SlideShare a Scribd company logo
1 of 40
Download to read offline
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----  -----
NGÔ THỊ ÁNH TUYẾT
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP
PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ
ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Đà Nẵng, 2019
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------
NGÔ THỊ ÁNH TUYẾT
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP
PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ
ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử
Mã số : 8520203
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. BÙI THỊ MINH TÚ
Đà Nẵng – Năm 2019
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN
LƯỚI TRONG SINH HOẠT
Học viên: Ngô Thị Ánh Tuyết Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 8520203 Khóa: 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt – Thế giới đang tiến xa việc sử dụng năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời.
Công nghệ năng lượng tái tạo và chính sách của chính phủ khuyến khích sử dụng các nguồn năng lượng
này để đảm bảo sự phát triển bền vững là những yếu tố chính thúc đẩy việc áp dụng năng lượng tái tạo.
Trong quy mô nhỏ, các nguồn năng lượng tái tạo thường độc lập, có nghĩa là các nguồn năng lượng được
sử dụng trong sự cô lập [12, 13]. Điều này dẫn đến những người khó khăn khi chỉ riêng mỗi nguồn năng
lượng không thể đáp ứng nhu cầu của người dùng.
Trong đề tài này đề xuất một giải pháp có thể kết hợp năng lượng mặt trời với điện. Hệ thống được
đề xuất đo lường nguồn cung cấp năng lượng và sử dụng năng lượng theo thời gian thực để xác định xem
có cần thêm nguồn điện hay không và có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách sử dụng nguồn điện từ lưới điện.
Trong trường hợp năng lượng mặt trời vượt quá yêu cầu, năng lượng vượt quá có thể được lưu trữ trong
hệ thống lưu trữ năng lượng riêng biệt.
Hệ thống được đề xuất là hoàn toàn tự động và có thể cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho việc
sử dụng bình thường. Ngoài ra, hệ thống giám sát được sử dụng để theo dõi sự thay đổi của nguồn cung
cấp năng lượng mặt trời để sửa đổi hệ thống tự chế nếu cần thiết.
Từ khóa – năng lượng mặt trời; năng lượng tái tạo; hệ thống năng lượng thông minh; điện lưới;
IoT
RESEARCH SOLUTIONS FOR SOLAR AND ELECTRIC NETWORKING IN
ACTIVITIES
Abstract -The world is moving far away from using renewable energy, especially solar power.
Renewable energy technologies and government policies that encourage the use of these sources of
energy to ensure sustainable development are key factors driving adoption of renewable energy. In the
small-scale, renewable energy sourcesare often independent, meaning that energy sources are used in
isolation [12, 13]. This leads to the difficulty forusers when the each of the energy sources alone cannot
meet the demand of the user.
In this topic proposed a solution that can combine solar power with electricity. The proposed
system measures the solar power supply and the power usage on real-time to determine if additional
power is required and can fulfills that requirement by using power from electricity grid. In case of solar
energy exceeds the requirement, the exceeded energy can be stored in separated energy storage system.
The proposed system is fully automatic and can provide reliable power for the normal usage. In
addition, a monitoring system is used to keep track of the variation of solar power supply so that system
modification bemade if needed.
Key words–solar energy; renewable energy; smart energy system; electricity grid; internet of
things
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i
TÓM TẮT ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT..............................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... vii
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..............................................................2
6. Cấu trúc của luận văn............................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI .........4
1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời ...........................................................................4
1.1.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................4
1.1.2. Quy hoạch cơ cấu nguồn điện Việt Nam........................................................5
1.1.3. Tiềm năng năng lượng tái tạo ở Việt Nam .....................................................6
1.2. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời.....................................................................8
1.2.1. Hệ thống Điện mặt trời hòa lưới.....................................................................8
1.2.2. Hệ thống Điện mặt trời độc lập.......................................................................9
1.2.3. Hệ thống Điện mặt trời Hybrid.....................................................................10
1.3. Ứng dụng IoT trong giám sát hệ thống năng lượng mặt trời .................................11
1.4. Kết luận chương .....................................................................................................12
CHƯƠNG 2. TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜIỞ MIỀN TRUNG
VIỆT NAM...................................................................................................................14
2.1. Cường độ bức xạ năng lượng mặt trời theo từng khu vực tại Việt Nam................15
2.2. Khai thác năng lượng mặt trời tại Đà Nẵng ...........................................................17
2.3. Kết luận chương .....................................................................................................18
CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC
NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG..........................................................19
3.1. Phân tích thực tế nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong sinh hoạt ..............................19
3.2. Đề xuất mô hình phối hợp năng lượng mặt trời và điện lưới.................................20
3.3. Kết luận chương .....................................................................................................23
iv
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THỬ NGHIỆM HỆ
THỐNG PHỐI HỢP ...................................................................................................24
4.1. Thiết kế và thi công phần cứng ..............................................................................24
4.1.1. Thiết kế thi công khối xử lý trung tâm .........................................................24
4.1.2. Mạch sim 808................................................................................................24
4.1.3. Mạch thẻ nhớ SD card ..................................................................................28
4.1.4. Mạch nguồn 5V.............................................................................................28
4.1.5. Khối wifi .......................................................................................................29
4.1.6. Đo dòng và áp một chiều của PIN năng lượng mặt trời ...............................30
4.1.7. Đo dòng, áp và công suất của tải xoay chiều................................................31
4.2. Thiết kế phần mềm .................................................................................................33
4.2.1. Lưu đồ thuật toán chương trình chính ..........................................................33
4.2.2. Lưu đồ thuật toán chương trình con..............................................................35
4.3. Thiết kế xây dựng server và website ......................................................................38
4.3.1. Hosting.........................................................................................................39
4.3.2. Cơ sở dữ liệu (database) ...............................................................................41
4.3.3. Trang chủ ......................................................................................................42
4.4. Sản xuất thử nghiệm hệ thống điều khiển ..............................................................42
4.5. Triển khai thử nghiệm hệ thống .............................................................................44
4.6 Kết luận chương…………………………………………………………………..50
KẾT LUẬN ..................................................................................................................50
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ...............................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................52
v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AC Alternating Current
CSP Concentrated Solar Power
DC Direct Current
GPS Global Positioning System
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile Communications
ICPS In-Circuit Serial Programming
IoT Internet of Things
NLMT Năng lượng mặt trời
NLTT Năng lượng tái tạo
PV Photovoltaic
SPI Serial Peripheral Interface
UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng Trang
1.1. Tiềm năng lý thuyết của điện mặt trời 6
1.2.
Tiềm năng giảm chi phí sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và
gió, 2015-2025
7
2.1. Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam 16
2.2.
Lượng tổng xạ bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng
trong năm ở một số địa phương của nước ta (đơn vị:
MJ/m2/ngày)
16
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
1.1. Cơ cấu công suất điện năm 2014 5
1.2. Mô hình hệ thống điện mặt trời hòa lưới 8
1.3. Mô hình hệ thốngđiện mặt trời độc lập 9
1.4. Mô hình hệ thống điện mặt trời Hybrid 10
1.5. Mô hình hệ thống IoT 11
2.1. Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam 14
2.2. Đồ thị bức xạ mặt trời tại Đà Nẵng phân bố /tháng 17
2.3.
Tương quan giữa tổng lượng bức xạ tháng -Y (KWh/m2) và
tổng giờ nắng tháng - X (giờ)
18
3.1. Năng lượng điện tiêu thụ tại Hòa Vang (01/2016-08/2018) 20
3.2. Phân bố công suất tiêu thụ đỉnh 20
3.3.
Sơ đồ khối hệ thống phối hợp giữa năng lượng mặt trời và điện
lưới
21
3.4. Sơ đồ khối thực hiện chức năng của hệ thống kết hợp 22
3.5. Các thông số đo đạc được thu thập trên website 23
3.6. So sánh công suất theo thời gian 23
4.1. Sơ đồ nguyên lý của mạch vi điều khiển PIC18F4550 24
4.2. Sơ đồ khối mạch Sim 808 25
4.3. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn dùng IC MIC29302 25
4.4. Sơ đồ nguyên lý truyền tín hiệu từ SIM sang vi điều khiển 26
4.5. Sơ đồ nguyên lý nhận tín hiệu RX từ vi điều khiển sang SIM 26
4.6. Sơ đồ nguyên lý kết nối SIM card và Sim808 27
4.7. Sơ đồ nguyên lý mạch Sim808 27
4.8. Sơ đồ nguyên lý mạch đọc SD card 28
4.9. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5v dùng LM2596 28
4.10. Mạch nguồn được đề xuất của nhà sản xuất 29
4.11. Sơ đồ nguyên lý mạch ESP8266 29
4.12. Tấm PIN năng lượng mặt trời 30
4.13. Module cảm biến dòng 30
viii
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
4.14. Sơ đồ cầu trở hạ áp 31
4.15. Module đo dòng, áp và công suất của tải xoay chiều 32
4.16. Lưu đồ thuật toán chương trình chính của PIC18F4550 33
4.17. Lưu đồ thuật toán của Node MCU 8266 34
4.18. Lưu đồ thuật toán khởi tạo hệ thống 35
4.19. Lưu đồ thuật toán lưu dữ liệu vào thẻ SD 36
4.20. Lưu đồ thuật toán gửi dữ liệu lên Sever 37
4.21. Lưu đồ thuật toán chương trình truyền lên web thông qua wifi 38
4.22. Giao diện Hosting 39
4.23. Nơi lưu trữ, update file nguồn (sources code) 40
4.24. Nơi quản lí, lưu trữ cơ sở dữ liệu (database) 40
4.25. Cấu trúc cơ sở dữ liệu bảng thông số hệ thống 41
4.26. Một số thông số đo được, lưu trữ trên HOSTING 41
4.27. Giao diện trang chủ website 42
4.28. Bo mạch chính của hệ thống 42
4.29. Bo mạch chính của hệ thống3D 43
4.30. Bo mạch sau khi hoàn thiện 43
4.31. Sơ đồ mô tả kết nối của hệ thống 44
4.32. Tấm Pin năng lượng mặt trời 44
4.33. Inverter 45
4.34. Ắc quy VISION 45
4.35. Tủ điện 45
4.36. Sai số mạch đo điện áp một chiều 46
4.37. Các thông số trên bộ nguồn DC SUPPLY với tải là DC motor 46
4.38.
Kết quả đo các thông số của nguồn DC với tải là động cơ DC
(thay thế cho tấm PIN năng lượng mặt trời và tải là
INVERTER chuyển đổi DC/AC)
47
4.39. Giảm nguồn cung cấp còn 25VDC và dòng là 1.37A 47
4.50. Kết quả đo lần 2 48
4.51. Giảm Vsupply còn 12Vdc và 0.95A 48
4.52. Kết quả đo 48
ix
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
4.53. Tải tiêu thụ 49
4.54. Kết quả đo 49
4.55. Kết quả thu được trên website 50
4.56. Vị trí setting 50
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Khai thác nguồn năng lượng tái tạo là xu hướng phát triển hiện tại ở trên thế giới
cũng như ở Việt Nam, đặc biệt là năng lượng mặt trời để bổ sung, thay thế một phần
năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt, không gây tác động tới môi trường, giá thành
càng lúc càng rẻ theo sự phát triển của vật liệu và công nghệ bán dẫn là một nhu cầu
thực sự cần thiết đối với mọi quốc gia.
Năng lượng điện mặt trời có nhiều ưu điểm: dễ dàng lắp đặt tại mái các ngôi
nhà cao tầng, tại các khu đất trống hiệu quả sản xuất nông nghiệp kinh tế không cao, ít
tác động tới môi trường, dự trữ là một nguồn vô tận. Ở nước ta hiện nay việc sử dụng
năng lượng điện mặt trời ngày càng phát triển. Hệ thống năng lượng điện mặt trời
được sử dụng chủ yếu dưới hai dạng:
- Hệ thống năng lượng điện mặt trời nối trực tiếp với lưới điện quốc gia. Hệ
thống lọai này không cần bộ phận tích trữ năng lượng, nó cung cấp điện năng được tạo
ra trực tiếp cho lưới điện và được xem như là một nguồn điện bổ sung cho lưới điện
quốc gia.
- Hệ thống lưới điện độc lập phải sử dụng hệ thống tích năng lượng, thường là
các nhóm ắc qui. Ở loại hệ thống này tải chỉ được cung cấp năng lượng từ nguồn điện
mặt trời. Hệ thống có ưu điểm về mặt sinh thái và về kinh tế, tạo ra nguồn điện xoay
chiều cho các khu dân cư hẻo lánh cách xa lưới điện quốc gia.
Do đó, đề tài “Nghiên cứu giải pháp phối hợp năng lượng mặt trời và điện lưới
trong sinh hoạt ” là một trong những giải pháp tiết kiệm, sử dụng hiệu quả năng lượng
đồng thời cũng góp phần thực hiện công tác bảo vệ môi trường, giảm lượng khí thải
gây hiệu ứng ảnh hưởng đến tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng mặt trời kết hợp với
lưới điện dùng trong sinh hoạt nhằm giảm thiểu tình trạng lệ thuộc hoàn toàn vào
nguồn năng lượng từ lưới điện và giảm tác động đến môi trường.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Năng lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ năng lượng mặt
trời, hệ thống đo đạc công suất tiêu thụ năng lượng, hệ thống phối hợp các nguồn năng
lượng.
- Phạm vi nghiên cứu: Sự vận hành của bộ chuyển đổi quang năng- điện năng,
phương thức đo công suất điện một chiều của năng lượng mặt trời và đo đạc công suất
2
tiêu thụ điện năng theo thời gian thực, đề xuất hệ thống kết hợp năng lượng mặt trời và
điện lưới trong sinh hoạt phù hợp với điều kiện môi trường.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết, tính toán trên một số thiết bị có sẵn trên thị trường, đề xuất
mô hình và thử nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài nghiên cứu đề xuất mô hình và phương pháp phối hợp. Đánh giá nhu cầu
sử dụng năng lượng địa phương, đề xuất triển khai mô hình trong thực tế. Kết quả
nghiên cứu có thể triển khai áp dụng trong thực tế.
6. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 5 chương:
 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Trong chương này trình bày tổng quan về năng lượng mặt trời, các mô hình hệ
thống năng lượng mặt trời và ứng dụng IoT trong giám sát hệ thống năng lượng mặt
trời.
Chương 2:TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ở MIỀN TRUNG
VIỆT NAM
Chương này trình bày tổng quan về cường độ bức xạ năng lượng mặt trời
theo từng khu vực tại Việt Nam, khai thác năng lượng mặt trời tại Đà Nẵng.
Chương 3: MÔ HÌNH PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC
NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRUYỂN THỐNG
Chương này đề xuất giải pháp kết hợp năng lượng mặt trời với các nguồn năng
lượng truyền thống như điện lưới hoặc các nguồn điện dự phòng khác. Hệ thống được
đề xuất sẽ làm nhiệm vụ đo lường năng lượng của nguồn điện cung cấp và năng lượng
tiêu thụ của tải theo thời gian thực để xác định xem có cần thêm nguồn điện hay không
và có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách sử dụng nguồn điện từ lưới điện để đảm bảo công
suất tiêu thụ của tải.
 Chương 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHỐI HỢP
Chương này sẽ tiến hành thiết kế và thi công hệ thống, bao gồm cả phần cứng và
phần mềm. Mạch điều khiển hệ thống phối hợp sau khi hoàn thành đảm bảo hoạt động
ổn định, các thông số đo đạt như: dòng, áp một chiều từ nguồn POWER SUPPLY, kết
quả đo sai số nhỏ, đối với dòng, áp, công suất và năng lương tiêu thụ của tải được đo
thông qua module PZEM004T cho kết quả sai số đúng như datasheet của nhà cung
cấp.
3
 Chương 5: ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG VÀ KẾT LUẬN
Chương này đề cập phần đo đạt và điều khiển chuyển mạch hòa lưới, với các
tham số đầu vào giả lập là nguồn DC supply, ngõ ra tải xoay chiều được cấp từng
nguồn điện lưới để đo các tham số điện áp, dòng điện, công suất và năng lượng tiêu
thụ.
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời
1.1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, các nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu, khí đốt đã và đang là
nguồn năng lượng chiếm tỷ trọng lớn cho phát điện tại nhiều nước trên thế giới cũng
như tại Việt Nam. Trong khi đó, việc sử dụng năng lượng hóa thạch là một trong các
nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe
con người. Các quốc gia khác trên thế giới đang phải đối mặt với những thách thức lớn
do các nguồn năng lượng thông thường để đáp ứng nhu cầu phát điện đã và đang vượt
quá khả năng cung cấp. Chính vì vậy, vấn đề đẩy mạnh nghiên cứu và sử dụng các
nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng gió, năng lượng mặt trời là hết sức
cấp thiết .
Việt Nam là một trong những nước đang phát triển ở Đông Nam Á có mức độ gia
tăng nhu cầu sử dụng điện khá cao (khoảng 10%), đồng thời tỷ trọng năng lượng hóa
thạch sử dụng trong phát điện vẫn còn khá lớn. Bên cạnh nguy cơ thiếu hụt nguồn
năng lượng hóa thạch do trữ lượng đang dần cạn kiệt thì việc sử dụng năng lượng hóa
thạch đang gây ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường cũng là một thực trạng mà
Việt Nam phải đối mặt. Trong khi đó, Việt Nam được biết đến là một nước có tiềm
năng khá lớn về năng lượng tái tạo (NLTT) nhưng hiện tại mới chỉ khai thác và sử
