Man_Ebook

1. NHAØ XUAÁT BAÛN
ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH
GIÁO TRÌNH
NGUYỄN XUÂN VIÊN (Chủ biên)
NGUYỄN THÀNH CÔNG
THỰC TẬP HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ
VÀ MẶT TRỜI

2. TS. NGUYỄN XUÂN VIÊN (Chủ biên)
ThS. NGUYỄN THÀNH CÔNG
GIÁO TRÌNH
THỰC TẬP HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ
VÀ MẶT TRỜI
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2023

3. 2

4. 3
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình Thực tập hệ thống điện gió và mặt trời được biên soạn
dựa trên cơ sở phân tích mô hình hệ thống thực hành, nghiên cứu năng
lượng gió – mặt trời và theo đề cương chi tiết môn học của Bộ môn Năng
lượng tái tạo, Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP Hồ Chí Minh.
Nội dung giáo trình được xây dựng dựa trên kiến thức chuyên môn
kết hợp với sự tham khảo các giáo trình, tài liệu đã xuất bản tại các trường
đại học trong và ngoài nước. Giáo trình này cung cấp kiến thức mới trong
lĩnh vực vận hành hệ thống điện gió và mặt trời nhằm đáp ứng yêu cầu
nâng cao chất lượng học tập của sinh viên ngành Năng lượng tái tạo, đáp
ứng chất lượng đầu ra của sinh viên góp phần đáp ứng được chuyên môn
mà các doanh nghiệp đang cần.
Với những tiêu chí nêu trên, nhóm tác giả đã đưa vào giáo trình các
nội dung phù hợp nhằm cung cấp cho sinh viên ngành năng lượng tái tạo
cũng như các kỹ sư, các kỹ thuật viên đang làm việc, nghiên cứu trong lĩnh
vực điện gió và điện mặt trời những kiến thức cơ bản về cách lắp đặt, vận
hành hệ thống điện gió và điện mặt trời.
Nội dung giáo trình được biên soạn gồm 5 chương:
Chương 1: Thiết bị trong hệ thống điện gió và mặt trời
Chương 2: Phân phối, điều khiển và vận hành lưới điện
Chương 3: Hệ thống điện gió
Chương 4: Hệ thống điện mặt trời
Chương 5: Hệ thống tích hợp điện gió – mặt trời
Với những kiến thức được trình bày trong giáo trình, nhóm tác giả
mong muốn tài liệu này sẽ cung cấp được nhiều kiến thức cho sinh viên
ngành Năng lượng tái tạo (NLTT) cũng như các ngành kỹ thuật có liên
quan khác. Thông qua các nội dung trong giáo trình này, sinh viên, độc giả
có thể tự mình hiểu được các kiến thức và kỹ năng cơ bản về lĩnh vực điện
gió và điện mặt trời. Nhóm tác giả đã cố gắng trình bày các nội dung từ dễ
đến khó, lý thuyết ngắn gọn, các nội dung thực tập theo quy trình cụ thể.
Tuy nhiên, giáo trình khó tránh khỏi những hạn chế nhất định, rất mong
nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của người đọc.
Thư góp ý xin gửi theo địa chỉ e-mail: viennx@hcmute.edu.vn.
Xin trân trọng cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, 04/2023
Tác giả

5. 4

6. 5
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................2
MỤC LỤC ................................................................................................4
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................7
DANH MỤC BẢNG ..............................................................................11
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................15
CHƯƠNG 1............................................................................................17
1.1 Các thiết bị đo ................................................................................17
1.2 Bộ lưu trữ năng lượng (ắc quy)......................................................19
1.3 Hộp đấu nối....................................................................................20
1.4 Ổ cắm cung cấp nguồn...................................................................22
1.5 Công tắc cắt mạch..........................................................................23
1.6 Bộ điều khiển .................................................................................27
1.7 Tải và phụ kiện...............................................................................31
1.8 Tua bin gió .....................................................................................34
1.9 Tấm pin quang điện........................................................................36
1.10 Các bước tiến hành.......................................................................37
CHƯƠNG 2............................................................................................42
2.1 Tải đổ và bộ điều khiển chuyển đổi ...............................................42
2.2 Biến tần DC-AC.............................................................................53
2.3 Mức tiêu thụ điện năng và hiệu quả điện năng ..............................64
2.4 Hệ thống phân truyền tải và phân phối điện năng..........................82
2.5 Vận hành lưới điện.........................................................................91
2.6 Quy trình xử lý sự cố ...................................................................107
CHƯƠNG 3..........................................................................................131
3.1 Tổng quan ....................................................................................131
3.2 Máy phát điện tua bin gió ............................................................140
3.3 Dừng hệ thống..............................................................................154
3.4 Nguồn điện và phụ tải..................................................................161
CHƯƠNG 4..........................................................................................169
4.1 Tổng quan.....................................................................................169

7. 6
4.2 Tấm pin quang điện mặt trời........................................................174
4.3 Bộ điều khiển sạc điện năng lượng mặt trời.................................189
4.4 Nguồn điện và tải .........................................................................200
4.5 Bộ ắc quy dự trữ...........................................................................207
CHƯƠNG 5..........................................................................................225
5.1 Tổng quan ....................................................................................225
5.2 Nhu cầu và chức năng thiết bị sử dụng cho hệ thống. .................226
5.3 Khái quát về hệ thống tích hợp năng lượng điện gió – mặt trời ..227
5.4 Các thành phần của hệ thống tích hợp điện gió – mặt trời...........230
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................246

8. 7
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1: Đồng hồ Multimeter................................................................17
Hình 1-2: Ampe kế ..................................................................................18
Hình 1-3: Đồng hồ điện năng và hộp cầu dao một chiều ........................18
Hình 1-4: Ắc quy .....................................................................................19
Hình 1-5: Hộp nối bộ sạc với ắc quy.......................................................20
Hình 1-6: Hộp nối mảng pin năng lượng mặt trời...................................21
Hình 1-7: Ổ cắm điện AC........................................................................22
Hình 1-8: Ổ cắm phân bố công suất một chiều .......................................23
Hình 1-9: Công tắc ngắt mạch gắn ngang ...............................................24
Hình 1-10: Công tắc ngắt mạch gắn dọc .................................................24
Hình 1-11: Công tắc âm tường ................................................................25
Hình 1-12: Công tắc dừng .......................................................................26
Hình 1-13: Bộ khóa .................................................................................27
Hình 1-14: Bộ điều khiển tải chuyển đổi.................................................27
Hình 1-15: Bộ điều khiển tải tiêu tán.......................................................28
Hình 1-16: Bộ chuyển đổi DC thành AC.................................................29
Hình 1-17: Bộ điều khiển sạc ắc quy năng lượng mặt trời......................30
Hình 1-18: Bộ điều khiển động cơ DC....................................................31
Hình 1-19: Dây kết nối và phụ tải ...........................................................32
Hình 1-20: Các loại cáp kết nối ...............................................................33
Hình 1-21: Đuôi đèn một chiều ...............................................................34
Hình 1-22: Máy phát điện và động cơ DC...............................................34
Hình 1-23: Tua bin gió ngoài trời............................................................35
Hình 1-24: Tấm pin quang điện...............................................................36
Hình 2-1: Sơ đồ khối của tải đổ và bộ điều khiển chuyển hướng ...........42
Hình 2-2: Tải đổ 100W............................................................................43
Hình 2-3: Bộ điều khiển chuyển hướng...................................................44
Hình 2-4: Mô hình hệ thống ....................................................................47
Hình 2-5: Hệ thống nối dây .....................................................................48
Hình 2-6: Biến tần công suất 1kW ..........................................................54
Hình 2-7: Dạng sóng đầu ra biến tần.......................................................54

9. 8
Hình 2-8: Mối quan hệ pha giữa điện áp và dòng điện đối ....................55
Hình 2-9: Hệ thống tích hợp hữu ích (không dùng ắc quy).....................55
Hình 2-10: Hệ thống độc lập (có ắc quy) ................................................56
Hình 2-11: Hệ thống kết nối lưới.............................................................56
Hình 2-12: Bộ điều khiển cho biến tần....................................................57
Hình 2-13: Cấu hình hệ thống DC...........................................................60
Hình 2-14: Cấu hình hệ thống AC...........................................................61
Hình 2-15: Sơ đồ nối dây.........................................................................62
Hình 2-16: Máy đo điện cầm tay.............................................................65
Hình 2-17: Sơ đồ hệ thống DC ................................................................68
Hình 2-18: Sơ đồ hệ thống AC ................................................................69
Hình 2-19: Kết nối dây cho hệ thống điện...............................................70
Hình 2-20: Mô hình hệ thống tích hợp điện mặt trời và gió....................74
Hình 2-21: Sơ đồ hệ thống DC ................................................................77
Hình 2-22: Hệ thống kết nối dây .............................................................78
Hình 2-23: Đường dây truyền tải điện.....................................................82
Hình 2-24: Đường dây phân phối điện đến phụ tải .................................83
Hình 2-25: Hệ thống phân phối tập trung................................................83
Hình 2-26: Hệ thống điện phân tán-không lưới.......................................84
Hình 2-27: Hệ thống phân phối ...............................................................85
Hình 2-28: Cấu hình hệ thống DC...........................................................86
Hình 2-29: Mạch kết nối hệ thống điện xoay chiều (AC) .......................86
Hình 2-30: Sơ đồ nối dây hệ thống..........................................................88
Hình 2-31: Hệ thống độc lập không hòa lưới ..........................................91
Hình 2-32: Hệ thống nối lưới dựa trên ắc quy.........................................92
Hình 2-33: Hệ thống nối lưới không dùng ắc quy...................................92
Hình 2-34: Các đầu nối điện....................................................................93
Hình 2-35: Công tơ điện ..........................................................................93
Hình 2-36: Đo công suất đơn và đo công suất kép..................................94
Hình 2-37: Điểm đấu nối .........................................................................94
Hình 2-38: Kết nối biến tần phía cung cấp và phía tải. ...........................95
Hình 2-39: Mặt số đồng hồ Watt-giờ.......................................................96

10. 9
Hình 2-40: Sơ đồ hệ thống DC ................................................................98
Hình 2-41: Sơ đồ hệ thống AC ..............................................................100
Hình 2-42: Sơ đồ nối dây.......................................................................101
Hình 2-43: Các loại đồng hồ đo công suất ............................................104
Hình 2-44: Đồng hồ điện .......................................................................105
Hình 2-45: Lưu đồ xử lý sự cố. .............................................................107
Hình 2-46: Sơ đồ khối của một hệ thống 200 giai đoạn........................110
Hình 2-47: Sơ đồ khối của một hệ thống điện mặt trời và gió ..............110
Hình 2-48: Sơ đồ hệ thống DC. .............................................................113
Hình 2-49: Sơ đồ hệ thống AC. .............................................................116
Hình 2-50: Sơ đồ nối dây.......................................................................117
Hình 3-1: Tua bin gió được lắp đặt........................................................131
Hình 3-2: Chỉ số Griggs-Putnam...........................................................133
Hình 3-3: Máy đo gió cầm tay...............................................................134
Hình 3-4: Chiều cao và khoảng cách tháp.............................................135
Hình 3-5: Chướng ngại vật gió..............................................................135
Hình 3-6: Chiều hướng gió....................................................................136
Hình 3-7: Chiều hướng gió ngược.........................................................136
Hình 3-8: Dự án gió ngoài khơi quy mô lớn đầu tiên ở Hoa Kỳ...........137
Hình 3-9: Chiều đai dây dẫn..................................................................137
Hình 3-10: Tua bin gió ..........................................................................140
Hình 3-11: Bộ phận của tua bin gió loại nhỏ.........................................141
Hình 3-12: Bộ phận cho tua bin loại lớn ...............................................142
Hình 3-13: Tua bin loại trục ngang và đứng..........................................143
Hình 3-14: Tua bin gió nhiều cánh........................................................144
Hình 3-15: Cảm ứng điện từ..................................................................145
Hình 3-16: Máy điện xoay chiều ...........................................................146
Hình 3-17: Máy phát điện một chiều.....................................................146
Hình 3-18: Máy phát điện nam châm vĩnh cửu .....................................147
Hình 3-19: Máy phát điện cảm ứng từ...................................................147
Hình 3-20: Sơ đồ kết nối tua bin gió .....................................................149
Hình 3-21: Sơ đồ đi dây kết nối tua bin gió...........................................150

