Hệ thống điện mặt trời là gì? Các công bố khoa học về Hệ thống điện mặt trời
Hệ thống điện mặt trời là giải pháp phát điện tái tạo từ năng lượng mặt trời, ngày càng phổ biến nhờ tính bền vững và tiềm năng tiết kiệm chi phí. Cấu trúc hệ thống gồm: tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng, bộ inverter chuyển đổi điện, bộ lưu trữ năng lượng, và bộ điều khiển sạc. Hệ thống tận dụng nguồn năng lượng tái tạo và giảm khí thải, nhưng có chi phí ban đầu cao và phụ thuộc vào thời tiết. Tương lai điện mặt trời sẽ được cải thiện nhờ tiến bộ công nghệ và giải pháp lưu trữ năng lượng.
Giới thiệu về Hệ Thống Điện Mặt Trời
Hệ thống điện mặt trời là một giải pháp phát điện tái tạo sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để chuyển đổi thành điện năng. Việc sử dụng hệ thống điện mặt trời ngày càng trở nên phổ biến nhờ vào tính bền vững, thân thiện với môi trường và tiềm năng tiết kiệm chi phí dài hạn.
Cấu Trúc của Hệ Thống Điện Mặt Trời
Hệ thống điện mặt trời thường bao gồm các thành phần chính sau:
- Tấm pin mặt trời (Solar Panels): Thiết bị hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành điện năng dưới dạng dòng điện một chiều (DC).
- Bộ chuyển đổi điện (Inverter): Thiết bị chuyển đổi DC thành dòng điện xoay chiều (AC) để phù hợp với các thiết bị và hệ thống điện trong nhà.
- Bộ lưu trữ năng lượng (Battery Storage): Tùy chọn, dùng để lưu trữ điện năng được tạo ra để sử dụng khi cần thiết, chẳng hạn như vào ban đêm hoặc trong thời tiết tối.
- Bộ điều khiển sạc (Charge Controller): Đảm bảo quá trình sạc pin an toàn và tối ưu, bảo vệ pin khỏi tình trạng quá sạc hoặc xả sâu.
Nguyên Lý Hoạt Động
Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào bề mặt của tấm pin mặt trời, các tế bào quang điện (photovoltaic cells) bên trong tấm pin sẽ thực hiện quá trình quang điện, tạo ra dòng điện DC. Dòng điện này sẽ được bộ chuyển đổi inverter biến đổi thành dòng điện AC, để có thể sử dụng cho các thiết bị điện trong gia đình hoặc doanh nghiệp. Nếu hệ thống được trang bị bộ lưu trữ, điện năng dư thừa sẽ được nạp vào pin lưu trữ để sử dụng sau này.
Ưu Điểm của Hệ Thống Điện Mặt Trời
- Năng lượng tái tạo: Sử dụng nguồn năng lượng mặt trời vô tận, không gây cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên.
- Giảm chi phí điện: Giảm phụ thuộc vào điện lưới và hóa đơn tiền điện hàng tháng.
- Bảo vệ môi trường: Hệ thống điện mặt trời không phát thải khí nhà kính, giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến khí hậu.
- Dễ dàng bảo trì: Tấm pin mặt trời cần ít bảo trì và có thể hoạt động tốt trong 20-25 năm hoặc hơn.
Nhược Điểm và Thách Thức
- Chi phí ban đầu cao: Đầu tư ban đầu cho lắp đặt hệ thống điện mặt trời có thể cao, mặc dù có thể giảm nhờ các chương trình hỗ trợ và khuyến mãi.
- Phụ thuộc vào thời tiết: Hiệu suất của hệ thống điện mặt trời phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng mặt trời. Trong những ngày mây mỏng hoặc mưa nhiều, hệ thống có thể không hoạt động tối ưu.
- Yêu cầu không gian lắp đặt: Cần không gian đủ lớn và không bị che khuất để lắp đặt các tấm pin mặt trời.
