TÍNH TOAN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG. LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN LÊ KIM THỊNH
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC
XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số : 8520201
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: TS. TRỊNH TRUNG HIẾU
Đà Nẵng - Năm 2019

2. LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Trong luận văn có
trích dẫn một số tài liệu chuyên ngành kỹ thuật điện của Việt Nam và của một số tổ
chức khoa học trên thế giới về thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng cho trạm
sạc xe điện, sử dụng phần mềm PV*SOL 2019 chuyên dụng cho thiết kế, tính toán, mô
phỏng hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng cho trạm sạc xe điện tại sân bay quốc tế
Đà Nẵng.
Các số liệu kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn
NGUYỄN LÊ KIM THỊNH

3. TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG
Học viên: Nguyễn Lê Kim Thịnh Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201 - Khóa: K34.KTĐ - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Trong lĩnh vực Hàng không, tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung,
vấn đề sử dụng năng lượng tái tạo nhằm đa dạng hóa và nâng cao hiệu quả sử dụng
năng lượng đồng thời tiết kiệm năng lượng trong khu vực khai thác. Đối với các Cảng
Hàng không quốc tế tại Việt Nam, với tần suất bay như hiện nay và việc mở rộng nhà
ga mới, tiếp nhận nhiều loại máy bay, trong đó có các máy bay có sức chở lớn sẽ làm
gia tăng mức độ ô nhiễm không khí và ô nhiễm tiếng ồn. Vì vậy, cần thiết phải có
những nghiên cứu, ứng dụng thử nghiệm phương tiện vận chuyển hàng hóa, hành
khách sử dụng nguồn năng lượng điện thay thế xăng, dầu truyền thống nhằm giảm
thiểu ô nhiễm. Vì lý do đó, luận văn này tính toán và thiết kế trạm sạc xe điện sử dụng
năng lượng mặt trời tại sân bay quốc tế Đà Nẵng kết hợp sử dụng phần mềm PV*Sol
2019 để thiết kế, tính toán và mô phỏng sự hoạt động của trạm sạc xe điện. Nghiên
cứu này áp dụng mô hình đề xuất cho Tổng công ty cảng hàng không Việt Nam để
đánh giá về mặt kỹ thuật và tính khả thi về mặt kinh tế và đưa ra các hướng phát triển
tiếp theo.
Từ khóa –Xe điện; Trạm sạc xe điện; Năng lượng mặt trời; Năng lượng tái tạo;
CALCULATION AND DESIGNING AN ELECTRIC VEHICLE CHARGING
STATION SYSTEM USING THE PHOTOVOLTAIC SYSTEM AT DA NANG
INTERNATIONAL AIRPORT
Abtract - In the aviation field, the world in general and Vietnam in paticular, using the
renewable energy to diversify energy sources, increasing the efficiency and saving the
energy have been the problems that is very concerned.. For Vietnam international
airports, with the cuurent flight frequency, expanding the scale of airport and receiving
the new bigger aircrafts which are increasing the air and noise pollution level.
Therefore, it is necessary to research the new equipments, vehicles in goods and
passenger transport which using renewable energy instead of gasoline and diesel oil to
minimize pollution. For this purpose, this thesis designs and calculates an electric
vehicle charging station using the the photovoltaic system by using PV*Sol 2019
software to design, calculate and simulate the Evs Charging station operation..This
project applies the proposed model to Airports Corporation of Viet Nam to verify its
technical and economic feasibility and perspective of the work in issue the next
development.
Key words –Electrical vehicle; Charging station; Photovoltaic systems; Renewable
energy; Stored in a battery.

4. MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................1
3. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................2
4. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................2
. Dàn ý nội dung chính..........................................................................................2
7. Tổng quan về tài liệu nghiên cứu........................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN VÀ TRẠM SẠC XE ĐIỆN .......................3
1.1. Tổng quan về xe điện ...............................................................................................3
1.1.1. Xe điện lai (HEV - Hybrid Electric Vehicles)..............................................3
1.1.2. Xe điện hỗn hợp (PHEV - Plug-in Hybrids Electric Vehicles) ..................3
1.1.3. Xe điện chạy hoàn toàn bằng pin (BEV - Battery Electric Vehicles)..........3
1.1.4. Xe điện có tầm xa hoạt động xa (EREV - Ex tended Range Electric
Vehicles)..........................................................................................................................3
1.2. Các chế độ sạc cho trạm sạc xe điện ........................................................................4
1.2.1. Sạc ở Cấp 1 – 120V AC................................................................................5
1.2.2. Sạc ở Cấp 2 – 208 VAC đến 240 VAC .......................................................6
1.2.3. Sạc ở Cấp 3 – 200 VDC đến 450 VDC ......................................................7
1.3. Trạm sạc xe điện.......................................................................................................9
1.3.1. Thiết bị đảm bảo an toàn trong trạm sạc xe điện.......................................10
1.3.2. Tiêu chuẩn chứng nhận thiết bị điện..........................................................10
1.4. Tiêu chuẩn thiết kế .................................................................................................11
1.4.1. Chuẩn SAE J1772 - sạc bằng dòng xoay chiều - AC ................................11
1.4.2. Chuẩn SAE J1772 –Sạc nhanh bằng dòng điện một chiều – DC...............13
1.4.3. Tiêu chuẩn SAE J1772 Combo...................................................................13
1.4.4. Tiêu chuẩn CHAdeMO –Sạc nhanh ở dòng điện một chiều ......................14
1.4.5. Trạm sạc siêu nhanh của hãng Tesla ..........................................................16
1.5. Tiêu chí lựa chọn trạm sạc xe điện.........................................................................17

5. 1.5.1. Trạm sạc công cộng....................................................................................19
1.5.2. Lắp đặt nhiều trạm sạc điện........................................................................19
1.6. Sạc xe điện từ năng lượng mặt trời.........................................................................23
1.6.1. Cấu trúc hệ thống EV-PV...........................................................................24
1.6.2. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới........................................................27
1.7. Khảo sát, thống kê tiềm năng bức xạ tại sân bay quốc tế Đà Nẵng .......................30
1.7.1. Giới thiệu về Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng – Chi nhánh Tổng công
ty Cảng hàng không Việt Nam – CTCP........................................................................30
1.7.2. Tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng..............32
1.8. Kết luận chương 1 ..................................................................................................33
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ
DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG ............34
2.1. Nhu cầu sử dụng xe điện tại sân bay quốc tế Đà Nẵng..........................................34
2.2. Lựa chọn loại xe điện phục vụ tại sân bay quốc tế Đà Nẵng .................................34
2.3. Mô hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới, vị trí lắp đặt................................36
2.3.1. Lựa chọn mô hình hệ thống........................................................................36
2.3.2. Vị trí xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời nối lưới ........................38
2.4. Cơ sở tính toán các thông số của trạm sạc .............................................................41
2.4.1. Tính toán sản lượng điện mà phụ tải yêu cầu.............................................41
2.4.2. Lựa chọn cung cấp đầu sạc nhanh DC và đầu sạc cấp 2 cho trạm sạc xe
điện ................................................................................................................................41
2.4.3. Tính toán lượng điện năng hàng ngày dàn pin năng lượng mặt trời cung
cấp cho trạm sạc xe điện................................................................................................43
2.4.4. Tính công suất dàn pin mặt trời..................................................................43
2.4.5. Tính số module mắc song song và nối tiếp.................................................44
2.4.6. Tính thông số của bộ điều phối điện năng..................................................44
2.4.7. Điện áp làm việc của bộ điều phối điện năng.............................................44
2.5. Chọn loại pin mặt trời và lựa chọn các thông số cụ thể của hệ thống pin năng
lượng mặt trời. ...............................................................................................................44
2.5.1. Chọn pin năng lượng mặt trời.....................................................................44
2.5.2. Tính chọn các thông số cụ thể của hệ thống pin năng lượng mặt trời........47
2.6. Kết luận chương 2 ..................................................................................................51
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG PV*SOL 2019 TRONG
MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ
TRẠM SẠC XE ĐIỆN..................................................................................................52
3.1. Phần mềm PV*SOL 2019 ......................................................................................52
3.1.1. Giới thiệu sơ lược về phần mềm.................................................................52
3.1.2. Các chức năng chính của phần mềm ..........................................................52
3.2. Khảo sát sự hoạt động của hệ thống pin NLMT và trạm sạc xe điện ....................57

6. 3.2.1. Thông số dùng để nhập dữ liệu phần mềm.................................................57
3.2.2. Sơ đồ mô phỏng..........................................................................................60
3.2.3. Kết quả mô phỏng.......................................................................................62
3.2.4. Nhận xét......................................................................................................68
3.3. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế.........................................................................................68
3.4. Kết luận chương 3 ..................................................................................................70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.

7. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AC Alternating current: Dòng điện xoay chiều
HTPMT Hệ thống pin mặt trời
DC Direct current: Dòng điện một chiều
EV Electric vehicle: Xe điện
EVSE Electric vehicle supply Equipment: Thiết bị cung cấp cho xe điện
PV Solar Photovoltaic: Pin năng lượng mặt trời

8. DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Tổng quan các mức sạc trong trạm sạc xe điện ..............................................5
Bảng 1.2. Thời gian sạc tính trên quãng đường di chuyển ở Sạc cấp 1.(b) Tính trung
bình trên đường thành phố và đường cao tốc dòng điện sạc bé hơn 12Ayêu
cầu thời gian sạc dài hơn .............................................................................6
Bảng 1.3. Thời gian sạc tính trên quãng đường xe điện di chuyển và công suất sạc tối
đa của trạm sạc ở Cấp 2. Tính trung bình trên đường thành phố và đường
cao tốc..........................................................................................................6
Bảng 1.4. Thời gian sạc và công suất sạc tương ứng với quãng đường di chuyển ở cấp
3 – Sạc nhanh. (a) Tính trung bình trên đường thành phố và đường cao tốc
.....................................................................................................................9
Bảng 1.5. Tóm tắt các đặc tính của các thiết bị cấp 1 120V AC và cấp 2 208-VAC
hoặc 240-VAC ở Bắc Mỹ..........................................................................11
Bảng 1.6. Tóm tắt các chi tiết kỹ thuật cho sạc ở dòng điện một chiều Cấp 1 và Cấp 2
ở Bắc Mỹ. ..................................................................................................13
Bảng 1.7. Vật tư yêu cầu cho lắp đặt trạm sạc cấp 2 ....................................................20
Bảng 1.8. Bảng số liệu về bức xạ mặt trời tại các tỉnh thành ở Việt Nam....................32
Bảng 1.9. Nhiệt độ không khí trung bình các tháng (ºC) tại ĐàNẵng...........................32
Bảng 1.10. Bảng bức xạ tổng cộng trung bình trong ngày tại thành phố Đà Nẵng
(KWh/m2
.ngày)..........................................................................................32
Bảng 1.11. Bảng bức xạ tổng cộng trung bình tháng và năm tại thành phố Đà Nẵng
(KWh/m2
.tháng).........................................................................................32
Bảng 2.1. Lượng điện năng tiêu thụ của xe điện tại sân bay quốc tế Đà Nẵng.............41
Bảng 2.2. Bảng thông số vật lý Pin mặt trời Sun Power...............................................45
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật Pin mặt trời Sun Power hoạt động theo điều kiện nhiệt độ
hoạt động thông thường của Cell...............................................................46
Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật của INVERTER Sunny Tripower 20000TL-US ............49
Bảng 2.5. Thông số kỹ thuật của Sunny home manager 2.0 .........................................50
Bảng 3.1. Kết quả mô phỏng đối với cả năm, chế độ sạc mặc định..............................62
Bảng 3.2. Kết quả mô phỏng đối với ngày nắng lớn, chế độ sạc mặc định ..................64
Bảng 3.3. Kết quả mô phỏng đối với ngày có cường độ bức xạ thấp, chế độ sạc mặc định.66
Bảng 3.4. Các thành phần điện năng được cung cấp từ hệ thống phát điện..................68
Bảng 3.5. Chi phí đầu tư hệ thống phát điện sử dụng NLMT.......................................69

9. DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Xe điện chạy hoàn toàn bằng pin và xe điện hỗn hợp .....................................4
Hình 1.2. Sơ đồ của dòng điện sạc từ lưới điện 120V AC hoặc 208/240V AC ..............5
Hình 1.3. Sơ đồ sạc ở cấp 2 .............................................................................................7
Hình 1.4. Sơ đồ sạc nhanh DC ở cấp 3 ............................................................................8
Hình 1.5. Biểu đồ khoảng cách di chuyển xe điện tăng theo sau mỗi giờ sạc ................9
Hình 1.6. Trạm sạc xe điện đơn và đôi. .........................................................................10
Hình 1.7. Chi tiết dầu kết nối sạc J1772 ........................................................................12
Hình 1.8. Chi tiết của ổ cắm sạc trên xe điện - J1772...................................................12
Hình 1.9. Chi tiết của đầu kết nối sạc J1772 Combo ....................................................13
Hình 1.10. Chi tiết của ổ cắm sạc trên xe điện - J1772 Combo ...................................14
Hình 1.11. Khả năng tương thích của ổ cắm Compo với các đầu sạc tiêu chuẩn và đầu
sạc Compo...................................................................................................14
Hình 1.12. Chi tiết đầu sạc CHAdeMO ........................................................................15
Hình 1.13. Chi tiết ổ các trên xe điện sử dụng tiêu chuẩn CHAdeMO .........................16
Hình 1.14. Chi tiết đầu sạc của hãng Tesla ...................................................................16
Hình 1.15. Chi tiết ổ cắm trên xe điện của hãngTesla ..................................................17
Hình 1.1 . Lưu đồ quyết định cho việc lắp đặt trạm sạc điện .......................................18
Hình 1.17. Kết nối nguồn 600V cho 2 trạm sạc 208V ..................................................20
Hình 1.18. Phòng phân phối nguồn cho nguồn cung cấp 380/600V .............................21
Hình 1.19. Kết nối trạm sạc 12 kW đến nguồn 380/600V ............................................21
Hình 1.20. Kết nối trạm sạc 20 kW đến nguồn 380/600V ............................................21
Hình 1.21. Kết nối nguồn 600V cho 1 trạm sạc 240V ..................................................22
Hình 1.22. Kết nối trạm sạc nhanh đến nguồn 3 pha – 208V .......................................22
Hình 1.23. PV và EV được kết nối với nhau trên nguồn DC (màu xanh lá cây) và nguồn
AC (màu hồng) với lưới điện AC chỉ khi không có nguồn DC từ PV .......23
Hình 1.24. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 1 ..............................................................................25
Hình 1.25. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 2 ..............................................................................25
Hình 1.2 . Sơ đồ PV-EV cấu trúc 3 ..............................................................................26
Hình 1.27. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 4 ..............................................................................27
Hình 1.28. Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ ......................27
Hình 1.29. Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ ............................29
Hình 1.30. Trụ sở Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng..................................................30
Hình 1.31. Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng.....................31
Hình 2.1. Xe điện EG6118KB cùa hãng SUZHOU EAGLE.........................................35
Hình 2.2. Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới không có dự trữ ....................37
Hình 2.3. Hình ảnh thực tế nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng....................38
Hình 2.4. Bản vẽ mặt bằng mái nhà giữ xe hai bánh sân bay quốc tế Đà Nẵng ............40

10. Hình 2.5. Đầu sạc cấp 2 AC ..........................................................................................42
Hình 2. . Đầu sạc nhanh DC ........................................................................................42
Hình 2.7. Pin mặt trời SUN POWER.............................................................................45
Hình 2.8. Pin mặt trời SunPower Maxeon.....................................................................46
Hình 2.9. Sunny Tripower 20000TL-US ......................................................................49
Hình 2.10. Sunny home manager 2.0 ............................................................................50
Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý hệ thống ............................................................................51
Hình 3.1. Đặc tính U-I của tấm pin Model SPR-E20-327 .............................................59
Hình 3.2. Đặc tính U-P của tấm pin Model SPR-E20-327 ............................................59
Hình 3.3. Mô hình hóa xe điện EAGLE-6118KB..........................................................60
Hình 3.4. Mô hình hóa trạm sạc xe điện hoạt động từ 8 giờ sáng đến 9 giờ tối.............61
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý trạm sạc xe điện mô phỏng bằng phần mềm PV*SOL 2019 ..
.................................................................................................................61
Hình 3.6. Biểu đồ phân bố năng lượng mặt trời cả năm ................................................62
Hình 3.7. Biểu đồ phân bố năng lượng mặt trời trong ngày nắng lớn vào mùa nắng lớn
.................................................................................................................64
Hình 3.8. Biểu đồ phân bố năng lượng mặt trời trong ngày có cường độ bức xạ thấp ..66

11. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày càng tăng nhất là năng
lượng điện. Con người cần năng lượng điện để phục vụ cho nhu cầu đời sống sinh
hoạt, sản xuất. Từ những nhu cầu đơn giản như chiếu sáng sinh hoạt cho đến các dây
chuyền sản xuất hiện đại. Trong khi đó cá
c nguồn nhiên liệu truyền thống đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Năng
lượng mặt trời được xem là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, nó được xem là
nguồn năng lượng sẵn có, sạch và miễn phí. Do vậy, với đặc điểm ưu điểm và khả
năng thay thế nguồn nguyên liệu truyền thống thì hiện nay, năng lượng mặt trời đang
được rất nhiều các nhà khoa học, các chuyên gia, các công ty năng lượng trên thế giới
quan tâm nghiên cứu về tiềm năng năng lượng cũng như khả năng ứng dụng.
Xe điện vốn dĩ từ lâu đã được đánh giá là xu thế của ngành công nghiệp ô tô
trong tương lai bởi mối lo ngại ô nhiễm môi trường do hệ thống khí thải độc hại từ các
thế hệ xe diesel. Thêm vào đó, những yêu cầu gắt gao về chất lượng khí thải của các
quốc gia càng khiến ngành công nghiệp ô tô chuyển sang sử dụng ô tô điện. Đấy là
chưa kể, công nghệ luôn phát triển không ngừng và điều này khiến chi phí của những
chiếc xe ô tô điện vì thế mà cũng rẻ hơn..Với những lợi ích to lớn mà công nghệ ô tô
điện mang lại cho con người, việc sử dụng ô tô điện là bước đi quan trọng để con
người không còn phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch mà sẽ sử dụng nguồn
năng lượng sạch trong tương lai.
Đi đôi với việc sử dụng ô tô điện, yêu cầu cấp thiết hiện nay là phải xây dựng hệ
thống phân phối năng lượng điện rải khắp trên những tuyến đường, khu vực mà ô tô
điện hoạt động như: sân bay, khu du lịch, cảng biển...Trong đó việc xây dựng trạm sạc
ô tô điện thông minh, tự động là bước đi quan trọng nhất trong việc hình thành nên hệ
thống này. Việc kết hợp hệ thống năng lượng mặt trời để cung cấp nguồn cho trạm sạc
ô tô điện là một trong những bước đi đầu tiên để tiến đến sử dụng hoàn toàn năng
lượng tái tạo trong tương lai.
Vì vậy việc Tính toán thiết kế hệ thống trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng
mặt trời tại sân bay quốc tế Đà Nẵng” để cung cấp năng lượng sạch cho ô tô điện tại
sân bay quốc tế Đà Nẵng là lý do Tôi chọn đề tài này.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Từ những lý do trên, đề tài đặt ra mục tiêu chính là Tính toán thiết kế hệ thống
trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng mặt trời tại sân bay quốc tế Đà Nẵng” nhằm góp
phần thúc đẩy việc nghiên cứu và sử dụng năng lượng mặt trời và ứng dụng hệ thống
xe điện tại sân bay quốc tế Đà Nẵng từ đó có thể triển khai mở rộng các dự án điện
năng lượng mặt trời ở các sân bay trên cả nước.

12. 2
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp
với nối lưới điện truyền tải.
Phạm vi nghiên cứu
+ Đặc tính làm việc của trạm sạc xe điện
+ Các thông số cơ bản của hệ thống pin năng lượng mặt trời sử dụng cho trạm
sạc xe điện kết hợp nối lưới điện truyền tải.
+ Mô phỏng hệ thống pin năng lượng mặt trời và hoạt động của trạm sạc xe
điện phần mềm PV*SOL 2019 chuyên dụng.
4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi sân bay quốc tế Đà Nẵng, Phường
Hòa Thuận Tây, Quận Hải Châu, Thành phố Đà Nẵng.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận văn đưa ra phương pháp nghiên cứu
như sau:
- Nghiên cứu lý thuyết: các lý thuyết về cấu tạo, nguyên lý làm làm việc của hệ
thống trạm sạc xe điện
-Xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời cung cấp cho một trạm sạc xe điện
cụ thể
- Mô phỏng hoạt động hệ thống pin năng lượng mặt trời và trạm sạc xe điện phần
mềm PV*SOL 2019 chuyên dụng
6. Dàn n i dung chính
Luận văn gồm:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về xe điện và trạm sạc xe điện
Chương 2: Tính toán, thiết kế hệ thống trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng mặt
trời tại sân bay quốc tế Đà Nẵng
Chương 3: Mô phỏng hoạt động của hệ thống pin năng lượng mặt trời và trạm
sạc xe điện bằng phần mềm PV*SOL 2019 chuyên dụng
Kết luận, kiến nghị
7. Tổng quan về tài liệu nghiên cứu
- Các sách hướng dẫn đã được xuất bản
- Các báo cáo đã được công bố trong Hội nghị khoa học, Tạp chí khoa học trong
và ngoài nước, các đề tài khoa học các cấp, luận văn tiến sĩ, thạc sĩ,… của các tác giả
trong và ngoài nước.
- Cùng một số thông tin, tài liệu trên Internet.

13. 3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN VÀ TRẠM SẠC XE ĐIỆN
1.1. Tổng quan về xe điện
Xe điện (EVs) sử dụng công suất của các động cơ điện dưới dạng tích trữ điện năng
trong ắc quy dùng cho hệ động lực. Những xe điện này có sẵn trong các mẫu xe điện với
các phạm vi khác nhau và dung lượng được cắm vào nguồn điện để nạp điện lại.
Hiện nay có bốn loại xe điện chính (EV- Electric Vehicles): xe điện lai (HEV -
Hybrid Electric Vehicles ), xe hybrid lai (PHEV - Plug-in Hybrids Electric Vehicles),
xe điện chạy bằng pin (BEV - Battery Electric Vehicles) và các loại xe điện có tầm
hoạt động xa (EREV - Ex tended Range Electric Vehicles).Để phân biệt các loại xe
điện này, dựa vào công nghệ chế tạo và động cơ mà chúng sử dụng chủ yếu trong quá
trình vận hành xe.
1.1.1. Xe điện lai (HEV - Hybrid Electric Vehicles)
Xe điện lai là loại xe điện sử dụng hai động cơ: động cơ đốt trong và động cơ
điện. Pin dự trữ của chúng nói chung có dung lượng thấp, làm giới hạn đáng kể phạm
vi và tốc độ tối đa của chúng trong chế độ chạy bằng động cơ điện. Chúng cũng không
thể tái nạp năng lượng điện được từ lưới điện. Ví dụ: xe Toyota Prius và Honda CR-Z.
1.1.2. Xe điện hỗn hợp (PHEV - Plug-in Hybrids Electric Vehicles)
PHEVs là dòng xe điện lai ghép có thể được kết nối vào lưới điện để sạc pin. Nói
chung, chúng có một loại pin dung lượng trung bình cho phép chiếc xe, ở chế độ vận
hành hoàn toàn bằng điện, có thể chạy được quãng đường hàng chục cây số, có gia tốc
và tốc độ tối đa tương đương với các loại xe chạy bằng xăng hiện nay trên thị trường.
Ví dụ: các xe Chevrolet Volt (thường được phân loại là EREV), Ford C-Max và
Fusion Energi, Cadillac ELR và Toyota Prius PHEV.
1.1.3. Xe điện chạy hoàn toàn bằng pin (BEV - Battery Electric Vehicles)
BEV hoạt động ở một chế độ duy nhất bằng điện được lưu trữ năng lượng trong
một hệ thống pin dung lượng cao, có thể được tái nạp lại từ lưới điện. Tùy thuộc vào
dung lượng pin, chúng có tầm hoạt động từ 100 đến 400 km. Thời gian sạc pin phụ
thuộc vào dung lượng pin và khả năng của trạm sạc nhanh mà xe điện sử dụng. Nó
cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường xung quanh và lượng pin còn lại khi bắt
đầu sạc. Ví dụ: các dòng xe Nissan LEAF, Mitsubishi i-MiEV, Tesla Mẫu S và Kia
Soul EV.
1.1.4. Xe điện có tầm xa hoạt động xa (EREV - Ex tended Range Electric
Vehicles)
EREVs là xe điện chạy bằng pin và được trang bị máy phát điện nội bộ, tạo ra
năng lượng đủ để xe có thể di chuyển đến trạm sạc gần nhất khi pin đã cạn.Ví dụ:
dòng xe BMW i3.