11. 10
Hình 3-22: Cấu hình công tắc dừng.......................................................155
Hình 3-23: Sơ đồ hệ thống.....................................................................157
Hình 3-24: Hệ thống đấu dây điện.........................................................158
Hình 3-25: Nguồn và phụ tải .................................................................162
Hình 3-26: Mạch nối tiếp và song song.................................................163
Hình 3-27: Sơ đồ hệ thống song song (một lần tải)...............................164
Hình 3-28: Sơ đồ hệ thống dây điện......................................................165
Hình 3-29: Cấu hình hệ thống song song (hai tải).................................166
Hình 3-30: Cấu hình hệ thống song song (ba lần tải)............................166
Hình 3-31: Cấu hình hệ thống (ba lần tải). ............................................166
Hình 4-1: Hệ thống tấm Pin mặt trời mái nhà .......................................169
Hình 4-2: Mặt trời1................................................................................170
Hình 4-3: Cảm biến nhiệt kế..................................................................170
Hình 4-4: Bản đồ bức xạ nhiệt ở Việt Nam...........................................171
Hình 4-5: Máy đo lường đường tiếp cận của Mặt trời...........................172
Hình 4-6: Trang trại điện mặt trời .........................................................173
Hình 4-7: Tấm pin điện mặt trời............................................................174
Hình 4-8: Tế bào quang điện, tấm pin và mảng pin ..............................175
Hình 4-9: Cấu trúc của một tế bào năng lượng mặt trời........................175
Hình 4-10: Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời................................177
Hình 4-11: Phân bố phổ của ánh sáng mặt trời......................................178
Hình 4-12: Tấm pin năng lượng mặt trời nối tiếp và song song............179
Hình 4-13: Tấm pin PV năng lượng mặt trời nửa công suất .................179
Hình 4-14: Diode chặn dòng điện ngược...............................................180
Hình 4-15: Diode dẫn ............................................................................180
Hình 4-16: Hộp kết nối..........................................................................181
Hình 4-17: Hệ thống dây điện bên trong hộp nối ..................................182
Hình 4-18: Tấm pin mặt trời được gắn trên giá đỡ................................183
Hình 4-19: Tấm pin mặt trời được gắn trên trục ...................................183
Hình 4-20: Sơ đồ hệ thống.....................................................................185
Hình 4-21: Sơ đồ nối dây hệ thống........................................................186
Hình 4-22: Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời ...............................190
Hình 4-23. Sơ đồ khối điều khiển sạc năng lượng mặt trời...................191
Hình 4-24: Sơ đồ hệ thống bộ điều khiển sạc NLMT ...........................195
Hình 4-25: Sơ đồ nối dây.......................................................................196

12. 11
Hình 4-26: Nguồn điện và phụ tải .........................................................200
Hình 4-27: Mạch nối tiếp và song song.................................................201
Hình 4-28: Sơ đồ hệ thống mắc song song (một lần tải) .......................203
Hình 4-29: Sơ đồ nối dây.......................................................................203
Hình 4-30: Sơ đồ hệ thống song song (hai tải)......................................205
Hình 4-31: Sơ đồ hệ thống song song (ba tải) .......................................205
Hình 4-32: Sơ đồ hệ thống nối tiếp (ba tải) ...........................................206
Hình 4-33: Bộ ắc quy đấu nối tiếp và song song...................................208
Hình 4-34: Cấu tạo bình ắc quy.............................................................208
Hình 4-35: Ắc quy AGM axit-chi kín 12V............................................210
Hình 4-36: Sơ đồ hệ thống không tải.....................................................215
Hình 4-37: Sơ đồ nối dây hệ thống không tải pin..................................218
Hình 4-38: Sơ đồ hệ thống nạp ắc quy ..................................................221
Hình 4-39: Sơ đồ đi dây hệ thống nạp ắc quy .......................................222
Hình 5-1: Nguồn năng lượng mặt trời và gió ........................................225
Hình 5-2: Aptomat đóng cắt ..................................................................227
Hình 5-3: Tích hợp điện gió và mặt trời................................................227
Hình 5-4: Hệ thống điện hỗn hợp năng lượng điện...............................229
Hình 5-5: Các bộ phận tua bin gió.........................................................230
Hình 5-6: Tấm pin năng lượng mặt trời.................................................230
Hình 5-7: Bộ điều khiển sạc ắc quy năng lượng mặt trời......................231
Hình 5-8: Bộ điều khiển sạc ắc quy năng lượng mặt trời......................231
Hình 5-9: Bộ chuyển đổi DC thành AC.................................................232
Hình 5-10: Tải tiêu tán...........................................................................232
Hình 5-11: Sơ đồ hệ thống tích hợp điện mặt trời và gió ......................233
Hình 5-12: Sơ đồ hệ thống AC ..............................................................236
Hình 5-13: Sơ đồ đi dây.........................................................................237
Hình 5-14: Các kiểu đồng hồ đo công suất............................................243
Hình 5-15: Bộ đếm kỹ thuật số..............................................................243

13. 12
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật đồng hồ Multimeter ..................................17
Bảng 1-2: Thông số kỹ thuật Ampe kế....................................................18
Bảng 1-3: Thông số kỹ thuật đồng hồ điện và hộp cầu dao DC..............18
Bảng 1-4: Thông số kỹ thuật ắc quy........................................................20
Bảng 1-5: Thông số kỹ thuật hộp nối sạc ................................................20
Bảng 1-6: Thông số kỹ thuật hộp nối mảng pin NLMT..........................21
Bảng 1-7: Thông số kỹ thuật ổ cắm AC ..................................................22
Bảng 1-8: Thông số kỹ thuật bộ phân bố công suất ................................23
Bảng 1-9: Thông số kỹ thuật công tắc ngắt mạch gắn ngang..................23
Bảng 1-10: Thông số kỹ thuật công tắc ngắt mạch gắn dọc....................24
Bảng 1-11: Thông số kỹ thuật công tắc âm tường...................................25
Bảng 1-12: Thông số kỹ thuật công tắc đóng..........................................26
Bảng 1-13: Thông số kỹ thuật khóa, mở khóa.........................................27
Bảng 1-14: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển tải chuyển đổi...................28
Bảng 1-15: Thông số kỹ thuật tải đổ .......................................................28
Bảng 1-16: Thông số kỹ thuật .................................................................29
Bảng 1-17: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển sạc.....................................30
Bảng 1-18: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển động cơ DC ......................31
Bảng 1-19: Thông số kỹ thuật dây kết nối và phụ tải..............................32
Bảng 1-20: Thông số kỹ thuật đuôi đèn một chiều..................................34
Bảng 1-21: Thông số kỹ thuật phát điện động cơ DC .............................34
Bảng 1-22: Thông số kỹ thuật tua bin gió ...............................................36
Bảng 1-23: Thông số kỹ thuật tấm pin quang điện..................................36
Bảng 2-1: Trạng thái đèn LED nhấp nháy...............................................44
Bảng 2-2: Cài đặt điện áp mức sạc ..........................................................44
Bảng 2-3: Cài đặt đầu nối........................................................................44
Bảng 2-4: Danh sách thiết bị ...................................................................49
Bảng 2-5: Cài đặt mức sạc điện áp ..........................................................51
Bảng 2-6: Cài đặt nối dây ........................................................................51
Bảng 2-7: Trạng thái nhấp nháy của đèn LED ........................................51
Bảng 2-8: Cài đặt đầu nối........................................................................52

14. 13
Bảng 2-9: Thông số kỹ thuật biến tần......................................................59
Bảng 2-10: Chỉ dẫn lỗi.............................................................................59
Bảng 2-11: Danh mục thiết bị..................................................................63
Bảng 2-12: Ví dụ về việc sử dụng điện gia đình (kWh)..........................66
Bảng 2-13: Danh mục thiết bị..................................................................71
Bảng 2-14: Công suất của đèn khi nhấn nút SET....................................72
Bảng 2-15: Công suất của đèn khi ngắt mạch xoay chiều.......................73
Bảng 2-16: Công suất của đèn khi tắt cầu dao xoay chiều ......................73
Bảng 2-17: Danh mục thiết bị..................................................................78
Bảng 2-18: Giá trị hệ thống năng lượng gió............................................81
Bảng 2-19: Giá trị an toàn công suất của động cơ và máy phát ..............81
Bảng 2-20: Danh mục thiết bị..................................................................88
Bảng 2-21: Danh mục thiết bị................................................................102
Bảng 2-22: Danh mục thiết bị................................................................118
Bảng 2-23: Cài đặt điện áp mức sạc ......................................................121
Bảng 2-24: Cài đặt nối dây....................................................................121
Bảng 2-25: Trạng thái sạc của ắc quy chì-axit ......................................125
Bảng 3-1: Tốc độ gió trung bình............................................................133
Bảng 3-2: Chọn kích thước dây dẫn ......................................................138
Bảng 3-3: Kích thước, chiều dài dây dẫn ..............................................139
Bảng 3-4: Bảng dây ước tính.................................................................140
Bảng 3-5: Danh mục thiết bị..................................................................151
Bảng 3-6: Các chế độ hoạt động của tua bin gió ...................................152
Bảng 3-7: Danh mục thiết bị..................................................................158
Bảng 3-8: Tải song song DC (giá trị được đo và tính toán). .................165
Bảng 3-9: Tải nối tiếp DC (giá trị được đo và tính toán). .....................167
Bảng 4-1: Bảng dây đồng 12V để giảm điện áp 2% ở 75°C .................174
Bảng 4-2: Thông số kỹ thuật của tấm pin năng lượng mặt trời PV.......177
Bảng 4-3: Danh sách thiết bị .................................................................186
Bảng 4-4: Thông số kỹ thuật điện của mô đun năng lượng mặt trời.....189
Bảng 4-5: Điểm đặt bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời..................192
Bảng 4-6: Danh sách thiết bị .................................................................197

15. 14
Bảng 4-7: Điểm đặt bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời..................199
Bảng 4-8: Danh mục thiết bị..................................................................203
Bảng 4-9: Tải song song DC (giá trị được đo và tính toán) ..................204
Bảng 4-10: Tải song song DC (giá trị được đo và tính toán) ................206
Bảng 4-11: Tải song song DC (giá trị được đo và tính toán) ................206
Bảng 4-12: Danh sách thiết bị. ..............................................................218
Bảng 4-13: Tình trạng ắc quy (giá trị được đo và tính toán).................219
Bảng 4-14: Danh sách thiết bị ...............................................................222
Bảng 4-15: Điện áp ắc quy ....................................................................223
Bảng 5-1: Danh sách thiết bị .................................................................238
Bảng 5-2: Cài đặt điện áp mức sạc. .......................................................240
Bảng 5-3: Cài đặt kết nối.......................................................................240

