Dự án thiết kế - tính toán hệ thống đèn năng lượng mặt trời

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. Bài viết 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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự án thiết kế - tính toán hệ thống đèn năng lượng mặt trời 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 chuy ...