14. 4
Hình 1.1. Xe điện chạy hoàn toàn bằng pin và xe điện hỗn hợp [1-4]
1.2. Các chế đ sạc cho trạm sạc xe điện
Việc sạc lại các EV được thực hiện thông qua kết nối với thiết bị sạc xe điện,
cũng được gọi là thiết bị cung cấp cho xe điện (EVSE) [1-4].Đây là một hệ thống bảo
vệ kết nối giữa xe và các chức năng giám sát đảm bảo an toàn điện khi sạc điện. Trong
khi bộ sạc” thực tế được lắp trong xe, thiết bị thường được gọi là trạm sạc điện hoặc
EVSE là thiết bị điều khiển, dẫn đường và giám sát kết nối xe với lưới điện. Hình 1.2
là sơ đồ của dòng điện sạc từ lưới điện, thông qua EVSE (được tô màu cam) và kết nối
vào xe thông qua ổ cắm theo tiêu chuẩn công nghiệp (J1772) [1-4].Với dòng điện xoay
chiều (AC) EVSE, bộ sạc điện tử công suất trong xe sẽ biến đổi nguồn xoay chiều AC
được cung cấp bởi EVSE thành dòng điện một chiều (DC) để tích điện trong ắc quy.
Loại sạc nhanh DC EVSE cung cấp điện áp cao (thường trên 400 V) nạp trực tiếp vào
thẳng hệ thống ắc quy của xe điện.
Với các tính năng an toàn EVSE tích hợp cho tất cả các loại xe mới và thiết bị
sạc, EVs có thể hoạt động và sạc lại trong mọi điều kiện trong nhà/ngoài trời, như
mưa, tuyết, nhiệt độ thấp và các mô trường khắc nghiệt.

15. 5
Hình 1.2. Sơ đồ của dòng điện sạc từ lưới điện 120V AC hoặc 208/240V AC [1-4]
Tiêu chuẩn SAE J1772 hiện tại định nghĩa có sáu mức sạc cho xe điện. Tuy
nhiên, phổ biến nhất là ba mức sạc hiện đang được sử dụng rộng rãi cho xe điện (xem
Bảng 2.1) [1-3]. Cấp 1 hoạt động ở mức 120 VAC, trong khi Cấp 2 sử dụng 208 hoặc
240 V AC và việc sạc nhanh đòi hỏi 200 đến 450 VDC. Mặc dù mức sạc ở cấp 3 có ưu
điểm nổi trội về thời gian sạc rất nhanh, nhưng nó không thật sự chính xác và ít được
đề nghị sử dụng trong các trạm sạc xe điện.
Tiêu chuẩn duy nhất mà hiện đang đưa ra chi tiết cho mức sạc nhanh là
CHAdeMO và SAE J1772 Combo [1-3]. Song song với tiêu chuẩn đó, Tesla đã phát
triển thành công hệ thống sạc nhanh sử dụng dòng điện điện một chiều ,"Super-
charger", chỉ có thể được sử dụng bởi các xe của hãng Teslas.
Bảng 1.1. Tổng quan các mức sạc trong trạm sạc xe điện. [1-3]
Level 1 Level 2 Sạc nhanh
Điện áp sạc 120 V 208 hoặc 240 V 200 đến 450 V
Loại dòng AC AC DC
Công suất hữu dụng 1.4 kW 7.2 kW 50 kW
Công suất tối đa đầu ra 1.9 kW 19.2 kW 150 kW
Thời gian sạc 12 h 3 h 20 min
Đầu kết nối sạc J1772 J1772
J1772 Combo,
CHAdeMOvà Sạc
siêu nhanh
a. Thời gian cần thiết để việc sạc hoàn thành, lên tới 16kWh.
b. Thời gian sạc cần thiết để việc sạc hoàn thành 80%, lên tới12kWh. Ở mức sạc
nhanh, không thể sạc đầy tải.
1.2.1. Sạc ở Cấp 1 – 120V AC
Tất cả các dòng xe điện đều được trang bị bộ sạc ở Cấp 1 , có thể được cắm vào
ổ cắm điện thông thường (CSA 5-15R *) [1-3]. Điều này có ưu điểm là không đòi hỏi
bất kỳ cài đặt nào thêm hoặc chi phí liên quan đến kết nối bộ sạc ở mức1. Bộ sạc ở
mức 1 120-AC được tìm thấy ở trong tất cả các dòng xe điện hiện tại .

16. 6
Bảng 2.2 cho thấy thời gian sạc bằng bộ sạc Cấp 1 dựa trên quãng đường mà xe
điện di chuyển [1-3]. Chúng được dựa trên mức tiêu thụ trung bình của các dòng xe
điện phổ biến nhất ở trên thế giới vào năm 2015. Điện năng tiêu thụ kWh/ 1 Km thay
đổi tùy theo điều kiện phương tiện, điều kiện đường xá và số lượng điều hòa không khí
được sử dụng trong khi di chuyển.Thời gian sạc là một khải niệm của năng lượng tiêu
thụ bởi xe điện kể từ lần nạp đầy cuối cùng. Tuy nhiên, việc sạc điện có thể bị gián
đoạn bất cứ lúc nào do người sử dụng xe điện cần sử dụng xe.
Bảng 1.2. Thời gian sạc tính trên quãng đường di chuyển ở Sạc cấp 1.(b) Tính trung
bình trên đường thành phố và đường cao tốc dòng điện sạc bé hơn 12Ayêu cầu thời
gian sạc dài hơn. [1-3]
Quãng
đường di
chuyển (km)
Năng lượng tiêu
thụ trung bình
(kWh)
Công suất tối
thiểu của trạm
sạc (kW)
Thời gian sạc
(h)
12A Dòng điện
sạc ở điện áp
120VAC
25 5.2
1.4
4
50 10.4 8
100 20.7 15
1.2.2. Sạc ở Cấp 2 – 208 VAC đến 240 VAC
Thời gian sạc ở các trạm sạc Cấp 2 có thể bị giới hạn bởi các thông số kỹ thuật
của bộ sạc trên xe và trạng thái của pin, bất kể công suất định mức của trạm sạc là bao
nhiêu. Trong tương lai gần, công suất sạc dự kiến sẽ tăng lên. Chẳng hạn, Tesla đã
cung cấp bộ sạc 10 kW và 20 kW. Ngược lại, thời gian sạc EV cũng có thể bị giới hạn
bởi mức công suất của trạm sạc (xem Bảng 1.3) [1-3].
Bảng 1.3. Thời gian sạc tính trên quãng đường xe điện di chuyển và công suất sạc tối
đa của trạm sạc ở Cấp 2. Tính trung bình trên đường thành phố và đường cao tốc.
Loại hình
trạm sạc
Quãng đường di
chuyển (km)
Năng lượng tiêu
thụ dự kiến (kWh)
Công suất của
trạm sạc(kW)
Thời gian
sạc (h)
Trạm sạc 15A
240VAC,
CB- 20A
25 5.2
3.6
1.5
50 10.4 3.0
100 20.7 6.0
Trạm sạc 30A
240VAC,
CB-40A
25 5.2
7.2
0.75
50 10.4 1.5
100 20.7 3.0

17. 7
Hình 1.3. Sơ đồ sạc ở cấp 2
1.2.3. Sạc ở Cấp 3 – 200 VDC đến 450 VDC
Sạc nhanh ở cấp 3 được quy định bởi tiêu chuẩn Bắc Âu SAE J1772 Combo và
tiêu chuẩn JEVS G105-1993 * của Nhật Bản [1-3]. Các trạm sạc nhanh ở cấp 3 thường
hỗ trợ bởi cả hai tiêu chuẩn trên. Tất cả các nhà sản xuất ô tô tuân thủ một trong các
tiêu chuẩn này, ngoại trừ Tesla, Tesla đã phát triển một trạm sạc nhanh vớihiệu năng
cao hơn, nhưng yêu cầu sử dụng một bộ chuyển đổi CHAdeMO như là một lựa chọn
tất yếu.
Cấu hình của phích sạc và ổ cắm của xe điện và giao thức truyền thông giữa trạm
sạc và xe điện khác nhau giữa các tiêu chuẩn hiện hành, nhưng các nguyên tắc cơ bản
là như nhau. Ví dụ, cả hai đều có cấu tạo hai chân (chân dương và âm), một chân đung
để nối đất, một chân dùng để phát hiện sự hiện diện của đầu nối trong ổ cắm và một
chân để giao tiếp với trạm sạc.
Trạm sạc sử dụng một thiết bị dùng để quản lý dòng điện được sạc vào xe điện,
nó cần phải biết được các thông số của pin, Giao thức truyền thông xử lý việc chia sẻ

18. 8
dữ liệu về dải điện áp và năng lượng dự trữ của pin, cho phép trạm sạc xe điện cung
cấp điện áp sạc và dòng điện chính xác cho pin của xe điện cần được sạc.
Công suất sạc tối đa theo tiêu chuẩn CHAdeMO là 2 kW (dòng điện 125 A ở
mức điện áp 500 VDC), trong khi tiêu chuẩn J1772 Combo đặt công suất cực đại là
100 kW (dòng điện 200 A ở điện áp 500 VDC) [1-3]. Trên thực tế, rất ít pin hỗ trợ 500
VDC, và các trạm sạc thường được trang bị cả hai đầu nối tiêu chuẩn và giới hạn công
suất định mức đến 50 kW.3 Ngược lại, các trạm Supercharger Tesla được đánh giá là
120 kW, và nhà sản xuất Tesla đã tuyên bố thậm chí sẽ còn nâng cao hơn 120kV trong
tương lai gần.
Vì hầu hết các loại pin EV có điện áp định mức khoảng 350 V, chúng không thể
tận dụng tối đa công suất của các trạm sạc nhanh. Do đó,để tận dụng tối đa công suất
này, việc quy định công suất định mức định mức của trạm sạc ở 40kW được đưa ra
như là một tiêu chuẩn để thiết kế. Bảng 4 cho biết thời gian để sạc pin với khoảng cách
100 km tương ứng với 80% công suất sạc đầy đủ của xe điện.
Hình 1.4. Sơ đồ sạc nhanh DC ở cấp 3

19. 9
Bảng 1.4. Thời gian sạc và công suất sạc tương ứng với quãng đường di chuyển ở cấp
3 – Sạc nhanh. (a) Tính trung bình trên đường thành phố và đường cao tốc. [1-3]
Quãng đường di
chuyển (km)
Công suất tiêu thụ
(kWh)
Công suất định mực
trạm sạc (kW)
Thời gian sạc yêu
cầu (min)
25 5.2
40
8
50 10.4 16
75 15.6 25
Hình 1.5. Biểu đồ khoảng cách di chuyển xe điện tăng theo sau mỗi giờ sạc [4]
1.3. Trạm sạc xe điện
Thông tin chung
Một trạm sạc xe điện, còn gọi là trạm sạc EV là một phần tử trong một cơ sở hạ
tầng cung cấp năng lượng điện cho xe điện, chẳng hạn như cắm vào xe điện, bao gồm
cả xe ô tô điện, khu xe điện. Như vào xe điện và pin sở hữu chiếc xe điện được mở
rộng, có một nhu cầu ngày càng tăng đối với các trạm sạc công cộng rộng rãi, một số
trong đó hỗ trợ sạc nhanh hơn ở điện áp cao hơn và dài hơn là có sẵn từ EVSEs dân
cư. Nhiều Charger là phương tiện sử dụng trên đường của các công ty cung cấp điện
hoặc đặt tại các trung tâm mua sắm bán lẻ và điều hành bởi nhiều công ty tư nhân. Các
Charger cung cấp một hoặc một loạt các nhiệm vụ nặng nề hoặc kết nối đặc biệt mà
phù hợp với sự đa dạng của các tiêu chuẩn kết nối sạc điện.