16. 15
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AC: Alternating Current
AGM: Absorbent Glass Mat
A: Ampere
AED: Automated External Defibrillator
AWG: American Wire Gauge
a-Si: Amorphous Silicon
BAT/INV: Battery/Inverter
BOS: Balance-Of-System
BIPV: Building Integrated Photovoltaics
CB: Circuit Breaker
CIGS: Copper Indium Gallium di–selenide
c-Si: Crystalline Silicon
CdTe: admium Telluride
DMM: Digital Multimeter
DC: Direct Current
DOD: Depth of Discharge
EQ/LVR: Energy Quotient/Low-Voltage Reconnect
EV: Equalizatrion Voltae
EVN: Vietnam Electricity
FV: Float Voltage
FERC: Federal Energy Regulatory Commission
GFPD: Ground fault Protection Device
GFDI: Ground fault Detection and Interruption
GTIS: Gene Technology Information Service
G: Ground
HAWT: Horizontal-Axis Wind Turbine
HVD: High-Voltage Disconnect
HVR: High-Voltage Reconnect
IEC: International Electrotecnical Commission
IPPs: Independent Power Producers

17. 16
IR: Infrared
KWh: Kilowatt-hours
LCD: Liquid Crystal Display
LVD: Low-Voltage Disconnect
LVR: Low-Voltage Reconnect
Li-ion: Lithium ion
MW: Megawatt
MPPT: Maximum Power Point Tracking
NEC: Nationa Electrical Code
NEMA: National Electrical Manufacturers Association
NO: Normally Open
NC: Normally Closed
Ni-MH: Nickel-metal-hydride
Ni-Cd: Nickel-Cadmium
Ni-Fe: Nickel-iron
NLMT: Năng lượng mặt trời
PV: Photovoltaics
PM: Permanent Magnet
PWM: Pulse Width Modulation
RV: Regulation Voltage
SPST: Single Pole Single Throw
SPDT: Single Pole Double Throw
SM: Service Mark
SOC: State Of Charge
SLI: Starting, Lighting and Ignition
UPS: Uninterruptible Power Supply
UV: Ultraviolet
VA: Volt-Ampere
VRLA: Valve-regulated Lead-acid
V: Voltage
VAWT: Vertical Axis Wind Turbine
W: Watt

18. 17
CHƯƠNG 1
THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ VÀ MẶT TRỜI
1.1 Các thiết bị đo
1.1.1 Đồng hồ đo vạn năng
Đồng hồ vạn năng là một thiết bị được sử dụng để đo hầu hết các
thông số cơ bản trong điện – điện tử như điện áp xoay chiều, điện áp một
chiều, dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều, điện dung, điện trở,
kiểm tra thông mạch, kiểm tra IC, đi-ốt...
Hình 1-1: Đồng hồ Multimeter
Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật đồng hồ Multimeter
Thông số Giá trị
Loại Kỹ thuật số, cầm tay
Chức năng
Đo áp AC/DC, dòng DC, điện trở, kiểm tra diode,
kiểm tra ắc quy
Độ chính xác ±2.0% hoặc thấp hơn
Hiển thị 3½ chữ số, tinh thể lỏng
Tính năng
Kiểm tra kết nối, thông báo pin yếu, âm thanh liên
tục, bảo vệ quá tải, được gắn trên đế kẹp vào bề mặt
làm việc bằng cách sử dụng các khóa cố định nhanh
Thông số vật lý
Kích thước 17 × 7 × 38 cm
Khối lượng 0.36 kg
1.1.2. Ampe kế
Ampe kế là thiết bị được sử dụng cho nhiều mục đích liên quan đến
hệ thống năng lượng mặt trời, năng lượng gió…như đo dòng chạy qua hệ
thống năng lượng mặt trời, tua bin gió hoặc dòng qua tải.

19. 18
Hình 1-2: Ampe kế
Bảng 1-2: Thông số kỹ thuật Ampe kế
Thông số Giá trị
Tiếp điểm
Loại Analog
Thông số điện 0-30A DC
Thông số vật lý
Kích thước 12.1 × 12.1 × 10.2 cm
Khối lượng 0.6 kg
1.1.3. Đồng hồ đo điện năng và hộp cầu dao một chiều
Gồm hai đồng hồ đo điện năng, một dùng để đo lượng năng lượng
điện truyền hoặc nhận từ lưới điện, đồng hồ còn lại dùng đo lượng điện
truyền hoặc nhận giữa các nguồn điện năng như tấm pin điện mặt trời, tua
bin gió,…Hộp cầu dao một chiều gồm 3 cầu dao một chiều tự hồi phục.
Hình 1-3: Đồng hồ điện năng và hộp cầu dao một chiều
Bảng 1-3: Thông số kỹ thuật đồng hồ điện và hộp cầu dao DC
Thông số Giá trị
Đồng hồ đo điện năng
Loại Analog

20. 19
Thông số điện 120V AC
Hộp cầu dao một chiều
Cầu dao loại 2 khe cắm 120V AC, tự phục hồi, số lượng:
1
Cầu dao loại 1 khe cắm 120V AC, tự phục hồi, số lượng:
2
Thông số vật lý – Đồng hồ đo điện năng
Kích thước 10.3 × 16.5 cm
Khối lượng 2.45 kg
Thông số vật lý – Hộp cầu dao một chiều
Kích thước 33 × 17.8 × 8.9 cm
Khối lượng 4.55 kg
1.2 Bộ lưu trữ năng lượng (ắc quy)
Là bộ phận giúp lưu trữ nguồn điện mặt trời dư vào ban ngày để phát
ra sử dụng vào ban đêm hoặc khi mất điện. Bộ lưu trữ năng lượng được sử
dụng công nghệ deep-cycle, kín, axit-chì, tấm lót thủy tinh hấp thụ (AGM).
Bộ lưu trữ được thiết kế để chứa lượng điện năng tạo ra bởi nguồn năng
lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời.
Hình 1-4: Ắc quy
Bộ ắc quy lưu trữ là thiết bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và
ngược lại. Khi bộ lưu trữ được sạc, năng lượng điện được tích trữ dưới
dạng hóa năng và khi bộ lưu trữ xả (kết nối với tải) thì hóa năng dần dần
chuyển đổi thành điện năng. Các kiểu bộ lưu trữ hiện nay có trên thị trường
gồm có ắc quy axit chì, lithium, nickel meltal hydride và nickel cadmium.

21. 20
Bảng 1-4: Thông số kỹ thuật ắc quy
Thông số Giá trị
Ắc quy
Loại Kín, axit-chì, tấm lót thủy tinh hấp thụ (AGM)
Thông số 12V DC, 110 A-h
Thông số vật lý
Kích thước 17.12 × 26.7 × 33 cm
Khối lượng 32.25 kg
1.3 Hộp đấu nối
1.3.1 Hộp đấu nối bộ sạc
Bộ phận dùng để kết nối bộ sạc với bộ lưu trữ điện (ắc quy),trong
hộp đấu nối sạc được cấu tạo từ cầu dao 30A DC và nối đất 0.5A DC bảo
vệ thiết bị (GFPD). Hộp đấu nối bộ sạc có chức năng đảm bảo an toàn khi
có sự cố xảy ra trong quá trình nạp xả.
Hình 1-5: Hộp nối bộ sạc với ắc quy
Bảng 1-5: Thông số kỹ thuật hộp nối sạc
Thông số Giá trị
Cấu tạo hộp đấu nối
Gồm 1 cầu dao bộ sạc tự phục hồi
và 1 nối đất bảo vệ thiết bị
Cầu dao bộ sạc 30A DC, có thể tự phục hồi

22. 21
Nối đất bảo vệ thiết bị 0.5A DC
Thông số vật lý
Kích thước 17.15 × 15.88 × 12.1 cm
Khối lượng 2.36 kg
1.3.2 Hộp đấu nối mảng năng lượng mặt trời
Hộp nối mảng năng lượng mặt trời chứa mạch 150V DC - 8A. Cầu
dao cũng có chức năng như một công tắc ngắt kết nối một chiều. Hộp nối
mảng gồm nhiều mảng được kết nối lại với nhau.
Hình 1-6: Hộp nối mảng pin năng lượng mặt trời
Bảng 1-6: Thông số kỹ thuật hộp nối mảng pin NLMT
Thông số Giá trị
Khi chưa kết nối DC
Áp cực đại 27.4V
Dòng cực đại 8.07A
Điểm điện công suất tối đa 17.9V
Điểm dòng công suất tối đa 4.84A
Dòng đầu ra định mức 30A
Ngắn mạch 150V DC, 8A DC
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều
cao
17.2 × 15.9 × 12.0 cm (6.75 ×
6.25 × 4.75 in)
Khối lượng 2.40 kg (4.5 lb)

23. 22
1.4 Ổ cắm cung cấp nguồn
1.4.2 Ổ cắm cung cấp nguồn AC
Bao gồm một ổ cắm 120V AC dùng để cung cấp nguồn năng lượng
cho các thiết bị tiêu chuẩn, ổ cắm theo chuẩn NEMA.
Hình 1-7: Ổ cắm điện AC
Bảng 1-7: Thông số kỹ thuật ổ cắm AC
Thông số Giá trị
Ổ cắm
Loại NEMA, 2 khe cắm, 3 dây
Thông số điện 120V, 15A, 60Hz
Thông số vật lý
Kích thước 12.1 × 12.1 × 8.3 cm
Khối lượng 0.41 kg
1.4.2 Ổ cắm phân bố công suất một chiều
Gồm một cầu chì bảo vệ bảng phân bố và 4 lỗ cắm được dùng để
cung cấp điện cho các thiết bị DC có điện áp thấp.