Tương Lai của Điện Mặt Trời
Với những tiến bộ trong công nghệ và sự suy giảm chi phí, điện mặt trời dự kiến sẽ trở thành một trong những nguồn năng lượng chính trong tương lai. Sự phát triển của các giải pháp lưu trữ năng lượng và công nghệ cải thiện hiệu suất vẫn đang diễn ra, giúp xóa bỏ những hạn chế còn tồn tại của hệ thống điện mặt trời.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "hệ thống điện mặt trời":
Lựa chọn thiết bị để hỗ trợ ổn định hệ thống điện khi đấu nối nhà máy điện mặt trời công suất lớn
Bài báo nghiên cứu các tác động của nhà máy điện mặt trời có công suất lớn tại khu vực tỉnh Đắk Lắk (quy hoạch năm 2025). Thực hiện mô hình hóa các thiết bị điện, BESS, STATCOM, mô hình toán học của pin mặt trời, cấu trúc lưới điện trên phần mềm PSS/E phù hợp với quy hoạch điện năm 2025. Thực hiện giả định các kịch bản nguy hiểm bằng cách thay đổi cường độ bức xạ mặt trời, mô phỏng các sự cố ngắn mạch 3 pha trên đường dây truyền tải có đấu nối với nhà máy điện mặt trời. Các kết quả nghiên cứu tập trung vào sự dao động của tần số và điện áp theo các kịch bản nguy hiểm. Để nâng cao hơn sự ổn định của hệ thống điện, bài báo đề xuất ứng dụng các thiết bị STATCOM, BESS lắp đặt tại thanh cái 220kV nhà máy điện mặt trời, đồng thời so sánh và lựa chọn thiết bị BESS để hỗ trợ ổn định hệ thống điện khi nhà máy điện mặt trời công suất lớn đấu nối vào hệ thống.
#điện mặt trời #BESS #MPPT #cường độ bức xạ mặt trời #STATCOM #hệ thống điện
Xác lập mô hình và các thông số cơ bản của hệ thống năng lượng mặt trời phù hợp với điều kiện đời sống ở nông thôn Việt Nam
Thế giới đang tiến rất xa về sử dụng năng lượng tái tạo, bao gồm các công nghệ để chuyển đổi dạng năng lượng và các chính sách của nhà nước khuyến khích sử dụng các nguồn năng lượng này để đảm bảo sự phát triển bền vững.
Bên cạnh việc xây dựng những nhà máy năng lượng tái tạo lớn, tùy thuộc vào tiềm lực kinh tế và điều kiện thực tế của mình, mỗi quốc gia có một chính sách riêng về phát triển và sử dụng năng lượng tái tạo ở qui mô nhỏ như các cụm dân cư, các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, các hộ dân…
Bài báo nghiên cứu thực tế tiêu thụ điện phục vụ cho mục đích sinh hoạt ở một số khu vực nông thông Việt Nam. Từ đó, bài báo đề xuất mô hình hệ thống năng lượng mặt trời với quy mô phù hợp với nhu cầu sử dụng, nhằm giảm chi phí đầu tư ban đầu nhưng vẫn đáp ứng được phần lớn nhu cầu sử dụng của người dân.
#Năng lượng mặt trời #năng lượng tái tạo #hệ thống năng lượng thông minh #phối hợp điện năng #lưới điện
Thiết kế tối ưu hệ thống năng lượng mặt trời và bộ dự trữ có kết nối với lưới
Trong bài báo này, một phương pháp mới để thiết kế tối ưu môt hệ thống năng lượng mặt trời (Photovoltaic -PV) kết hợp với bộ dữ trữ (battery energy storage system- BESS) có kết lưới. Phương pháp tối ưu được sử dụng là tối ưu có ràng buộc. Trong đó, hàm mục tiêu được xác định là tổng chi phí nhỏ nhất của hệ thống (annual cost of the system-ACS) mà đáp ứng đầy đủ công suất cho tải trong một năm cũng như là sử dụng tối đa công suất phát ra của hệ thống năng lượng mặt trời thỏa mãn điều kiện vận hành, ổn định và an toàn của hệ thống. Giá trị tối ưu của dung lượng của BESS và số lượng các bản pin mặt trời cũng như là công suất cưc đại của hệ thống năng lượng mặt trời sẽ được xác định bằng kết quả mô phỏng và tính toán bằng phần mềm MATLAB
#hệ thống năng lượng mặt trời #bộ dự trữ năng lượng #lưới điện #chi phí hằng năm #thiết kế tối ưu
Đánh giá hiệu quả làm việc của các thuật toán bắt điểm công suất cực đại khi hệ thống pin mặt trời bị che khuất
Hiện nay, việc nghiên cứu về hệ thống năng lượng mặt trời đang tập trung vào việc nâng cao hiệu suất làm việc, tuổi thọ của tấm pin. Trong quá trình hoạt động, yếu tố ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất làm việc, tuổi thọ đó là hiện tượng che khuất đang là chủ đề được quan tâm nghiên cứu nhiều hiện nay. Hệ thống pin quang điện có thể bị che khuất bởi các đám mây, tòa nhà, cây cối… làm đặc tính P-V xuất hiện nhiều điểm cực đại khiến các thuật toán bắt điểm công suất cực đại thông thường không làm việc hiệu quả, dẫn đến giảm công suất đầu ra của hệ thống này. Bài báo này tập trung vào mô hình hóa đặc tính I-V và P-V của hệ thống pin dưới điều kiện bị che khuất để từ đó phân tích đánh giá ảnh hưởng của nó đến hiệu quả làm việc của các thuật toán bắt điểm công suất cực đại trong hệ thống PV dựa trên mô phỏng Matlab – Simulink@.