20. 10
Hình 1.6. Trạm sạc xe điện đơn và đôi.
Một trạm sạc xe điện thường ở dạng kết nối trực tiếp với bảng phân phối điện,
hoặc đôi khi với chỉ với ổ cắm điện. Nó có một hoặc nhiều cáp sạc được trang bị đầu
nối tương tự như vòi bơm xăng và được sử dụng theo cách tương tự như vậy.Chỉ cần
kết nối với ổ cắm điện của xe điện để sạc pin. Trạm có đèn báo hiệu xe điện đã được
kết nối và sạc. Nó cũng có thể có một nút để bắt đầu hoặc ngừng việc sạc pin. Một số
có các tính năng bổ sung: đồng hồ đo năng lượng, hệ thống thanh toán điện tử, hệ
thống truy cập thẻ kiểm soát, truy cập Internet, vv.
1.3.1. Thiết bị đảm bảo an toàn trong trạm sạc xe điện
Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, tất cả các trạm sạc được trang bị một
máy dò lỗi chạm đất để giảm nguy cơ điện giật. Người sử dụng không bao giờ tiếp xúc
với điện áp hoặc dòng điện nguy hiểm, vì các chân nối không được bật điện cho đến
khi đầu nối được lắp đúng cách trong ổ cắm điện của xe điện và thông tin liên lạc đã
được thiết lập giữa xe điện và trạm sạc. Ngoài ra, đầu nối được đóng kín để bảo vệ các
thành phần kết nối khỏi thời tiết bên ngoài . Cuối cùng, một cơ chế khóa (chốt) ngăn
ngừa tình trạng ngắt quãng kết nối từ việc vô tình kéo dây sạc.
Một số trạm sạc được trang bị cơ chế tắt khẩn cấp , nhưng điều này không phải là
yêu cầu bắt buộc của tiêu chuẩn quy định vì nó không thể thay thế hoàn toàn chức
năng của một công tắc ngắt kết nối, mà cũng không thể khởi động lại việc sạc bị ngắt
quãng trong trường hợp xảy ra sự cố. Công suất đầu ra của trạm sạc quy định loại công
tắc ngắt kết nối nào được lựa chọn.
1.3.2. Tiêu chuẩn chứng nhận thiết bị điện
Giống như tất cả các thiết bị điện khác, các thiết bị trong trạm sạc xe điện phải
tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn, chẳng hạn như các tiêu chuẩn ANSI/UL 2202 – Tiêu
chuẩn của các thiết bị trong trạm sạc xe điện”và CSA-C22.2 No. 107.1- Nguồn Cung
Cấp Điện Sử Dụng cho trạm sạc xe điện"[1-3]. Ngoài ra, cáp điện, các đầu nối, máy dò
lỗi chạm đất và toàn bộ thiết bị khác trong trạm sạc xe điện phải tuân thủ tất cả các
thông tin kỹ thuật (TIL- Technical Information Letters) do CSA công bố, bao gồm:

21. 11
TIL J-39 - Dây điện phân phối trong trong trạm sạc xe điện
TIL A-35 – Dây điện phân phối và cung cấp nguồn trong trạm sạc xe điện
TIL A-34 - Đầu nối cấp nguồn / bộ ghép nối cấp nguồn trong trạm sạc xe điện
TIL D-33 – Thiết bị ngăn chặn và phát hiện chạm đất (GFCI - Ground fault
circuit interrupter )
TIL I-44 - Chứng nhận thiết bị được cung cấp trong trạm sạc xe điện
Đây vẫn là các tiêu chuẩn tạm thời tại thời điểm hiện tại .
1.4. Tiêu chuẩn thiết kế
Hiện tại, tất cả các trạm sạc xe điện thương mại đều cung cấp điện cho xe điện
cần sạc bằng cách truyền thống, nghĩa là điện được truyền qua các dây dẫn.. Các trạm
sạc xe điện được thiết kế bởi tiêu chuẩn SAE J1772. Các tiêu chuẩn do SAE quốc tế
công bố, mặc dù được áp dụng dựa trên sự tự nguyện, nhưng thường các nhà thiết kế
đều chấp nhận tiêu chuẩn hóa trạm sạc của họ theo tiêu chuẩn trên - trên thực tế, tất cả
các xe điện, trừ của hãng Teslas, đều có ổ cắm sạc SAE J1772. Tiêu chuẩn này bao
gồm việc sạc bằng dòng AC cũng như sạc bằng dòng DC cùng chung một thiết bị gắn
trên xe.
Một tiêu chuẩn nữa cho trạm sạc xe đuện là CHAdeMO, chỉ áp dụng cho trạm
sạc nhanh. Trong khi có nhiều loại loại trạm sạc xe điện khác nhau , Đề tài này chỉ
thảo luận về hai tiêu chuẩn và mô tả ngắn gọn các trạm sạc nhanh của hãng Tesla
(Tesla Supercharger).
1.4.1. Chuẩn SAE J1772 - sạc bằng dòng xoay chiều - AC
Thực tế, sạc ở cấp 1 không yêu cầu một trạm sạc đặc biệt. Nó sử dụng cáp điện
sử dụng cho sạc ở Cấp 1, giống như dây cáp điện máy tính xách tay loại lớn và phích
cắm vào ổ cắm chuẩn 120 V (CSA 5-15R) [1-3]. Nếu ổ cắm đó được dành riêng cho
việc sạc xe điện, nó phải được cung cấp bởi mạch nhánh 20-A (Dòng điện tối đa là
20A).
Sạc ở mức 2 yêu cầu một trạm sạc cố định được cung cấp bởi một mạch nhánh
208-VAC hoặc 240-VAC chuyên dụng. Tất cả các xe điện bán ở Bắc Mỹ và trên thế
giới đều được trang bị ổ cắm điện chuẩn J1772, ngoại trừ Teslas, cần có bộ chuyển đổi
thích hợp.
Bảng 1.5. Tóm tắt các đặc tính của các thiết bị cấp 1 120V AC và cấp 2 208-VAC
hoặc 240-VAC ở Bắc Mỹ. [1-3]
Cấp Điện áp m t pha(VAC) Dòng điện tối đa (A) CB bảo vệ quá dòng (A)
1 1
120
12 15
1 16 20
2 208 hoặc 240 Lên đến hơn 80 Hơn 100

22. 12
1.4.1.1. Yêu cầu chủa chuẩn SAE J1772
Tiêu chuẩn SAE J1772 yêu cầu đối với các bộ ghép sạc của xe điện phải phù hợp
để kết nối và đảm bảo giao thức truyền thông của trạm sạc xe điện và xe điện phải
đồng bộ với nhau. Các tiêu chuẩn thiết kế cho hệ thống điện trong trạm sạc xe điện
chủ yếu dựa trên các tiêu chuẩn NEC 625, UL 2231 và UL 2594[1-3]. Tiêu chuẩn SAE
J1772 cũng yêu cầu bảo vệ nguy cơ bị điện giật, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người
sử dụng.
1.4.1.2. Hoạt động của một trạm sạc xe điện sử dụng tiêu chuẩn SAE J1772
Khi đầu nối dùng để sạc nằm trong vỏ bọc trên trạm, cả đầu nối và dây cáp đều
không hoạt động và không thể được kích hoạt. Khi nó được đưa vào ổ cắm của xe điệ
kết nối được phát hiện bởi trạm sạc, trạm sạc sẽ cung cấp dòng điện tối đa mà nó có
thể cung cấp tới xe điện. Xe điện điện gửi một tín hiệu phản hồi cho trạm sạc xe điện
rằng nó đã sẵn sàng để sạc. Sau khi đã được đồng bộ, đầu nối và cáp được kích hoạt và
bắt đầu việc sạc điện. Việc sạc điện được quản lý bởi cả bộ sạc trên xe điện và máy
tính hoặc bộ quản lý phân phối dòng điện đặt trong trạm sạc.
Hình 1.7. Chi tiết dầu kết nối sạc J1772[1-3].
Hình 1.8. Chi tiết của ổ cắm sạc trên xe điện - J1772[1-3].

23. 13
1.4.2. Chuẩn SAE J1772 –Sạc nhanh bằng dòng điện một chiều – DC
Về cơ bản, Sạc bằng dòng điện một chiều - DC khác với việc sạc bằng dòng xoay
chiều AC vì nó sử dụng bộ sạc được tích hợp sẵntrong trạm sạc xe điện thay vì bộ sạc
trên xe điện và yêu cầu phải có công suất sạc cao hơn nhiều. Kể từ khi trạm sạc cung
cấp điện trực tiếp vào pin của xe điện, nó bắt buộc phải điều chỉnh điện áp và dòng
điện sạc theo đặc tính của xe điện.
Tiêu chuẩn SAE J1772 định nghĩa hai mức sạc ở dòng một chiều sử dụng bộ sạc
bên ngoài. Sạc ở dòng một chiều mức 1 sử dụng cùng thiết kế chân như sạc ở dòng
xoay chiều Cấp 2, và cung cấp tối đa công suất sạc là 40 kW. Cho đến nay, không có
nhà sản xuất xe điện nào đã thực hiện theo cấu hình này, vì nó đòi hỏi phải có thiết bị
bổ sung đặc biệt trong xe và cả trong trạm sạc.
Sạc ở dòng một chiều cấp 2 đòi hỏi một loại kết nối kết nối sử dụng các tiêu
chuẩn về truyền thôngvà các chân nối đất như của kết nối cơ bản J1772, cộng với hai
chân cung cấp dòng điện một chiều đến pin của xe điện thông qua các tiếp xúc an toàn.
Bảng 1.6. Tóm tắt các chi tiết kỹ thuật cho sạc ở dòng điện một chiều Cấp 1 và Cấp 2
ở Bắc Mỹ [1-3].
Level Điện Áp(V) Dòng điện tối đa (A)
1 200–450 80
2 200–450 200
1.4.3. Tiêu chuẩn SAE J1772 Combo
Các yêu cầu cho tiêu chuẩn J1772 Combo phức tạp hơn nhiều so với các tiêu
chuẩn còn lại. Ví dụ, cáp điện cung cấp dòng một chiều đến xe điện phải có tính cách
điện được cải tiến (tối thiểu phải có điện trở cách điện 1,25 MΩ từ khung xe). Ngoài
ra, các giao thức truyền thông xe điện với sạc trạm phải được bảo vệ khỏi các hiện
tượng như ngắn mạch thoáng qua và rò rỉ điện.Ổ cắm J1772 Combo tương thích với
phích cắm chuẩn J1772 (AC) và Combo (AC / DC) tiêu chuẩn [1-3].
Hình 1.9. Chi tiết của đầu kết nối sạc J1772 Combo [1-3]

