Tính toán và chế tạo hệ thống tracking năng lượng mặt trời thụ động ứng dụng thiết kế cho các mô hình nhà máy điện mặt trời

Phương pháp tracking là một trong số các giải pháp giúp nâng cao năng lượng thu được từ các hệ thống điện mặt trời được ứng dụng tại nhiều nước phát triển nhưng chưa được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Trong công trình nghiên cứu này, tác giả tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một hệ tracking năng lượng mặt trời theo phương pháp tracking thụ động dựa các dữ kiện như kinh vĩ độ và các tham số thời gian.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán và chế tạo hệ thống tracking năng lượng mặt trời thụ động ứng dụng thiết kế cho các mô hình nhà máy điện mặt trời Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 22 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TRACKING NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THỤ ĐỘNG ỨNG DỤNG THIẾT KẾ CHO CÁC MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI PASSIVE SOLAR TRACKING SYSTEM FOR DESIGNING ON-GRID SOLAR POWER PLANT PROJECTS Tăng Huệ Hưng, Nguyễn Văn Hiếu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQG TP.HCM Ngày tòa soạn nhận bài 20/9/2016, ngày phản biện đánh giá 30/9/2016, ngày chấp nhận đăng 20/10/2016 TÓM TẮT Phương pháp tracking là một trong số các giải pháp giúp nâng cao năng lượng thu được từ các hệ thống điện mặt trời được ứng dụng tại nhiều nước phát triển nhưng chưa được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Trong công trình nghiên cứu này, tác giả tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một hệ tracking năng lượng mặt trời theo phương pháp tracking thụ động dựa các dữ kiện như kinh vĩ độ và các tham số thời gian. Tác giả đã tiến hành tổng hợp các phương pháp xác định chính xác vị trí góc mặt trời, từ đó chế tạo và xây dựng thuật toán điều khiển cho hệ tracking; đo thực nghiệm so sánh điện năng thu được của hệ thống điện mặt trời giữa hệ tracking chế tạo và hệ lắp cố định trong một số điều kiện thời tiết khác nhau. Từ đó phân tích đánh giá hiệu quả của giải pháp khi áp dụng tại Việt Nam. Các kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp có nhiều ưu điểm và kỳ vọng có thể giúp tăng trên 30% lượng điện năng thu được so với các hệ lắp cố định. Ngoài ra nhóm đã bước đầu xây dựng phần mềm giúp người sử dụng thiết kế tính toán cho các hệ thống điện mặt trời hòa lưới theo các khu vực khắp Việt Nam. Với khả năng nâng cao hiệu quả thu điện đáng kể cho các hệ thống điện mặt trời, giải pháp tracking giúp giảm công suất thiết kế và chi phí đầu tư đồng thời tiết kiệm nguyên vật liệu và hoàn toàn phù hợp áp dụng tại Việt Nam. Đặc biệt, khi công nghệ phát triển, hiệu suất pin mặt trời càng nâng cao, hiệu quả giải pháp mang lại càng được phát huy. Từ khóa: năng lượng mặt trời; tracking thụ động; hệ thống hòa lưới; góc mặt trời; kinh vĩ độ. ABSTRACT Solar tracking method is one of the methods to help improve the obtained energy for solar power system. It has been applied in many developed countries, but not yet widely used in Vietnam. In this study, the authors focused on design and manufacture of a solar tracking method based on latitude, longitude and time. The authors synthesized methods for determining the exact angle of the sun, thus manufactured and built an algorithm for tracking system; experimentally measured and compared the obtained energy of solar power systems between tracking and fixed installation systems in different weather conditions. Then the effectiveness of solution was analyzed when it would be applied in Vietnam. The experimental results showed that the solution brought back advantages and helped increase 30% obtained energy compared to a non-tracking Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 23 system. In addition, software to help users calculate and design solar on-grid system based on location throughout Vietnam was developed. With the ability to help improve efficiency for solar power systems, this tracking solution can help reduce total capacity of solar project, investment costs and save materials. It is very applicable in Vietnam. In particular, with developing technology, the higher efficiency the solar panel will have, the more meaningful contribution of the tracking solution will be promoted. Keywords: solar energy; tracking; on-grid system; sun angle; solar panel; longitude; latitude. 1. GIỚI THIỆU trọng và cấp thiết. Trong đó giải pháp “solar tracking” cơ học giúp thu được lượng điện Trong những năm vừa qua, nhu cầu sử tối đa được ứng dụng thành công tại nhiều dụng năng lượng ngày càng cao và tác động nơi trên thế giới. Một số nghiên cứu hệ về trực tiếp đến sự phát triển kinh tế xã hội đến solar energy [5] và tracking tự động [6] đã nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt được nhóm nghiên cứu và công bố. Nam. Chi phí về năng lượng ngày càng tăng do các nguồn năng lượng hóa thạch bị khai Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi thác quá mức và có xu hướng cạn kiệt trong tập trung vào việc thiết kế chế tạo một hệ tương lai không xa [1,2]. Năng lượng tái tạo solar trackingcó thể lắp đặt các tấm solar (NLTT), trong đó nổi bật là năng lượng mặt panel công suất lớn bằng phương pháp trời (NLMT) là vô tận được nhiều nước phát “tracking thụ động” phù hợp với điều kiện vĩ triển khai thác, thay thế dần các nhà máy độ thấp của nước ta. Từ đó đo đạc thực điện truyền thống [3]. nghiệm và phân tích hiệu quả của giải pháp cả về kỹ thuật và kinh tế tạo cơ sở lý luận và Việt Nam có vị trí địa lý nằm hoàn toàn thực tiễn cho các dự án và công trình NLMT trong khu vực nhiệt đới. Phần đất liền có vĩ trong tương lai. độ từ 8o27’ - 23o23’ Bắc, có tiềm năng rất lớn về NLTT nói chung và NLMT nói riêng. 2. HỆ THỐNG TRACKING THỤ Đ ...