dụng một tỷ lệ rất nhỏ. Cho đến nay số các dự án có tầm cỡ và quy mô ở nước ta rất ít,
tỷ trọng công suất lắp đặt các nhà máy điện từ NLTT trong tổng công suất đặt của cả
hệ thống còn rất khiêm tốn. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực thúc đẩy phát triển NLTT và
nguồn điện từ NLTT trong các quy hoạch phát triển điện lực gần đây, đặc biệt là Quy
hoạch điện VII [1] nhưng việc phát triển NLTT ở Việt Nam vẫn chưa tương xứng với
tiềm năng. Bên cạnh đó, Việt Nam cũng chưa đáp ứng được mục tiêu phát triển trong
Chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 mới
được phê duyệt, cũng như Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh [4], đồng thời
chưa đảm bảo các cam kết của Việt Nam trong Hội nghị Thượng đỉnh Liên Hợp quốc
về Biến đổi khí hậu (Thỏa thuận Paris).
Đẩy mạnh sử dụng NLTT đang là xu thế của các nước trên thế giới bởi vai trò
quan trọng và tính ưu việt của chúng, đặc biệt trong bối cảnh công nghệ sản xuất điện
từ NLTT đang phát triển rất nhanh, dần đảm bảo khả năng cạnh tranh với các nguồn
năng lượng truyền thống. Chính vì vậy, việc gia tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ NLTT
5
là một đòi hỏi tất yếu cho sự phát triển của hệ thống điện, cần được đưa vào cụ thể hơn
trong Quy hoạch nguồn điện Việt Nam.
1.1.2. Quy hoạch cơ cấu nguồn điện Việt Nam
Theo quy hoạch điện VII điều chỉnh, năm 2020 nhu cầu điện năng của Việt Nam
đạt 265 tỷ kWh và đến năm 2030 đạt trên 572 tỷ kWh. Tổng công suất lắp đặt năm
2020 là 60.000 MW và sẽ tăng lên 129.500 MW vào năm 2030, trong đó nhiệt điện
than sẽ chiếm tỷ trọng ngày càng cao cho đến năm 2030. Cụ thể, nếu như trong năm
2015-2016 nhiệt điện than chỉ mới chiếm 34% thì đến năm 2020 lên đến 49,3%, năm
2025 lên 55% và đến năm 2030 sẽ ở mức 53,2%.
Đối với điện từ năng lượng tái tạo (bao gồm cả thủy điện nhỏ) mức tăng còn hạn
chế. Cụ thể năm 2020 khoảng 6,4%, năm 2025 khoảng 6,9% và đến năm 2030 là
10,7%. Xét về cơ cấu các nguồn năng lượng cho phát điện, theo báo cáo của Trung
tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia năm 2015[7], nhiệt điện chiếm 54,15% công suất
nguồn theo loại nhiên liệu (trong đó nhiệt điện than 28,88%, nhiệt điện khí 21,85% và
nhiệt điện dầu 3,42%); thủy điện 39,96% và 5,9% là NLTT trong đó chủ yếu là thủy
điện nhỏ, điện gió và điện mặt trời còn chiếm một tỷ lệ rất nhỏ.
Hình 1.1. Cơ cấu công suất điện năm 2014
(Nguồn: Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia, năm 2015)
Hiện nay, ba nguồn phát điện chính là thủy điện, nhiệt điện khí và nhiệt điện
than, chiếm tới trên 94% tổng công suất nguồn điện trong hệ thống điện nước ta.
NLTT chưa được sử dụng nhiều cho phát điện, hơn nữa có đến 88,6% điện năng sản
xuất từ NLTT ở nước ta là từ các nhà máy thủy điện nhỏ (Nguyễn Ngọc Hoàng, 2015)
[2]. Trong đó, điện gió và điện mặt trời chỉ đóng góp rất nhỏ trong cơ cấu sản xuất
điện cả nước. Theo báo cáo tổng kết hàng năm của Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện
Quốc gia, công suất lắp đặt các nguồn điện sản xuất từ NLTT đến năm 2014 là 2.009
MW. Cụ thể, thủy điện nhỏ là 1.938 MW, sinh khối 24 MW, gió 46 MW, điện mặt trời
1MWp (Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện Quốc gia, 2015).
6
1.1.3. Tiềm năng năng lượng tái tạo ở Việt Nam
Tiềm năng năng lượng mặt trời có thể khai thác được căn cứ vào bức xạ mặt trời.
Việt Nam là khu vực có bức xạ mặt trời hàng năm tương đối lớn và ổn định, đặc biệt là
các khu vực cao nguyên Miền Trung, duyên hải miền Trung và Miền Nam, đồng bằng
sông Cửu Long. Tính trung bình toàn quốc thì năng lượng bức xạ mặt trời là 4-
5kWh/m2 mỗi ngày. Theo đánh giá, những vùng có số giờ nắng từ 1800 giờ/năm trở
lên thì được coi là có tiềm năng để khai thác sử dụng. Đối với Việt Nam, tiêu chí này
phù hợp với nhiều vùng, nhất là các tỉnh phía Nam. Tiềm năng lý thuyết điện mặt trời
tại Việt Nam được dự tính như bảng sau:
Bảng 1.1.Tiềm năng lý thuyết của điện mặt trời
TT Khu vực
Tổng xạ TB
(KWh/m2-
/ngày)
Diện tích (m2
)
Công suất pin
mặt trời
(MWp)
Điện
năng/ngày
(MWh)
1 Đông Bắc bộ và
ĐB Sông Hồng
3,95 65.637.000.000 8.204.625 21.065.375
2 Tây Bắc bộ 4,8 50.684.000.000 6.335.500 19.766.760
3 Bắc Trung bộ 4,9 51.459.000.000 6.432.375 20.487.114
4 Nam Trung bộ
và Tây Nguyên
5,3 99.018.000.000 12.377.250 42.639.626
5 Đông Nam bộ
và ĐBSCL
5,15 64.153.000.000 8.019.125 26.844.021
Tổng cộng 330.951.000.000 41.368.875 130.802.896
Khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên có tiềm năng điện mặt trời cao nhất do
có diện tích đất và tổng xạ mặt trời cao nhất nước.
Theo GreenID (Trung tâm Phát triển sáng tạo xanh) [8] tiềm năng có thể khai
thác cho sản xuất điện năng từ năng lượng mặt trời tại Việt Nam ước tính khoảng
13.000 MW. Trong khi đó, tổng công suất lắp đặt pin mặt trời để sản xuất điện mới chỉ
khoảng 5 MW vào năm 2015, chủ yếu cho mục đích nghiên cứu và điện khí hóa nông
thôn.
Với sự phát triển nhanh về khoa học công nghệ, chi phí phát điện từ các nguồn
năng lượng tái tạo hiện đang giảm nhanh và ngày càng cạnh tranh hơn. Theo đánh giá
của IRENA, chi phí phát điện từ năng lượng mặt trời có thể giảm 59% và năng lượng
gió có thể giảm 26% trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến năm 2025. Cụ thể chi
phí phát điện trung bình đối với điện gió trên bờ có thể giảm 26% và lên đến 35% với
điện gió ngoài khơi. Đối với Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated
7
solar power) có thể giảm ít nhất 37% và Công nghệ quang điện PV (Solar
Photovoltaic) có thể giảm đến 59%.
Bảng 1.2.Tiềm năng giảm chi phí sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió, 2015-2025
Dữ liệu trung bình có trọng số toàn cầu
Chi phí đầu tư
Tỷ lệ
thay
đổi
(%)
Hệ số công
suất
Tỷ lệ
thay
đổi
(%)
Điện quy dẫn
(LCOE) 2015
USD/kWh)
Tỷ lệ
thay
đổi
(%)
2015 2025 2015 2025 2015 2025
Tấm quang điện 1810 790 -57 18 19 8 0,13 0,06 -59
Điện mặt trời công
nghệ hội tụ (PTC:
máng thu parapol)
5550 3700 -33 41 45 8,4
0,15
-0,19
0,09
-0,12
-37
Điện mặt trời công
nghệ hội tụ (ST: tháp
mặt trời)
5700 3600 -37 46 49 7,6
0,15
-0,19
0,08
-0,11
-43
Điện gió trên đất liền 1560 1370 -12 27 30 11 0,07 0,05 -26
Điện gió ngoài khơi 4650 3950 -15 43 45 4 0,18 0,12 -35
Đồng thời, khi các thị trường toàn cầu và khu vực về công nghệ năng lượng mặt
trời, năng lượng gió phát triển, quy mô thị trường tăng lên sẽ mang lại cơ hội để nâng
cao hiệu quả của chuỗi cung ứng, qua đó suất đầu tư còn có cơ hội giảm sâu. Mặc dù
trong quy hoạch điện Việt Nam cũng đã có tính đến sự tham gia của NLTT trong phát
điện, nhưng vẫn chưa xét cụ thể cơ cấu từng nguồn năng lượng tái tạo. Việc xây dựng
quy hoạch vì vậy cần phải có nhiều dữ liệu chi tiết hơn và phải được thu thập, phân
tích một cách có hệ thống để xác định cụ thể và chính xác tiềm năng các nguồn NLTT,
xu thế công nghệ cũng như sự đánh đổi của các lựa chọn chính sách. Điều này đặc biệt
quan trọng vì xu hướng giảm nhanh chi phí sản xuất điện từ NLTT trong tương lai.
Đặc biệt, chi phí sản xuất điện từ NLTT cần được so sánh với chi phí sản xuất từ các
nguồn năng lượng hóa thạch khi tính đầy đủ những chi phí ngoại biên liên quan đến
cảnh quan bị phá hủy, sức khỏe con người và sinh kế bị ảnh hưởng, cũng như môi
trường bị ô nhiễm.
Tóm lại, xu thế công nghệ phát điện từ NLTT cho thấy, phát triển các nguồn
NLTT nói chung, năng lượng gió và năng lượng mặt trời nói riêng cho phát điện đã và
đang có triển vọng lớn và là giải pháp hiệu quả nhằm đạt được những mục tiêu đã đề
ra về an ninh năng lượng cũng như cam kết giảm khí thải của Việt Nam trong Thỏa
8
thuận tại COP21. Nó cũng là cơ sở cho một tương lai chuyển đổi mạnh mẽ trong
ngành năng lượng và trong phát điện bằng NLTT. Sự thiếu hụt nguồn năng lượng
truyền thống phục vụ sản xuất điện ở Việt Nam hoàn toàn có thể được bù đắp bằng
việc khai thác và sử dụng các nguồn NLTT nếu có những chính sách thích hợp. Hiện
vẫn còn thiếu các thông tin và chính sách khuyến khích để phát triển NLTT, những rào
cản này cần được khắc phục để thực hiện có hiệu quả nhằm đảm bảo sự phối hợp tối
ưu giữa các nguồn năng lượng truyền thống và tái tạo. Đối với một quốc gia đang phát
triển như Việt Nam, việc đẩy nhanh sự tham gia của các nguồn NLTT nói chung và
nguồn năng lượng gió, năng lượng mặt trời nói riêng cho phát điện đóng vai trò quan
trọng không chỉ trong việc đáp ứng nhu cầu điện năng mà còn đảm bảo cho phát triển
bền vững của nền kinh tế.
1.2. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời
1.2.1. Hệ thống Điện mặt trời hòa lưới
Điện năng lượng mặt trời thu được từ tấm pin (Solar Panel) là điện một chiều,
qua bộ hòa lưới (Inverter ), có chức năng đổi từ điện DC – AC cùng pha cùng tần số
với điện lưới, sau đó hệ thống sẽ hòa chung với điện lưới quốc gia. Hệ thống này
không cần dùng ắc quy.
- Khi công suất hòa lưới bằng công suất tải thì tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ pin
mặt trời.
- Khi công suất tải tiêu thụ lớn hơn công suất hòa lưới thì tải sẽ lấy thêm lưới bù
vào. Buổi tối sẽ dùng nguyên điện lưới nhà nước vì không có ánh nắng mặt
trời.
Hình 1.2.Mô hình hệ thống điện mặt trời hòa lưới
9
Ưu điểm: Tiết kiệm được một phần lớn chi phí mua ắc quy và mua máy phát
điện. Không sợ thiếu điện vì nếu không đủ điện dùng sẽ tự động lấy lưới điện của Nhà
nước bù vào.
Nhược điểm: Vì chỉ ban ngày mới có nắng nên buổi tối sẽ không dùng được năng
lượng mặt trời, mà phải dùng hoàn toàn điện lưới của Nhà nước. Ngoài ra, trong thời
gian sử dụng, nếu điện lưới Nhà nước mất thì điện năng lượng mặt trời cũng sẽ không
sử dụng được.
1.2.2. Hệ thống Điện mặt trời độc lập
Hệ thống Điện mặt trời độc lập là hệ thống nguồn cung cấp điện mặt trời độc lập
hoàn toàn với điện lưới quốc gia. Hệ thống điện mặt trời độc lập bao gồm các thành
phần cơ bản: Pin mặt trời (Solar Panels), Ắc quy lưu trữ điện (Accu), bộ điều khiển sạc
điện từ pin mặt trời vào Accu (Solar Charger), bộ chuyển điện từ Accu thành điện
xoay chiều cấp cho thiết bị (Inverter), dây dẫn và linh kiện đồng bộ.
Hình 1.3.Mô hình hệ thốngđiện mặt trời độc lập
Pin mặt trời chuyển hóa năng lượng mặt trời dưới dạng quang năng thành điện
năng. Điện năng một chiều (DC) này được nạp vào Accu thông qua một bộ điều khiển
sạc. Điện năng này sau đó lại được chuyển hóa thành điện xoay chiều nhờ vào bộ
Inverter và cung cấp cho thiết bị tiêu thụ điện.
Ưu điểm: Khi bị cắt điện vẫn có điện, độc lập với điện lưới nên có thể sử dụng
cho các ứng dụng lưu động.
10
Nhược điểm: Do sử dụng nhiều thiết bị phụ trợ đi kèm nên toàn hệ thống có
chung các nhược điểm là: chi phí bảo trì cao, hiệu suất chuyển đổi không cao, lượng
điện phụ thuộc vào thời tiết.
1.2.3. Hệ thống Điện mặt trời Hybrid
Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid là giải pháp sử dụng nguồn năng
lượng mặt trời để chuyển thành nguồn điện xoay chiều cung cấp cho phụ tải ưu tiên,
phụ tải ưu tiên là những thiết bị cần duy trì nguồn điện liên tục, hệ thống đồng thời sạc
cho bộ lưu trữ (Ắc quy).
Nếu nguồn điện mặt trời dư sẽ được hòa vào lưới điện quốc gia. Khi nguồn năng
lượng mặt trời thiếu, hệ thống sẽ bổ sung thêm nguồn điện lưới để cung cấp cho phụ
tải và sạc cho bộ lưu trữ.
Với hệ thống điện mặt trời kết hợp Hybrid, khi nguồn điện lưới bị gián đoạn (cúp
điện), hệ thống sử dụng nguồn điện năng lượng mặt trời và kết hợp nguồn điện từ ắc
quy để cung cấp cho phụ tải ưu tiên.
Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid đảm bảo an ninh năng lượng và chất
lượng nguồn điện cho các phụ tải ưu tiên. Sử dụng tối đa nguồn năng lượng sạch,
xanh. Chức năng hòa lưới giúp giảm chi phí điện sử dụng. Hệ thống giúp kéo dài tuổi
thọ của bộ lưu trữ, giảm chi phí bảo trì và thay thế. Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự
động, dễ dàng lắp đặt và vận hành.
Hình 1.4.Mô hình hệ thống điện mặt trời Hybrid
Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid phù hợp với các khu vực cần đảm bảo
an ninh năng lượng cao như trung tâm dữ liệu, các trạm phát sóng viễn thông (BTS),
trạm gác bảo vệ, hệ thống camera giám sát, quốc phòng, y tế, hệ thống server, thang
máy…
Inverter chuyển đổi
11
Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid phù hợp ứng dụng cho các hộ gia đình, văn
phòng, doanh nghiệp và cơ quan hành chính.
1.3. Ứng dụng IoT trong giám sát hệ thống năng lượng mặt trời
Mạng lưới vạn vật kết nối internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối Internet
viết tắt là IoT (Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con
người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải,
trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực
tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của
công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và internet. Nói đơn giản là một tập
hợpcác thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với internet và với thế giới bên ngoài để
thực hiện một công việc nào đó.
Hình 1.5.Mô hình hệ thống IoT
IoT có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và khả năng vận hành, triển khai của hệ
thống điện thông minh.
Về cơ bản, hệ thống điện thông minh là một mạng lưới phát điện, truyền tải, phân
phối và tiêu thụ điện nhưng được áp dụng công nghệ thông tin, truyền thông, số hóa
dữ liệu, áp dụng các công nghệ hiện đại vào việc điều khiển, kiểm tra, giám sát. Hệ
thống cho phép trao đổi thông tin cũng như điện năng hai chiều theo thời gian thực
giữa nhà cung cấp và khách hàng sử dụng điện. Nhìn chung hệ thống điện thông minh
là hệ thống cung cấp năng lượng thông qua việc hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với cơ sở
hạ tầng thông tin liên lạc. Do đó, lượng dữ liệu được thu thập và xử lý thành thông tin
phục vụ công tác vận hành, điều khiển hệ thống điện cũng như được lưu trữ cho các
mục đích khác nhau theo yêu cầu của các quy định trong quản lý, điều tiết hoạt động
điện lực là rất lớn.
12
Đối với khách hàng sử dụng điện, IoT giúp cho việc truyền thông giữa các thiết
bị cảm biến với các công tơ thông minh được liên tục, cho phép tự động điều khiển các
thiết bị như điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, hệ thống ánh sáng... một cách hiệu quả và tiết
kiệm năng lượng. Đối với hệ thống điều khiển trạm biến áp, khả năng kết nối trực tiếp
với thiết bị và trao đổi dữ liệu với các hệ thống quản lý cho phép phát hiện, xử lý mọi
bất thường của hệ thống, giúp cho các công ty điện lực đạt được mục tiêu giảm tổn
thất điện năng, giảm thiếu tối đa sự cố mất điện diện rộng mà không cần có sự can
thiệp của con người.
Đặc biệt, lợi ích cốt lõi của IoT trong hệ thống điện thông minh chính là khối
lượng dữ liệu thu thập được bao gồm số liệu thời gian thực và số liệu quá khứ. Các dữ
liệu này được thu thập từ rất nhiều nguồn khác nhau của hệ thống điện (hệ thống bảo
vệ, điều khiển, công tơ thông minh, các bộ I/O, thiết bị đóng cắt...) tại các trạm biến
áp, nhà máy, nhà ở của khách hàng và các thông tin liên quan khác như thời tiết... Các
số liệu này sẽ được phân tích, xử lý và sử dụng cho công tác dự báo nhu cầu phụ tải
điện từ dài hạn cho đến trung hạn nhằm phục vụ công tác lập kế hoạch cung cấp điện;
hạn chế việc tiết giảm điện do thiếu nguồn thông qua cơ chế dịch chuyển phụ tải đỉnh
trong giờ cao điểm hoặc trường hợp khẩn cấp. Ngoài ra, IoT có thể thông báo kịp thời
cho người sử dụng điện tại hộ gia đình, nhà máy sản xuất và các công ty điện lực về
chất lượng điện, thiết bị, tình trạng cũng như vị trí hư hỏng, tình hình tiêu thụ điện
năng.
Để đáp ứng nhu cầu phát triển hệ thống điện thông minh, tại Việt Nam, IoT cũng
đang được ứng dụng trong nhiều sản phẩm công nghệ cao. Một ví dụ cụ thể là Trung
tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (CPCEMEC) cho ra đời 19 loại
công tơ điện tử cơ bản đáp ứng đầy đủ yêu cầu về đo đếm điện năng từ trực tiếp đến
gián tiếp, đo đếm theo hai chiều giao và nhận, phục vụ tốt nhu cầu mua bán điện khi
ứng dụng năng lượng tái tạo trong hệ thống điện thông minh, thiết bị cảnh báo sự cố
lưới điện từ xa của đường dây trung thế Remote Alarm, các hệ thống phần mềm giám
sát như: hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm MDMS, hệ thống thu thập dữ liệu công tơ
hoàn toàn tự động RF SPIDER, hệ thống giám sát năng lượng mặt trời lắp mái...
Việc Ứng dụng IoT trong việc giám sát và điều khiển hòa lưới trong hệ thống
năng lượng mặt trời độc lập, tình trạng nguồn tải không ổn định hoặc quá công suất
tiêu thụ thì hệ thống căn cứ vào số liệu thu thập được để tính toán và ra lệnh điều khiển
hòa lưới bù công suất cho tải.
1.4. Kết luận chương
Thông qua các tìm hiểu về hệ thống mô hình hệ thống năng lượng mặt trời ngoài
các ưu điểm là giúp tiết kiệm điện, giảm khí thải CO2 phát sinh,thì có khuyết điểm
13
chung là việc kết hợp giữa các nguồn năng lượng như : năng lượng mặt trời, năng
lượng điện lưới và các nguồn năng lượng xanh ( gió, Biogas, điện phân H2) để đảm
bảo tối ưu công suất cung cấp cho tải suốt thời gian hoạt động ngày và đêm thì vẫn
chưa đáp ứng. Vì vậy cần có những nghiên cứu để giải quyết việc bù công suất điện
mặt trời khi cần.
14
CHƯƠNG 2
TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Ở MIỀN TRUNG VIỆT NAM
Từ xa xưa, loài người đã biết tận dụng nguồn năng lượng quý giá này trong nhiều
hoạt động thực tiễn nhằm cải tạo thiên nhiên, chinh phục vũ trụ, cải thiện và nâng cao
chất lượng cuộc sống của mình . Nắng là dòng bức xạ trực tiếp của mặt trời xuống trái
đất, số giờ nắng thể hiện lượng ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu xuống bề mặt trái đất.
Trong đo đạc bức xạ mặt trời, trực xạ là nguồn bức xạ lớn nhất được đo trực tiếp từ
nắng. Việt Nam với lợi thế là một trong những nước nằm trong giải phân bổ ánh nắng
mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới, do đó là nước
có tiềm năng về sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT). Vì vậy, sử dụng năng lượng
mặt trời như một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng
truyền thống, đáp ứng nhu cầu của các vùng dân cư khu vực này là một kế sách có ý
nghĩa về mặt kinh tế, ninh quốc phòng.
Hình 2.1.Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam
15
Tuy nhiên, việc ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam nói chung và miền
Trung nói riêng cho đến nay chưa phát triển, nguyên nhân là chưa có nhiều nghiên cứu
cụ thể tiềm năng của năng lượng mặt trời cũng như khả năng đầu tư xây dựng những
công trình điện mặt trời.
2.1. Cường độ bức xạ năng lượng mặt trời theo từng khu vực tại Việt Nam
Bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng tại Việt Nam. Trung
bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào khoảng 5kW/h/m2/ngày ở các
tỉnh miền Trung và miền Nam, và vào khoảng 4kW/h/m2/ngàyở các tỉnh miền Bắc.
Từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ mặt trời không chỉ nhiều mà còn rất ổn định trong suốt
thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khô sang mùa mưa. Số giờ nắng trong
năm ở miền Bắc vào khoảng 1500-1700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt
Nam, con số này vào khoảng 2000-2600 giờ mỗi năm.
Việt Nam có nguồn NLMT dồi dào cường độ bức xạ mặt trời trung bình ngày
trong năm ở phía bắc là 3,69 kWh/m2 và phía nam là 5,9 kWh/m2. Lượng bức xạ mặt
trời tùy thuộc vào lượng mây và tầng khí quyển của từng địa phương, giữa các địa
phương ở nước ta có sự chênh lệch đáng kể về bức xạ mặt trời. Cường độ bức xạ ở
phía Nam thường cao hơn phía Bắc.
Trong đó:
+ Vùng Tây Bắc
Nhiều nắng vào các tháng 8. Thời gian có nắng dài nhất vào các tháng 4,5 và
9,10. Các tháng 6,7 rất hiếm nắng, mây và mưa rất nhiều. Lượng tổng xạ trung bình
ngày lớn nhất vào khoảng 5,234 kWh/m2/ngày và trung bình trong năm là 3,489
kWh/m2/ngày.
Vùng núi cao khoảng 1500m trở lên thường ít nắng. Mây phủ và mưa nhiều,
nhất là vào khoảng tháng 6 đến tháng 1. Cường độ bức xạ trung bình thấp (< 3,489
kWh/m2/ ngày).
+ Vùng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ
Ở Bắc Bộ, nắng nhiều vào tháng 5. Còn ở Bắc Trung bộ càng đi sâu về phía Nam
thời gian nắng lại càng sớm, nhiều vào tháng 4.
Tổng bức xạ trung bình cao nhất ở Bắc Bộ khoảng từ thàng 5, ở Bắc Trung Bộ
từ tháng 4. Số giờ nắng trung bình thấp nhất là trong tháng 2, 3 khoảng 2h/ngày, nhiều
nhất vào tháng 5 với khoảng 6 – 7h/ngày và duy trì ở mức cao từ tháng 7.
+ Vùng Trung Bộ
Từ Quảng Trị đến Tuy Hòa, thời gian nắng nhiều nhất vào các tháng giữa năm
với khoảng 8 – 10h/ngày. Trung bình từ tháng 3 đến tháng 9, thời gian nắng từ 5 – 6
16
h/ngày với lượng tổng xạ trung bình trên 3,489 kWh/m2/ngày (có ngày đạt 5,815
kWh/m2/ngày).
+ Vùng phía Nam
Ở vùng này, quanh năm dồi dào nắng. Trong các tháng 1, 3, 4 thường có nắng từ
7h sáng đến 17h. Cường độ bức xạ trung bình thường lớn hơn 3,489 kWh/m2/ngày.
Đặc biệt là các khu vực Nha Trang, cường độ bức xạ lớn hơn 5,815 kWh/m2/ngày
trong thời gian 8 tháng/năm.
Dưới đây là bảng số liệu về lượng bức xạ mặt trời tại các vùng miền nước ta.
Bảng 2.1.Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam
Vùng
Giờ nắng trong
năm
Cường độ
BXMT (kWh/m2, ngày)
Ứng dụng
Đông Bắc 1600-1750 3,3 – 4,1 Trung bình
Tây Bắc 1750-1800 4,1 – 4,9 Trung bình
Bắc Trung Bộ 1700-2000 4,6 – 5,2 Tốt
Tây Nguyên và Nam
Trung Bộ
2000-2600 4,9 – 5,7 Rất tốt
Nam Bộ 2200-2500 4,3 – 4,9 Rất tốt
Qua bảng trên cho ta thấy nước ta có lượng bức xạ mặt trời rất tốt, đặc biệt là Tây
Nguyên và Nam Trung Bộ, ở khu vực phía Bắc thì lượng bức xạ mặt trời nhận được ít
hơn. Lượng bức xạ mặt trời giữa các vùng miền khác nhau, thay đổi theo tháng trong
năm.
Bảng 2.2. Lượng tổng xạ bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng trong năm ở một
số địa phương của nước ta (đơn vị: MJ/m2/ngày)
TT TỈNH, THÀNH
T.1
T.7
T.2
T.8
T.3
T.9
T.4
T.10
T.5
T.11
T.6
T.12
1 Cao Bằng
8,21
18,81
8,72
19,11
10,43
17,60
12,70
13,57
16,81
11,27
17,56
9,37
2 Móng Cái
18,81
17,56
19,11
18,23
17,60
16,10
13,57
15,75
11,27
12,91
9,37
10,35
3 Sơn La
11,23
11,23
12,65
12,65
14,45
14,25
16,84
16,84
17,89
17,89
17,47
17,47
4 Láng (Hà Nội)
8,76
20,11
8,63
18,23
9,09
17,22
12,44
15,04
18,94
12,40
19,11
10,66
5 Vinh
8,88
21,79
8,13
16,39
9,34
15,92
14,50
13,16
20,03
10,22
19,78
9,01
17
TT TỈNH, THÀNH
T.1
T.7
T.2
T.8
T.3
T.9
T.4
T.10
T.5
T.11
T.6
T.12
6 Đà Nẵng
12,44
22,84
14,87
20,78
18,02
17,93
20,28
14,29
22,17
10,43
21,04
8,47
7 Cần Thơ
17,51
16,68
20,07
15,29
20,95
16,38
20,88
15,54
16,72
15,25
15,00
16,38
8 Đà Lạt
16,68
18,94
15,29
16,51
16,38
15,00
15,54
14,87
15,25
15,75
16,38
10,07
Từ các số liệu trên có thể thấy tiềm năng điện mặt trời của nước ta hiện nay là
rất lớn. Nhờ có ưu đãi của thiên nhiên việc khai thác nguồn năng lượng mặt trời được
khuyến khích vì nó là một nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường và
có trữ lượng vô cùng lớn do tính tái tạo cao. Đồng thời, phát triển ngành công nghiệp
sản xuất pin mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm phát
khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường.
2.2. Khai thác năng lượng mặt trời tại Đà Nẵng
Đà Nẵng có tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời (NLMT) khá lớn, với số
giờ nắng trung bình 177 giờ/tháng và cường độ bức xạ trung bình 4,89kWh/m2/ngày,
xếp hàng thứ 5 trong số 16 tỉnh thành có tiềm năng về nguồn năng lượng này.
Hình 2.2.Đồ thị bức xạ mặt trời tại Đà Nẵng phân bố /tháng
Mối quan hệ giữa tổng lượng bức xạ và tổng giờ nắng dựa trên phương trình hồi
quy để tính tổng lượng bức xạ tại nơi chỉ đo số giờ nắng. Từ số liệu có được, các
phương trình hồi quy tại Đà Nẵng đã được xác lập (Hình 2.3).
Hình 2.3 cho thấy tương quan tuyến tính giữa tổng lượng bức xạ tháng và tổng
giờ nắng tháng của các trạm tại Đà Nẵng khá chặt về mặt thống kê. Các phương trình
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
18
hồi quy có thể dùng như một công cụ ước tính tổng lượng bức xạ phục vụ xây dựng dự
án ở những vùng chỉ có số liệu đo tổng giờ nắng.
Hình 2.3.Tương quan giữa tổng lượng bức xạ tháng -Y (KWh/m2)
và tổng giờ nắng tháng - X (giờ)
Các kết quả tính toán nêu trên cho thấy rằng,với số giờ nắng và lượng bức xạ như
vậy, khu vực Đà Nẵngcó tiềm năng năng lượng mặt trời khá dồi dào. Nếu khai thác
được một cách hiệu quả, sẽ mang lại lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể.
2.3. Kết luận chương
Miền Trung Việt Nam đặc biệt là khu vực Nam Trung Bộ có tiềm năng NLMT
rất đáng kể. Ngoài việc tiếp tục mở rộng triển khai các ứng dụng năng lượng mặt trời
quy mô nhỏ, bước đầu miền Trung đã bắt đầu xây dựng được một số nhà máy điện mặt
trời. Với điều kiện tự nhiên rất thuận lợi, nhưng suất đầu tư cho điện mặt trời hiện vẫn
còn cao nên nhà đầu tư chưa thật yên tâm. Tiềm năng về NLMT đã được khẳng định
mức khá cao ở nhiều khu vực thuộc các tỉnh ven biển miền Trung với tổng lượng bức
xạ cả năm từ 1300 kWh/m2 đến trên 2400 kWh/m2 và có xu hướng tăng từ Bắc vào
Nam. Tương tự, số giờ nắng ở khu vực này đều trên 1400 giờ/năm và cũng có xu
hướng tăng từ Bắc vào Nam. Điều kiện về đất đai, tài chính và chính sách cũng đã
được phân tích nhằm giúp các nhà đầu tư có thêm tư liệu để tiến hành lập dự án xây
dựng nhà máy nhiệt điện mặt trời ở khu vực này góp phần đưa tỷ lệ điện mặt trời tăng
lên trong tương lai gần.
19
CHƯƠNG 3
MÔ HÌNH PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC
NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG
Sự kết hợp của các nguồn năng lượng tái tạo, như năng lượng mặt trời, năng
lượng gió, khí sinh học, thủy điện nhỏ đã được áp dụng ở nước ta. Tuy nhiên, sự kết
hợp này bao gồm các tài nguyên độc lập, có nghĩa là các nguồn năng lượng này được
sử dụng riêng, tích lũy năng lượng (nếu có) là thông qua Accu. Đây là một trong
những lý do kỹ thuật hạn chế tính thực tiễn của các giải pháp năng lượng tái tạo khi
chỉ riêng mỗi nguồn năng lượng không thể đáp ứng nhu cầu của người dùng.
Chương này đề xuất giải pháp kết hợp năng lượng mặt trời với các nguồn năng
lượng truyền thống như điện lưới hoặc các nguồn điện dự phòng khác. Hệ thống được
đề xuất sẽ làm nhiệm vụ đo lường năng lượng của nguồn điện cung cấp và năng lượng
tiêu thụ của tải theo thời gian thực để xác định xem có cần thêm nguồn điện hay không
và có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách sử dụng nguồn điện từ lưới điện để đảm bảo công
suất tiêu thụ của tải. Trong trường hợp năng lượng mặt trời vượt quá công suất tiêu thụ
yêu cầu của tải thì năng lượng vượt quá này có thể được lưu trữ trong hệ thống lưu trữ
năng lượng riêng biệt ( như Accu, hay hệ thống điện phân nước).
Hệ thống được đề xuất là một hệ thống hoàn toàn tự động và có thể cung cấp
năng lượng đáng tin cậy cho việc sử dụng thông thường. Ngoài ra, hệ thống còn được
sử dụng để theo dõi sự thay đổi của nguồn cung cấp năng lượng mặt trời để điều khiển
khởi động các nguồn năng lượng từ lưới điện để bù công suất tiêu thụ của tải.
3.1. Phân tích thực tế nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong sinh hoạt
Thực hiện việc phân tích số liệu theo dõi mức tiêu thụ điện năng tại Hòa Vang,
một huyện nông thôn của thành phố Đà Nẵng từ ngày 01/2016 đến 08/2018. Dữ liệu
thu thập được bao gồm công suất được sử dụng (tính bằng kWh) cũng như công suất
tối đa (tính bằng kW) của 12949 người dùng.
Kết quả cho thấy mức sử dụng năng lượng trung bình mỗi tháng thay đổi từ
148kWh năm 2016 lên 157kWh năm 2017 và 165kWh năm 2018, tương đương với
mức tăng 5% nhu cầu năng lượng (hình 3.1).
20
Hình 3.1. Năng lượng điện tiêu thụ tại Hòa Vang (01/2016-08/2018)
Tuy nhiên, theo báo cáo quy hoạch phát triển công nghiệp của văn phòng công
nghiệp và thương mại Đà Nẵng [7], sự gia tăng nhu cầu năng lượng có thể đạt 11,1%
trong năm 2020 và 12,3% trong giai đoạn 2020-2030. Công suất tối đa tăng khoảng
10% mỗi năm.
Hình 3.2 cho thấy sự phân bổ công suất đỉnh của Hòa Vang. Như chúng ta có thể
thấy, công suất đỉnh cho hầu hết người dùng là dưới 2kW, số người dùng nhiều nhất
tập trung tại 0.4kw đến dưới 1kw. Từ kết quả khảo sát, đề tài sẽ tiến hành thiết kế một
hệ thống năng lượng mặt trời có công suất đỉnh khoảng 2kW.
Hình 3.2.Phân bố công suất tiêu thụ đỉnh
3.2. Đề xuất mô hình phối hợp năng lượng mặt trời và điện lưới
Từ ý tưởng kết hợp năng lượng mặt trời và điện lưới, nhằm tối đa hóa việc sử
dụng năng lượng mặt trời trong khi giảm thiểu sự phụ thuộc vào điện, luận văn đã đề
xuất một hệ thống như trong hình 3.3
21
Hình 3.3. Sơ đồ khối hệ thống phối hợp giữa năng lượng mặt trời và điện lưới
 Hệ thống bao gồm 2 nguồn năng lượng cung cấp chính.
- Điện lưới
- Điện mặt trời: Điện mặt trời sẽ được chuyển đổi DC/AC thông qua bộ
Inverter để cung cấp cho tải, công suất của tấm pin Solar
 Nguồn dự trữ: Hệ thống điện phân hoặc Accu
 Bộ điều khiển trung tâm: chức năng đo đạt các tham số như nhiệt độ, độ ẩm,
ánh sáng, công suất của NLMT và công suất tải tiêu thụ, truyền tất cả các tham
số lên server thông qua Wifi hoặc GPRS/3G đồng thời điều khiển chuyển
mạch hòa lưới khi cần thiết.
 Webserver: nhận dữ liệu từ bộ xử lý trung tâm lưu vào database hiển thị ra
website giám sát.
 Tải tiêu thụ: dưới 2KW
Vào buổi trưa của ngày trời nắng, sức nóng của mặt trời là khoảng 1000 W / m2
[8]. Với tỷ lệ chuyển đổi của nhiệt điện khoảng 15% -20% cho sản phẩm pin mặt trời
thương mại, một tấm pin mặt trời loại MoNo 1m2 có thể sản xuất khoảng 360W. Từ
phân tích trên, cần có hệ thống năng lượng mặt trời 2kW thì cần 6 tấm Pin, diện tích
lắp đặt tầm 6m2
.
Chức năng của hệ thống được đề xuất được hiển thị trong hình 3.4. Đầu tiên, Pin
Inverter
chuyển đổi
22
công suất năng lượng mặt trời được tạo ra sau đó sẽ được đo và so sánh với Pload công
suất của tải tiêu thụ. Nếu Pin> Pload thì tất cả năng lượng tiêu thụ sẽ được cung cấp từ
năng lượng mặt trời. Năng lượng vượt quá sẽ được lưu trữ trong một hệ thống lưu trữ
riêng biệt để sử dụng sau. Nếu Pin< Pload công suất tải vượt quá năng lượng do Pin
năng lượng mặt trời tạo ra, thì hệ thống kết hợp sẽ được kích hoạt để lấy năng lượng
ngắn từ lưới điện và kết hợp với năng lượng mặt trời để cung cấp cho tải trường hợp
này thì năng lượng cung cấp cho tải sẽ kết hợp từ tấm năng lượng mặt trời và từ lưới
điện, còn khi trời tối Pin=0 lúc này toàn bộ năng lượng cung cấp cho tải là từ nguồn
điện lưới. Trung tâm của hệ thống kết hợp là một mạch đo lường và điều khiển chuyển
mạch, nhận phép đo và quyết định kích hoạt bộ chia năng lượng hoặc bộ kết hợp năng
lượng để không lãng phí năng lượng và đảm bảo công suất tiêu thụ cho tải. Trong hệ
thống vi điều khiển PIC18F4550 để thực hiện tất cả các xử lý và đo đạt.
Hình 3.4. Sơ đồ khối thực hiện chức năng của hệ thống kết hợp
23
Tất cả thông tin giám sát sẽ được gửi đến máy chủ thông qua hệ thống 3G / GPRS
hoặc Wifi, hệ thống sẽ ưu tiên dùng wifi, chỉ khi nào mất kết nối wifi thì hệ thống sẽ tự
chuyển qua hoạt động với GPRS/3G để tiết kiệm chi phí hoạt động của hệ thống mà đảm
bảo không bị gián đoạn dữ liệu. Máy chủ hệ thống tại đường dẫn http://vvtsmart.com/p-
monitor/ lưu trữ tất cả các phép đo (hình 3.5) và kết quả so sánh (hình 3.6).
Hình 3.5.Các thông số đo đạc được thu thập trên website
Hình 3.6.So sánh công suất theo thời gian
3.3. Kết luận chương
Hệ thống được đề xuất hoạt động với việc kết hợp giữa hai nguồn cung cấp là
năng lượng mặt trời và nguồn điện lưới nhằm đảm bảo công suất tiêu thụ cho tải và
tăng hiệu suất sử dụng của nguồn năng lượng mặt trời, giúp tiết kiệm năng lượng hiệu
quả đồng thời tăng khả năng sử dụng nguồn năng lượng sạch, đảm bảo giảm khí thải
CO2 phát sinh của các dạng năng lượng khác, bảo vệ môi trường sống. Hệ thống được
đề xuất còn có khả năng kết hợp với nhiều dạng năng lượng sạch khác nhau như năng
lượng gió, Biogas, hay điện phân H2 tăng hiệu quả sử dụng của hệ thống .
24
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
PHỐI HỢP
Từ các kết quả nghiên cứu trước, nhiệm vụ chương này sẽ tiến hành thiết kế và
thi công hệ thống, bao gồm cả phần cứng và phần mềm, kết quả sẽ được đánh giá sau
quá trình cho hoạt động thử nghiệm và đánh giá.
4.1. Thiết kế và thi công phần cứng
4.1.1. Thiết kế thi công khối xử lý trung tâm
Khối xử lý trung tâm sử dụng vi điều khiển PIC18F4550. Từ tài liệu tham khảo
[15] ta có các thông số cho vi điều khiển: Vdd = 5V, tần số hoạt động: 48MHz, bộ nhớ
Flash: 32Kb, bộ nhớ SRAM: 2Kb, EPPROM: 256 bytes, reset ở mức 0.
Hiện tại vi điều khiển sử dụng chuẩn giao tiếp ICSP để nạp chương trình thông
qua các chân: VPP, VCC, GND, PGD, PGC, PGM của vi điều khiển.
Hình 4.1.Sơ đồ nguyên lý của mạch vi điều khiển PIC18F4550
Vi điều khiển sử dụng chân analog: RA0,RA1 để đọc, đo dòng điện và điện áp
một chiều từ Modul ACS712; chân D5 và D6 dùng để giao tiếp với Modul
PZEM004T, đo dòng điện, điện áp, công suất của điện xoay chiều. Sử dụng chuẩn
UART để giao tiếp với SIM808 để truyền dữ liệu gửi lên server thông qua chân RC6,
RC7.
4.1.2.Mạch sim808
Sim808 là chip tích hợp cả GSM, GPS nên đề tài chọn dùng để làm mạch truyền
dữ liệu GPRS thông qua anten GSM và định vị node mạng thông qua anten GPS. Để
mạch sim808 hoạt động được thì thông qua tài liệu tham khảo [17] ta có các khối sau:
25
Hình 4.2.Sơ đồ khối mạch Sim 808
Thông qua sơ đồ khối ta thiết kế khối mạch sim808 sau:
4.1.2.1. Khối nguồn
Từ tài liêu tham khảo [16] ta có điện áp nguồn hoạt động cho sim808 từ 3,4V đến
4,4V. Dòng hoạt động tối đa là 2A. Điện áp hoạt động ổn định là 4V. Vì vậy ta chọn
IC nguồn là IC MIC29302 để làm nguồn cung cấp cho mạch sim.
Sơ đồ nguyên lý của IC MIC29302
Hình 4.3.Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn dùng IC MIC29302
Theo như tài liêu tham khảo [16] ta có công thức tính điện áp ngõ ra của
MIC29032 là:
(4-1)
Tính chọn R101, R102:
Để mạch sim808 hoạt động ổn định ta chọn Vout = 4V nên từ (4-1) suy ra:
R101 = 2,2206.R102
Ta chọn: R102 = 33kΩ => R101 = 73,28 kΩ. Vậy chọn R101 = 75 kΩ
Từ R101 = 75 kΩ, R102 = 33 kΩ => Vout thực tế: 4,06 V
4.1.2.2. Khối giao tiếp
Để giao tiếp với vi điều khiển thì Sim808 sẽ sử dụng hai chân TX, RX nối chéo
với hai chân TX, RX của vi điều khiển theo chuẩn UART. Nhưng do điện áp hoạt
động của vi điều khiển là 5V, còn điện áp hoạt động của Sim808 là 4V nên để giao
26
tiếp được thì ta cần phải làm một mạch chuyển đổi mức tín hiệu từ 5V xuống 4V và
ngược lại.
Theo tài liệu tham khảo [17] ta có sơ đồ nguyên lý sau:
Hình 4.4.Sơ đồ nguyên lý truyền tín hiệu từ SIM sang vi điều khiển
Nguyên lý hoạt động:
- Khi TXD ở mức 0 (0V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT phân
cực thuận nên sẽ cho BJT dẫn nên MCURXD lúc này sẽ ở mức 0 (0V).
- Khi TXD ở mức 1 (4V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT phân
cực nghịch nên sẽ không cho BJT dẫn. Lúc này MCURXD = MCUVDD =
mức 1(5V).
Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý nhận tín hiệu RX từ vi điều khiển sang SIM
Nguyên lý hoạt động:
- Khi MCUTXD ở mức 0 (0V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT
phân cực thuận nên sẽ cho BJT dẫn nên RXD lúc này sẽ ở mức 0 (0V).
- Khi MUCTXD ở mức 1 (5V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT
phân cực nghịch nên sẽ không cho BJT dẫn. Lúc này RXD = VDD_EXT =
mức 1(2,8V).
27
4.1.2.3. Khối sim card
Hình 4.6.Sơ đồ nguyên lý kết nối SIM card và Sim808
Theo tài liệu tham khảo [17] ta có socket thẻ sim sẽ được kết nối qua Sim808
thông qua chân SIM_VDD, SIM_RST, SIM_CLK, SIM_PRE, SIM_DATA, GND.
Ngoài ra ta có điện áp SIM_VDD từ 1,8V đến 3V. Nên ta chọn diode zener 2,2V
để bảo vệ thẻ sim khi điện áp vượt quá ngưỡng.
4.1.2.4. Sơ đồ nguyên lý của mạch Sim808
Hình 4.7.Sơ đồ nguyên lý mạch Sim808
Tải bản FULL (75 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ
28
4.1.3.Mạch thẻ nhớ SD card
Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý mạch đọc SD card
Ta biết nguồn cho SD card nằm trong khoảng 2,7V đến 3,6V nên ở đây ta chọn
nguồn 3,3V để cấp cho SD card thông qua IC nguồn LM1117 loại 3,3V. Tuy nhiên, vi
điều khiển dùng mức điện áp 5V nên để giao tiếp giữa vi điều khiển với SD card, thực
hiện gián tiếp thông qua chíp buffer 74HVC125.
4.1.4.Mạch nguồn 5V
Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5v dùng LM2596
Mạch hạ áp LM2596 là mạch nguồn giảm áp sử dụng IC ổn áp LM2596
+ IC LM2596 là IC nguồn xung có chu kì đóng/ngắt lên đến 125KHz cho hiệu
suất làm việc cao.
+ Dòng ra đỉnh 3A (có thể gắn tản nhiệt cho IC để tăng dòng đầu ra cực đại).
+ Điện áp đầu vào dao động từ 3V - 40V thực tế chọn nguồn vào 12V.
+ Điện áp ra 5V.
Mạch ổn áp có chức năng tạo ra điện áp nhỏ hơn điện áp đầu vào và luôn duy trì
mức điện áp này mặc dù điện áp đầu vào tăng/giảm.
Mạch này theo đề xuất của nhà sản xuất, các đường tô đậm như hình dưới khi
thiết kế càng ngắn càng tốt.
Tải bản FULL (75 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ
29
Hình 4.10.Mạch nguồn được đề xuất của nhà sản xuất
Nhưng thực tế do linh kiện của ta không đảm bảo chất lượng nên đầu ra ta thêm
tụ gốm 104 để lọc những gợn điện áp tần số cao và nâng hệ số tụ hóa lên để điện áp ra
ổn định hơn.
4.1.5.Khối wifi
Thông số của mạch: nguồn cung cấp Vdd = 3.3V, 4MB flash, tiêu chuẩn wifi:
802.11b/g/n, với tần số 2.4GHz và hỗ trợ bảo mật WPA/WPA2. Sử dụng USB FT232
để nạp chương trình thông các chân được nối như sau:
ESP8266 -------- USB-TTL VCC - 3V3 GND - GND TX - RX RX - TX
Esp8266 dùng 2 chân GPIO4, GPIO5 để giao tiếp với PIC18F4550, thông qua
chuẩn giao tiếp UART. Mục đích thu nhận dữ liệu từ vi điều khiển PIC truyền qua để
gửi lên website, đồng thời thông báo cho PIC tình trạng kết nối wifi và dữ liệu cấu
hình từ web cho hệ thống.
Hình 4.11.Sơ đồ nguyên lý mạch ESP8266
17f5a878