24. 14
Hình 1.10. Chi tiết của ổ cắm sạc trên xe điện - J1772 Combo [1-3]
Hình 1.11. Khả năng tương thích của ổ cắm Compo với các đầu sạc tiêu chuẩn và đầu
sạc Compo. [1-3]
Đầu sạc nhanh Cấp 2 SAE J1772 được trang bị một phích cắm kết hợp sử dụng
cách chân từ đầu nối chuẩn J1772 (AC), cộng với hai chân nguồn bổ sung cho dòng
điện 200 A [1-3].
Khi phích cắm Combo được đưa vào ổ cắm trên xe điện, kết nối được phát hiện
bởi trạm sạc, tư đó trạm sạc gửi tins hiệu đến xe điện, mạch nạp DC đã được thiết lập
trên chân công suất cao. Xe điện gửi tín hiệu phản hồi với khả năng đáp ứng với mức
sạc và điện áp của hệ thống pin trên xe, cũng như khả năng của dòng điện mà nó có thể
chấp nhận được. Sau khi đã đồng bộ, đầu nối và cáp được kích hoạt và bắt đầu quá
trình sạc . Việc sạc điện được quản lý bởi cả bộ sạc trên xe điện và máy tính hoặc bộ
quản lý phân phối dòng điện đặt trong trạm sạc.
1.4.4. Tiêu chuẩn CHAdeMO –Sạc nhanh ở dòng điện một chiều
Tổ hợp CHAdeMO của Nhật Bản đã phát triển một tiêu chuẩn quy định về kế
của ổ cắm trên xe điện và đầu sạc trong trong trạm sạc, giao thức truyền thông giữa

25. 15
trạm sạc và xe điện, cũng như công suất cả trạm sạc nhanh sử dụng dòng điện một
chiều.Tương tự như tiêu chuẩn SAE Combo, bộ sạc nhanh CHAdeMO DC sử dụng bộ
sạc được tích hợp trong trạm sạc để chuyển trực tiếp nguồn điện một chiều sang pin xe
điện và điều chỉnh điện áp và dòng điện sạc vào xe điện.Các đầu sạc tiêu chuẩn
CHAdeMO có sẵn như các tùy chọn trên các dòng xe điện LEAF, i-MiEV và Soul.
1.4.4.1. Tiêu chuẩn CHAdeMO
Tiêu chuẩn CHAdeMO đưa ra các yêu cầu về an toàn đơn giản nhưng nghiêm
ngặt để đảm bảo không xảy ra chạm chập điện trong suốt quá trìnhsạc ở mọi thời điểm.
- Truyền thông sử dụng hai loại giao thức: tín hiệu tương tự và giao thức CAN-bus.
- Các cơ chế chốt được thiết kế để ngăn chặn các việc mất kết nối bất ngờ trong
quá trình sạc và ngược lại cơ cấu chốt sẽ không chốt kết nối giữa ổ cắm trên xe điện và
đầu sạc từ trạm nếu có bất kỳ chân nào chưa được kết nối.
1.4.4.2. Cách thức vận hành của trạm sạc sử dụng tiêu chuẩn CHAdeMO
Các trạm sạc CHAdeMO sử dụng dòng điện một chiều ở Cấp 2 được trang bị
một phích cắm CHAdeMO được thiết kế chỉ cho việc sạc dòng điện một chiều.
Hình 1.12. Chi tiết đầu sạc CHAdeMO [1-3]
Khi phích cắm Combo được đưa vào ổ cắm trên xe điện, kết nối được phát hiện
bởi trạm sạc, tư đó trạm sạc gửi tín hiệu đến xe điện, mạch nạp DC đã được thiết lập
trên chân công suất cao. Xe điện gửi tín hiệu phản hồi với khả năng đáp ứng với mức
sạc và điện áp của hệ thống pin trên xe, cũng như khả năng của dòng điện mà nó có thể
chấp nhận được. Sau khi đã đồng bộ, đầu nối và cáp được kích hoạt và bắt đầu quá
trình sạc.Việc sạc điện được quản lý bằng bộ điều khiển trong trạm sạc dựa vào thông
số phản hồi liên tục từ xe điện được sạc.

26. 16
Hình 1.13. Chi tiết ổ các trên xe điện sử dụng tiêu chuẩn CHAdeMO [1-3]
1.4.5. Trạm sạc siêu nhanh của hãng Tesla
Hiện nay không có tiêu chuẩn phổ biến cho trạm sạc siêu nhanh.Tính năng nổi
trội của của các kết nối dựa trên tiêu chuẩn Tesla là chúng tự động hỗ trợ cả tính năng
sạc bằng dòng xoay chiều AC và sạc bằng dòng điện một chiều DC. Giống như các
trạm sạc theo chuẩn được giới thiệu ở trên, các trạm sử dụng tiêu chuẩn Tesla bắt đầu
việc sạc chỉ khi đầu sạc được được cắm vào ổ cắm trên xe điện và truyền thông hai
chiều đã được thiết lập giữa trạm sạc và xe điện.
Tesla chịu trách nhiệm về việc lắp đặt các trạm sạc siêu nhanh (Supercharger)với
tư cách là chủ sở hữu của các trạm sạc này. Nhà sản xuất ô tô tuy nhiên phải tuân theo
các quy định về thiết kế cơ sở trong trạm sạc xe điện.
Hình 1.14. Chi tiết đầu sạc của hãng Tesla [1-3]

27. 17
Hình 1.15. Chi tiết ổ cắm trên xe điện của hãngTesla [1-3]
1.5. Tiêu chí lựa chọn trạm sạc xe điện
Một loạt các mẫu được thiết kế để sử dụng khác nhau có sẵn trên thị trường. Khi
chọn trạm sạc theo các yếu tố sau:
+ Nguồn điện yêu cầu (Thời gian sạc, công suất của xe, giá cả)
+ Các yêu cầu giao tiếp (Kiểm soát truy cập, hệ thống thanh toán, hệ thống hỗ trợ)
+ Số lượng cáp và ổ cắm (Đối với các trạm truy cập công cộng)
Sơ đồ dưới đây minh họa việc lựa chọn cơ sở trạm sạc và theo trình tự.
Các trạm sạc công cộng có thể cung cấp các tính năng viễn thông, điều này sẽ
khác nhau tùy theo nhà sản xuất. Một số mẫu có bộ phát tín hiệu tích hợp với mạng
điện thoại di động và sẽ không yêu cầu cơ sở hạ tầng bổ sung, trong khi một số khác
yêu cầu mạng không dây cục bộ chẳng hạn như mạng ZigBee, liên quan đến việc đặt
vị trí an toàn cho trạm sạc điện và bộ phát tín hiệu. Các trạm khác giao tiếp qua dây
cáp mạng, chẳng hạn như mạng cáp quang, loại phải được bao gồm trong thiết kế lắp
đặt điện.
Một số trạm sạc có nhiều ổ cắm và có thể sạc được nhiều xe cùng một lúc, do đó
chia sẻ được công suất tối đa của trạm sạc giữ các phương tiện được kết nối.
Hệ thống quản lý năng lượng quản lý một số trạm sạc có thể được điều chinh để
điều chỉnh công suất mà chúng cung cấp.

28. 18
Hình 1.16. Lưu đồ quyết định cho việc lắp đặt trạm sạc điện [3]

29. 19
1.5.1. Trạm sạc công cộng
Trạm sạc công cộng đặc biệt thích hợp cho việc lắp đặt các trạm thu phí công
cộng như: bãi đỗ xe phục vụ nhà ga xe lửa, sân bay, trung tâm mua sắm, nhà hàng,
khách sạn và khi nghỉ dưỡng.
Sử dụng các tiêu chí sau để lựa chọn vị trí:
+ Giao thông thích hợp, khối lượng lắp đặt dựa trên số lượng dự kiến từ người sử
dụng
+ Thời gian hoạt động của xe điện tại trạm sạc
+ Khu vực xung quanh xe di chuyển – xe điện dừng để sạc điện phải không cản
trở giao thông.
+ Sử dụng vào mùa đông – vị trí phải được dọn sạch và có thể tiếp cận trong mùa
đông và không được cản trở hoạt động dọn tuyết.
+ Bảo vệ chống va chạm.
+ Ảnh hưởng đến giao thông giành cho người đi bộ - không được gây cản trở
giao thông cho người đi bộ hoặc nằm tại vị trí mật độ số lượng người đi bộ qua khu
vực cao có thể dẫn đến nguy cơ hư hỏng do liên quan đến lỗi con người.
+ Truy cập vào mạng di động nếu trạm sạc được yêu cầu
+ Địa chất tại khu vực được đào để lắp đặp trạm sạc
+ Lân cận với trạm phân phối điện
+ Khả năng hiển thị của trạm sạc để khuyến khích việc sử dụng nó cho người
điều khiển phương tiện
Ngoài ra, xem xét thêm các yêu cầu lắp đặt như (Vị trí gắn cặp cực,…) và chiều
dài của cáp sạc liên qua đến vị trí của ổ cắm sạc điện cho EV.
1.5.2. Lắp đặt nhiều trạm sạc điện
Các yêu cầu để cài đặt nhiều trạm sạc giống như đối với một trạm sạc, ngoài
những cài đặt liên quan đến hạ tầng truyền thông giữa các trạm sạc kêt nối thông minh
với nhau, nếu có. Mỗi trạm sạc phải được cung cấp bởi một mạch nhánh chuyên dụng
và việc lắp đặt an toàn điện phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:
+ 1 thiết bị đóng cắt cho mỗi trạm sạc
+ 1 mạch nhánh cho mỗi trạm sạc
+ Bảng điện phân phối phù hợp với công suất
Một số nhà sản xuất cung cấp các trạm sạc với nhiều dây, giúp bạn có thể sạc
nhiều hơn một EV bằng các chia sẻ nguồn điện có sẵn.
1.5.2.1. Lắp đặt trạm sạc cấp 2
 Thiết bị:
Việc chọn các thiết bị để lắp được xách định bởi các thông số của trạm sạc điện
(Bảng 7). Trạm sạc phải được cung cấp các mạch nhánh riêng biệt, nó có thể yêu cầu
thêm vào khí cụ đóng cắt tại bảng phân phối. Bởi vì khí cụ điện này được coi là phục vụ
tải liên tục, khu vực đầu vào của dịch vụ sạc điện phải có có khả năng hỗ trợ tải bổ sung.

30. 20
Cách khác, nó có thể cần thiết để thay đổi bảng điều khiển và khu vực đầu vào
kết nối. Tuy nhiên, trạm sạc có thể được kết nối với mạch nhánh tại khu vực hiện hữu
có giá trị thích hợp (ví dụ, mạch 40A cung cấp cho nhà bếp), nếu khóa liên động được
lắp đặt để ngăn không cho hai tải sử dụng cung cấp cùng một lúc. Sử dụng phương
pháp tính toán tải thích hợp. Nếu dòng định mức của trạm sạc vượt quá 60A, phải có
công tắc ngắt khẩn cấp được lắp đặt gần ở bảng điều khiển.
Bảng 1.7. Vật tư yêu cầu cho lắp đặt trạm sạc cấp 2 [3]
 Kết nối trạm sạc công c ng đến nguồn lưới điện 208V - 240V:
Đối với các trạm Cấp 2, Tiêu chuẩn J1772 cung cấp nguồn cung cấp 208V hoặc
240V. Một số trạm có thiết bị bên trong (jumper hoặc switch) để chọn mức điện áp.
Thiết bị cần thiết để lắp đặt trạm sạc công cộng ít nhiều giống với lắp đặt dân
dụng (xem Bảng 7). Một mạch nhánh riêng được cài đặt cho mỗi trạm, do đó phải
cung cấp CB – 2 cực cho mỗi thiết bị [3].
Hình 1.18 Kết nối nguồn 600V cho 2 trạm sạc 208V
Hình 1.17. Kết nối nguồn 600V cho 2 trạm sạc 208V [3]
 Kết nối trạm sạc công c ng đến nguồn 3 pha lưới điện 380/600V
Đối với kết nối trạm sạc công cộng đến nguồn điên lưới 380/600V phải được