24. 23
Hình 1-8: Ổ cắm phân bố công suất một chiều
Bảng 1-8: Thông số kỹ thuật bộ phân bố công suất
Thông số Giá trị
Ngõ ra
Thông số 12V DC, 5A DC
Số lượng 4 cặp khe cắm
Ngõ vào
Thông số 12V DC, 5A DC
Công tắc 4
Cầu chì bảo vệ
Thông số 250V DC, 5A DC
Thông số vật lý
Kích thước 12.1 × 12.1 × 8.3 cm
Khối lượng 0.41 kg
1.5 Công tắc ngắt mạch
1.5.1. Công tắc ngắt mạch dạng gắn ngang
Dùng để mở các kết nối giữa nguồn lưu trữ (ắc quy) và các mô hình
năng lượng mặt trời, tua bin gió, tải và các inveter với nhau.
Bảng 1-9: Thông số kỹ thuật công tắc ngắt mạch gắn ngang
Thông số Giá trị
Tiếp điểm
Loại 1 tiếp điểm thường mở (NO) được điều khiển
Thông số điện 48V DC, 40A DC

25. 24
Thông số vật lý
Kích thước 7.62 × 12.7 × 12.1 cm
Khối lượng 0.043 kg
Hình 1-9: Công tắc ngắt mạch gắn ngang
1.5.2. Công tắc ngắt mạch dạng gắn dọc
Tương tự như công tắc ngắt mạch dạng gắn ngang, thiết bị này dùng
để mở các kết nối giữa nguồn lưu trữ (ắc quy) và các mô hình năng lượng
mặt trời, tua bin gió, tải và các inveter với nhau.
Hình 1-10: Công tắc ngắt mạch gắn dọc
Bảng 1-10: Thông số kỹ thuật công tắc ngắt mạch gắn dọc
Thông số Giá trị
Tiếp điểm
Loại
1 tiếp điểm thưởng mở (NO) được điều
khiển

26. 25
Thông số điện 48V DC, 40A DC
Thông số vật lý
Kích thước 12.7 × 7.62 × 12.1 cm
Khối lượng 0.043 kg
1.5.3. Công tắc âm tường một chiều, xoay chiều
Dùng để bật, tắt nguồn đến các thiết bị điện nào kết nối đến các đầu
nối của mô hình. Lựa chọn loại dòng điện (xoay chiều hoặc một chiều) qua
công tắc ở phía sau của mô hình. Mạch một chiều và xoay chiều được cách
ly điện với nhau.
Hình 1-11: Công tắc âm tường
Bảng 1-11: Thông số kỹ thuật công tắc âm tường
Thông số Giá trị
Công tắc chuyển đổi
Loại
Công tắc chuyển mạch đơn cực, hai
vị trí (SPST)
Thông số điện (AC) 120V, 11A
Thông số điện (DC) 12V, 5A
Thông số vật lý
Kích thước 12.1 × 12.1 × 8.3 cm
Khối lượng 0.41 kg

27. 26
1.5.4. Công tắc dừng
Công tắc dừng bao gồm một SPDT 50A "nghỉ trước khi thực hiện",
công tắc được sử dụng để dừng chuyển động cơ học của gió trục máy phát
tua bin trong quá trình bảo dưỡng hoặc bảo trì. Các công tắc dừng ngắt kết
nối với ắc quy trước, sau đó ngắt điện đầu ra của máy phát điện.
Hình 1-12: Công tắc dừng
Bảng 1-12: Thông số kỹ thuật công tắc đóng
Tham số Giá trị
Công tắc đóng
Kiểu Công tắc bật, tắt trung tâm SPDT
Điện áp, dòng 12V DC 50A DC
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng,
chiều cao
12.1×12.1×10.8 cm
(4.75×4.75×4.25 in)
Khối lượng 0.41 kg (0.9lb)
1.5.5. Khóa, mở khóa
Mô hình khóa, mở khóa bao gồm một công tắc SPDT được sử dụng
để hướng dẫn cho người học các nguyên tắc của quy trình an toàn khi làm
việc với các thiết bị điện.

28. 27
Hình 1-13. Bộ khóa
Bảng 1-13: Thông số kỹ thuật khóa, mở khóa
Tham số Giá trị
Công tắc chuyển trạng thái
Điện áp, dòng 120V AC, 15A AC
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều cao
12.1×14.0×10.2 cm
(4.75×5.5×4.0 in)
Khối lượng 1.18 kg (2.6 lb)
1.6 Bộ điều khiển
1.6.1 Bộ điều khiển tải chuyển đổi
Điều khiển việc sử dụng năng lượng điện khả dụng trong bộ lưu trữ
điện năng của hệ thống thực tập điện mặt trời, điện gió.
Hình 1-14: Bộ điều khiển tải chuyển đổi

29. 28
Bảng 1-14: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển tải chuyển đổi
Thông số Giá trị
Bộ điều khiển
Loại
Dùng phương pháp điều chỉnh độ rộng
xung (PWM) hoạt động ở chế độ shunt.
Thông số điện 35A DC
Thông số vật lý
Kích thước 22.7 × 33.0 × 7.0 cm
Khối lượng 2.1 kg
1.6.2 Bộ điều khiển tải đổ
Gồm một điện trở dùng để chuyển thành nhiệt từ năng lượng điện dư
thừa được tạo ra bởi các hệ thống điện gió hoặc điện mặt trời khi bộ lưu
trữ điện năng đã được sạc đầy và điện năng đã cung cấp cho hệ thống tải.
Hình 1-15: Bộ điều khiển tải tiêu tán
Bảng 1-15: Thông số kỹ thuật tải đổ
Thông số Giá trị
Tải đổ 0.5 Ohm, 100W
Thông số vật lý
Kích thước 22.7 × 33.0 × 9.53 cm
Khối lượng 1.95 kg
1.6.3 Bộ chuyển đổi điện năng (Inverter)
Bộ chuyển đổi điện DC thành điện AC hay Inverter là một thiết bị

30. 29
điện tử cho phép tạo ra điện áp và dòng điện xoay chiều từ dòng điện một
chiều hoặc dòng điện xoay chiều ở cấu hình tần số và pha khác.
Bộ chuyển đổi có nhiều loại khác nhau dựa trên hình dạng của dạng
sóng chuyển đổi. Công nghệ bộ chuyển đổi có thể kiểm soát công suất của
thiết bị nhằm tránh hao phí năng lượng, từ đó giúp tiết kiệm đáng kể điện
năng tiêu thụ.
Hình 1-16: Bộ chuyển đổi DC thành AC
Bộ chuyển đổi năng lượng có điều khiển từ xa bao gồm bộ chuyển
đổi DC thành AC 1kW, để chuyển đổi nguồn điện một chiều 12V thành
điện xoay chiều 120V.
Bảng 1-16: Thông số kỹ thuật
Thông số Giá trị
Biến tần
Kiểu
Điện áp đầu ra 120V AC
Điện năng 1kW
Điện áp lúc vào 12V DC
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều
cao
27.3 × 37.5 × 10.8 cm
(10.75 × 14.75 × 4.25 in)
Khối lượng 5.65 kg (12.45 lb)
1.6.4 Bộ điều khiển sạc ắc quy hệ thống điện mặt trời
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời bao gồm bộ điều khiển PWM
30A được sử dụng để kiểm soát năng lượng được sản xuất bởi các tấm pin
mặt trời trong để sạc ắc quy đúng cách.

31. 30
Hình 1-17: Bộ điều khiển sạc ắc quy năng lượng mặt trời
Bảng 1-17: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển sạc
Thông số Giá trị
Đặc điểm bộ sạc
Kiểu Bộ sạc dòng PWM có bù nhiệt
Đặc điểm về điện
Điện áp bin danh nghĩa 12V
Dòng Bin cực đại 30A
Điện áp cực đại đầu vào 60V
Dòng qua tải 30A
Tự tiêu thụ 50 mA
Bảo vệ điện tử
Năng lượng mặt trời đầu vào Quá tải ngắn mạch, điện áp cao, nhiệt
độ cao, dòng điện ngược vào ban đêm
Tải đầu ra Quá tải, ngắn mạch, nhiệt độ cao và
đảo cực
Đầu vào của bin Đảo cực
Phụ kiện đi kèm
cảm biến nhiệt độ từ xa
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều
cao
22.5 × 22.7 × 7.0 cm
(8.9 × 8.9 × 2.8 in)
Khối lượng 0.6kg (1.3ibs)

32. 31
1.6.5 Bộ điều khiển động cơ DC
Bộ điều khiển động cơ DC, một thành phần của bộ mô phỏng gió,
là được sử dụng để thay đổi tốc độ của động cơ một chiều mà nó được
kết nối.
Hình 1-18: Bộ điều khiển động cơ DC
Bảng 1-18: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển động cơ DC
Thông số Giá trị
Điện năng bắt buộc
Dòng 5A
Thiết lập Ổ cắm hai chiều đầu ra
Kiểu Điều chỉnh tốc độ
Điện áp, dòng đầu vào 230V AC, 50/60Hz
Điện áp, dòng đầu ra 0-180 V DC, 1.75 A DC
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều
cao
12.1 × 22.2 × 8.9 cm
(4.75 × 8.75 × 3.5 in)
Khối lượng 1.22 kg (2.7 lb)
1.7 Tải và phụ kiện
1.7.1 Bóng đèn một chiều và dây dẫn điện
Gói phụ kiện bao gồm bộ sạc ắc quy, đèn LED, đèn huỳnh
quang, đèn sợi đốt, dây dẫn 4 mm và 2 mm, và bộ điều hợp ổ cắm bóng
đèn hai chấu.

33. 32
Hình 1-19: Dây kết nối và phụ tải
Bảng 1-19: Thông số kỹ thuật dây kết nối và phụ tải
Thông số Giá trị
Ổ cắm đầu ra bóng đèn
Số lượng 4
Đèn
Số lượng kiểu, điện áp 1 LED at 120V AC and 2.5W
1 LED at 12V DC and 2.5W
1 đèn huỳnh quang ở 120V xoay chiều
và 13W
1 đèn huỳnh quang ở 12V DC và 13W
1 gói 4 đèn sợi đốt ở 120V AC và 60W
1 đèn sợi đốt ở 12V DC và 25W
Sạc ắc quy
Kiểu , điện áp, số lượng Thông minh, 12V DC, 1
Yêu cầu về nguồn điện đối với bộ sạc ắc quy
Dòng 2A
Thiết lập Đầu ra tiêu chuẩn 1 pha
Dây cắm an toàn 4 mm
Số lượng màu sắc và
chiều dài
7 màu xanh lục 30 cm (11.81 in)
3 màu xanh lục của 90 cm (35.43 in)
5 màu đen 90 cm (35.43 in)
5 màu đen 120 cm (47.24 in)

34. 33
10 màu trắng của 120 cm (47.24 in)
Chui cắm đầu 2 mm
Phẩm chất, màu sắc,
chiều dài
10 màu đỏ của 60 cm (23.62 in)
10 màu đen 60 cm (23.62 in)
Bộ cáp kết nối cung cấp điện cho tất cả các hệ thống kết nối cần thiết
để kết nối các thành phần khác nhau của năng lượng mặt trời/gió hệ thống
năng lượng tái tạo.
Bộ cáp kết nối hòa lưới với điện lưới, cung cấp điện cho tải, cung
cấp và phân phối điện.
Hình 1-20: Các loại cáp kết nối
1.7.2 Đuôi bóng đèn một chiều
Ổ cắm đèn DC bao gồm một ổ cắm được sử dụng để kết nối đèn DC
tiêu chuẩn. Các thiết bị đầu cuối tích cực và tiêu cực trên tấm mặt mô đun
được sử dụng để cấp nguồn cho đèn.