More Related Content

Similar to NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT 17f5a878

Điều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdf
Điều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdfĐiều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdf
Điều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdf
Man_Ebook
 
Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...
Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...
Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...
Man_Ebook
 
Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...
Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...
Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...
Brooklyn Abbott
 
Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...
Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...
Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...
Man_Ebook
 
Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...
Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...
Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...
Man_Ebook
 
Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...
Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...
Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...
Man_Ebook
 

Similar to NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT 17f5a878 (20)

ĐIỀU KHIỂN TỰ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ ...
ĐIỀU KHIỂN TỰ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ ...ĐIỀU KHIỂN TỰ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ ...
ĐIỀU KHIỂN TỰ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ ...
 
Điều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdf
Điều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdfĐiều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdf
Điều khiển thiết bị điện công nghiệp - Trần Quang Thọ, Nguyễn Vinh Quan.pdf
 
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PH...
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PH...NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PH...
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PH...
 
Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...
Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...
Áp dụng mạng Neuron điều khiển công suất truyền tải trên đường dây AC với thi...
 
Cải thiện ổn định điện áp cho lưới điện phân phối dùng thiết bị bù ngang
Cải thiện ổn định điện áp cho lưới điện phân phối dùng thiết bị bù ngangCải thiện ổn định điện áp cho lưới điện phân phối dùng thiết bị bù ngang
Cải thiện ổn định điện áp cho lưới điện phân phối dùng thiết bị bù ngang
 
Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...
Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...
Đề tài Ứng dụng phần mềm PSSADETP bù tối ưu công suất phản kháng cho hệ thống...
 
he thong dien nang luong mat troi
he thong dien nang luong mat troihe thong dien nang luong mat troi
he thong dien nang luong mat troi
 
Khóa luận điện công nghiệp.
Khóa luận điện công nghiệp.Khóa luận điện công nghiệp.
Khóa luận điện công nghiệp.
 
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁ...
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁ...NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁ...
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁ...
 
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN CHÀO GIÁ CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 T...
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN CHÀO GIÁ CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 T...NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN CHÀO GIÁ CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 T...
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN CHÀO GIÁ CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 T...
 
File goc 771349
File goc 771349File goc 771349
File goc 771349
 
Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...
Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...
Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ chống sét cho đường dây 220kv Thái Bình- Nam ...
 
Điện tử công suất - ts lê văn hiền
Điện tử công suất - ts lê văn hiềnĐiện tử công suất - ts lê văn hiền
Điện tử công suất - ts lê văn hiền
 
Tìm hiểu sử dụng năng lượng mặt trời sản xuất nước cất Bằng công nghệ MED
Tìm hiểu sử dụng năng lượng mặt trời sản xuất nước cất Bằng công nghệ MEDTìm hiểu sử dụng năng lượng mặt trời sản xuất nước cất Bằng công nghệ MED
Tìm hiểu sử dụng năng lượng mặt trời sản xuất nước cất Bằng công nghệ MED
 
Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...
Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...
Tích hợp hệ thống GIS-SCADA=DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân ph...
 
CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ C...
CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ C...CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ C...
CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CHO SIÊU THỊ C...
 
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA NÓNG TRÊN ...
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA NÓNG TRÊN ...ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA NÓNG TRÊN ...
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA NÓNG TRÊN ...
 
Đề tài: Thiết kế điện nước cho trụ sở làm việc 16 tầng, HAY
Đề tài: Thiết kế điện nước cho trụ sở làm việc 16 tầng, HAYĐề tài: Thiết kế điện nước cho trụ sở làm việc 16 tầng, HAY
Đề tài: Thiết kế điện nước cho trụ sở làm việc 16 tầng, HAY
 
Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...
Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...
Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án đấu nối nhà máy nhiệt đ...
 
Luận Văn Năng Lượng Mặt Trời, Đi Sâu Tìm Hiểu Cấu Trúc Các Bộ Điều Khiển Cho ...
Luận Văn Năng Lượng Mặt Trời, Đi Sâu Tìm Hiểu Cấu Trúc Các Bộ Điều Khiển Cho ...Luận Văn Năng Lượng Mặt Trời, Đi Sâu Tìm Hiểu Cấu Trúc Các Bộ Điều Khiển Cho ...
Luận Văn Năng Lượng Mặt Trời, Đi Sâu Tìm Hiểu Cấu Trúc Các Bộ Điều Khiển Cho ...
 