31. 21
thiết kế với bộ chuyển đổi đặt sau công tơ kế. Do đó, nếu sử dụng nhiều hơn 01 công
tơ kế thì phải lắp số lượng bộ chuyển đổi tương đương với nhau.
Hình 1.18. Phòng phân phối nguồn cho nguồn cung cấp 380/600V [3]
Ngoài các thiết bị cần thiết cho cài đặt 208V hoặc 240V, loại cài đặt này cho một
trạm hay nhiều trạm có những yêu cầu các thiết bị sau:
- Máy biến áp ba pha, wye 600V/208V hoặc máy biến áp 600V/240V một pha
với một vòi trung tâm
- Bảng điện phân phối 208V thích hợp, được kết nối
- CB - hai cực chuyên dụng cho mỗi trạm sạc trên 12 kW
Hình 1.19. Kết nối trạm sạc 12 kW đến nguồn 380/600V [3]
Hình 1.20. Kết nối trạm sạc 20 kW đến nguồn 380/600V [3]

32. 22
Hình 1.21. Kết nối nguồn 600V cho 1 trạm sạc 240V [3]
1.5.2.2. Lắp đặt trạm sạc nhanh DC
 Thiết bị:
Hiện nay, các trạm sạc nhanh có công suất 50kW và điện áp ba pha định mức là
208V, hoặc 480V, các trạm sạc này được xem như tải liên tục cho các mục đích lắp đặt
điện. Các thiết bị điện cần thiết khác nhau tùy theo model và số lượng trạm sạc và các
trang bị điện gần đó.
Nếu nguồn cấp ba pha không có sẵn hoặc nếu nguồn điện từ các khu vực hạ tầng
không đủ cho tải thì có thể xem xét những tiêu chí sau:
- Lắp đặt nguồn cấp ba pha
- Thay đổi công suất của một hoặc nhiều máy biến áp
- Tăng kích cỡ của các đường dây dẫn nguồn cung cấp chính
Hình 1.22 sơ đồ kết nối của một trạm sạc nhanh duy nhất với lưới điện. Mặc dù
các tiêu chuẩn sạc nhanh (xem Phần 3.5 và 3.6) chỉ định công suất liên tục tối đa là
62 kW trên mỗi trạm, nhưng trên thực tế, các nhà sản xuất giới hạn công suất ở mức
50 kW [4].
Hình 1.22. Kết nối trạm sạc nhanh đến nguồn 3 pha – 208V [3]
Trong trường hợp cài đặt đơn một trạm sạc nhanh DC, việc đặt các trang bị điện
gần trạm sạc sẽ làm giảm số lượng các thành phần thiết bị, công tắc ngắt kết nối được

33. 23
yêu cầu cho người sử dụng. Công tắc ngắt kết nối phải được lắp đặt ở độ cao tối đa
1,7m so với mặt đất. Mục đích chính của việc ngắt kết nối được mô tả ở trên là đảm
bảo thiết bị được ngắt nguồn điện trước khi có các công việc liên quan đến kiểm tra,
bảo dưỡng điện, nhưng nó có thể phục vụ các mục đích khác. Ví dụ: nó có thể hoạt
động như công tắc dừng khẩn cấp nếu bản thân trạm sạc không có và nó có thể khởi
động lại trạm sạc.
1.6. Sạc xe điện từ năng lượng mặt trời
Có hai lợi ích chính của việc sạc EV từ các hệ thống pin năng lượng mặt trời, đó
là tính bền vững và kinh tế. Từ việc sử dụng nhiên liệu và tuổi thọ thiết bị, sạc EV từ
năng lượng mặt trời mang lại hiệu quả năng lượng cao hơn nhiều và lượng khí thải tác
động môi trường thấp hơn nhiều. Thứ hai, do chi phí đầu tư của hệ thống điện mặt trời
ngày càng rẻ và tổng chi phí sở hữu một chiếc EV đã thấp hơn một chiếc xe động cơ
đốt trong tương đương. Cuối cùng việc tính phí EV từ PV làm tăng mức tụ tiêu thụ của
PV và đảm bảo hoàn vốn đầu tư cho hệ thống PV. Tất cả các yếu tố này làm cho sạc
năng lượng mặt trời của EV thuận lợi từ môi trường, tính bền vững và chi phí.
Hình 1.23. PV và EV được kết nối với nhau trên nguồn DC (màu xanh lá cây) và
nguồn AC (màu hồng) với lưới điện AC chỉ khi không có nguồn DC từ PV [5]
Việc sử dụng các tấm pin quang điện mặt trời để sạc EV là một lựa chọn hấp dẫn
do một số lý do:
Điện mặt trời có khả nẳng tiếp cận cao đối với người dùng EV vì các mô đun
điện mặt trời có thể được cài đặt trên các mái nhà và bãi đỗ xe sử dụng năng lượng mặt
trời (Như hình 1.24). Tiềm năng điện mặt trời của các mái nhà hoặc nơi đỗ xe phần lớn
chưa được tận dụng ngày nay, và điều này có thể được khai thác trong tương lai.
Có cả hai nhu cầu giảm thiểu điện năng trên lưới diện bởi vì sạc EV là sạc theo

34. 24
nguồn năng lượng tái tạo thông qua các tấm pin năng lượng mặt trời. Điều này sẽ giảm
cho sự trang bị củng cố chất lượng cho lưới điện.
Thông thường, các hệ thống PV sử dụng ắc quy để lưu trữ nguồn điện mặt trời
để sử dụng khi có biến đổi theo mùa và ngày, đêm trong phát điện mặt trời. Trong
trường hợp sạc EV từ PV, ắc quy EV có thể hoạt động như một bộ lưu trữ năng lượng
cho PV và không cần thêm ắc quy.
Chi phí sạc EV từ điện mặt trời là rẻ hơn so với sạc từ lưới điện và chi phí điện
mặt trời liên tục giảm trong những thập kỷ qua.
Hệ thống PV có tiếng ồn thấp, không có bộ phận quay và chi phí bảo trì có thể
coi như là miễn phí.
Từ đó, việc sạc EV từ các tấm pin năng lượng mặt trời có thể khiến EVs thật sự
ổn định, bền vững và giảm chi phí ròng cho cơ sở hạ tầng sạc. Hệ thống kết nối với
dòng điện lưới (AC) được cung cấp để cấp nguồn cho nguồn điện mặt trời hoặc cấp
nguồn sạc cho EV nếu nguồn điện mặt trời không đủ. Điều này đảm bảo rằng nguồn
điện mặt trời cung cấp cho sạc EV không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết.
1.6.1. Cấu trúc hệ thống EV-PV
Để sạc EV từ năng lượng mặt trời, các hệ thống có thiết kế khác nhau đã được sử
dụng. Trong mọi trường hơp, hệ thống sạc EV-PV tích hợp các tấm pin mặt trời kết
nối với nhau theo từng cụm PV, thiết bị cung cấp cho xe điện (EVSE) và lưới điện AC
nguồn chủ yếu sạc trực tiếp EVs từ nguồn PV. Có hai loại bộ chuyển đổi được sử dụng
để tích hợp PV, EV và lưới:
1. Một bộ chuyển đổi nhiều cổng (MPC) tích hợp lưới, PV và EV.
2. Bộ chuyển đổi nguồn riêng biệt cho lưới điện, PV và EV được liên kết với
nhau trên một kết nối chung. Các bộ chuyển đổi nguồn có thể được kết nối với nhau
bằng cách sử dụng kết nối AC hoặc DC. Sự kết nối giữa các bộ chuyển đổi nguồn
được sử dụng để chia sẻ nguồn PV giữa các EVs khác nhau và nguồn trao đổi giữa EV
và lưới điện. Sử dụng hai loại bộ chuyển đổi nguồn được đề cập ở trên, cấu trúc hệ
thống có thể có bốn loại dựa trên nút liên kết là AC ( Lưới 1 Pha 230V 50Hz hoặc
Lưới 3 Pha 400V 50Hz) hay DC:
Cấu trúc 1: Các bộ chuyển đổi riêng biệt cho PV, EV được liên kết với nhau trên AC
Hình (1.24) cho thấy sơ đồ của cấu trúc 1. Các bộ chuyển đổi nguồn riêng biệt
được sử dụng cho các tấm PV và cho EV sạc / xả . Bộ chuyển đổi nguồn PV là biến
tần DC/AC kết hợp theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) và bộ sạc EV là bộ chuyển
đổi AC/DC. Lưới AC 50Hz hiện tại là cốt yếu trong cấu trúc này, tất cả công suất
được truyền thông qua lưới điện. Điểm bất lợi là nguồn PV không thể được sử dụng
trực tiếp ở dạng DC để sạc EV. Điều này dẫn đến chuyển đổi không cần thiết từ DC
sang AC trong biến tần PV và ngược lại từ AC sang DC trong bộ sạc EV [5].

35. 25
Hình 1.24. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 1 [5]
Cấu trúc 2 – Các bộ chuyển đổi riêng biệt cho PV, EV được liên kết với nhau
trên DC
Hình (1.25) cho thấy cấu trúc 2, sử dụng kết nối DC để kết nối các bộ chuyển đổi
cho các tấm pin PV, EV, và lưới điện. Bộ chuyển đổi PV và EV là cả hai bộ chuyển
đổi DC/DC có điều khiển MPPT và điều khiển sạc tương ứng. Kết nối DC tạo điều
kiện cho việc sử dụng trực tiếp nguồn DC của PV để sạc DC của EV, kết quả là hiệu
quả sẽ cao hơn. Biến tần trung tâm kết nối của kết nối DC với lưới AC. Biến tần trung
tâm rất quan trọng đối với việc kết nối phương tiện lên lưới và cho phép nạp / xả
nguồn do sự chênh lệch giữa nguồn PV và nhu cầu sạc EV. Tùy thuộc vào đánh giá
công suất của số lượng kết nối DC và số lượng nguồn và tải kết nối với nó, kết nối DC
có thể được mở rộng đến một mạng lưới DC nhỏ hơn. Điểm bất lợi của cấu trúc 2 là
kết nối DC phải được xây dựng một cách riêng biệt thay vì sử dụng cơ sở hạ tầng lưới
AC hiện có. Điều khiển và bảo vệ kết nối DC phải được thực hiện tùy thuộc vào số
lượng, công suất định mực và công suất biến đổi có thể [5].
Hình 1.25. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 2 [5]

36. 26
Cấu trúc 3 – Bộ chuyển đổi nhiều cổng cho PV, EV, lưới điện liên kết với nhau
trên AC
Hình (1.26) cho thấy sơ đồ của cấu trúc 3 sử dụng bộ chuyển đổi nhiều cổng
(MPC) như hình. Bộ chuyển đổi nhiều cổng kết nối bộ chuyển đổi cho cụm PV, EV và
lưới điện AC sử dụng một liên kết chính DC. Nhiều MPC kết nối với nhau thông qua
lưới điện AC. Tích hợp bộ chuyển đổi điện tử công suất cho PV, EV, và lưới vào một
MPC dẫ đến mật độ công suất cao hơn, giảm chi phí và dễ dàng điều khiển, đếm các
thành phần ít hơn. Điều khiển sạc EV từ PV có thể đạt được thông qua bộ điều khiển
MPC trong khi hai cấu trúc trước, truyền thông phải được thiết lập giữa bộ chuyển đổi
riêng biệt PV và EV. Nhược điểm duy nhất là Nguồn DC PV từ một MPC không được
sử dụng để sạc EV của một MPC khác mà không cần chuyển đổi sang AC [5].
Hình 1.26. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 3 [5]
Cấu trúc 4 – Bộ chuyển đổi nhiều cổng cho PV, EV, lưới điện được liên kết với
nhau trên DC
Hình (1.27) cho thấy sơ đồ của cấu trúc 4 là sự kết hợp của cấu trúc 2 và 3. Nó sử
dụng một bộ chuyển đổi nhiều cổng (như trong hình (b) để tích hợp các bộ chuyển đổi
cho cụm PV và EV. Nhiều MPC được kết nối với nhau sử dụng kết nối DC. Một biến
tần trung tâm công suất cao được sử dụng để kết nối với lưới điện AC. Biến tần trung
tâm này là tốt hơn so với sử dụng một số biến tấn nhỏ được cài MPC như trong cấu
trúc 3. Tương tự cấu trúc 2, kết nối DC có thể được mở rộng đến mạng lưới nhỏ DC
phụ thuộc vào công suất định mức và các nguồn, tải khác được kết nối [5].