35. 34
Hình 1-21: Đuôi đèn một chiều
Bảng 1-20: Thông số kỹ thuật đuôi đèn một chiều
Thông số Giá trị
Đuôi đèn một chiều
Điện áp, dòng 12V, 5A
Chiều dài, chiều rộng, chiều cao 12.1 × 12.1 × 8.3 cm
(4.75 × 4.75 × 3.25 in)
Khối lượng 0.41kg (0.9 ib)
1.8 Tua bin gió
1.8.1. Máy phát với động cơ DC
Máy phát điện tua bin gió với động cơ DC điện áp 90V, động cơ điện
một chiều nam châm vĩnh cửu hoạt động ở tốc độ 1800 vòng/phút. Động
cơ này được liên kết cơ học với trục tua bin gió để mô phỏng năng lượng
gió.
Hình 1-22: Máy phát điện và động cơ DC
Bảng 1-21: Thông số kỹ thuật phát điện động cơ DC

36. 35
Thông số Giá trị
Máy phát điện từ gió
Kiểu
Máy phát bất đồng bộ đầu ra là
điện một chiều DC
Điện áp, dòng đầu ra 12V DC, 7A DC
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều cao
38.1 × 68.58 × 22.86 cm
(15.0 × 27.0 × 9.0 in)
Khối lượng 7.4 kg (17 lb)
1.8.2. Tua bin gió ngoài trời
Gió làm cánh quạt và trục chính quay, động năng từ trục chính truyền
qua bộ bánh răng và được tăng tốc truyền đến bộ phát điện. Bộ phát điện
làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ. Rotor được gắn nam châm vĩnh
cửu và stator gồm các vòng dây quấn cố định. Rotor quay làm trong stator
xuất hiện một điện trường và tạo ra dòng điện. Dòng điện này được dẫn
đến bộ sạc để sạc vào ắc quy lớn để lưu trữ điện. Bộ chuyển đổi từ dòng
một chiều thành dòng xoay chiều đến trạm phân phối hoặc đưa vào sử dụng
trực tiếp. Có thể chế tạo thêm hệ thống điều khiển phản hồi đến ắc quy.
Các tua bin gió hiện nay được chia thành hai loại:
- Tua bin gió trục ngang (HAWT): gồm một máy phát điện có trục quay
nằm ngang, với rotor (phần quay) ở giữa, một tua bin 2-3 cánh đón gió.
- Tua bin gió trục đứng (VAWT): gồm một máy phát điện có trục quay
thẳng đứng, rotor nằm ngoài được nối với các cánh đón gió đặt thẳng đứng.
Hình 1-23: Tua bin gió ngoài trời

37. 36
Bảng 1-22: Thông số kỹ thuật tua bin gió
Thông số Giá trị
Tính chất điện
Điện áp định mức 12V
Công suất cực đại 90W
Áp cực đại 18.3V
Dòng cực đại 5.04A
Dòng ngắn mạch 5.38A
Điện áp hở mạch 22.2V
Hiệu suất 13.27%
Tính chất vật lý
Chiều cao, chiều rộng,
chiều dài
67.0×101.5×3.5cm
(26.4×40.0×1.4 in)
Khối lượng 14.5 kg (32 lb)
1.9 Tấm pin quang điện
Pin quang điện (PV) bao gồm một bảng quang điện hoạt động ở điện
áp danh định 12V DC và có thể tạo ra công suất điện lên đến 90W từ năng
lượng mặt trời.
Hình 1-24: Tấm pin quang điện
Bảng 1-23: Thông số kỹ thuật tấm pin quang điện
Thông số Giá trị
Tính chất về điện
Điện áp danh nghĩa 12V

38. 37
Năng lượng cực đại 90 W
Điện áp cực đại 18.3 V
Dòng cực đại 5.04 A
Dòng ngắn mạch 5.38 A
Điện áp mở 22.2 V
Hiệu suất 13.27 %
Tính chất vật lý
Chiều dài, chiều rộng, chiều
cao
67.0 × 101.5 × 4.5 cm
(26.4 × 40.0 × 1.8 in)
Khối lượng 14.5 kg (32 lb)
1.10 Các bước tiến hành
1.10.1 Chuẩn bị
- Nhận và kiểm tra thiết bị.
- Xác định các mô hình và chức năng của từng thiết bị được sử dụng
trong mô hình.
- Đo và giải thích các thông số của các thiết bị trong một mô hình.
- Lập quy trình khảo sát các thiết bị, phân chia công việc cho các
thành viên trong nhóm.
1.10.2 Trình tự thực hiện
Sinh viên thực hiện theo trình tự các bước sau:
Bài 1: Khảo sát thiết bị hệ thống điện gió
Bước thực hiện Công việc
Yêu cầu kỹ
thuật
Kiểm tra
1. Thực hiện
kiểm tra thiết bị
cho hệ thống
điện gió
- Kiểm tra số
lượng thiết bị, ghi
lại.
- Phân theo loại
thiết bị cần kiểm
tra theo nhóm.
- Động tác đúng
yêu cầu.

39. 38
2. Thực hiện
quy trình thao
tác và đo đạc
thông số
- Thực hiện thao
tác đo nguội.
- Kiểm tra dòng,
áp tua bin gió.
- Cấp nguồn cho
động cơ DC mô
phổng gió.
- Cấp nguồn cho
bóng đèn phụ tải.
- Động tác đúng
quy trình và dứt
khoát.
- Đảm bảo chọn
đúng thiết bị đo.
- Ghi nhận
chính xác các
thông số theo
yêu cầu.
3. Kết thúc khảo
sát
- Ngắt nguồn cấp
vào thiết bị.
- Tháo ổ cắm ra
khỏi nguồn.
- Thu dọn các dây
đấu nối.
- Hoàn tất bài báo
cáo.
- Thao tác đúng
trình tự: đảm
bảo an toàn và
đúng kỹ thuật.
- Phân loại các
dây nối theo
màu, kích thước
và đặt vào đúng
vị trí.
Bài 2: Khảo sát thiết bị hệ thống điện mặt trời
1. Thực hiện
kiểm tra thiết bị
cho hệ thống
điện mặt trời
- Kiểm tra số
lượng thiết bị, ghi
lại.
- Phân theo loại
thiết bị cần kiểm
tra theo nhóm.
- Động tác đúng
yêu cầu.
2. Thực hiện
quy trình thao
tác và đo đạc
thông số
- Thực hiện thao
tác đo nguội.
- Kiểm tra dòng,
áp tấm pin
- Động tác đúng
quy trình và dứt
khoát.

40. 39
NLMT.
- Cấp nguồn cho
bóng đèn bức xạ.
- Cấp nguồn cho
bóng đèn phụ tải.
- Đảm bảo chọn
đúng thiết bị đo.
- Ghi nhận
chính xác các
thông số theo
yêu cầu.
3. Kết thúc khảo
sát
- Ngắt nguồn cấp
vào thiết bị.
- Tháo ổ cắm ra
khỏi nguồn.
- Thu dọn các dây
đấu nối.
- Hoàn tất bài báo
cáo.
- Thao tác đúng
trình tự: đảm
bảo an toàn và
đúng kỹ thuật.
- Phân loại các
dây nối theo
màu, kích thước
và đặt vào đúng
vị trí.
1.10.3 Nội dung báo cáo
Sau khi hoàn tất bài thực tập, sinh viên thực hiện bài báo cáo sau:
BÁO CÁO THỰC
TẬP
Bài 1: Khảo sát
thiết bị hệ thống
điện gió
Nhóm:……………...………
Họ và tên:……...…………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
1. Vẽ và giải thích sơ đồ đơn tuyến dòng và áp của tua bin gió mô hình
năng lượng gió. Liệt kê và giải thích chức năng của các phần tử có trong
sơ đồ.
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

41. 40
2. Trình bày tóm tắt về tua bin gió, nêu các hệ thống điện gió và ứng dụng
của điện gió.
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
.....................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
BÁO CÁO THỰC
TẬP
Bài 2: Khảo sát thiết
bị hệ thống điện mặt
trời
Nhóm:……………...………
Họ và tên:……...…………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
1. Vẽ và giải thích sơ đồ đơn tuyến dòng và áp của tấm pin năng lượng
mặt trời mô hình năng lượng điện mặt trời. Liệt kê và giải thích chức năng
của các phần tử có trong sơ đồ.
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

42. 41
2. Trình bày tóm tắt về năng lượng điện mặt trời, nêu các hệ thống điện
mặt trời và ứng dụng của hệ thống điện mặt trời.
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
.....................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

43. 42
CHƯƠNG 2
PHÂN PHỐI, ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN
2.1 Tải đổ và bộ điều khiển chuyển đổi
Mặc dù các mô hình năng lượng mặt trời PV có thể hoạt động tốt khi
không tải, nhưng hầu hết các máy phát điện tua bin gió không nên chạy
không tải. Khi không có tải, chẳng hạn như đèn chiếu sáng hoặc bộ ắc quy
đã xả ở đầu ra, rotor tua bin gió có thể quay quá nhanh, điều này có thể
gây ra hư hỏng vĩnh viễn cho máy phát tua bin. Một bộ điều khiển chuyển
hướng (Hình 2-1) có thể được thêm vào hệ thống năng lượng thay thế để
"chuyển hướng" năng lượng dư thừa từ bộ ắc quy đã được sạc đầy sang tải
phụ, được gọi là tải chuyển hướng, hoặc tải đổ (Hình 2-2).
Hình 2-1: Sơ đồ khối của tải đổ và bộ điều khiển chuyển hướng
Tải đổ phải là điện trở (không phản kháng) và có thể tiêu tán điện
năng dưới dạng nhiệt. Các ví dụ điển hình của tải đổ điện trở bao gồm các
bộ phận làm nóng cho bể chứa nước và cho máy sưởi không gian để làm
ấm không khí trong phòng. Khi một bộ ắc quy được sạc đầy (không kết
nối bộ điều khiển chuyển hướng và tải đổ), tua bin gió có thể đóng ở tốc
độ gió cao. Tuy nhiên, các thành phần hệ thống bổ sung này, công suất ở
tốc độ gió lớn có thể cung cấp điện hữu ích cho các thiết bị, chẳng hạn như
bình đun nước nóng.
Khi thực hiện có thể nhớ lại rằng một bộ điều khiển nối tiếp, thường
được sử dụng trong hệ thống điện mặt trời PV, thường hở mạch để điều

44. 43
chỉnh dòng điện. Bộ điều khiển chuyển hướng thực sự đóng mạch để kết
nối tải đổ với nguồn ắc quy bất cứ khi nào cần thiết. Bộ điều khiển không
chỉ chuyển hướng nguồn, nó điều khiển mức công suất trong tải bằng cách
thay đổi điện áp tải khi cần thiết.
Lưu ý rằng ắc quy không được sạc quá mức. Sau khi bộ ắc quy được
sạc đầy, năng lượng thay thế dư thừa từ các nguồn năng lượng mặt trời
hoặc gió phải được chuyển hướng sang các khu vực khác, chẳng hạn như
lưới điện tiện ích hoặc các tải công suất cao. Trong hệ thống điện nối
lưới, có những thời điểm lưới điện không thể tiếp nhận nguồn điện dự
phòng, chẳng hạn như trong quá trình bảo trì hệ thống hoặc mất điện
đột ngột. Đối với hoạt động độc lập hoặc hòa lưới, tải đổ thường là một
yêu cầu của hệ thống.
Hình 2-2: Tải đổ 100W
Lưu ý: Vì lý do an toàn và tuổi thọ hoạt động lâu hơn, hệ thống
thực tập năng lượng mặt trời/năng lượng gió sử dụng điện trở công suất
cao làm tải đổ của nó. Các bộ phận của máy nước nóng sẽ bốc cháy nếu
không dẫn nhiệt thích hợp với nước, và nhiều máy sưởi không khí quá
lớn và nguy hiểm.
Bộ điều khiển chuyển hướng trong hệ thống điện gió và mặt trời có
thể xử lý lên đến 35A và sử dụng điều chỉnh điện trở shunt để kiểm soát
công suất. Như trong Hình 2-3, nó chỉ sử dụng một đèn LED duy nhất để
chỉ ra trạng thái hoạt động. Các trạng thái đèn LED được giải thích trên vỏ
của bộ điều khiển. Các mức điện áp DC khác nhau được biểu thị bằng đèn
LED nhấp nháy, như được liệt kê trong Bảng 2-1.