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155
đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155
đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155
 
Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...
Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...
Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...
 
Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279
Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279
Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279
 
Từ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc gia
Từ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc giaTừ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc gia
Từ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc gia
 
Công tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vương
Công tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vươngCông tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vương
Công tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vương
 
Bài giảng nghề giám đốc
Bài giảng nghề giám đốcBài giảng nghề giám đốc
Bài giảng nghề giám đốc
 
đề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán tin học
đề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán   tin họcđề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán   tin học
đề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán tin học
 
Giáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động
Giáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao độngGiáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động
Giáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động
 
Lựa chọn trong điều kiện không chắc chắn
Lựa chọn trong điều kiện không chắc chắnLựa chọn trong điều kiện không chắc chắn
Lựa chọn trong điều kiện không chắc chắn
 
Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877
Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877
Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877
 
Sổ tay hướng dẫn khách thuê tòa nhà ree tower
Sổ tay hướng dẫn khách thuê   tòa nhà ree towerSổ tay hướng dẫn khách thuê   tòa nhà ree tower
Sổ tay hướng dẫn khách thuê tòa nhà ree tower
 
Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...
Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...
Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...
 
Bài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tật
Bài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tậtBài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tật
Bài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tật
 
đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864
đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864
đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864
 
Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...
Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...
Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...
 
Bài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùng
Bài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùngBài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùng
Bài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùng
 
Bài giảng môn khởi sự kinh doanh
Bài giảng môn khởi sự kinh doanhBài giảng môn khởi sự kinh doanh
Bài giảng môn khởi sự kinh doanh
 
Giới thiệu học máy – mô hình naïve bayes learning intro
Giới thiệu học máy – mô hình naïve bayes   learning introGiới thiệu học máy – mô hình naïve bayes   learning intro
Giới thiệu học máy – mô hình naïve bayes learning intro
 
Lý thuyết thuế chuẩn tắc
Lý thuyết thuế chuẩn tắcLý thuyết thuế chuẩn tắc
Lý thuyết thuế chuẩn tắc
 
Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)
Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)
Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)
 

Recently uploaded

SLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdf
SLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdfSLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdf
SLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdf
hoangtuansinh1
 

Recently uploaded (20)

GNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quan
GNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quanGNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quan
GNHH và KBHQ - giao nhận hàng hoá và khai báo hải quan
 
Kiểm tra cuối học kì 1 sinh học 12 đề tham khảo
Kiểm tra cuối học kì 1 sinh học 12 đề tham khảoKiểm tra cuối học kì 1 sinh học 12 đề tham khảo
Kiểm tra cuối học kì 1 sinh học 12 đề tham khảo
 
powerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgs
powerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgspowerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgs
powerpoint mẫu họp phụ huynh cuối kì 2 học sinh lớp 7 bgs
 
cac-cau-noi-tthcm.pdf-cac-cau-noi-tthcm-
cac-cau-noi-tthcm.pdf-cac-cau-noi-tthcm-cac-cau-noi-tthcm.pdf-cac-cau-noi-tthcm-
cac-cau-noi-tthcm.pdf-cac-cau-noi-tthcm-
 
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoáCác điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
Các điều kiện bảo hiểm trong bảo hiểm hàng hoá
 
PHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢI
PHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢIPHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢI
PHƯƠNG THỨC VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT TRONG VẬN TẢI
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
GIÁO ÁN DẠY THÊM (KẾ HOẠCH BÀI DẠY BUỔI 2) - TIẾNG ANH 7 GLOBAL SUCCESS (2 CỘ...
 
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
SÁNG KIẾN ÁP DỤNG CLT (COMMUNICATIVE LANGUAGE TEACHING) VÀO QUÁ TRÌNH DẠY - H...
 
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdfCampbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
Campbell _2011_ - Sinh học - Tế bào - Ref.pdf
 
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KỸ NĂNG VIẾT ĐOẠN VĂN NGHỊ LUẬN XÃ HỘI 200 C...
 
Danh sách sinh viên tốt nghiệp Đại học - Cao đẳng Trường Đại học Phú Yên năm ...
Danh sách sinh viên tốt nghiệp Đại học - Cao đẳng Trường Đại học Phú Yên năm ...Danh sách sinh viên tốt nghiệp Đại học - Cao đẳng Trường Đại học Phú Yên năm ...
Danh sách sinh viên tốt nghiệp Đại học - Cao đẳng Trường Đại học Phú Yên năm ...
 
1.DOANNGOCPHUONGTHAO-APDUNGSTEMTHIETKEBTHHHGIUPHSHOCHIEUQUA (1).docx
1.DOANNGOCPHUONGTHAO-APDUNGSTEMTHIETKEBTHHHGIUPHSHOCHIEUQUA (1).docx1.DOANNGOCPHUONGTHAO-APDUNGSTEMTHIETKEBTHHHGIUPHSHOCHIEUQUA (1).docx
1.DOANNGOCPHUONGTHAO-APDUNGSTEMTHIETKEBTHHHGIUPHSHOCHIEUQUA (1).docx
 
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘIGIÁO TRÌNH  KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH KHỐI NGUỒN CÁC LOẠI - ĐIỆN LẠNH BÁCH KHOA HÀ NỘI
 
SLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdf
SLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdfSLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdf
SLIDE - Tu van, huong dan cong tac tuyen sinh-2024 (đầy đủ chi tiết).pdf
 
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
1 - MÃ LỖI SỬA CHỮA BOARD MẠCH BẾP TỪ.pdf
 
ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...
ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...
ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CÁC TỈNH THÀNH NĂM HỌC 2020 –...
 
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LÝ LUẬN VĂN HỌC NĂM HỌC 2023-2024 - MÔN NGỮ ...
 
BỘ LUYỆN NGHE VÀO 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ LỜI - CÓ FILE NGHE.pdf
BỘ LUYỆN NGHE VÀO 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ LỜI - CÓ FILE NGHE.pdfBỘ LUYỆN NGHE VÀO 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ LỜI - CÓ FILE NGHE.pdf
BỘ LUYỆN NGHE VÀO 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ LỜI - CÓ FILE NGHE.pdf
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT 17f5a878

