu 2, huyện Đak

Hà, tỉnh Kon Tum, do Viện Năng lượng thực hiện. Công trình đã được đưa vào sử

dụng từ tháng 11/2000, cung cấp điện cho một bản người dân tộc thiểu số với 42

hộ gia đình. Hệ thống điện do sở Công thương tỉnh quản lý và vận hành.

- Các dàn pin đã lắp đặt ứng dụng tại các tỉnh Gia Lai, Quảng Nam, Bình Định,

Quảng Ngãi và Khánh Hoà, hộ gia đình công suất từ 40 - 50 Wp. Các dàn đã lắp

đặt ứng dụng cho các trung tâm cụm xã và các trạm y tế xã có công suất từ 200 -

800 Wp. Hệ thống điện sử dụng chủ yếu để thắp và truyền thông; đối tượng phục

vụ là người dân, do dân quản lý và vận hành.

Ở khu vực phía Bắc, việc ứng dụng các dàn PMT phát triển với tốc độ khá

nhanh, phục vụ các hộ gia đình ở các vùng núi cao, hải đảo và cho các trạm biên

phòng. Công suất của dàn pin dùng cho hộ gia đình từ 40 - 75 Wp. Các dàn dùng

cho các trạm biên phòng, nơi hải đảo có công suất từ 165 - 300 Wp. Các dàn dùng

cho trạm xá và các cụm văn hoá thôn, xã là 165 - 525 Wp.

Tại Quảng Ninh có hai dự án PMT do vốn trong nước (từ ngân sách) tài trợ:

- Dự án PMT cho đơn vị bộ đội tại các đảo vùng Đông Bắc. Tổng công suất lắp

đặt khoảng 20 kWp. Dự án trên do Viện Năng lượng và Trung tâm Năng lượng

mới Trường đại học Bách khoa Hà Nội thực hiện. Hệ thống điện sử dụng chủ yếu

để thắp sáng và truyền thông, đối tượng phục vụ là bộ đội, do đơn vị quản lý và

vận hành.

- Dự án PMT cho các cơ quan hành chính và một số hộ dân của huyện đảo Cô Tô.

Tổng công suất lắp đặt là 15 kWp. Dự án trên do Viện Năng lượng thực hiện.

Công trình đã vận hành từ tháng 12/2001.

Công ty BP Solar của Úc đã tài trợ một dự án PMT có công suất là 6.120 Wp

phục vụ cho trạm xá, trụ sở xã, trường học và khoảng 10 hộ gia đình. Dự án trên

được lắp đặt tại xã Sĩ Hai, huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng.

Dự án “Ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” tại xã Ái

Quốc, tỉnh Lạng Sơn đã hoàn thành vào tháng 11/2002. Tổng công suất dự án là

3.000 Wp, cung cấp điện cho trung tâm xã và trạm truyền hình, chủ yếu để thắp

sáng và truyền thông; đối tượng phục vụ là người dân, do dân quản lý và vận

hành.

Trung tâm Hội nghị Quốc gia sử dụng ĐMT: Tổng công suất pin mặt trời 154

kWp là công trình ĐMT lớn nhất ở Việt Nam. Hệ thống pin mặt trời hòa vào

mạng điện chung của Trung tâm Hội nghị quốc gia.

Trạm pin mặt trời nối lưới Viện Năng lượng công suất 1.080 Wp bao gồm 8

môđun.

Trạm pin mặt trời nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công thương, 54

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

23

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hai Bà Trưng, Quận Hoàn Kiếm, Hà Nội. Công suất lắp đặt 2.700 Wp.

Lắp đèn năng lượng mặt trời trên đường phố Đà Nẵng sử dụng nguồn năng

lượng mặt trời. Hệ thống thu góp điện năng được “dán” thẳng trên thân trụ đèn.

Bên trong trụ có tám bình ắc qui dùng để tích năng lượng.

Hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió đầu tiên được lắp đặt

thành công tại Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc. Hai cột đèn trị giá

8.000 USD, do Công ty cổ phần tập đoàn quốc tế Kim Đỉnh lắp đặt. Hiện tại, hai

cột đèn này có thể sử dụng trong 10 h mỗi ngày, có thể thắp sáng bốn ngày liền

nếu không có nắng và gió.