45. 44
Bảng 2-1: Trạng thái đèn LED nhấp nháy
Điện áp ắc quy Trạng thái đèn LED xanh
Cài đặt trung bình Bật
Cài đặt cao 5 lần nhấp nháy
Thấp hơn 0.25V 4 lần nhấp nháy
Thấp hơn 0.5V 3 lần nhấp nháy
Thấp hơn 0.75V 2 lần nhấp nháy
Lớn hơn 0.75 V 1 lần nhấp nháy
Hình 2-3: Bộ điều khiển chuyển hướng
Điều khiển chuyển hướng hoàn toàn tự động. Sau khi mức sạc cao
và mức sạc trung bình (điểm đặt) được điều chỉnh nội bộ cho một hệ thống
cụ thể (Bảng 2-2), không cần thao tác nào khác để điều khiển nó hoạt động
bình thường.
Bảng 2-2: Cài đặt điện áp mức sạc
Mức sạc Cài đặt điện áp
Cao 14.0 V
Trung bình 13.5 V
Các cài đặt đầu nối dây bên trong vẫn phải ở vị trí mặc định của
chúng, như được liệt kê trong Bảng 2-3.
Bảng 2-3: Cài đặt đầu nối
Đầu nối Cài đặt
Điện áp ắc quy 12 V

46. 45
EQ/LVR Thủ công
Chế độ hoạt động Điều khiển sạc
Việc lựa chọn tải đổ thích hợp cho một hệ thống năng lượng thay thế
là rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ lâu dài và hoạt động an toàn của ắc
quy. Nếu dòng tải đổ quá nhỏ, bộ điều khiển có thể sạc quá mức cho ắc
quy. Nếu dòng tải đổ vượt quá định mức dòng điện tối đa của bộ điều
khiển chuyển hướng, bộ điều khiển có thể tắt và không còn điều chỉnh
do bảo vệ quá tải. Điều này cũng có thể dẫn đến việc sạc ắc quy quá
mức. Tải đổ phải có khả năng hấp thụ nhiều năng lượng hơn so với
nguồn sạc có thể cung cấp.
Lưu ý: Không sử dụng bóng đèn hoặc động cơ điện làm tải đổ.
Kết quả là dòng điện khởi động từ tải cảm ứng hoặc không tuyến tính
có thể khiến bộ điều khiển tắt và không còn bảo vệ ắc quy dự phòng khỏi
sạc quá mức.
Dưới đây là danh sách kiểm tra các điều kiện để xác định kích thước
tải đổ chính xác:
- Định mức công suất của tải đổ phải có thể tiêu tán an toàn 150%
lượng sạc công suất phát tối đa của nguồn.
- Công suất dòng điện tối đa của nguồn sạc phải nhỏ hơn 80% định
mức dòng điện tối đa của bộ điều khiển chuyển hướng.
- Tải đổ sẽ tạo ra dòng điện nhiều hơn khoảng 25% so với đầu ra
hiện tại tối đa của nguồn sạc.
- Định mức điện áp tải đổ phải lớn hơn điện áp đầu ra tối đa của bộ
ắc quy.
- Dòng tải tối đa phải nhỏ hơn dòng của bộ bảo vệ mạch ắc quy.
Ví dụ 2.1: Hãy xác định giá trị dòng điện và công suất 12V DC thích hợp
cho bộ điều khiển chuyển hướng và tải đổ trong hệ thống điện mặt trời,
điện gió, công suất điện mặt trời tối đa là 87W (17.4V×5A) và công suất
gió liên tục tối đa đầu ra là 260W (14.1V×18.44A).
Công suất điện năng của hệ thống tích hợp điện mặt trời và điện gió
của hệ thống này là khoảng 347W, công suất định mức của điện trở tải đổ
cần phải lớn hơn 520.5W để đáp ứng điều kiện đầu tiên. Mặc dù vậy, dòng

47. 46
sạc tối đa của hệ thống này sẽ là khoảng 24.6A ở 14.1V DC, bộ điều khiển
chuyển hướng cần được đánh giá ít nhất là 30.75A để đáp ứng điều kiện
thứ hai. Hơn nữa, do tải đổ phải tạo ra dòng điện nhiều hơn khoảng 25%
so với nguồn sạc, điện trở tải đổ sẽ cần khoảng 0.45 Ohm. Cuối cùng, vì
là một hệ thống 12V DC, điện áp đầu ra của ắc quy tối đa thường là khoảng
15V DC. Do đó, định mức điện áp của tải đổ cần phải cao hơn 15V DC.
2.1.1 Mục tiêu
Trong nội dung này, người học sẽ học cách cài đặt bộ điều khiển
chuyển hướng và tải đổ để khai thác năng lượng thay thế dư thừa sau khi
bộ ắc quy được sạc đầy.
2.1.2 Thiết bị cần thiết
Tham khảo thiết bị trong chương 1 để có được danh sách thiết bị cần
thiết sử dụng cho việc khai thác năng lượng dư thừa sau khi ắc quy đã được
sạc đầy.
2.1.3 Quy trình an toàn
Trước khi tiếp tục cho công việc lắp đặt hệ thống tải đổ và bộ điều
khiển, cần hoàn thành danh sách kiểm tra an toàn sau:
 Cần phải đeo kính bảo hộ.
 Cần phải đi giày an toàn.
 Không mặc bất cứ thứ gì có thể bị vướng ví dụ như cà vạt, đồ trang
sức hoặc quần áo rộng…
 Nếu tóc dài thì hãy buộc lên.
 Khu vực làm việc sạch sẽ, không có dầu nhớt.
 Nền nhà không ẩm ướt.
 Tay áo phải được xắn lên.
2.1.4 Quy trình thực hiện
 Bắt đầu bằng cách lắp đặt và đấu dây các thiết bị cần thiết như
trong Hình 2-4.
Lưu ý: Tất cả các điểm nối đất (dây màu xanh lá) nên được đấu
chung với nhau trên khung hệ thống
 Lắp công tắc dừng, công tắc ngắt kết nối WT, bộ ngắt mạch WT
và ampe kế WT lên bề mặt làm việc thẳng đứng bằng cách vặn các chốt

48. 47
khóa của mỗi mô đun vào vị trí, được thể hiện như sơ đồ nối dây trong
Hình 2-5.
 Cài đặt bộ điều khiển chuyển hướng, tải đổ, công tắc ngắt kết nối
DL, bộ ngắt mạch DL và ampe kế DL lên bề mặt làm việc thẳng đứng bằng
gắn các khóa của mỗi mô đun vào đúng vị trí, được định vị như được hiển
thị trong Hình 2-5.
 Các cực dương (+) và cực âm (-) của ắc quy dự phòng phải được
kết nối với thanh cái nguồn để thuận tiện. Công tắc ngắt kết nối BAT/INV
và bộ ngắt mạch ắc quy dự phòng phải được đấu nối tiếp giữa ắc quy dự
phòng và thanh cái nguồn để đảm bảo an toàn. Sử dụng thanh cái có thể
giảm chi phí đi dây trong lắp đặt hệ thống. Sử dụng thanh cái dương (+)
và âm (-) để phân phối nguồn 12V DC trong toàn hệ thống. Hệ thống cũng
có thể sử dụng thanh cái như một điểm thuận tiện để theo dõi điện áp của
ắc quy.
Cầu dao
Ampe kế
+
_
Công tắc
ngắt kết nối
Cầu dao
Cầu dao
Bộ điều khiển
chuyển đổi tải
Ampe kế
Tải đổ
Ắc qui dự
trữ
GFPD
Công tắc
dừng
+
+
Tháp nối
đất
Máy phát điện
tuabin gió
Nối đất
Tuabin
nối đất
+
+
_
_
_
_
Công tắc
ngắt kết nối
Công tắc
ngắt kết nối
Nối đất
Thanh cái điện âm (-)
Thanh cái điện dương (+)
Hình 2-4: Mô hình hệ thống

49. 48
 Sử dụng ba dây nối màu đỏ (10mm2
), kết nối dây tua bin màu đỏ
với đầu nối trên công tắc dừng. Nối đầu cực trên trên công tắc dừng với
cực dương (+) của ampe kế WT. Nối cực âm (-) của ampe kế WT với bộ
ngắt mạch WT.
Lưu ý: Khi chọn dây nối, hãy chọn chiều dài ngắn nhất có thể để kết nối.
 Sử dụng dây nối màu đen (10mm2
), kết nối phía dưới thiết bị đầu
cuối trên công tắc dừng chuyển sang thanh cái âm (-).
 Kết nối đầu cuối của bộ ngắt mạch WT với công tắc ngắt kết nối
WT và đầu cuối của công tắc ngắt kết nối WT với ắc quy dự phòng bằng
cách lắp một đầu nối dây màu đỏ có đầu nối giữa thanh cái dương (+) và
công tắc ngắt kết nối WT.
 Sử dụng đoạn dây nối màu đen có đầu nối (10mm²), kết nối dây
đen của tua bin với thanh cái âm (-).
DL
A A
W
T
Từ máy
phát điện
tua bin gió
Nối đất
Ắc qui dự trữ
Hình 2-5: Hệ thống nối dây

50. 49
 Sử dụng ba đoạn dây nối màu đỏ (10mm2
), kết nối đầu cực dương
(+) của bộ điều khiển chuyển hướng với đầu cực dương (+) của ampe kế
DL. Nối cực âm (-) của ampe kế DL với bộ ngắt mạch DL.
 Kết nối đầu cuối bộ ngắt mạch DL với cực dương (+) của tải đổ.
Bảng 2-4: Danh sách thiết bị
Tên thiết bị Hình ảnh Số
lượng
Đặc tính kỹ thuật
Công tắc ngắt
mạch
3 Dùng để đóng, ngắt nguồn
cấp và bảo vệ hệ thống
Công tắc dừng 1 Sử dụng để dừng chuyển
động cơ của gió trục máy
phát tua bin trong quá trình
bảo dưỡng hoặc bảo trì
Ampe kế A
2 Dùng đo dòng
Công tắc ngắt kết
nối DL DL
1 Dùng để đóng, ngắt nguồn
Công tắc ngắt kết
nối WT
W
T
1 Dùng để đóng, ngắt nguồn
Thanh cái 1 Dùng cấp nguồn và thuận
tiện giám sát
Tải tiêu tán (tải
đổ)
1 Dùng để tiêu thụ hết điện
năng dư thừa
Bộ điều khiển tải
chuyển đổi
1 Điều khiển sử dụng năng
lượng

51. 50
 Sử dụng hai đoạn dây nối màu đỏ (10mm²), kết nối đầu dương (+)
của bộ điều khiển chuyển hướng với công tắc ngắt kết nối DL và thiết bị
đầu cuối công tắc ngắt kết nối DL khác với ắc quy dự phòng bằng cách lắp
một đầu nối dây màu đỏ có đầu cuối giữa thanh cái dương (+) và công tắc
ngắt kết nối DL.
 Sử dụng đoạn dây nối màu đen (10mm2
), kết nối đầu âm (-) của bộ
điều khiển chuyển hướng với đầu cực âm (-) của tải đổ.
 Sử dụng đoạn dây nối màu đen có đầu nối (10mm2
), kết nối bộ điều
khiển chuyển hướng cực âm (-) của ắc quy đến cực âm (-) thanh cái.
 Sử dụng đoạn dây nối màu xanh lá cây có đầu nối (10mm²), kết
nối điểm tiếp đất của bộ điều khiển chuyển hướng đến điểm tiếp đất của
khung hệ thống.
 Hệ thống bộ điều khiển chuyển hướng phải được nối dây như trong
Hình 2-5.
 Nếu chưa thực hiện, hãy yêu cầu làm theo sự hướng dẫn của
người hướng dẫn lắp động cơ DC mô phỏng gió và gắn trục của nó vào
trục tua bin bằng cách sử dụng bộ ghép nối và phần cứng đi kèm được
cung cấp. Đảm bảo hệ thống mô phỏng gió và bảng điều khiển an toàn đã
được lắp đặt.
 Thực hiện công việc cung cấp năng lượng.
 Đảm bảo là bộ điều khiển động cơ DC đang tắt. Sau đó cấp nguồn
120V AC vào bộ điều khiển mô phỏng gió bằng việc cắm nó vào đầu ra
AC gần đó.
Cảnh báo: Không được kết nối bất kỳ phần nào khác của hệ thống
vào nguồn 220 V AC lưới. Không nên quay máy phát tua bin gió trong thời
gian dài mà không có mạch tải. Không để công tắc dừng ở vị trí (Off).
 Đảm bảo là cả hai Ampe kế đều ở vị trí 0 bằng cách điều chỉnh
con vít trên mặt đồng hồ nếu cần thiết.
 Tháo 4 vít và vỏ để mở bộ điều khiển chuyển hướng và đảm bảo
là tất cả các cài đặt đều khớp với Bảng 2-5 và Bảng 2-6 thay thế vỏ và 4
con vít khi hoàn thành.