  • 1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -----  ----- NGÔ THỊ ÁNH TUYẾT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Đà Nẵng, 2019
  • 2. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------------------------------- NGÔ THỊ ÁNH TUYẾT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số : 8520203 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. BÙI THỊ MINH TÚ Đà Nẵng – Năm 2019
  • 3.
  • 4. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN LƯỚI TRONG SINH HOẠT Học viên: Ngô Thị Ánh Tuyết Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 8520203 Khóa: 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Thế giới đang tiến xa việc sử dụng năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời. Công nghệ năng lượng tái tạo và chính sách của chính phủ khuyến khích sử dụng các nguồn năng lượng này để đảm bảo sự phát triển bền vững là những yếu tố chính thúc đẩy việc áp dụng năng lượng tái tạo. Trong quy mô nhỏ, các nguồn năng lượng tái tạo thường độc lập, có nghĩa là các nguồn năng lượng được sử dụng trong sự cô lập [12, 13]. Điều này dẫn đến những người khó khăn khi chỉ riêng mỗi nguồn năng lượng không thể đáp ứng nhu cầu của người dùng. Trong đề tài này đề xuất một giải pháp có thể kết hợp năng lượng mặt trời với điện. Hệ thống được đề xuất đo lường nguồn cung cấp năng lượng và sử dụng năng lượng theo thời gian thực để xác định xem có cần thêm nguồn điện hay không và có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách sử dụng nguồn điện từ lưới điện. Trong trường hợp năng lượng mặt trời vượt quá yêu cầu, năng lượng vượt quá có thể được lưu trữ trong hệ thống lưu trữ năng lượng riêng biệt. Hệ thống được đề xuất là hoàn toàn tự động và có thể cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho việc sử dụng bình thường. Ngoài ra, hệ thống giám sát được sử dụng để theo dõi sự thay đổi của nguồn cung cấp năng lượng mặt trời để sửa đổi hệ thống tự chế nếu cần thiết. Từ khóa – năng lượng mặt trời; năng lượng tái tạo; hệ thống năng lượng thông minh; điện lưới; IoT RESEARCH SOLUTIONS FOR SOLAR AND ELECTRIC NETWORKING IN ACTIVITIES Abstract -The world is moving far away from using renewable energy, especially solar power. Renewable energy technologies and government policies that encourage the use of these sources of energy to ensure sustainable development are key factors driving adoption of renewable energy. In the small-scale, renewable energy sourcesare often independent, meaning that energy sources are used in isolation [12, 13]. This leads to the difficulty forusers when the each of the energy sources alone cannot meet the demand of the user. In this topic proposed a solution that can combine solar power with electricity. The proposed system measures the solar power supply and the power usage on real-time to determine if additional power is required and can fulfills that requirement by using power from electricity grid. In case of solar energy exceeds the requirement, the exceeded energy can be stored in separated energy storage system. The proposed system is fully automatic and can provide reliable power for the normal usage. In addition, a monitoring system is used to keep track of the variation of solar power supply so that system modification bemade if needed. Key words–solar energy; renewable energy; smart energy system; electricity grid; internet of things
  • 5. iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i TÓM TẮT ..................................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT..............................................v DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... vii MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................1 4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..............................................................2 6. Cấu trúc của luận văn............................................................................................2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI .........4 1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời ...........................................................................4 1.1.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................4 1.1.2. Quy hoạch cơ cấu nguồn điện Việt Nam........................................................5 1.1.3. Tiềm năng năng lượng tái tạo ở Việt Nam .....................................................6 1.2. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời.....................................................................8 1.2.1. Hệ thống Điện mặt trời hòa lưới.....................................................................8 1.2.2. Hệ thống Điện mặt trời độc lập.......................................................................9 1.2.3. Hệ thống Điện mặt trời Hybrid.....................................................................10 1.3. Ứng dụng IoT trong giám sát hệ thống năng lượng mặt trời .................................11 1.4. Kết luận chương .....................................................................................................12 CHƯƠNG 2. TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜIỞ MIỀN TRUNG VIỆT NAM...................................................................................................................14 2.1. Cường độ bức xạ năng lượng mặt trời theo từng khu vực tại Việt Nam................15 2.2. Khai thác năng lượng mặt trời tại Đà Nẵng ...........................................................17 2.3. Kết luận chương .....................................................................................................18 CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG..........................................................19 3.1. Phân tích thực tế nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong sinh hoạt ..............................19 3.2. Đề xuất mô hình phối hợp năng lượng mặt trời và điện lưới.................................20 3.3. Kết luận chương .....................................................................................................23
  • 6. iv CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PHỐI HỢP ...................................................................................................24 4.1. Thiết kế và thi công phần cứng ..............................................................................24 4.1.1. Thiết kế thi công khối xử lý trung tâm .........................................................24 4.1.2. Mạch sim 808................................................................................................24 4.1.3. Mạch thẻ nhớ SD card ..................................................................................28 4.1.4. Mạch nguồn 5V.............................................................................................28 4.1.5. Khối wifi .......................................................................................................29 4.1.6. Đo dòng và áp một chiều của PIN năng lượng mặt trời ...............................30 4.1.7. Đo dòng, áp và công suất của tải xoay chiều................................................31 4.2. Thiết kế phần mềm .................................................................................................33 4.2.1. Lưu đồ thuật toán chương trình chính ..........................................................33 4.2.2. Lưu đồ thuật toán chương trình con..............................................................35 4.3. Thiết kế xây dựng server và website ......................................................................38 4.3.1. Hosting.........................................................................................................39 4.3.2. Cơ sở dữ liệu (database) ...............................................................................41 4.3.3. Trang chủ ......................................................................................................42 4.4. Sản xuất thử nghiệm hệ thống điều khiển ..............................................................42 4.5. Triển khai thử nghiệm hệ thống .............................................................................44 4.6 Kết luận chương…………………………………………………………………..50 KẾT LUẬN ..................................................................................................................50 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ...............................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................52
  • 7. v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AC Alternating Current CSP Concentrated Solar Power DC Direct Current GPS Global Positioning System GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile Communications ICPS In-Circuit Serial Programming IoT Internet of Things NLMT Năng lượng mặt trời NLTT Năng lượng tái tạo PV Photovoltaic SPI Serial Peripheral Interface UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter
  • 8. vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1. Tiềm năng lý thuyết của điện mặt trời 6 1.2. Tiềm năng giảm chi phí sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió, 2015-2025 7 2.1. Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam 16 2.2. Lượng tổng xạ bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng trong năm ở một số địa phương của nước ta (đơn vị: MJ/m2/ngày) 16
  • 9. vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1. Cơ cấu công suất điện năm 2014 5 1.2. Mô hình hệ thống điện mặt trời hòa lưới 8 1.3. Mô hình hệ thốngđiện mặt trời độc lập 9 1.4. Mô hình hệ thống điện mặt trời Hybrid 10 1.5. Mô hình hệ thống IoT 11 2.1. Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam 14 2.2. Đồ thị bức xạ mặt trời tại Đà Nẵng phân bố /tháng 17 2.3. Tương quan giữa tổng lượng bức xạ tháng -Y (KWh/m2) và tổng giờ nắng tháng - X (giờ) 18 3.1. Năng lượng điện tiêu thụ tại Hòa Vang (01/2016-08/2018) 20 3.2. Phân bố công suất tiêu thụ đỉnh 20 3.3. Sơ đồ khối hệ thống phối hợp giữa năng lượng mặt trời và điện lưới 21 3.4. Sơ đồ khối thực hiện chức năng của hệ thống kết hợp 22 3.5. Các thông số đo đạc được thu thập trên website 23 3.6. So sánh công suất theo thời gian 23 4.1. Sơ đồ nguyên lý của mạch vi điều khiển PIC18F4550 24 4.2. Sơ đồ khối mạch Sim 808 25 4.3. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn dùng IC MIC29302 25 4.4. Sơ đồ nguyên lý truyền tín hiệu từ SIM sang vi điều khiển 26 4.5. Sơ đồ nguyên lý nhận tín hiệu RX từ vi điều khiển sang SIM 26 4.6. Sơ đồ nguyên lý kết nối SIM card và Sim808 27 4.7. Sơ đồ nguyên lý mạch Sim808 27 4.8. Sơ đồ nguyên lý mạch đọc SD card 28 4.9. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5v dùng LM2596 28 4.10. Mạch nguồn được đề xuất của nhà sản xuất 29 4.11. Sơ đồ nguyên lý mạch ESP8266 29 4.12. Tấm PIN năng lượng mặt trời 30 4.13. Module cảm biến dòng 30
  • 10. viii Số hiệu hình Tên hình Trang 4.14. Sơ đồ cầu trở hạ áp 31 4.15. Module đo dòng, áp và công suất của tải xoay chiều 32 4.16. Lưu đồ thuật toán chương trình chính của PIC18F4550 33 4.17. Lưu đồ thuật toán của Node MCU 8266 34 4.18. Lưu đồ thuật toán khởi tạo hệ thống 35 4.19. Lưu đồ thuật toán lưu dữ liệu vào thẻ SD 36 4.20. Lưu đồ thuật toán gửi dữ liệu lên Sever 37 4.21. Lưu đồ thuật toán chương trình truyền lên web thông qua wifi 38 4.22. Giao diện Hosting 39 4.23. Nơi lưu trữ, update file nguồn (sources code) 40 4.24. Nơi quản lí, lưu trữ cơ sở dữ liệu (database) 40 4.25. Cấu trúc cơ sở dữ liệu bảng thông số hệ thống 41 4.26. Một số thông số đo được, lưu trữ trên HOSTING 41 4.27. Giao diện trang chủ website 42 4.28. Bo mạch chính của hệ thống 42 4.29. Bo mạch chính của hệ thống3D 43 4.30. Bo mạch sau khi hoàn thiện 43 4.31. Sơ đồ mô tả kết nối của hệ thống 44 4.32. Tấm Pin năng lượng mặt trời 44 4.33. Inverter 45 4.34. Ắc quy VISION 45 4.35. Tủ điện 45 4.36. Sai số mạch đo điện áp một chiều 46 4.37. Các thông số trên bộ nguồn DC SUPPLY với tải là DC motor 46 4.38. Kết quả đo các thông số của nguồn DC với tải là động cơ DC (thay thế cho tấm PIN năng lượng mặt trời và tải là INVERTER chuyển đổi DC/AC) 47 4.39. Giảm nguồn cung cấp còn 25VDC và dòng là 1.37A 47 4.50. Kết quả đo lần 2 48 4.51. Giảm Vsupply còn 12Vdc và 0.95A 48 4.52. Kết quả đo 48
  • 11. ix Số hiệu hình Tên hình Trang 4.53. Tải tiêu thụ 49 4.54. Kết quả đo 49 4.55. Kết quả thu được trên website 50 4.56. Vị trí setting 50
  • 12. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khai thác nguồn năng lượng tái tạo là xu hướng phát triển hiện tại ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam, đặc biệt là năng lượng mặt trời để bổ sung, thay thế một phần năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt, không gây tác động tới môi trường, giá thành càng lúc càng rẻ theo sự phát triển của vật liệu và công nghệ bán dẫn là một nhu cầu thực sự cần thiết đối với mọi quốc gia. Năng lượng điện mặt trời có nhiều ưu điểm: dễ dàng lắp đặt tại mái các ngôi nhà cao tầng, tại các khu đất trống hiệu quả sản xuất nông nghiệp kinh tế không cao, ít tác động tới môi trường, dự trữ là một nguồn vô tận. Ở nước ta hiện nay việc sử dụng năng lượng điện mặt trời ngày càng phát triển. Hệ thống năng lượng điện mặt trời được sử dụng chủ yếu dưới hai dạng: - Hệ thống năng lượng điện mặt trời nối trực tiếp với lưới điện quốc gia. Hệ thống lọai này không cần bộ phận tích trữ năng lượng, nó cung cấp điện năng được tạo ra trực tiếp cho lưới điện và được xem như là một nguồn điện bổ sung cho lưới điện quốc gia. - Hệ thống lưới điện độc lập phải sử dụng hệ thống tích năng lượng, thường là các nhóm ắc qui. Ở loại hệ thống này tải chỉ được cung cấp năng lượng từ nguồn điện mặt trời. Hệ thống có ưu điểm về mặt sinh thái và về kinh tế, tạo ra nguồn điện xoay chiều cho các khu dân cư hẻo lánh cách xa lưới điện quốc gia. Do đó, đề tài “Nghiên cứu giải pháp phối hợp năng lượng mặt trời và điện lưới trong sinh hoạt ” là một trong những giải pháp tiết kiệm, sử dụng hiệu quả năng lượng đồng thời cũng góp phần thực hiện công tác bảo vệ môi trường, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng ảnh hưởng đến tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay. 2. Mục đích nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng mặt trời kết hợp với lưới điện dùng trong sinh hoạt nhằm giảm thiểu tình trạng lệ thuộc hoàn toàn vào nguồn năng lượng từ lưới điện và giảm tác động đến môi trường. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Năng lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời, hệ thống đo đạc công suất tiêu thụ năng lượng, hệ thống phối hợp các nguồn năng lượng. - Phạm vi nghiên cứu: Sự vận hành của bộ chuyển đổi quang năng- điện năng, phương thức đo công suất điện một chiều của năng lượng mặt trời và đo đạc công suất
  • 13. 2 tiêu thụ điện năng theo thời gian thực, đề xuất hệ thống kết hợp năng lượng mặt trời và điện lưới trong sinh hoạt phù hợp với điều kiện môi trường. 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết, tính toán trên một số thiết bị có sẵn trên thị trường, đề xuất mô hình và thử nghiệm. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Đề tài nghiên cứu đề xuất mô hình và phương pháp phối hợp. Đánh giá nhu cầu sử dụng năng lượng địa phương, đề xuất triển khai mô hình trong thực tế. Kết quả nghiên cứu có thể triển khai áp dụng trong thực tế. 6. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 5 chương:  Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Trong chương này trình bày tổng quan về năng lượng mặt trời, các mô hình hệ thống năng lượng mặt trời và ứng dụng IoT trong giám sát hệ thống năng lượng mặt trời. Chương 2:TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ở MIỀN TRUNG VIỆT NAM Chương này trình bày tổng quan về cường độ bức xạ năng lượng mặt trời theo từng khu vực tại Việt Nam, khai thác năng lượng mặt trời tại Đà Nẵng. Chương 3: MÔ HÌNH PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRUYỂN THỐNG Chương này đề xuất giải pháp kết hợp năng lượng mặt trời với các nguồn năng lượng truyền thống như điện lưới hoặc các nguồn điện dự phòng khác. Hệ thống được đề xuất sẽ làm nhiệm vụ đo lường năng lượng của nguồn điện cung cấp và năng lượng tiêu thụ của tải theo thời gian thực để xác định xem có cần thêm nguồn điện hay không và có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách sử dụng nguồn điện từ lưới điện để đảm bảo công suất tiêu thụ của tải.  Chương 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHỐI HỢP Chương này sẽ tiến hành thiết kế và thi công hệ thống, bao gồm cả phần cứng và phần mềm. Mạch điều khiển hệ thống phối hợp sau khi hoàn thành đảm bảo hoạt động ổn định, các thông số đo đạt như: dòng, áp một chiều từ nguồn POWER SUPPLY, kết quả đo sai số nhỏ, đối với dòng, áp, công suất và năng lương tiêu thụ của tải được đo thông qua module PZEM004T cho kết quả sai số đúng như datasheet của nhà cung cấp.
  • 14. 3  Chương 5: ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG VÀ KẾT LUẬN Chương này đề cập phần đo đạt và điều khiển chuyển mạch hòa lưới, với các tham số đầu vào giả lập là nguồn DC supply, ngõ ra tải xoay chiều được cấp từng nguồn điện lưới để đo các tham số điện áp, dòng điện, công suất và năng lượng tiêu thụ.
  • 15. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời 1.1.1. Đặt vấn đề Hiện nay, các nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu, khí đốt đã và đang là nguồn năng lượng chiếm tỷ trọng lớn cho phát điện tại nhiều nước trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Trong khi đó, việc sử dụng năng lượng hóa thạch là một trong các nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người. Các quốc gia khác trên thế giới đang phải đối mặt với những thách thức lớn do các nguồn năng lượng thông thường để đáp ứng nhu cầu phát điện đã và đang vượt quá khả năng cung cấp. Chính vì vậy, vấn đề đẩy mạnh nghiên cứu và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng gió, năng lượng mặt trời là hết sức cấp thiết . Việt Nam là một trong những nước đang phát triển ở Đông Nam Á có mức độ gia tăng nhu cầu sử dụng điện khá cao (khoảng 10%), đồng thời tỷ trọng năng lượng hóa thạch sử dụng trong phát điện vẫn còn khá lớn. Bên cạnh nguy cơ thiếu hụt nguồn năng lượng hóa thạch do trữ lượng đang dần cạn kiệt thì việc sử dụng năng lượng hóa thạch đang gây ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường cũng là một thực trạng mà Việt Nam phải đối mặt. Trong khi đó, Việt Nam được biết đến là một nước có tiềm năng khá lớn về năng lượng tái tạo (NLTT) nhưng hiện tại mới chỉ khai thác và sử dụng một tỷ lệ rất nhỏ. Cho đến nay số các dự án có tầm cỡ và quy mô ở nước ta rất ít, tỷ trọng công suất lắp đặt các nhà máy điện từ NLTT trong tổng công suất đặt của cả hệ thống còn rất khiêm tốn. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực thúc đẩy phát triển NLTT và nguồn điện từ NLTT trong các quy hoạch phát triển điện lực gần đây, đặc biệt là Quy hoạch điện VII [1] nhưng việc phát triển NLTT ở Việt Nam vẫn chưa tương xứng với tiềm năng. Bên cạnh đó, Việt Nam cũng chưa đáp ứng được mục tiêu phát triển trong Chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 mới được phê duyệt, cũng như Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh [4], đồng thời chưa đảm bảo các cam kết của Việt Nam trong Hội nghị Thượng đỉnh Liên Hợp quốc về Biến đổi khí hậu (Thỏa thuận Paris). Đẩy mạnh sử dụng NLTT đang là xu thế của các nước trên thế giới bởi vai trò quan trọng và tính ưu việt của chúng, đặc biệt trong bối cảnh công nghệ sản xuất điện từ NLTT đang phát triển rất nhanh, dần đảm bảo khả năng cạnh tranh với các nguồn năng lượng truyền thống. Chính vì vậy, việc gia tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ NLTT