#Hệ thống pin quang điện #hiện tượng che khuất #đặc tính I-V #đặc tính P-V #công suất đầu ra
Phân tích kinh tế cho hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới tại thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương
Bài báo này phân tích tính khả thi về mặt kinh tế cho một hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới. Dựa vào số liệu bức xạ mặt trời tại 14 phường của thành phố Thủ Dầu Một và biểu đồ phụ tải tiêu biểu của hộ gia đình tại thành phố Thủ Dầu Một để đưa ra mô hình tính toán và phân tích tính khả thi của hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới. Mô hình tính toán sản lượng điện được xây dựng dựa trên phần mêm PV Syst. Từ kết quả tính toán cho thấy đối với các hộ gia đình thông thường lắp đặt hệ thống điện mặt trời từ 3kW – 5 kW, sản lượng điện tương ứng là 4,48 – 7,54MWh/năm là phù hợp. Giá đầu tư cho hệ thống dao động từ 2827-4260USD, thời gian hoàn vốn từ 6-7 năm.
#điện mặt trời #điện mặt trời trên mái #điện mặt trời nối lưới #phần mềm PVsyst #phân tích kinh tế
Nâng cao khả năng điều khiển của biến tần công suất nhỏ nối lưới cho hệ thống điện mặt trời áp mái
Journal of Technical Education Science - Số 68 - 2022
Bài báo trình bày cách áp dụng bộ điều khiển nơ ron mờ thích nghi (ANFIS) trong bộ điều chỉnh điện áp liên kết DC để giảm dao động công suất nhằm nâng cao chất lượng điện năng của bộ biến tần nối lưới cho hệ thống pin quang điện mặt trời (PV) áp mái công suất nhỏ. Để dò điểm công suất cực đại (MPP) của hệ thống, thuật toán Nhiễu loạn và quan sát (P&O) đã được trình bày. Nhằm chứng minh tính hiệu quả của các bộ điều khiển được đề xuất thử nghiệm trên hệ thống điện mặt trời áp mái công suất 5 kWp. Một số kết quả mô phỏng trong miền thời gian khi sự cố ngắn mạch ba pha xảy ra ở hệ thống biến tần nối lưới đã được giả lập và mô phỏng trên công cụ Simulink của phần mềm MATLAB. Dựa trên các kết quả mô phỏng này, có thể kết luận rằng thuật toán P&O được đề xuất để dò điểm MPP và bộ điều khiển ANFIS được thiết kế cho bộ điều chỉnh điện áp liên kết DC của biến tần hòa lưới cho thấy hiệu suất tốt hơn trong việc giảm độ vọt lố và thời gian quá độ khi các sự cố thoáng qua xãy ra trong hệ thống điện mặt trời áp mái sử dụng biến tần nối lưới công suất nhỏ.