52. 51
Bảng 2-5: Cài đặt mức sạc điện áp
Mức độ sạc
Cài đặt điện áp
Mức sạc cao 14.0V
Mức sạc trung bình 13.5V
Bảng 2-6: Cài đặt nối dây
Dây nối Cài đặt
Điện áp ắc quy 12V
EQ/LVR Thủ công
Chế độ hoạt động Điều khiển sạc
 Đảm bảo dây duy nhất được kết nối với cực trung tâm của công tắc
dừng là dây màu đỏ của tua bin gió.
 Yêu cầu người hướng dẫn phải kiểm tra hệ thống kết nối dây điện
đúng với sơ đồ kết nối như Hình 2-5.
 Xoay công tắc ngắt kết nối BAT/INV về vị trí On.
 Xoay công tắc ngắt kết nối WT sang vị trí On.
 Xoay công tắc ngắt kết nối DL sang vị trí On.
 Đảm bảo công tắc dừng ở vị trí chạy của nó.
 Khởi động động cơ điện một chiều và đặt tốc độ của động cơ để
tạo ra dòng điện nạp cực đại trên ampe kế WT.
 Tham khảo Bảng 2-7 và Bảng 2-8. Hãy cho biết ở sạc mức điện áp
nào đèn LED trên bộ điều khiển hiển thị màu xanh lá?
Lưu ý: Mỗi lần tua bin được kết nối với bộ ắc quy, đèn LED của bộ
điều khiển sẽ nhấp nháy hai lần.
Bảng 2-7: Trạng thái nhấp nháy của đèn LED
Điện áp ắc quy Trạng thái đèn LED xanh
Cài đặt trung bình Bật
Cài đặt cao 5 lần nhấp nháy
Thấp hơn 0.25V 4 lần nhấp nháy
Thấp hơn 0.5V 3 lần nhấp nháy
Thấp hơn 0.75V 2 lần nhấp nháy
Thấp hơn >0.75V 1 lần nhấp nháy

53. 52
Bảng 2-8: Cài đặt đầu nối
Đầu nối
Cài đặt
Điện áp ắc quy 12V
EQ/LVR Thủ công
Chế độ hoạt động Điều khiển sạc
 Sử dụng vạn năng DMM, đo và ghi lại mức điện áp DC của bộ ắc
quy mức điện áp DC của bộ ắc quy:______________________________
 Đo và ghi lại mức dòng điện một chiều của bộ ắc quy (dòng sạc)
trên ampe kế WT.
 Mức dòng DC của bộ ắc quy:_____________________________
 Mức điện áp của bộ ắc quy có giống với giá trị được chỉ ra bởi đèn
LED trạng thái xanh?
a) Có b) Không
 Tiếp tục theo dõi hệ thống hoạt động để sạc đầy cho bộ ắc quy.
 Khi bộ ắc quy được sạc đầy đến mức điện áp tối đa, tải đổ có điện
áp cao được kích hoạt và vì vậy nên quan sát thấy sự gia tăng dòng tải đến
một giá trị lớn hơn 0. Tình trạng này có thể kéo dài vài giây, nhưng nó có
thể lặp lại.
 Trong khi tải đổ đang hoạt động, sử dụng đồng hồ vạn năng DMM
để đo và ghi lại mức điện áp DC của tải (trên các đầu nối của tải đổ)
Mức điện áp DC của tải đổ:________________________________
 Trong điều kiện này, đo và ghi lại mức dòng điện DC trên ampe
kế DL.
Mức dòng điện một chiều tải đổ:____________________________
 Khi kết nối tải đổ, điện áp tải đổ có giá trị được biểu thị bằng đèn
LED trạng thái màu xanh lá cây không?
a) Có b) Không
 Tại sao có hoặc tại sao không?

54. 53
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
 Tính toán và ghi lại mức công suất được chuyển hướng (tải đổ) (W
= V×A). Mức công suất:____________________________________
 Nếu có thể, hãy cho phép bộ điều khiển sạc ắc quy dự phòng đến
mức điện áp tối đa trong khoảng một giờ. Nếu thời gian đợi lâu thì có thể
bỏ qua câu hỏi sau.
 Điều gì xảy ra với bộ điều khiển sạc mà điện áp tối đa trước đó đã
vượt quá hơn một giờ?
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
Giảm tốc độ rotor tua bin và tắt bộ điều khiển động cơ DC.
 Xoay công tắc ngắt DL sang vị trí Off
 Xoay công tắc ngắt kết nối WT sang vị trí Off
 Xoay công tắc ngắt kết nối BAT/INV về vị trí Off
 Rút phích cắm bộ điều khiển mô phỏng gió
 Thực hiện quy trình khử năng lượng
 Tháo hệ thống dây điện khỏi các mô đun và đặt từng mô đun trên
bảng lưu trữ dưới cùng để có thể lắp ráp lại sơ đồ và điều khiển hệ thống
theo sơ đồ.
2.2 Biến tần DC-AC
Để các hệ thống năng lượng thay thế cấp nguồn cho đèn gia dụng,
thiết bị điện và thiết bị điện tử thông thường, điện áp DC của hệ thống
(12V, 24V hoặc 48V) phải được chuyển đổi thành điện áp AC (120V hoặc
240V một pha; 208V, 277V, hoặc 480V ba pha). Bộ nghịch lưu (hình 2.6)
là một thiết bị thực hiện việc chuyển đổi nguồn DC sang nguồn cung cấp
AC với tần số 50 hoặc 60 Hertz (Hz). Bộ biến tần cung cấp nguồn năng
lượng điện cần thiết và hoạt động tự động để cung cấp liên tục nguồn điện
xoay chiều từ nguồn điện một chiều, chẳng hạn như nguồn DC từ ắc quy,
mô đun năng lượng mặt trời PV, hoặc máy phát tua bin gió.

55. 54
Hình 2-6: Biến tần công suất 1kW
Các bộ biến tần công suất giá rẻ không tạo ra dạng sóng AC thuần
túy hình sin ở đầu ra của chúng, mà thay vào đó tạo ra một sóng hình sin
đã sửa đổi (hình 2-7) có chứa các tần số bổ sung, được gọi là sóng hài.
Hình 2-7: Dạng sóng đầu ra biến tần.
Sự biến dạng sóng hài này có thể gây nhiễu cho một số thiết bị điện
tử hiện đại, vì vậy bộ nghịch lưu sóng sin thuần túy được mong muốn hơn.
Dạng sóng AC đầu ra của biến tần xác định chất lượng điện năng, ảnh
hưởng đến hiệu suất chuyển đổi tổng thể.
Cấu hình hệ thống: Các bộ biến tần được thiết kế để kết nối với lưới
điện được gọi là bộ biến tần tương tác tiện ích, bộ biến tần nối lưới (GTIS).
Biến tần nối lưới phải đồng bộ hóa dạng sóng AC ngõ ra (điện áp, tần số
và độ méo) của biến tần với cùng thông số dạng sóng AC của lưới điện.
Các bộ biến tần tương thích hữu ích cũng phải cung cấp hiệu chỉnh
hệ số công suất để giữ cho điện áp và dòng điện cùng pha đối với tải cảm

56. 55
hoặc tải điện dung. Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất thực (W) và
công suất biểu kiến (VA).
Hình 2-8: Mối quan hệ pha giữa điện áp và dòng điện đối với tải kháng
Công suất biểu kiến bỏ qua sự lệch pha giữa dạng sóng điện áp và
dòng điện xảy ra khi tải không thuần điện trở; mà còn chứa điện cảm hoặc
điện dung (gọi là tải phản kháng). Đối với tải điện trở, hệ số công suất bằng
một, công suất thực và giá trị công suất biểu kiến bằng nhau. Tuy nhiên,
đối với tải phản kháng, công suất thực thực tế thấp hơn (Hình 2-8)
Một số bộ biến tần nối lưới được thiết kế để hoạt động mà không cần
nguồn ắc quy của hệ thống, như thể hiện trong Hình 2-9.
Hình 2-9: Hệ thống tích hợp hữu ích (không dùng ắc quy)
Tuy nhiên, hầu hết các biến tần không hòa lưới trong một hệ thống
độc lập yêu cầu một bộ ắc quy để lưu trữ năng lượng tái tạo đã được khai
thác (Hình 2-10). Đầu ra biến tần không hòa lưới kết nối trực tiếp với hệ
thống dây điện AC của tòa nhà, nhưng không kết nối với điện lưới.

57. 56
Hình 2-10: Hệ thống độc lập (có ắc quy)
Bộ biến tần cũng có thể được sử dụng trong hệ thống kết nối lưới
theo hai phương thức (Hình 2-11). Hệ thống hai bên bao gồm một trạm ắc
quy và có thể hoạt động ở chế độ hòa lưới hoặc độc lập. Loại hệ thống này
thường được sử dụng để dự phòng cho phụ tải quan trọng, chẳng hạn như
cần thiết cho máy tính, tủ lạnh, máy bơm nước và hệ thống chiếu sáng khẩn
cấp khi mất điện.
Hình 2-11: Hệ thống kết nối lưới
Các bộ biến tần chạy bằng nguồn ắc quy đôi khi bao gồm một mạch
sạc ắc quy để cho phép sạc lại nguồn ắc quy từ lưới điện hoặc từ máy phát
điện chạy bằng nhiên liệu, chạy bằng động cơ. Đối với hệ thống năng lượng

58. 57
mặt trời hoặc năng lượng gió, máy phát điện "dự phòng" này có thể được
sử dụng trong những ngày nhiều mây với độ cách nhiệt thấp hoặc những
ngày lặng gió, không có gió. Một số biến tần bao gồm một công tắc chuyển
đổi tự động để lựa chọn giữa các nguồn năng lượng có sẵn (ví dụ: lưới
điện, năng lượng mặt trời, gió, thủy điện hoặc máy phát động cơ dự phòng).
Nhiều biến tần bao gồm các tính năng hiển thị và thu thập dữ liệu để cung
cấp thông tin chi tiết về việc sử dụng hàng ngày và lượng năng lượng tích
lũy được tạo ra. Các dữ liệu khác cũng có thể được đo, hiển thị, lưu trữ và
truy xuất, chẳng hạn như điện áp, dòng điện và nguồn AC hoặc DC. Một
số phụ kiện tùy chọn để có thể được thêm vào bộ biến tần, chẳng hạn như
là bộ điều khiển từ xa (Hình 2-12) để bật và tắt nguồn từ xa của biến tần.
Một số lắp đặt năng lượng mặt trời PV sử dụng bộ biến tần công suất
nhỏ, được gọi là bộ nghịch lưu siêu nhỏ hoặc bộ biến tần mô đun AC được
đặt ở mỗi mô đun năng lượng mặt trời để phân phối điện áp cao hơn AC
thay vì DC. Một bộ biến tần chịu được điện áp DC cao (lớn hơn 48V) ở
đầu vào của nó được gọi là bộ biến tần chuỗi. Biến tần chuỗi cho phép sử
dụng nhiều mô đun năng lượng mặt trời PV được kết nối nối tiếp để giữ
dòng điện phân tán ở mức thấp, giúp giảm kích thước và chi phí dây dẫn.
Các bộ biến tần được thiết kế để lắp đặt năng lượng mặt trời PV thường
bao gồm bộ điều khiển sạc theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) để duy
trì công suất tối đa khi ánh sáng mặt trời và nhiệt độ thay đổi.
Hình 2-12: Bộ điều khiển cho biến tần
Một tính năng an toàn quan trọng cho biến tần tương tác hữu ích
được gọi là chống đảo (hoặc không đảo). Mạch này cho phép bộ biến tần
vô hiệu hóa đầu ra của nó và ngắt nguồn điện lưới khi không có nguồn