  • 16. 5 là một đòi hỏi tất yếu cho sự phát triển của hệ thống điện, cần được đưa vào cụ thể hơn trong Quy hoạch nguồn điện Việt Nam. 1.1.2. Quy hoạch cơ cấu nguồn điện Việt Nam Theo quy hoạch điện VII điều chỉnh, năm 2020 nhu cầu điện năng của Việt Nam đạt 265 tỷ kWh và đến năm 2030 đạt trên 572 tỷ kWh. Tổng công suất lắp đặt năm 2020 là 60.000 MW và sẽ tăng lên 129.500 MW vào năm 2030, trong đó nhiệt điện than sẽ chiếm tỷ trọng ngày càng cao cho đến năm 2030. Cụ thể, nếu như trong năm 2015-2016 nhiệt điện than chỉ mới chiếm 34% thì đến năm 2020 lên đến 49,3%, năm 2025 lên 55% và đến năm 2030 sẽ ở mức 53,2%. Đối với điện từ năng lượng tái tạo (bao gồm cả thủy điện nhỏ) mức tăng còn hạn chế. Cụ thể năm 2020 khoảng 6,4%, năm 2025 khoảng 6,9% và đến năm 2030 là 10,7%. Xét về cơ cấu các nguồn năng lượng cho phát điện, theo báo cáo của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia năm 2015[7], nhiệt điện chiếm 54,15% công suất nguồn theo loại nhiên liệu (trong đó nhiệt điện than 28,88%, nhiệt điện khí 21,85% và nhiệt điện dầu 3,42%); thủy điện 39,96% và 5,9% là NLTT trong đó chủ yếu là thủy điện nhỏ, điện gió và điện mặt trời còn chiếm một tỷ lệ rất nhỏ. Hình 1.1. Cơ cấu công suất điện năm 2014 (Nguồn: Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia, năm 2015) Hiện nay, ba nguồn phát điện chính là thủy điện, nhiệt điện khí và nhiệt điện than, chiếm tới trên 94% tổng công suất nguồn điện trong hệ thống điện nước ta. NLTT chưa được sử dụng nhiều cho phát điện, hơn nữa có đến 88,6% điện năng sản xuất từ NLTT ở nước ta là từ các nhà máy thủy điện nhỏ (Nguyễn Ngọc Hoàng, 2015) [2]. Trong đó, điện gió và điện mặt trời chỉ đóng góp rất nhỏ trong cơ cấu sản xuất điện cả nước. Theo báo cáo tổng kết hàng năm của Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện Quốc gia, công suất lắp đặt các nguồn điện sản xuất từ NLTT đến năm 2014 là 2.009 MW. Cụ thể, thủy điện nhỏ là 1.938 MW, sinh khối 24 MW, gió 46 MW, điện mặt trời 1MWp (Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện Quốc gia, 2015).
  • 17. 6 1.1.3. Tiềm năng năng lượng tái tạo ở Việt Nam Tiềm năng năng lượng mặt trời có thể khai thác được căn cứ vào bức xạ mặt trời. Việt Nam là khu vực có bức xạ mặt trời hàng năm tương đối lớn và ổn định, đặc biệt là các khu vực cao nguyên Miền Trung, duyên hải miền Trung và Miền Nam, đồng bằng sông Cửu Long. Tính trung bình toàn quốc thì năng lượng bức xạ mặt trời là 4- 5kWh/m2 mỗi ngày. Theo đánh giá, những vùng có số giờ nắng từ 1800 giờ/năm trở lên thì được coi là có tiềm năng để khai thác sử dụng. Đối với Việt Nam, tiêu chí này phù hợp với nhiều vùng, nhất là các tỉnh phía Nam. Tiềm năng lý thuyết điện mặt trời tại Việt Nam được dự tính như bảng sau: Bảng 1.1.Tiềm năng lý thuyết của điện mặt trời TT Khu vực Tổng xạ TB (KWh/m2- /ngày) Diện tích (m2 ) Công suất pin mặt trời (MWp) Điện năng/ngày (MWh) 1 Đông Bắc bộ và ĐB Sông Hồng 3,95 65.637.000.000 8.204.625 21.065.375 2 Tây Bắc bộ 4,8 50.684.000.000 6.335.500 19.766.760 3 Bắc Trung bộ 4,9 51.459.000.000 6.432.375 20.487.114 4 Nam Trung bộ và Tây Nguyên 5,3 99.018.000.000 12.377.250 42.639.626 5 Đông Nam bộ và ĐBSCL 5,15 64.153.000.000 8.019.125 26.844.021 Tổng cộng 330.951.000.000 41.368.875 130.802.896 Khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên có tiềm năng điện mặt trời cao nhất do có diện tích đất và tổng xạ mặt trời cao nhất nước. Theo GreenID (Trung tâm Phát triển sáng tạo xanh) [8] tiềm năng có thể khai thác cho sản xuất điện năng từ năng lượng mặt trời tại Việt Nam ước tính khoảng 13.000 MW. Trong khi đó, tổng công suất lắp đặt pin mặt trời để sản xuất điện mới chỉ khoảng 5 MW vào năm 2015, chủ yếu cho mục đích nghiên cứu và điện khí hóa nông thôn. Với sự phát triển nhanh về khoa học công nghệ, chi phí phát điện từ các nguồn năng lượng tái tạo hiện đang giảm nhanh và ngày càng cạnh tranh hơn. Theo đánh giá của IRENA, chi phí phát điện từ năng lượng mặt trời có thể giảm 59% và năng lượng gió có thể giảm 26% trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến năm 2025. Cụ thể chi phí phát điện trung bình đối với điện gió trên bờ có thể giảm 26% và lên đến 35% với điện gió ngoài khơi. Đối với Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated
  • 18. 7 solar power) có thể giảm ít nhất 37% và Công nghệ quang điện PV (Solar Photovoltaic) có thể giảm đến 59%. Bảng 1.2.Tiềm năng giảm chi phí sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió, 2015-2025 Dữ liệu trung bình có trọng số toàn cầu Chi phí đầu tư Tỷ lệ thay đổi (%) Hệ số công suất Tỷ lệ thay đổi (%) Điện quy dẫn (LCOE) 2015 USD/kWh) Tỷ lệ thay đổi (%) 2015 2025 2015 2025 2015 2025 Tấm quang điện 1810 790 -57 18 19 8 0,13 0,06 -59 Điện mặt trời công nghệ hội tụ (PTC: máng thu parapol) 5550 3700 -33 41 45 8,4 0,15 -0,19 0,09 -0,12 -37 Điện mặt trời công nghệ hội tụ (ST: tháp mặt trời) 5700 3600 -37 46 49 7,6 0,15 -0,19 0,08 -0,11 -43 Điện gió trên đất liền 1560 1370 -12 27 30 11 0,07 0,05 -26 Điện gió ngoài khơi 4650 3950 -15 43 45 4 0,18 0,12 -35 Đồng thời, khi các thị trường toàn cầu và khu vực về công nghệ năng lượng mặt trời, năng lượng gió phát triển, quy mô thị trường tăng lên sẽ mang lại cơ hội để nâng cao hiệu quả của chuỗi cung ứng, qua đó suất đầu tư còn có cơ hội giảm sâu. Mặc dù trong quy hoạch điện Việt Nam cũng đã có tính đến sự tham gia của NLTT trong phát điện, nhưng vẫn chưa xét cụ thể cơ cấu từng nguồn năng lượng tái tạo. Việc xây dựng quy hoạch vì vậy cần phải có nhiều dữ liệu chi tiết hơn và phải được thu thập, phân tích một cách có hệ thống để xác định cụ thể và chính xác tiềm năng các nguồn NLTT, xu thế công nghệ cũng như sự đánh đổi của các lựa chọn chính sách. Điều này đặc biệt quan trọng vì xu hướng giảm nhanh chi phí sản xuất điện từ NLTT trong tương lai. Đặc biệt, chi phí sản xuất điện từ NLTT cần được so sánh với chi phí sản xuất từ các nguồn năng lượng hóa thạch khi tính đầy đủ những chi phí ngoại biên liên quan đến cảnh quan bị phá hủy, sức khỏe con người và sinh kế bị ảnh hưởng, cũng như môi trường bị ô nhiễm. Tóm lại, xu thế công nghệ phát điện từ NLTT cho thấy, phát triển các nguồn NLTT nói chung, năng lượng gió và năng lượng mặt trời nói riêng cho phát điện đã và đang có triển vọng lớn và là giải pháp hiệu quả nhằm đạt được những mục tiêu đã đề ra về an ninh năng lượng cũng như cam kết giảm khí thải của Việt Nam trong Thỏa
  • 19. 8 thuận tại COP21. Nó cũng là cơ sở cho một tương lai chuyển đổi mạnh mẽ trong ngành năng lượng và trong phát điện bằng NLTT. Sự thiếu hụt nguồn năng lượng truyền thống phục vụ sản xuất điện ở Việt Nam hoàn toàn có thể được bù đắp bằng việc khai thác và sử dụng các nguồn NLTT nếu có những chính sách thích hợp. Hiện vẫn còn thiếu các thông tin và chính sách khuyến khích để phát triển NLTT, những rào cản này cần được khắc phục để thực hiện có hiệu quả nhằm đảm bảo sự phối hợp tối ưu giữa các nguồn năng lượng truyền thống và tái tạo. Đối với một quốc gia đang phát triển như Việt Nam, việc đẩy nhanh sự tham gia của các nguồn NLTT nói chung và nguồn năng lượng gió, năng lượng mặt trời nói riêng cho phát điện đóng vai trò quan trọng không chỉ trong việc đáp ứng nhu cầu điện năng mà còn đảm bảo cho phát triển bền vững của nền kinh tế. 1.2. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời 1.2.1. Hệ thống Điện mặt trời hòa lưới Điện năng lượng mặt trời thu được từ tấm pin (Solar Panel) là điện một chiều, qua bộ hòa lưới (Inverter ), có chức năng đổi từ điện DC – AC cùng pha cùng tần số với điện lưới, sau đó hệ thống sẽ hòa chung với điện lưới quốc gia. Hệ thống này không cần dùng ắc quy. - Khi công suất hòa lưới bằng công suất tải thì tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ pin mặt trời. - Khi công suất tải tiêu thụ lớn hơn công suất hòa lưới thì tải sẽ lấy thêm lưới bù vào. Buổi tối sẽ dùng nguyên điện lưới nhà nước vì không có ánh nắng mặt trời. Hình 1.2.Mô hình hệ thống điện mặt trời hòa lưới
  • 20. 9 Ưu điểm: Tiết kiệm được một phần lớn chi phí mua ắc quy và mua máy phát điện. Không sợ thiếu điện vì nếu không đủ điện dùng sẽ tự động lấy lưới điện của Nhà nước bù vào. Nhược điểm: Vì chỉ ban ngày mới có nắng nên buổi tối sẽ không dùng được năng lượng mặt trời, mà phải dùng hoàn toàn điện lưới của Nhà nước. Ngoài ra, trong thời gian sử dụng, nếu điện lưới Nhà nước mất thì điện năng lượng mặt trời cũng sẽ không sử dụng được. 1.2.2. Hệ thống Điện mặt trời độc lập Hệ thống Điện mặt trời độc lập là hệ thống nguồn cung cấp điện mặt trời độc lập hoàn toàn với điện lưới quốc gia. Hệ thống điện mặt trời độc lập bao gồm các thành phần cơ bản: Pin mặt trời (Solar Panels), Ắc quy lưu trữ điện (Accu), bộ điều khiển sạc điện từ pin mặt trời vào Accu (Solar Charger), bộ chuyển điện từ Accu thành điện xoay chiều cấp cho thiết bị (Inverter), dây dẫn và linh kiện đồng bộ. Hình 1.3.Mô hình hệ thốngđiện mặt trời độc lập Pin mặt trời chuyển hóa năng lượng mặt trời dưới dạng quang năng thành điện năng. Điện năng một chiều (DC) này được nạp vào Accu thông qua một bộ điều khiển sạc. Điện năng này sau đó lại được chuyển hóa thành điện xoay chiều nhờ vào bộ Inverter và cung cấp cho thiết bị tiêu thụ điện. Ưu điểm: Khi bị cắt điện vẫn có điện, độc lập với điện lưới nên có thể sử dụng cho các ứng dụng lưu động.
  • 21. 10 Nhược điểm: Do sử dụng nhiều thiết bị phụ trợ đi kèm nên toàn hệ thống có chung các nhược điểm là: chi phí bảo trì cao, hiệu suất chuyển đổi không cao, lượng điện phụ thuộc vào thời tiết. 1.2.3. Hệ thống Điện mặt trời Hybrid Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid là giải pháp sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để chuyển thành nguồn điện xoay chiều cung cấp cho phụ tải ưu tiên, phụ tải ưu tiên là những thiết bị cần duy trì nguồn điện liên tục, hệ thống đồng thời sạc cho bộ lưu trữ (Ắc quy). Nếu nguồn điện mặt trời dư sẽ được hòa vào lưới điện quốc gia. Khi nguồn năng lượng mặt trời thiếu, hệ thống sẽ bổ sung thêm nguồn điện lưới để cung cấp cho phụ tải và sạc cho bộ lưu trữ. Với hệ thống điện mặt trời kết hợp Hybrid, khi nguồn điện lưới bị gián đoạn (cúp điện), hệ thống sử dụng nguồn điện năng lượng mặt trời và kết hợp nguồn điện từ ắc quy để cung cấp cho phụ tải ưu tiên. Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid đảm bảo an ninh năng lượng và chất lượng nguồn điện cho các phụ tải ưu tiên. Sử dụng tối đa nguồn năng lượng sạch, xanh. Chức năng hòa lưới giúp giảm chi phí điện sử dụng. Hệ thống giúp kéo dài tuổi thọ của bộ lưu trữ, giảm chi phí bảo trì và thay thế. Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động, dễ dàng lắp đặt và vận hành. Hình 1.4.Mô hình hệ thống điện mặt trời Hybrid Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid phù hợp với các khu vực cần đảm bảo an ninh năng lượng cao như trung tâm dữ liệu, các trạm phát sóng viễn thông (BTS), trạm gác bảo vệ, hệ thống camera giám sát, quốc phòng, y tế, hệ thống server, thang máy… Inverter chuyển đổi
  • 22. 11 Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid phù hợp ứng dụng cho các hộ gia đình, văn phòng, doanh nghiệp và cơ quan hành chính. 1.3. Ứng dụng IoT trong giám sát hệ thống năng lượng mặt trời Mạng lưới vạn vật kết nối internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT (Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và internet. Nói đơn giản là một tập hợpcác thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó. Hình 1.5.Mô hình hệ thống IoT IoT có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và khả năng vận hành, triển khai của hệ thống điện thông minh. Về cơ bản, hệ thống điện thông minh là một mạng lưới phát điện, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện nhưng được áp dụng công nghệ thông tin, truyền thông, số hóa dữ liệu, áp dụng các công nghệ hiện đại vào việc điều khiển, kiểm tra, giám sát. Hệ thống cho phép trao đổi thông tin cũng như điện năng hai chiều theo thời gian thực giữa nhà cung cấp và khách hàng sử dụng điện. Nhìn chung hệ thống điện thông minh là hệ thống cung cấp năng lượng thông qua việc hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc. Do đó, lượng dữ liệu được thu thập và xử lý thành thông tin phục vụ công tác vận hành, điều khiển hệ thống điện cũng như được lưu trữ cho các mục đích khác nhau theo yêu cầu của các quy định trong quản lý, điều tiết hoạt động điện lực là rất lớn.
  • 23. 12 Đối với khách hàng sử dụng điện, IoT giúp cho việc truyền thông giữa các thiết bị cảm biến với các công tơ thông minh được liên tục, cho phép tự động điều khiển các thiết bị như điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, hệ thống ánh sáng... một cách hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Đối với hệ thống điều khiển trạm biến áp, khả năng kết nối trực tiếp với thiết bị và trao đổi dữ liệu với các hệ thống quản lý cho phép phát hiện, xử lý mọi bất thường của hệ thống, giúp cho các công ty điện lực đạt được mục tiêu giảm tổn thất điện năng, giảm thiếu tối đa sự cố mất điện diện rộng mà không cần có sự can thiệp của con người. Đặc biệt, lợi ích cốt lõi của IoT trong hệ thống điện thông minh chính là khối lượng dữ liệu thu thập được bao gồm số liệu thời gian thực và số liệu quá khứ. Các dữ liệu này được thu thập từ rất nhiều nguồn khác nhau của hệ thống điện (hệ thống bảo vệ, điều khiển, công tơ thông minh, các bộ I/O, thiết bị đóng cắt...) tại các trạm biến áp, nhà máy, nhà ở của khách hàng và các thông tin liên quan khác như thời tiết... Các số liệu này sẽ được phân tích, xử lý và sử dụng cho công tác dự báo nhu cầu phụ tải điện từ dài hạn cho đến trung hạn nhằm phục vụ công tác lập kế hoạch cung cấp điện; hạn chế việc tiết giảm điện do thiếu nguồn thông qua cơ chế dịch chuyển phụ tải đỉnh trong giờ cao điểm hoặc trường hợp khẩn cấp. Ngoài ra, IoT có thể thông báo kịp thời cho người sử dụng điện tại hộ gia đình, nhà máy sản xuất và các công ty điện lực về chất lượng điện, thiết bị, tình trạng cũng như vị trí hư hỏng, tình hình tiêu thụ điện năng. Để đáp ứng nhu cầu phát triển hệ thống điện thông minh, tại Việt Nam, IoT cũng đang được ứng dụng trong nhiều sản phẩm công nghệ cao. Một ví dụ cụ thể là Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (CPCEMEC) cho ra đời 19 loại công tơ điện tử cơ bản đáp ứng đầy đủ yêu cầu về đo đếm điện năng từ trực tiếp đến gián tiếp, đo đếm theo hai chiều giao và nhận, phục vụ tốt nhu cầu mua bán điện khi ứng dụng năng lượng tái tạo trong hệ thống điện thông minh, thiết bị cảnh báo sự cố lưới điện từ xa của đường dây trung thế Remote Alarm, các hệ thống phần mềm giám sát như: hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm MDMS, hệ thống thu thập dữ liệu công tơ hoàn toàn tự động RF SPIDER, hệ thống giám sát năng lượng mặt trời lắp mái... Việc Ứng dụng IoT trong việc giám sát và điều khiển hòa lưới trong hệ thống năng lượng mặt trời độc lập, tình trạng nguồn tải không ổn định hoặc quá công suất tiêu thụ thì hệ thống căn cứ vào số liệu thu thập được để tính toán và ra lệnh điều khiển hòa lưới bù công suất cho tải. 1.4. Kết luận chương Thông qua các tìm hiểu về hệ thống mô hình hệ thống năng lượng mặt trời ngoài các ưu điểm là giúp tiết kiệm điện, giảm khí thải CO2 phát sinh,thì có khuyết điểm
  • 24. 13 chung là việc kết hợp giữa các nguồn năng lượng như : năng lượng mặt trời, năng lượng điện lưới và các nguồn năng lượng xanh ( gió, Biogas, điện phân H2) để đảm bảo tối ưu công suất cung cấp cho tải suốt thời gian hoạt động ngày và đêm thì vẫn chưa đáp ứng. Vì vậy cần có những nghiên cứu để giải quyết việc bù công suất điện mặt trời khi cần.
  • 25. 14 CHƯƠNG 2 TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ở MIỀN TRUNG VIỆT NAM Từ xa xưa, loài người đã biết tận dụng nguồn năng lượng quý giá này trong nhiều hoạt động thực tiễn nhằm cải tạo thiên nhiên, chinh phục vũ trụ, cải thiện và nâng cao chất lượng cuộc sống của mình . Nắng là dòng bức xạ trực tiếp của mặt trời xuống trái đất, số giờ nắng thể hiện lượng ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu xuống bề mặt trái đất. Trong đo đạc bức xạ mặt trời, trực xạ là nguồn bức xạ lớn nhất được đo trực tiếp từ nắng. Việt Nam với lợi thế là một trong những nước nằm trong giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới, do đó là nước có tiềm năng về sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT). Vì vậy, sử dụng năng lượng mặt trời như một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu của các vùng dân cư khu vực này là một kế sách có ý nghĩa về mặt kinh tế, ninh quốc phòng. Hình 2.1.Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam
  • 26. 15 Tuy nhiên, việc ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam nói chung và miền Trung nói riêng cho đến nay chưa phát triển, nguyên nhân là chưa có nhiều nghiên cứu cụ thể tiềm năng của năng lượng mặt trời cũng như khả năng đầu tư xây dựng những công trình điện mặt trời. 2.1. Cường độ bức xạ năng lượng mặt trời theo từng khu vực tại Việt Nam Bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng tại Việt Nam. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào khoảng 5kW/h/m2/ngày ở các tỉnh miền Trung và miền Nam, và vào khoảng 4kW/h/m2/ngàyở các tỉnh miền Bắc. Từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ mặt trời không chỉ nhiều mà còn rất ổn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khô sang mùa mưa. Số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1500-1700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2000-2600 giờ mỗi năm. Việt Nam có nguồn NLMT dồi dào cường độ bức xạ mặt trời trung bình ngày trong năm ở phía bắc là 3,69 kWh/m2 và phía nam là 5,9 kWh/m2. Lượng bức xạ mặt trời tùy thuộc vào lượng mây và tầng khí quyển của từng địa phương, giữa các địa phương ở nước ta có sự chênh lệch đáng kể về bức xạ mặt trời. Cường độ bức xạ ở phía Nam thường cao hơn phía Bắc. Trong đó: + Vùng Tây Bắc Nhiều nắng vào các tháng 8. Thời gian có nắng dài nhất vào các tháng 4,5 và 9,10. Các tháng 6,7 rất hiếm nắng, mây và mưa rất nhiều. Lượng tổng xạ trung bình ngày lớn nhất vào khoảng 5,234 kWh/m2/ngày và trung bình trong năm là 3,489 kWh/m2/ngày. Vùng núi cao khoảng 1500m trở lên thường ít nắng. Mây phủ và mưa nhiều, nhất là vào khoảng tháng 6 đến tháng 1. Cường độ bức xạ trung bình thấp (< 3,489 kWh/m2/ ngày). + Vùng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ Ở Bắc Bộ, nắng nhiều vào tháng 5. Còn ở Bắc Trung bộ càng đi sâu về phía Nam thời gian nắng lại càng sớm, nhiều vào tháng 4. Tổng bức xạ trung bình cao nhất ở Bắc Bộ khoảng từ thàng 5, ở Bắc Trung Bộ từ tháng 4. Số giờ nắng trung bình thấp nhất là trong tháng 2, 3 khoảng 2h/ngày, nhiều nhất vào tháng 5 với khoảng 6 – 7h/ngày và duy trì ở mức cao từ tháng 7. + Vùng Trung Bộ Từ Quảng Trị đến Tuy Hòa, thời gian nắng nhiều nhất vào các tháng giữa năm với khoảng 8 – 10h/ngày. Trung bình từ tháng 3 đến tháng 9, thời gian nắng từ 5 – 6
  • 27. 16 h/ngày với lượng tổng xạ trung bình trên 3,489 kWh/m2/ngày (có ngày đạt 5,815 kWh/m2/ngày). + Vùng phía Nam Ở vùng này, quanh năm dồi dào nắng. Trong các tháng 1, 3, 4 thường có nắng từ 7h sáng đến 17h. Cường độ bức xạ trung bình thường lớn hơn 3,489 kWh/m2/ngày. Đặc biệt là các khu vực Nha Trang, cường độ bức xạ lớn hơn 5,815 kWh/m2/ngày trong thời gian 8 tháng/năm. Dưới đây là bảng số liệu về lượng bức xạ mặt trời tại các vùng miền nước ta. Bảng 2.1.Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam Vùng Giờ nắng trong năm Cường độ BXMT (kWh/m2, ngày) Ứng dụng Đông Bắc 1600-1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750-1800 4,1 – 4,9 Trung bình Bắc Trung Bộ 1700-2000 4,6 – 5,2 Tốt Tây Nguyên và Nam Trung Bộ 2000-2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Nam Bộ 2200-2500 4,3 – 4,9 Rất tốt Qua bảng trên cho ta thấy nước ta có lượng bức xạ mặt trời rất tốt, đặc biệt là Tây Nguyên và Nam Trung Bộ, ở khu vực phía Bắc thì lượng bức xạ mặt trời nhận được ít hơn. Lượng bức xạ mặt trời giữa các vùng miền khác nhau, thay đổi theo tháng trong năm. Bảng 2.2. Lượng tổng xạ bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng trong năm ở một số địa phương của nước ta (đơn vị: MJ/m2/ngày) TT TỈNH, THÀNH T.1 T.7 T.2 T.8 T.3 T.9 T.4 T.10 T.5 T.11 T.6 T.12 1 Cao Bằng 8,21 18,81 8,72 19,11 10,43 17,60 12,70 13,57 16,81 11,27 17,56 9,37 2 Móng Cái 18,81 17,56 19,11 18,23 17,60 16,10 13,57 15,75 11,27 12,91 9,37 10,35 3 Sơn La 11,23 11,23 12,65 12,65 14,45 14,25 16,84 16,84 17,89 17,89 17,47 17,47 4 Láng (Hà Nội) 8,76 20,11 8,63 18,23 9,09 17,22 12,44 15,04 18,94 12,40 19,11 10,66 5 Vinh 8,88 21,79 8,13 16,39 9,34 15,92 14,50 13,16 20,03 10,22 19,78 9,01
  • 28. 17 TT TỈNH, THÀNH T.1 T.7 T.2 T.8 T.3 T.9 T.4 T.10 T.5 T.11 T.6 T.12 6 Đà Nẵng 12,44 22,84 14,87 20,78 18,02 17,93 20,28 14,29 22,17 10,43 21,04 8,47 7 Cần Thơ 17,51 16,68 20,07 15,29 20,95 16,38 20,88 15,54 16,72 15,25 15,00 16,38 8 Đà Lạt 16,68 18,94 15,29 16,51 16,38 15,00 15,54 14,87 15,25 15,75 16,38 10,07 Từ các số liệu trên có thể thấy tiềm năng điện mặt trời của nước ta hiện nay là rất lớn. Nhờ có ưu đãi của thiên nhiên việc khai thác nguồn năng lượng mặt trời được khuyến khích vì nó là một nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường và có trữ lượng vô cùng lớn do tính tái tạo cao. Đồng thời, phát triển ngành công nghiệp sản xuất pin mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường. 2.2. Khai thác năng lượng mặt trời tại Đà Nẵng Đà Nẵng có tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời (NLMT) khá lớn, với số giờ nắng trung bình 177 giờ/tháng và cường độ bức xạ trung bình 4,89kWh/m2/ngày, xếp hàng thứ 5 trong số 16 tỉnh thành có tiềm năng về nguồn năng lượng này. Hình 2.2.Đồ thị bức xạ mặt trời tại Đà Nẵng phân bố /tháng Mối quan hệ giữa tổng lượng bức xạ và tổng giờ nắng dựa trên phương trình hồi quy để tính tổng lượng bức xạ tại nơi chỉ đo số giờ nắng. Từ số liệu có được, các phương trình hồi quy tại Đà Nẵng đã được xác lập (Hình 2.3). Hình 2.3 cho thấy tương quan tuyến tính giữa tổng lượng bức xạ tháng và tổng giờ nắng tháng của các trạm tại Đà Nẵng khá chặt về mặt thống kê. Các phương trình 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  • 29. 18 hồi quy có thể dùng như một công cụ ước tính tổng lượng bức xạ phục vụ xây dựng dự án ở những vùng chỉ có số liệu đo tổng giờ nắng. Hình 2.3.Tương quan giữa tổng lượng bức xạ tháng -Y (KWh/m2) và tổng giờ nắng tháng - X (giờ) Các kết quả tính toán nêu trên cho thấy rằng,với số giờ nắng và lượng bức xạ như vậy, khu vực Đà Nẵngcó tiềm năng năng lượng mặt trời khá dồi dào. Nếu khai thác được một cách hiệu quả, sẽ mang lại lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể. 2.3. Kết luận chương Miền Trung Việt Nam đặc biệt là khu vực Nam Trung Bộ có tiềm năng NLMT rất đáng kể. Ngoài việc tiếp tục mở rộng triển khai các ứng dụng năng lượng mặt trời quy mô nhỏ, bước đầu miền Trung đã bắt đầu xây dựng được một số nhà máy điện mặt trời. Với điều kiện tự nhiên rất thuận lợi, nhưng suất đầu tư cho điện mặt trời hiện vẫn còn cao nên nhà đầu tư chưa thật yên tâm. Tiềm năng về NLMT đã được khẳng định mức khá cao ở nhiều khu vực thuộc các tỉnh ven biển miền Trung với tổng lượng bức xạ cả năm từ 1300 kWh/m2 đến trên 2400 kWh/m2 và có xu hướng tăng từ Bắc vào Nam. Tương tự, số giờ nắng ở khu vực này đều trên 1400 giờ/năm và cũng có xu hướng tăng từ Bắc vào Nam. Điều kiện về đất đai, tài chính và chính sách cũng đã được phân tích nhằm giúp các nhà đầu tư có thêm tư liệu để tiến hành lập dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện mặt trời ở khu vực này góp phần đưa tỷ lệ điện mặt trời tăng lên trong tương lai gần.
  • 30. 19 CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG Sự kết hợp của các nguồn năng lượng tái tạo, như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, khí sinh học, thủy điện nhỏ đã được áp dụng ở nước ta. Tuy nhiên, sự kết hợp này bao gồm các tài nguyên độc lập, có nghĩa là các nguồn năng lượng này được sử dụng riêng, tích lũy năng lượng (nếu có) là thông qua Accu. Đây là một trong những lý do kỹ thuật hạn chế tính thực tiễn của các giải pháp năng lượng tái tạo khi chỉ riêng mỗi nguồn năng lượng không thể đáp ứng nhu cầu của người dùng. Chương này đề xuất giải pháp kết hợp năng lượng mặt trời với các nguồn năng lượng truyền thống như điện lưới hoặc các nguồn điện dự phòng khác. Hệ thống được đề xuất sẽ làm nhiệm vụ đo lường năng lượng của nguồn điện cung cấp và năng lượng tiêu thụ của tải theo thời gian thực để xác định xem có cần thêm nguồn điện hay không và có thể đáp ứng yêu cầu bằng cách sử dụng nguồn điện từ lưới điện để đảm bảo công suất tiêu thụ của tải. Trong trường hợp năng lượng mặt trời vượt quá công suất tiêu thụ yêu cầu của tải thì năng lượng vượt quá này có thể được lưu trữ trong hệ thống lưu trữ năng lượng riêng biệt ( như Accu, hay hệ thống điện phân nước). Hệ thống được đề xuất là một hệ thống hoàn toàn tự động và có thể cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho việc sử dụng thông thường. Ngoài ra, hệ thống còn được sử dụng để theo dõi sự thay đổi của nguồn cung cấp năng lượng mặt trời để điều khiển khởi động các nguồn năng lượng từ lưới điện để bù công suất tiêu thụ của tải. 3.1. Phân tích thực tế nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong sinh hoạt Thực hiện việc phân tích số liệu theo dõi mức tiêu thụ điện năng tại Hòa Vang, một huyện nông thôn của thành phố Đà Nẵng từ ngày 01/2016 đến 08/2018. Dữ liệu thu thập được bao gồm công suất được sử dụng (tính bằng kWh) cũng như công suất tối đa (tính bằng kW) của 12949 người dùng. Kết quả cho thấy mức sử dụng năng lượng trung bình mỗi tháng thay đổi từ 148kWh năm 2016 lên 157kWh năm 2017 và 165kWh năm 2018, tương đương với mức tăng 5% nhu cầu năng lượng (hình 3.1).
  • 31. 20 Hình 3.1. Năng lượng điện tiêu thụ tại Hòa Vang (01/2016-08/2018) Tuy nhiên, theo báo cáo quy hoạch phát triển công nghiệp của văn phòng công nghiệp và thương mại Đà Nẵng [7], sự gia tăng nhu cầu năng lượng có thể đạt 11,1% trong năm 2020 và 12,3% trong giai đoạn 2020-2030. Công suất tối đa tăng khoảng 10% mỗi năm. Hình 3.2 cho thấy sự phân bổ công suất đỉnh của Hòa Vang. Như chúng ta có thể thấy, công suất đỉnh cho hầu hết người dùng là dưới 2kW, số người dùng nhiều nhất tập trung tại 0.4kw đến dưới 1kw. Từ kết quả khảo sát, đề tài sẽ tiến hành thiết kế một hệ thống năng lượng mặt trời có công suất đỉnh khoảng 2kW. Hình 3.2.Phân bố công suất tiêu thụ đỉnh 3.2. Đề xuất mô hình phối hợp năng lượng mặt trời và điện lưới Từ ý tưởng kết hợp năng lượng mặt trời và điện lưới, nhằm tối đa hóa việc sử dụng năng lượng mặt trời trong khi giảm thiểu sự phụ thuộc vào điện, luận văn đã đề xuất một hệ thống như trong hình 3.3
  • 32. 21 Hình 3.3. Sơ đồ khối hệ thống phối hợp giữa năng lượng mặt trời và điện lưới  Hệ thống bao gồm 2 nguồn năng lượng cung cấp chính. - Điện lưới - Điện mặt trời: Điện mặt trời sẽ được chuyển đổi DC/AC thông qua bộ Inverter để cung cấp cho tải, công suất của tấm pin Solar  Nguồn dự trữ: Hệ thống điện phân hoặc Accu  Bộ điều khiển trung tâm: chức năng đo đạt các tham số như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, công suất của NLMT và công suất tải tiêu thụ, truyền tất cả các tham số lên server thông qua Wifi hoặc GPRS/3G đồng thời điều khiển chuyển mạch hòa lưới khi cần thiết.  Webserver: nhận dữ liệu từ bộ xử lý trung tâm lưu vào database hiển thị ra website giám sát.  Tải tiêu thụ: dưới 2KW Vào buổi trưa của ngày trời nắng, sức nóng của mặt trời là khoảng 1000 W / m2 [8]. Với tỷ lệ chuyển đổi của nhiệt điện khoảng 15% -20% cho sản phẩm pin mặt trời thương mại, một tấm pin mặt trời loại MoNo 1m2 có thể sản xuất khoảng 360W. Từ phân tích trên, cần có hệ thống năng lượng mặt trời 2kW thì cần 6 tấm Pin, diện tích lắp đặt tầm 6m2 . Chức năng của hệ thống được đề xuất được hiển thị trong hình 3.4. Đầu tiên, Pin Inverter chuyển đổi
  • 33. 22 công suất năng lượng mặt trời được tạo ra sau đó sẽ được đo và so sánh với Pload công suất của tải tiêu thụ. Nếu Pin> Pload thì tất cả năng lượng tiêu thụ sẽ được cung cấp từ năng lượng mặt trời. Năng lượng vượt quá sẽ được lưu trữ trong một hệ thống lưu trữ riêng biệt để sử dụng sau. Nếu Pin< Pload công suất tải vượt quá năng lượng do Pin năng lượng mặt trời tạo ra, thì hệ thống kết hợp sẽ được kích hoạt để lấy năng lượng ngắn từ lưới điện và kết hợp với năng lượng mặt trời để cung cấp cho tải trường hợp này thì năng lượng cung cấp cho tải sẽ kết hợp từ tấm năng lượng mặt trời và từ lưới điện, còn khi trời tối Pin=0 lúc này toàn bộ năng lượng cung cấp cho tải là từ nguồn điện lưới. Trung tâm của hệ thống kết hợp là một mạch đo lường và điều khiển chuyển mạch, nhận phép đo và quyết định kích hoạt bộ chia năng lượng hoặc bộ kết hợp năng lượng để không lãng phí năng lượng và đảm bảo công suất tiêu thụ cho tải. Trong hệ thống vi điều khiển PIC18F4550 để thực hiện tất cả các xử lý và đo đạt. Hình 3.4. Sơ đồ khối thực hiện chức năng của hệ thống kết hợp
  • 34. 23 Tất cả thông tin giám sát sẽ được gửi đến máy chủ thông qua hệ thống 3G / GPRS hoặc Wifi, hệ thống sẽ ưu tiên dùng wifi, chỉ khi nào mất kết nối wifi thì hệ thống sẽ tự chuyển qua hoạt động với GPRS/3G để tiết kiệm chi phí hoạt động của hệ thống mà đảm bảo không bị gián đoạn dữ liệu. Máy chủ hệ thống tại đường dẫn http://vvtsmart.com/p- monitor/ lưu trữ tất cả các phép đo (hình 3.5) và kết quả so sánh (hình 3.6). Hình 3.5.Các thông số đo đạc được thu thập trên website Hình 3.6.So sánh công suất theo thời gian 3.3. Kết luận chương Hệ thống được đề xuất hoạt động với việc kết hợp giữa hai nguồn cung cấp là năng lượng mặt trời và nguồn điện lưới nhằm đảm bảo công suất tiêu thụ cho tải và tăng hiệu suất sử dụng của nguồn năng lượng mặt trời, giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả đồng thời tăng khả năng sử dụng nguồn năng lượng sạch, đảm bảo giảm khí thải CO2 phát sinh của các dạng năng lượng khác, bảo vệ môi trường sống. Hệ thống được đề xuất còn có khả năng kết hợp với nhiều dạng năng lượng sạch khác nhau như năng lượng gió, Biogas, hay điện phân H2 tăng hiệu quả sử dụng của hệ thống .
  • 35. 24 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PHỐI HỢP Từ các kết quả nghiên cứu trước, nhiệm vụ chương này sẽ tiến hành thiết kế và thi công hệ thống, bao gồm cả phần cứng và phần mềm, kết quả sẽ được đánh giá sau quá trình cho hoạt động thử nghiệm và đánh giá. 4.1. Thiết kế và thi công phần cứng 4.1.1. Thiết kế thi công khối xử lý trung tâm Khối xử lý trung tâm sử dụng vi điều khiển PIC18F4550. Từ tài liệu tham khảo [15] ta có các thông số cho vi điều khiển: Vdd = 5V, tần số hoạt động: 48MHz, bộ nhớ Flash: 32Kb, bộ nhớ SRAM: 2Kb, EPPROM: 256 bytes, reset ở mức 0. Hiện tại vi điều khiển sử dụng chuẩn giao tiếp ICSP để nạp chương trình thông qua các chân: VPP, VCC, GND, PGD, PGC, PGM của vi điều khiển. Hình 4.1.Sơ đồ nguyên lý của mạch vi điều khiển PIC18F4550 Vi điều khiển sử dụng chân analog: RA0,RA1 để đọc, đo dòng điện và điện áp một chiều từ Modul ACS712; chân D5 và D6 dùng để giao tiếp với Modul PZEM004T, đo dòng điện, điện áp, công suất của điện xoay chiều. Sử dụng chuẩn UART để giao tiếp với SIM808 để truyền dữ liệu gửi lên server thông qua chân RC6, RC7. 4.1.2.Mạch sim808 Sim808 là chip tích hợp cả GSM, GPS nên đề tài chọn dùng để làm mạch truyền dữ liệu GPRS thông qua anten GSM và định vị node mạng thông qua anten GPS. Để mạch sim808 hoạt động được thì thông qua tài liệu tham khảo [17] ta có các khối sau:
  • 36. 25 Hình 4.2.Sơ đồ khối mạch Sim 808 Thông qua sơ đồ khối ta thiết kế khối mạch sim808 sau: 4.1.2.1. Khối nguồn Từ tài liêu tham khảo [16] ta có điện áp nguồn hoạt động cho sim808 từ 3,4V đến 4,4V. Dòng hoạt động tối đa là 2A. Điện áp hoạt động ổn định là 4V. Vì vậy ta chọn IC nguồn là IC MIC29302 để làm nguồn cung cấp cho mạch sim. Sơ đồ nguyên lý của IC MIC29302 Hình 4.3.Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn dùng IC MIC29302 Theo như tài liêu tham khảo [16] ta có công thức tính điện áp ngõ ra của MIC29032 là: (4-1) Tính chọn R101, R102: Để mạch sim808 hoạt động ổn định ta chọn Vout = 4V nên từ (4-1) suy ra: R101 = 2,2206.R102 Ta chọn: R102 = 33kΩ => R101 = 73,28 kΩ. Vậy chọn R101 = 75 kΩ Từ R101 = 75 kΩ, R102 = 33 kΩ => Vout thực tế: 4,06 V 4.1.2.2. Khối giao tiếp Để giao tiếp với vi điều khiển thì Sim808 sẽ sử dụng hai chân TX, RX nối chéo với hai chân TX, RX của vi điều khiển theo chuẩn UART. Nhưng do điện áp hoạt động của vi điều khiển là 5V, còn điện áp hoạt động của Sim808 là 4V nên để giao
  • 37. 26 tiếp được thì ta cần phải làm một mạch chuyển đổi mức tín hiệu từ 5V xuống 4V và ngược lại. Theo tài liệu tham khảo [17] ta có sơ đồ nguyên lý sau: Hình 4.4.Sơ đồ nguyên lý truyền tín hiệu từ SIM sang vi điều khiển Nguyên lý hoạt động: - Khi TXD ở mức 0 (0V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT phân cực thuận nên sẽ cho BJT dẫn nên MCURXD lúc này sẽ ở mức 0 (0V). - Khi TXD ở mức 1 (4V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT phân cực nghịch nên sẽ không cho BJT dẫn. Lúc này MCURXD = MCUVDD = mức 1(5V). Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý nhận tín hiệu RX từ vi điều khiển sang SIM Nguyên lý hoạt động: - Khi MCUTXD ở mức 0 (0V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT phân cực thuận nên sẽ cho BJT dẫn nên RXD lúc này sẽ ở mức 0 (0V). - Khi MUCTXD ở mức 1 (5V) mà VDD_EXT = 2,8V => tiếp giáp BE của BJT phân cực nghịch nên sẽ không cho BJT dẫn. Lúc này RXD = VDD_EXT = mức 1(2,8V).
  • 38. 27 4.1.2.3. Khối sim card Hình 4.6.Sơ đồ nguyên lý kết nối SIM card và Sim808 Theo tài liệu tham khảo [17] ta có socket thẻ sim sẽ được kết nối qua Sim808 thông qua chân SIM_VDD, SIM_RST, SIM_CLK, SIM_PRE, SIM_DATA, GND. Ngoài ra ta có điện áp SIM_VDD từ 1,8V đến 3V. Nên ta chọn diode zener 2,2V để bảo vệ thẻ sim khi điện áp vượt quá ngưỡng. 4.1.2.4. Sơ đồ nguyên lý của mạch Sim808 Hình 4.7.Sơ đồ nguyên lý mạch Sim808 Tải bản FULL (75 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ
  • 39. 28 4.1.3.Mạch thẻ nhớ SD card Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý mạch đọc SD card Ta biết nguồn cho SD card nằm trong khoảng 2,7V đến 3,6V nên ở đây ta chọn nguồn 3,3V để cấp cho SD card thông qua IC nguồn LM1117 loại 3,3V. Tuy nhiên, vi điều khiển dùng mức điện áp 5V nên để giao tiếp giữa vi điều khiển với SD card, thực hiện gián tiếp thông qua chíp buffer 74HVC125. 4.1.4.Mạch nguồn 5V Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5v dùng LM2596 Mạch hạ áp LM2596 là mạch nguồn giảm áp sử dụng IC ổn áp LM2596 + IC LM2596 là IC nguồn xung có chu kì đóng/ngắt lên đến 125KHz cho hiệu suất làm việc cao. + Dòng ra đỉnh 3A (có thể gắn tản nhiệt cho IC để tăng dòng đầu ra cực đại). + Điện áp đầu vào dao động từ 3V - 40V thực tế chọn nguồn vào 12V. + Điện áp ra 5V. Mạch ổn áp có chức năng tạo ra điện áp nhỏ hơn điện áp đầu vào và luôn duy trì mức điện áp này mặc dù điện áp đầu vào tăng/giảm. Mạch này theo đề xuất của nhà sản xuất, các đường tô đậm như hình dưới khi thiết kế càng ngắn càng tốt. Tải bản FULL (75 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ
  • 40. 29 Hình 4.10.Mạch nguồn được đề xuất của nhà sản xuất Nhưng thực tế do linh kiện của ta không đảm bảo chất lượng nên đầu ra ta thêm tụ gốm 104 để lọc những gợn điện áp tần số cao và nâng hệ số tụ hóa lên để điện áp ra ổn định hơn. 4.1.5.Khối wifi Thông số của mạch: nguồn cung cấp Vdd = 3.3V, 4MB flash, tiêu chuẩn wifi: 802.11b/g/n, với tần số 2.4GHz và hỗ trợ bảo mật WPA/WPA2. Sử dụng USB FT232 để nạp chương trình thông các chân được nối như sau: ESP8266 -------- USB-TTL VCC - 3V3 GND - GND TX - RX RX - TX Esp8266 dùng 2 chân GPIO4, GPIO5 để giao tiếp với PIC18F4550, thông qua chuẩn giao tiếp UART. Mục đích thu nhận dữ liệu từ vi điều khiển PIC truyền qua để gửi lên website, đồng thời thông báo cho PIC tình trạng kết nối wifi và dữ liệu cấu hình từ web cho hệ thống. Hình 4.11.Sơ đồ nguyên lý mạch ESP8266 17f5a878