37. 27
Hình1.27. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 4 [5]
1.6.2. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới
a. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ
Hình 1.28. Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ [1]
Hệ thống bao gồm:
1: Hệ thống pin NLMT (Solar Panels)
2: Bộ nghịch lưu (Inverter/Charger)
3: Bảng điện phân phối chính (Main Distribution Panel)
4: Công tơ đếm từ lưới điện (Utility Meter)
5: Lưới điện (Utility Grid)
6: Bộ giám sát (Monitoring of your system and data logging)

38. 28
7: Bộ phân bố công suất – điều phối điện năng (Critical Load Distribution Panel)
8: Trạm sạc xe điện (EV Charging Station)
Nguyên lý hoạt động:
Khi không có mặt trời, HTPMT không sản sinh ra điện [1]. Do đó, điện năng cấp
cho các phụ tải sẽ được lấy từ lưới một cách bình thường.
Khi trời có nắng, các tấm PMT sẽ sản sinh ra nguồn điện một chiều DC và qua
bộ biến đổi DC-AC biến thành nguồn điện xoay chiều AC có tần số, pha và điện áp
trùng với lưới để hòa với lưới điện cung cấp cho phụ tải.
Khi mất điện lưới, hệ thống ngưng hoạt động đảm bảo sự an toàn cho lưới điện.
- Ưu điểm:
Không sử dụng bình acquy: giảm được đáng kể chi phí đầu tư và bảo dưỡng cho
hệ thống acquy.
Khai thác điện năng hiệu quả nhất từ nguồn NLMT do có cơ cấu nổi bật là thu
nhận, biến đổi và bổ xung trực tiếp ngay vào lưới điện và không bị tổn hao trên ắc quy
dự trữ.
Do máy luôn được vận hành song song với lưới điện nên mọi đột biến của tải hay
điện áp trên đường dây và nguồn điện đều không thể tác động trực tiếp vào máy. Vì
thế, tuổi thọ của hệ thống sẽ nâng cao, có thể lên tới 25 năm.
Ứng dụng rộng rãi cho mọi nơi như: các hộ dân, cơ quan, đơn vị đang có điện
lưới quốc gia.
Việc lắp đặt và sử dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp, gần như bằng
không, nên thời gian thu hồi vốn được rút ngắn tối đa và chắc chắn theo dự tính đầu tư
ban đầu.
Hệ thống này đặc biệt thích hợp để đầu tư cho các đơn vị là văn phòng, khách
sạn, siêu thị hoặc các trạm sạc xe điện công cộng … có nhu cầu sử dụng điện cao vào
các giờ cao điểm từ 7 giờ sáng đến 5 giờ chiều.
- Nhược điểm:
Hiện nay do hệ thống quản lý điện lực của nước ta là chưa chấp nhận mua điện từ
các nhà máy điện mặt trời, điện gió (Đồng hồ điện không thể quay ngược để giảm chỉ
số) nên khi hệ thống điện mặt trời nối lưới của chúng ta cung cấp nhiều hơn tải sử
dụng thì điện năng thừa trên khi phải gửi” lên lưới sẽ tạm thời bị coi là phí uổng”.
Tuy nhiên, vẫn có lựa chọn hợp pháp và khôn khéo trong lúc này là chỉ lắp đặt
công suất của hệ nối lưới là nhỏ hơn hoặc bằng công suất của tải sử dụng nhằm giảm
chỉ số điện năng tiêu thụ từ lưới. Thực chất là ta vẫn phải mua điện từ lưới nhưng sẽ
mua ít đi.

39. 29
b. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ
Hình 1.29. Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ [1]
Hệ thống bao gồm:
1: Hệ thống pin NLMT (Solar Panels)
2: Bộ ngắt dòng DC (DC Disconnect)
3:Bộ quản lý sạc ( Solar Charge Controller)
4: Hệ thống Ắc –quy (Battery Bank)
5: Bộ nghịch lưu (Inverter/Charger)
6: Bộ giám sát (Monitoring of your system and data logging)
7: Bộ phân bố công suất – điều phối điện năng (Critical Load Distribution Panel)
8: Bảng điện phân phối chính (Main Distribution Panel)
9: Công tơ đếm từ lưới điện (Utility Meter)
10: Lưới điện (Utility Grid)
11: Trạm sạc xe điện (EV Charging Station)
- Nguyên lý hoạt động:
Đây là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống liên hoàn bao gồm:
Hệ thống on - grid (hệ thống nối lưới): Sản xuất điện năng từ các tấm pin mặt trời
thành điện 220V AC /50Hz để hòa vào điện lưới [1].
Hệ thống off - grid (hệ thống độc lập): Lưu trữ điện năng từ các tấm pin mặt trời
vào Acquy để sẵn sàng biến đổi thành điện 220VAC/50Hz để cung cấp cho tải khi
không có điện lưới [1].
Khi khởi động hệ thống, Acquy luôn được ưu tiên nạp điện từ Mặt trời cho đến
khi đầy. Lúc này hệ thống On Grid chưa làm việc.
Khi acquy đầy, hệ thống sẽ tự động biến đổi điện DC từ PMT thành điện AC
220V để hòa với điện lưới. (Điện áp ra của hệ thống có tần số, pha trùng với điện lưới
có thể là 1 pha hoặc 3 pha).

40. 30
Khi mất điện lưới, hệ thống sẽ tự động lấy điện DC từ Acquy và PMT để biến
đổi thành điện AC- 220V cung cấp cho tải ưu tiên.
- Ưu điểm: Độ tin cậy cao vì được cấp điện từ 2 nguồn.
Việc sử dụng NLMT trong những giờ mặt trời chiếu sáng cho phép giảm sự phụ
thuộc vào lưới điện trong ngày.
- Nhược điểm: Giá thành đầu tư và bảo dưỡng hệ thống ắc quy cao.
1.7. Khảo sát, thống kê tiềm năng bức xạ tại sân bay quốc tế Đà Nẵng
1.7.1. Giới thiệu về Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng – Chi nhánh Tổng
công ty Cảng hàng không Việt Nam – CTCP
Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam - CTCP (tên giao dịch quốc tế:
Airports Corporation of Vietnam - Viết tắt: ACV) là công ty cổ phần hoạt động theo
mô hình Công ty mẹ - Công ty con, được chuyển đổi từ Công ty TNHH Một thành
viên do nhà nước nắm giữ 100% vốn điều lệ thành công ty cổ phần do nhà nước nắm
giữ cổ phần chi phối theo Quyết định số 1710/QĐ-TTg ngày 0 tháng 10 năm 2015
của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt phương án cổ phần hóa Công ty mẹ - Tổng công
ty Cảng hàng không Việt Nam. ACV hiện đang quản lý, đầu tư, khai thác khai thác hệ
thống 22 Cảng hàng không trong cả nước, bao gồm 09 Cảng hàng không quốc tế: Tân
Sơn Nhất, Nội Bài, Đà Nẵng, Vinh, Cát Bi, Phú Bài, Cam Ranh, Phú Quốc, Cần Thơ
và 13 Cảng hàng không nội địa: Buôn Ma Thuột, Liên Khương, Rạch Giá, Cà Mau,
Côn Đảo, Phù Cát, Pleiku, Tuy Hòa, Chu Lai, Đồng Hới, Nà Sản, Điện Biên và Thọ
Xuân; góp vốn vào các công ty con và công ty liên doanh, liên kết.
Hình 1.30. Trụ sở Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng
Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam - CTCP (tên giao dịch quốc tế:
Airports Corporation of Vietnam - Viết tắt: ACV) là công ty cổ phần hoạt động theo
mô hình Công ty mẹ - Công ty con, được chuyển đổi từ Công ty TNHH Một thành
viên do nhà nước nắm giữ 100% vốn điều lệ thành công ty cổ phần do nhà nước nắm
giữ cổ phần chi phối theo Quyết định số 1710/QĐ-TTg ngày 0 tháng 10 năm 2015

41. 31
của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt phương án cổ phần hóa Công ty mẹ - Tổng công
ty Cảng hàng không Việt Nam. ACV hiện đang quản lý, đầu tư, khai thác khai thác hệ
thống 22 Cảng hàng không trong cả nước, bao gồm 09 Cảng hàng không quốc tế: Tân
Sơn Nhất, Nội Bài, Đà Nẵng, Vinh, Cát Bi, Phú Bài, Cam Ranh, Phú Quốc, Cần Thơ
và 13 Cảng hàng không nội địa: Buôn Ma Thuột, Liên Khương, Rạch Giá, Cà Mau,
Côn Đảo, Phù Cát, Pleiku, Tuy Hòa, Chu Lai, Đồng Hới, Nà Sản, Điện Biên và Thọ
Xuân; góp vốn vào các công ty con và công ty liên doanh, liên kết.
Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng có 2 đường cất hạ cánh, được trang bị hệ
thống đèn tín hiệu, các hệ thống phù trợ dẫn đường và hạ cánh chính xác (ILS,
DVORDME, NDB), các hệ thống radar sơ cấp, thứ cấp hiện đại, các hệ thống quan
trắc và phát tin dự báo khí tượng tiên tiến, hệ thống thường trực khẩn nguy, các hệ
thống phục vụ sân đỗ hiện đại… có khả năng phục vụ các loại máy bay thương mại cỡ
lớn như Boeing 747, Boeing 777, AN-124, MD-11… cất hạ cánh trong mọi điều kiện
thời tiết. Nhà ga hành khách được đưa vào khai thác từ tháng 12/2011, với tổng mức
đầu tư 1.300 tỷ đồng, tổng diện tích sử dụng 36.100 m2, công suất phục vụ tối đa
triệu khách/năm, tiếp nhận 400.000 - 1 triệu tấn hàng hóa/năm và có thể nâng cấp
thêm. Nhà ga hành khách được đưa vào khai thác từ tháng 12/2011, với tổng mức đầu
tư 1.300 tỷ đồng, tổng diện tích sử dụng 36.100 m2, công suất phục vụ tối đa triệu
khách/năm, tiếp nhận 400.000 - 1 triệu tấn hàng hóa/năm và có thể nâng cấp thêm.
Hình 1.31. Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Cảng hàng không quốc tế Đà Nẵng

42. 32
1.7.2. Tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu vực sân bay quốc tế Đà Nẵng.
Đà Nẵng có tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời khá lớn, khí hậu tương đối
ôn hòa và mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7 và mùa mưa kéo
dài từ tháng 8 đến tháng 12. Số giờ nắng trung bình 177 giờ/tháng và 5,9 giờ/ngày 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 mặt trời. Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt
đới gió mùa, nhiệt độ cao và ít biến động. Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng
25,6ºC, cao nhất là tháng 6 (29,2ºC), thấp nhất là tháng 2 (21,2ºC).
Bảng 1.8. Bảng số liệu về bức xạ mặt trời tại các tỉnh thành ở Việt Nam [1]
Vùng Giờ nắng trong năm
Cường đ 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
Trung bình cả nước 1700 – 2500 4,6 Tốt
(Nguồn: bảng đồ năng lượng bức xạ mặt trời tại Việt Nam).
Bảng 1.9. Nhiệt độ không khí trung bình các tháng (ºC) tại ĐàNẵng. [1]
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Đà Nẵng 21,9 21,2 24,1 26,5 28,4 29,2 28,3 28,9 27,3 25,00 24,3 21,8
Bảng 1.10. Bảng bức xạ tổng cộng trung bình trong ngày tại thành phố Đà Nẵng
(KWh/m2
.ngày). [1]
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Đà Nẵng 3,5 4,2 5,0 5,7 6,2 5,9 6,4 5,8 5,0 4,0 2,9 2,4
Bảng 1.11. Bảng bức xạ tổng cộng trung bình tháng và năm tại thành phố Đà Nẵng
(KWh/m2
.tháng). [1]
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Đà
Nẵng
10
4
12
5
151 170 186 177 192 175 151 120 88 71 1710

43. 33
Nhận xét: Theo số liệu tính toán đánh giá tại khu vực thành phố Đà Nẵng có
tiềm năng năng lượng mặt trời khá lớn, cường độ bức xạ tổng cộng hàng năm đạt 1710
KWh/m2 (4,89 KWh/m2.ngày) .Việc ứng dụng năng lượng mặt trời vào xây dựng hệ
thống trạm sạc xe điện sử dụng năng lượng mặt trời tại sân bay quốc tế Đà Nẵng là
thích hợp.
1.8. Kết luận chương 1
Thông qua việc tìm hiểu và nghiên cứu xe điện, trạm sạc xe điện và các mô hình
hệ thống NLMT cung cấp cho trạm sạc xe điện tại chương 1. Tác giả đã thu thập được
các dữ liệu thông số của trạm sạc bao gồm: trạm sạc cấp 1, trạm sạc cấp 2 và trạm sạc
nhanh DC, các mô hình hệ thống NLMT để phục vụ cho việc tính toán thiết kế hệ
thống trạm sạc xe điện kết hợp với hệ thống NLMT phù hợp cho quá trình khai thác
phục vụ hành khách đi và đến tại sân bay quốc tế Đà Nẵng và mở rộng mô hình đến
các sân bay trên cả nước.