Tóm lại:

- Tổng công suất lắp đặt: Khoảng 1,45 MWp.

- Số địa phương lắp đặt: 40 tỉnh và thành phố; Bộ Bưu chính Viễn thông, Bộ Quốc

phòng, Bộ Giao thông, v.v.

- Mục đích sử dụng: Sinh hoạt (chiếu sáng, TV, đài, bơm nước, v.v.), thông tin

liên lạc, tín hiệu giao thông, v.v.

- Kinh phí viện trợ không hoàn lại, thông qua các dự án hợp tác quốc tế: 30 -

35%.

- Kinh phí các doanh nghiệp: 40 - 45%.

- Chính phủ (trung ương, địa phương): 20 - 30%.

Những khó khăn chính trong quá trình triển khai ứng dụng:

* Về kỹ thuật

- Người sử dụng không tuân theo qui trình vận hành. Đấu tắt không qua bộ điều

khiển khi ắc qui yếu, làm ắc qui cạn kiệt, dẫn đến mau hỏng.

- Trong 100 dàn đầu tiên cho các hộ gia đình lắp tại tỉnh Tiền Giang và Trà Vinh,

vì công suất mỗi dàn quá nhỏ (22,5 Wp), nhu cầu dùng lại lớn nên ắc qui luôn

luôn ở trạng thái cạn kiệt và dẫn đến hỏng hàng loạt ắc qui.

* Về kinh tế

Trước mắt, PMT chỉ ứng dụng ở các vùng sâu, vùng cao và hải đảo, nơi không

thể đưa lưới điện quốc gia đến được. Song phần lớn thu nhập của người dân vùng

này thấp, trong khi giá thành đầu tư ban đầu của PMT hiện tại còn rất cao.

* Giá thành của PMT

Giá thành lắp đặt dàn PMT bình quân chung trong cả nước vào khoảng 12 - 14

USD/Wp (áp dụng cho hộ gia đình và dàn tập thể). Giá thành trên không bao gồm

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

24

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

chi phí vận chuyển. Chi phí vận chuyển vào khoảng 5 - 7% giá trị thiết bị.

Kinh nghiệm triển khai ứng dụng

Để việc triển khai ứng dụng đạt được hiệu quả tốt, cần tiến hành những bước

sau:

- Các sở khoa học công nghệ hoặc các sở công nghiệp của các tỉnh nên mở các lớp

tập huấn và tuyên truyền, quảng cáo.

- Phối hợp với các cơ quan địa phương mở lớp tập huấn cho các cán bộ kỹ thuật

địa phương về lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa nhỏ.

- Sau khi lắp đặt, cần hướng dẫn cặn kẽ cho các hộ sử dụng về qui định vận hành,

bảo quản và bảo dưỡng thiết bị.

- Trên cơ sở kết quả ứng dụng thí điểm, nghiên cứu thiết kế kỹ thuật lắp đặt phù

hợp với trình độ dân trí và hợp lý về qui mô công suất để đáp ứng nhu cầu và khả

năng kinh tế của dân địa phương.

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

25

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

CHƯƠNG II: BỘ KÍCH INVERTER

I - Loại Inverter cho hệ thống năng lượng mặt trời:

- Model: LIS-15S

+ Power: 1500VA(1000W)

+ Input DC: 12VDC (10-16VDC)

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

26

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

+ Input AC: 220VAC(175-275VAC)

+ Output AC: 220VAC/50Hz (Pure Sine Wave)

+ Battery charger max: 50A (5 Steps selectable)

+ Solar charger max: 50A

- Model: LIS-25S

+ Power: 2500VA(1800W)

+ Input DC: 24VDC (21-30.5VDC)

+ Input AC: 220VAC(175-275VAC)

+ Output AC: 220VAC/50Hz (Pure Sine Wave)

+ Battery charger max: 50A (5 Steps selectable)

+ Solar charger max: 50A

- Model: LIS-35S

+ Power: 3500VA(2500W)

+ Input DC: 24VDC (21-30.5VDC)

+ Input AC: 220VAC(175-275VAC)

+ Output AC: 220VAC/50Hz (Pure Sine Wave)