#Grid-tie inverter #Solar PV #Perturb and Observe #ANFIS Controller #MPP
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời Phong Điền đến lưới điện tỉnh Thừa Thiên - Huế
Năng lượng tái tạo ngày càng phát triển mạnh mẽ và đang dần trở thành một bộ phận quan trọng trong hệ thống điện quốc gia. Chính phủ Việt Nam ngày càng quan tâm về loại hình năng lượng này, nhất là về năng lượng mặt trời với nhiều dự án đã được phê duyệt. Hiện nay, nhà máy điện mặt trời Phong Điền, dự án điện mặt trời đầu tiên của cả nước, đang được quy hoạch xây dựng và dự kiến kết nối với lưới điện vào cuối năm 2018. Điều này sẽ ảnh hưởng đến các chế độ vận hành trong lưới điện khu vực. Trong bài báo này, các tác giả trình bày nghiên cứu về tác động của nhà máy điện mặt trời Phong Điền đến trào lưu công suất ở chế độ ổn định tĩnh và ổn định động. Các tác động tiêu cực cũng như lợi ích của nhà máy điện mặt trời Phong Điền đến lưới điện tỉnh Thừa Thiên - Huế được thể hiện trên các kết quả mô phỏng.
#Nguồn phân tán #PV #Hệ thống điện #Ổn định tĩnh #Ổn định động
Ứng dụng phần mềm PVsyst thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái tại Premier Village DaNang Resort
Trong bài báo này, tác giả trình bày một phương pháp thiết kế tối ưu một hệ thống điện năng lượng mặt trời lắp áp mái tại khu nghỉ dưỡng Premier Village DaNang Resort bằng cách sử dụng phần mềm đã được thương mại PVsyst. Từ các số liệu như: vị trí lắp đặt, công suất phụ tải, diện tích mái, hình dạng mái... một hệ thống được thiết kế với các thông số tối ưu như hướng lắp đặt, giá trị, số lượng và chủng loại pin quang điện cũng như các biến tần được đưa ra. Thêm vào đó, năng lượng bức xạ, quá trình vận hành, trao đổi công suất trong một năm của hệ thống, sản lượng điện năng, tổn thất điện năng, khả năng cắt giảm phát thải khí CO2 của hệ thống được phân tích, từ đó đánh giá được hiệu quả mà hệ thống mang lại.
#hệ thống điện năng lượng mặt trời #tấm pin quang điện #biến tần #định cỡ hệ thống #tổn thất hệ thống
Nghiên cứu thiết kế hệ thống cấp điện độc lập sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp điện gió cho hộ gia đình miền núi
Trong những năm gần đây, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu về điện năng ngày một tăng cao. Các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, thủy triều… đang là những lựa chọn tối ưu cho tương lai. Tại Việt Nam, vẫn còn nhiều vùng núi xa xôi, chưa thể tiếp cận với nguồn điện quốc gia. Điện mặt trời kết hợp điện gió chính là giải pháp phù hợp nhất để có thể cung cấp điện cho người dân miền núi mà nhóm tác giả hướng đến. Cấu hình hệ thống được tính toán theo nhu cầu sử dụng thực tế của một hộ gia đình điển hình đảm bảo quá trình sử dụng thực tế ổn định. Điểm mới ở công trình nghiên cứu này là có sự hỗ trợ của phần mềm chuyên dụng PVsys để thiết kế hệ thống điện mặt trời, kiểm tra và đưa ra dự toán đề xuất phù hợp.
#Pin năng lượng mặt trời #tuabin gió mini #điện độc lập cho miền núi #điện mặt trời kết hợp điện gió
Phát hiện sự cố trong hệ thống điện mặt trời dựa trên học máy
Việc xác định được sự cố và vị trí xảy ra sự cố trong hệ thống điện mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn vận hành, độ tin cậy và hiệu suất sử dụng tối đa của hệ thống điện mặt trời. Các sự cố thường đa dạng và xuất hiện tại nhiều vị trí khác nhau trên hệ thống đặt ra thách thức lớn cho người giám sát và vận hành. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đề xuất sử dụng phương pháp học máy, cụ thể là mô hình thuật toán học tập theo nhóm để tự động hóa việc phát hiện các sự cố trong hệ thống điện mặt trời. Mô hình được huấn luyện và kiểm thử trên bộ dữ liệu gồm hơn 2 triêụ các trạng thái sự cố khác nhau. Kết quả độ chính xác của thuật toán đạt được là 98,83% cho thấy mô hình đề xuất có thể phát hiện được các sự cố trong hệ thống điện mặt trời với độ chính xác cao.
#hệ thống điện mặt trời #học máy #sự cố #học tập theo nhóm
Tổng số: 30
- 1
- 2
- 3