44. 34
Chương 2
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẠM SẠC XE ĐIỆN SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI SÂN BAY QUỐC TẾ ĐÀ NẴNG
2.1. Nhu cầu sử dụng xe điện tại sân bay quốc tế Đà Nẵng
Năm 2017, tổng lượng hành khách thông qua Cảng Hàng không quốc tế Đà Nẵng
đạt gần 11 triệu lượt khách, tăng 24,1% so với năm 201 ; trong đó khách quốc tế đạt
trên 3,6 triệu lượt khách, tăng 57,3% so với năm 201 . Kế hoạch năm 2019, Cảng
Hàng không quốc tế Đà Nẵng dự kiến sẽ phục vụ 14,5 triệu hành khách thông qua sân
bay quốc tế Đà Nẵng. Trong đó dự kiến lượng khách sử dụng dịch vụ xe điện đưa đón
trong sân bay chiếm 20%, 2 triệu 900 nghìn hành khách và cao điểm nhất có 200 hành
khách có nhu cầu di chuyển bằng xe điện trong sân bay quốc tế Đà Nẵng.
Hiện nay tại sân bay quốc tế Nội Bài đã áp dụng xe điện vào đảm bảo về chất
lượng mà còn đáp ứng cao về dịch vụ, đồng thời cũng rất thân thiện với môi trường.
Xe điện giúp cho môi trường cảnh quan nội cảng thêm sạch đẹp, văn minh.. Bên cạnh
đó, sự xuất hiện của xe điện thực sự rất có lợi cho lao động địa phương.
Nhà ga hành khách T1 sân bay quốc tế Đà Nẵng tuy được thiết kế kết thuận lợi
kết nối với nhà ga T2. Tuy nhiên với quãng đường di chuyển từ các khu vực như: ga
hàng hóa, nhà giữ xe hai bánh đến nhà ga T2 là 700m và nhà ga T1 là 400m, ước tính
phạm vi di chuyển toàn bộ khu vực trong sân bay quốc tế Đà Nẵng là 8 km, vì vậy
quãng đường di chuyển là khá xa và trong thời gian sắp đến thiết kế nâng công suất
khai thác xây dựng thêm nhà ga T3 thì phạm vi di chuyển khu vực trong sân bay quốc
tế Đà Nẵng sẽ đặc biệt là khó khăn đối với những hành khách là người hạn chế vận
động, người già, trẻ em, phụ nữ có thai...Nằm trong một trong 3 sân bay quốc tế lớn
nhất của cả nước nhưng lại không có dịch vụ hỗ trợ xe điện đưa đón hành khách, vì
vậy tác giả xin đề xuất đầu tư dịch vụ hỗ trợ xe điện đưa đón hành khách trong khu
vực trong sân bay quốc tế Đà Nẵng theo nguyên tắc: ưu tiên khách có khó khăn di
chuyển trước, phục vụ khách di chuyển và chở hàng hóa đi và đến các nhà ga T1 và T2
trong sân bay quốc tế Đà Nẵng. di chuyển nhân viên từ khu vực nhà ga đi đến các cơ
quan đơn vị tại khu vực Cảng HKQT Đà Nẵng góp phần ổn định an ninh trật tự mà
còn tạo dựng được môi trường cảnh quan văn minh và lịch sự đúng với tiêu trí Xanh
– Sạch – Đẹp” tại sân bay quốc tế Đà Nẵng.
2.2. Lựa chọn loại xe điện phục vụ tại sân bay quốc tế Đà Nẵng
Đối với các Cảng Hàng không quốc tế tại Việt Nam, với tần suất bay như hiện
nay và việc mở rộng nhà ga mới, tiếp nhận nhiều loại máy bay, trong đó có các máy
bay có sức chở lớn sẽ làm gia tăng mức độ ô nhiễm không khí và ô nhiễm tiếng ồn. Vì
vậy, cần thiết phải có những nghiên cứu, ứng dụng thử nghiệm phương tiện vận

45. 35
chuyển hàng hóa, hành khách sử dụng nguồn năng lượng điện thay thế xăng, dầu
truyền thống nhằm giảm thiểu ô nhiễm. Để đảm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa
thạch và giảm chi phí nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải; Giảm được lượng
khí thải và tiếng ồn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người lao động tại các cảng
hàng không, sân bay; Nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn năng lượng mặt trời phục vụ
vận chuyển trong cự ly ngắn tại các cảng hàng không, sân bay.
Hiện nay trên thị trường thế giới có rất nhiều các hãng xe điện nổi tiếng như:
TESLA, MITSUBISHI, HONDA, BOSCH, SUZHOU EAGLE,….Tuy nhiên căn cứ
theo tình hình khai thác xe điện tại sân bay quốc tế Đà Nẵng thì giá thành chi phí mua
sắm xe điện và đầu tư cơ sở hạ tầng của các hãng như: TESLA, MITSUBISHI,
HONDA, BOSCH rất cao kể cả bao gồm nguồn vật tư phục vụ bảo dưỡng, sửa chữa
cho xe điện. Trong khi đó qua khảo sát thực tế thì giá thành chi phí mua sắm xe điện
SUZHOU EAGLE và nguồn vật tư phục vụ bảo dưỡng, sửa chữa cho xe điện lại thấp
hơn so với các hãng trên. Ngoài ra công ty SUZHOU EAGLE cũng đã có kinh nghiệm
trong việc cung cấp xe điện cho các sân bay tại khu vực Đông Nam Á như sân bay
quốc tế Malaysia, công viên Biển Đông Đà Nẵng…. Vì vậy tác giả xin đề xuất sử
dụng loại xe điện EG6118KB cùa hãng SUZHOU EAGLE với ưu điểm lớn nhất của
xe buýt đưa đón mới này là "số lượng tải" được tăng lên có thể làm giảm đáng kể chi phí
vận chuyển. Do không có ô nhiễm và tiếng ồn thấp, loại xe buýt điện này là phương tiện
vận chuyển hoàn hảo trong khu vực kín như công viên, khu nghỉ dưỡng, vườn, bảo tàng,
làng, khách sạn, sân bay, cộng đồng, nhà máy lớn, phố đi bộ, v.v.
Hình 2.1. Xe điện EG6118KB cùa hãng SUZHOU EAGLE
+ Dự kiến lúc cao điểm nhất có đến 200 hành khách có nhu cầu di chuyển bằng
xe điện EG6118KA cùa hãng SUZHOU EAGLE, (11 chỗ ngồi) thì số lượng xe tối
thiểu cần phải dùng là: 200/11 = 18 chiếc xe.

46. 36
+ Khung giờ dự kiến hoạt động của xe điện tại sân bay quốc tế Đà Nẵng là từ
8h00 sáng đến 21h00 tối trong ngày với tần suất hoạt động 05 phút/01 lượt xe.
+ Trong thời gian khai thác cao điểm nhất thì toàn bộ 18 xe điện sẽ hoạt động
cùng lúc để đáp ứng nhu cầu phục vụ đưa đón hành khách, hàng hóa trong sân bay.
2.3. Mô hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới, vị trí lắp đặt
2.3.1. Lựa chọn mô hình hệ thống
Theo lý thuyết chung ở chương I, hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới có 2
dạng mô hình hệ thống chính bao gồm hệ thống có dự trữ và hệ thống không dự trữ,
mỗi mô hình đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Đối với mô hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới có dự trữ thì giá thành chi
phí đầu tư cao hơn nhiều so với hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới không dự trữ.
Tuy nhiên, những ngày trong mưa mà lượng ánh nắng mặt trời không có hoặc rất ít, hệ
thống pin mặt trời đáp ứng được công suất phụ tải bị thiếu nhờ vào nguồn dự trữ, độ
tin cậy cung cấp điện cao hơn.
Đối với mô hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới không dự trữ thì chi phí
đầu tư thấp hơn nhiều (do không có ắc quy dự trữ cũng như các bộ điều khiển, bộ
chuyển đổi điện) và không có chi phí bảo dưỡng cho hệ thống ắc quy. Tuy nhiên sẽ
không đáp ứng được công suất phụ tải vào những ngày mưa hoặc sự cố khi mà lượng
ánh nắng mặt trời không có hoặc rất ít, độ tin cậy cung cấp điện không cao.
Với mục tiêu quan trọng là giảm chi phí đầu tư, nâng cao hiệu quả kinh tế, lợi
nhuận cho Công ty. Khai thác điện năng hiệu quả nhất từ nguồn NLMT do có cơ cấu
nổi bật là thu nhận, biến đổi và bổ xung trực tiếp ngay vào lưới điện và không bị tổn
hao trên ắc quy dự trữ, máy luôn được vận hành song song với lưới điện nên mọi đột
biến của tải hay điện áp trên đường dây và nguồn điện đều không thể tác động trực tiếp
vào máy. Vì thế, tuổi thọ của hệ thống sẽ nâng cao, có thể lên tới 25 năm. Do đó tác
giả đề xuất lựa chọn Mô hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới không dự trữ.

47. 37
Hình 2.2. Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới không có dự trữ
Hệ thống bao gồm:
1: Hệ thống pin NLMT (Solar Panels)
2: Bộ nghịch lưu (Inverter/Charger)
3: Bảng điện phân phối chính (Main Distribution Panel)
4: Công tơ đếm từ lưới điện (Utility Meter)
5: Lưới điện (Utility Grid)
6: Bộ giám sát (Monitoring of your system and data logging)
7: Bộ phân bố công suất – điều phối điện năng (Critical Load Distribution Panel)
8: Trạm sạc xe điện (EV Charging Station)
Hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ nhận bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành
nguồn điện một chiều (DC). Nguồn điện DC này sẽ được chuyển đổi thành nguồn điện
xoay chiều (AC) thông qua bộ chuyển đổi điện nối lưới. Với bộ chuyển đổi này sẽ đảm
bảo nguồn năng lượng được tạo ra từ hệ pin mặt trời sẽ được chuyển đổi ở chế độ tốt
nhất nhằm tối ưu hóa nguồn năng lượng từ hệ pin mặt trời và cung cấp điện năng cho
tải. Đồng thời hệ thống kết hợp giữa hệ thống hòa lưới với hệ thống độc lập để luôn có
một lượng điện dự trữ cho tải.
Bên cạnh đó việc bộ chuyển đổi điện có chế độ thông minh, tự dò tìm và đồng bộ
pha nhằm kết nối giữa điện năng tạo ra từ hệ pin mặt trời và điện lưới.
Chế độ làm việc thông minh của bộ chuyển đổi điện với việc ưu tiên sử dụng
lượng điện năng từ hệ pin mặt trời để cung cấp trực tiếp cho tải sử dụng sẽ giúp tối ưu
hóa năng lượng từ hệ pin mặt trời.