+ Battery charger max: 50A (5 Steps selectable)

+ Solar charger max: 50A

- Model: LIS-50S

+ Power: 5000VA(4000W)

+ Input DC: 48VDC (41-62VDC)

+ Input AC: 220VAC(175-275VAC)

+ Output AC: 220VAC/50Hz (Pure Sine Wave)

+ Battery charger max: 50A (5 Steps selectable)

+ Solar charger max: 50A

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

27

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Thông số kì thuật:

Model

LIS‐15S

LIS‐25S

LIS‐35S

LIS‐50S

1500VA

1000W

2500W

2500VA

1800W

4500W

3500VA

2500W

5500W

5000VA

4000W

Capacity

Max. Power*

8500W

Nominal AC Voltage

AC Voltage Range

Nominal DC Voltage

DC Voltage Range

Frequency

115VAC or 230VAC

230VAC

85~135VAC or 175~275VAC

12VDC

10~16VDC

175~275VAC

48VDC

Input

24VDC

21~30.5VDC

50Hz or 60Hz

41~62.0VDC

Mains Low Transfer

Mains High Transfer

Continuous Power

Surge Capacity

85VAC±2% or 175VAC±2%

135VAC±2% or 275VAC±2%

175VAC±2%

275VAC±2%

4000W

1000W

2000W

1800W

3600W

36W/6W

2500W

5000W

8000W

42W/8W

No Load Power

Consumption / Standby

(under no load state, it will enter

standby mode after 3mins.)

AC Mode: ±20%

Output

Voltage

Inverter Mode: 115VAC or 230VAC

50Hz or 60Hz (Auto Sensing)

Pure Sine Wave

230VAC

>90%

Frequency

Waveform

Efficiency

Line Mode

>85%

Circuit Breaker

105%~125% for 60sec

126%~150% for 30sec

＞151% for 1sec , Shut Off

Overload

Batt. Mode

Protection

Line Mode

Short

Circuit Breaker

Batt. Mode

Typical

Yes

<10ms

Transfer Time

Solar Charger

Max Charging Current

Charging Voltage

Backup Time

50A (Option)

14.1VDC

28.2VDC

Long time available (at full load)

50A (5 Steps Selectable)

≧0.95

55.2VDC

Battery

Max Charging Current

PFC When Charging

Batt. Low Alarm/Cutoff 11.0/10.5VDC

Batt. High Alarm/Cutoff 14.5/15.5VDC

22.0/21.0VDC

30.5/31.5VDC

43.0/41.0VDC

60.0/62.0VDC

(1) Output: AC Voltage, Frequency

(2) Output: Load%, Temperature

LCD Display

Control Panel

(3) DC Voltage, Charge Current, Solar Voltage

(4) Input: AC Voltage, Frequency

AC Input, DC Input, Bypass, Inverter, Fault, Load

Beeping every second

LED Display

Low Battery

Audible Alarm

Environments

Fault/Overload/Short

Operating Temperature

Relative Humidity

Audible Noise

W x D x H (mm)

Kgs

Beeping continuously

0℃ to 40℃

0~90%, non‐condensing

Less than 55dBA (at 1M)

305*500*164

12.0

338*550*163

14.0

Dimension

Net Weight

11.5

12.5

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

28

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

II - Hình dạng, cấu tạo:

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

29

Đồ án học phần 1A

Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Trong đó:

•

Solar panel(+): điều khiển NLMT cực dương.

Solar panel(-): điều khiển NLMT cực âm.

Battery(-): cực âm pin

AC Input-Line(L): AC đầu vào dây pha.

AC Input-Neutral(N): AC đầu vào dây trung tính.

AC Input-Ground(E): AC đầu vào dây nối đất.

AC Output-Line(L): AC đầu ra dây pha.

AC Output-Neutral(N): AC đầu ra dây trung tính.

AC Output-Ground(E): AC đầu ra dây nối đất.

Dry Contact-NO(normal Open) To star Generator:

Dry Contact-C(Commom) To star Generator:

Dry Contact-NC(Normal Close) To star Generator:

Ground Fault Indicator: chỉ số lổi nối đất

Sơ đồ kết nối:

Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM

30