59. 58
điện, chẳng hạn như trong quá trình bảo trì tiện ích hoặc khi mất điện. Thực
hành này giúp bảo vệ con người làm trên đường dây khỏi bị điện giật. Các
thiết kế chống đảo cũng phải kiểm tra các vi phạm về điện áp, tần số và
khả năng chịu méo, đồng thời ngắt kết nối nguồn điện AC khi vượt quá
thông số kỹ thuật cho phép. Biến tần sẽ kiểm tra lại điều kiện đường dây
nguồn điện AC vài phút một lần để trả lại nguồn điện cho biến tần nếu
nguồn điện ổn định
Bộ biến tần phải có công tắc ngắt kết nối và bảo vệ quá tải mạch ở
cả hai phía nguồn điện DC và nguồn điện AC. Ngoài ra, đầu ra nguồn AC
của biến tần phải được đánh giá cho công suất nhiều hơn ít nhất 25% so
với tải dự kiến. Biến tần phải được thông gió tốt để duy trì hiệu quả và tuổi
thọ hoạt động lâu dài. Đối với lắp đặt ngoài trời, biến tần nên tránh ánh
nắng trực tiếp để giảm nguy cơ quá nhiệt. Hệ thống dây điện phải có kích
thước theo mã điện quốc gia và địa phương dựa trên xếp hạng hiện tại ở
cả hai phía nguồn điện DC và nguồn điện AC. Do liên quan đến dòng điện
cao, tất cả các kết nối nguồn điện DC với biến tần phải sạch sẽ, an toàn về
mặt cơ học và có điện trở thấp để đảm bảo truyền tải điện năng tối đa và
ngăn ngừa nguy cơ hỏa hoạn.
Nối đất nguồn điện DC và nguồn điện AC có thể khác nhau giữa các
bộ biến tần khác nhau. Một số bộ biến tần không nối lưới, chi phí thấp giữ
cho cực âm nguồn điện DC (-) được liên kết bên trong vỏ máy với mặt đất.
Điều này sẽ vô hiệu hóa các thiết bị bảo vệ sự cố chạm đất (GFPD) trong
cài đặt năng lượng mặt trời PV.
Nhiều bộ biến tần tự động cách ly cả hai dây dẫn mang dòng điện
AC khỏi vỏ của biến tần, điều này có thể cho phép dòng trung tính AC nổi
lên đến 60V AC so với mặt đất tham chiếu. Trong hệ thống điện độc lập
(ngoài lưới) không dành cho phân phối nguồn điện AC, cấu hình này có
thể chấp nhận được. Tuy nhiên, trong một hệ thống tương tác tiện ích, điều
kiện này không được phép.
Cảnh báo: Các đường dây tải và trung tính trong hệ thống phân
phối điện xoay chiều phải luôn được coi là các điểm điện áp cao (lớn hơn
100V AC). Đừng bao giờ cho rằng đường trung tính luôn ở mức 0V.
Trong hệ thống nối lưới, đường dây trung tính của bộ nguồn AC phải
được nối với đất. Thông thường GFPD cũng được yêu cầu trên các hệ
thống năng lượng mặt trời PV. Tuy nhiên, liên kết điện giữa thanh DC âm
(-) và khung vỏ nối đất chỉ bắt buộc đối với các hệ thống có điện áp hệ

60. 59
thống ắc quy và điện áp mảng năng lượng mặt trời lớn hơn 50V DC Trong
hệ thống 12V DC, GFPD không phải là yêu cầu bắt buộc.
Bộ biến tần có sóng sin chuẩn được cung cấp trong hệ thống năng
lượng mặt trời, năng lượng gió được đánh giá cho khả năng hoạt động liên
tục 1000W và tăng vọt 2000W. Một trong số hai ổ cắm AC được bảo vệ
quá dòng cho công suất liên tục tối đa 500W. Bảng 2-9 liệt kê một số thông
số kỹ thuật điện của biến tần.
Bảng 2-9: Thông số kỹ thuật biến tần
Thông số kỹ thuật Giá trị
Công suất đầu ra liên tục 1kW
Công suất đầu ra tăng vọt 2kW
Điện áp đầu vào DC 12V DC (11-15 V)
Điện áp đầu ra AC 110V AC ±10%
Tần số đầu ra AC 60 Hz ±2%
Hiệu suất 90%
Tổng độ méo sóng hài 4% ±1%
Tổng công suất biểu kiến 1.4 kVA ±10%
Sử dụng nút nhấn SET để chọn thông tin hiển thị trên bảng điều
khiển phía trước: điện áp đầu vào (VDC), công suất tiêu thụ biểu kiến
(kVA), điện áp đầu ra (VAC) hoặc trạng thái lỗi (FAULT). Bảng 2-10 liệt
kê một số chỉ báo lỗi phổ biến.
Bảng 2-10: Chỉ dẫn lỗi
Hiển thị
Mô tả Ngưỡng Đề cập khác
TH Nhiệt độ cao >150ºF (65ºC) LED đỏ bật
OSt
Quá tải hoặc ngắn
mạch (quá dòng AC)
Đánh giá công
suất
LED đỏ bật
InL
Đầu vào thấp (điện áp
DC thấp)
<10.5V ±0.5V
<10V ±0.5V
Tiếng báo
động,
LED đỏ bật
InH
Đầu vào cao (quá áp
DC)
>16.5V ±1V LED đỏ bật
S.2.9 Lỗi biến tần N/A N/A

61. 60
Mục tiêu
Trong công việc này, người điều khiển sẽ cài đặt và vận hành một
bộ biến tần để chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC, sẽ kết nối một tải
AC và kiểm tra hệ thống điện để hoạt động tốt.
Quy trình an toàn
Trước khi tiếp tục công việc này, hãy hoàn thành danh sách kiểm
tra sau:
- Cần đeo kính bảo hộ, đi giày bảo hộ.
- Không đeo bất cứ thứ gì có thể bị vướng ví dụ như cà vạt, đồ trang
sức hoặc quần áo rộng.
- Nếu tóc dài, hãy buộc lại.
- Khu vực làm việc sạch sẽ và không có dầu nhớt
- Nền nhà không ẩm ướt.
- Tay áo phải được xắn lên.
Lắp đặt cho hệ thống biến tần DC - AC
Tiến hành lắp đặt và đấu dây các thiết bị cần thiết như trong Hình 2-
13 và Hình 2-14.
Hình 2-13: Cấu hình hệ thống DC
Lưu ý: Tất cả các điểm nối đất của khung mô hình, thiết bị nối
đất (dây màu xanh lá cây) phải được đấu lại với nhau tại một điểm trên
hệ thống.

62. 61
Hình 2-14: Cấu hình hệ thống AC
 Lắp đặt một ổ cắm AC lên bề mặt làm việc khung mô hình thẳng
đứng bằng cách vặn các chốt khóa của mô đun vào vị trí, được định vị như
trong Hình 2-15.
 Lắp đặt bộ biến tần lên bề mặt làm việc khung mô hình nằm ngang
bằng cách vặn các chốt khóa của mô đun vào vị trí, được định vị như trong
Hình 2-15.
 Các cực nguồn dương (+) và cực nguồn âm (-) của ắc quy dự phòng
phải được kết nối với thanh cái nguồn để thuận tiện kết nối theo dõi.
Công tắc ngắt kết nối BAT/INV và bộ ngắt mạch ắc quy dự phòng phải
được đấu nối tiếp giữa bộ ắc quy và thanh cái nguồn để đảm bảo an
toàn. Sử dụng thanh cái có thể giảm chi phí đi dây trong lắp đặt hệ
thống. Sử dụng ray thanh cái nguồn dương (+) và ray thanh cái nguồn
âm (-) để phân phối nguồn 12V DC trong toàn hệ thống. Việc sử dụng
thanh cái có thể mang lại nhiều ưu điểm như để theo dõi điện áp của trạm
ắc quy, tiện lợi cho lắp đặt.

63. 62
 Sử dụng dây màu xanh lục có đầu nối #8 AWG (10mm2
), kết
nối cọc nối đất của bộ biến tần nguồn với điểm nối đất của khung mô
hình hệ thống.
 Sử dụng dây đen có đầu nối # 8 AWG (10mm2
), kết nối đầu cực
nguồn âm (-) của biến tần nguồn với đầu nối thanh cái nguồn âm (-).
 Sử dụng dây màu đỏ có đầu nối # 8 AWG (10mm2
), kết nối đầu
cực nguồn dương (+) của biến tần nguồn với đầu nối thanh cái nguồn
dương (+).
 Sử dụng ba dây dẫn có phích cắm hình chuối 4 mm (đen, trắng và
xanh lá cây), kết nối ổ cắm AC với hộp cầu dao AC.
 Lắp đèn sợi đốt 120V AC (60W) vào ổ cắm AC bằng cách sử dụng
một trong các bộ điều hợp ổ cắm đèn.
 Hệ thống phải được nối dây như trong Hình 2-15.
Nối từ CB AC
Nối đất
Nối Ắc quy
Bộ chuyển đổi DC ra AC
Nguồn 120VAC
Hình 2-15: Sơ đồ nối dây

64. 63
Bảng 2-11: Danh mục thiết bị
Tên thiết bị Hình ảnh Số lượng Đặc tính kỹ thuật
Công tắc ngắt
mạch
1
Dùng để đóng,
ngắt nguồn cấp và
bảo vệ hệ thống
Ổ cắm AC 1
Dùng để cấp nguồn
120V AC cho tải
Thanh cái 1
Bộ chuyển đổi
DC/AC (biến tần)
1
Dùng chuyển đổi
điện năng
(DC/AC)
Lưu ý:
Khi chọn dây, hãy chọn chiều dài ngắn nhất từ hai điểm cần kết nối
để tránh dư thừa.
Đảm bảo đặt công tắc nguồn ở phía sau ổ cắm AC mà biến tần cung
cấp cho hệ thống.
Không kết nối bất kỳ bộ phận nào của mô hình thực tập với nguồn
điện từ lưới 220V AC.
Thực hiện cung cấp nguồn
 Yêu cầu người hướng dẫn kiểm tra hệ thống dây điện.
 Xoay công tắc ngắt kết nối BAT/INV về vị trí On.
 Chuyển công tắc nguồn bộ biến tần sang vị trí On.
 Sử dụng DMM, đo và ghi lại cấp điện áp DC đầu ra của bộ nguồn
ắc quy.