Báo cáo Nghiên cứu và thi công đèn chiếu sáng hiệu suất cao dùng năng lượng mặt trời (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu và thi công đèn chiếu sáng hiệu suất cao dùng năng lượng mặt trời (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG ĐÈN CHIẾU SÁNG HIỆU SUẤT CAO SKC0 0 3 6 5 4 DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Mã số: T2011-27 S K C 0 0 3 6 8 0 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG ĐÈN CHIẾU SÁNG HIỆU SUẤT CAO DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Mã số: T2011 – 27 Chủ nhiệm đề tài: ThS. TRẦN QUANG THỌ Tp. HCM, 2011
3. T2011-27 1 Ch ươ ng Mở đầu I. ĐẶT V ẤN ĐỀ Điện n ăng là lo ại n ăng l ượng được s ử dụng ph ổ bi ến nh ất hi ện nay vì có nh ững ưu điểm v ượt tr ội mà các d ạng n ăng l ượng khác khó có th ể so sánh được. Đó là: r ẻ ti ền, m ọi lúc, m ọi n ơi, d ễ điều khi ển, t ự động hóa ở mức độ cao, an toàn và “t ươ ng đối s ạch”. M ặt khác, do ngành công nghi ệp điện n ăng ngày càng r ất phát tri ển, trong khi đó công ngh ệ vật li ệu c ũng r ất phát tri ển làm cho giá thành thi ết b ị điện ngày càng h ạ. Đó c ũng là lý do làm cho thi ết b ị điện được s ử dụng ngày càng ph ổ biến nên ngày càng thi ếu điện là t ất y ếu. Gi ải pháp th ực hi ện v ấn đề này là xây dựng thêm ngu ồn điện m ới, ti ết ki ệm điện và tìm ki ếm thêm n ăng l ượng điện nh ư năng l ượng s ạch càng tr ở nên bức thi ết h ơn. Vi ệc dùng pin m ặt tr ời ở trên th ế gi ới được s ử dụng nhi ều ở các n ước phát tri ển. Ở các n ước nghèo thì ít s ử dụng vì lý do giá thành còn quá cao. Đức là m ột trong nh ững n ước s ử dụng pin m ặt tr ời nhi ều nh ất. Th ống kê [1] vào cu ối n ăm 2009 cho th ấy n ước Đức đã l ắp đặt chi ếm 47% trong 24GWp c ủa th ế toàn th ế gi ới. Đứng th ứ 2 là Tây Ban Nha chi ếm 16%. Nhu c ầu điện n ăng t ại Vi ệt Nam t ăng ở mức kho ảng 28%/n ăm, trong khi đó kh ả năng đáp ứng c ủa EVN ch ỉ kho ảng 15%/n ăm. Điều đó c ũng có ngh ĩa là càng ngày càng thi ếu điện. Vi ệc s ử dụng các ngu ồn n ăng l ượng khác càng tr ở nên r ất ph ổ bi ến. M ột trong các d ạng đó là n ăng l ượng t ừ pin m ặt tr ời. Hi ện ở Vi ệt Nam có 2 nhà máy s ản xu ất pin m ặt tr ời (First Solar c ủa M ỹ kh ởi công ngày 22/3/2011 t ại C ủ Chi v ới công su ất 250MWp, công ty M ặt Tr ời Đỏ tại Đức Hòa H ạ, Đức Hòa, Long An khánh thành ngày 27/4/2009 v ới công su ất 25MWp/n ăm) nh ưng trong t ươ ng lai sẽ còn nhi ều n ữa. Giá thành càng ngày càng r ẻ nên vi ệc sử dụng pin mặt tr ời ngày càng nhi ều là t ất y ếu, làm th ế nào để sử dụng hi ệu qu ả pin này có ý ngh ĩa to l ớn trong th ực t ế. II. TÍNH C ẤP THI ẾT: Từ tr ước đến nay vi ệc nghiên c ứu v ề pin m ặt tr ời r ất h ạn ch ế, nh ưng trong điều ki ện hi ện nay (m ất điện th ường xuyên, giá điện t ăng cao, ) làm cho nhu c ầu s ử dụng ngu ồn n ăng l ượng t ừ pin m ặt m ặt tr ời t ăng lên r ất nhanh. Ở các n ước phát tri ển, hàng n ăm có hàng tr ăm công trình nghiên c ứu ch ỉ riêng v ề sử dụng pin m ặt tr ời. Trong khi ở Vi ệt Nam ch ỉ toàn mua v ề sử dụng mà không th ấy có nhi ều nghiên c ứu sâu s ử dụng sao cho hi ệu qu ả. Trong khuôn kh ổ đề tài s ẽ Nghiên cứu và thi công đèn chiếu sáng hiệu suất cao dùng năng lượng mặt trời. Nghiên cứu sâu ứng d ụng là m ột nhu c ầu b ức thi ết nh ằm mang l ại hi ệu qu ả cao trong s ử dụng. III. M ỤC TIÊU: Nghiên c ứu t ổng quan v ề pin m ặt tr ời Nghiên c ứu các lo ại đèn chi ếu sáng ti ết ki ệm Thi ết k ế thi công mô hình tiêu bi ểu ứng d ụng pin m ặt tr ời để chi ếu sáng. Kh ảo sát đánh giá k ết qu ả mô hình ThS. Trần Quang Thọ
4. T2011-27 2 IV. CÁCH TI ẾP C ẬN VÀ PH ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C ỨU: Từ ph ươ ng pháp tham kh ảo tài li ệu, th ực nghi ệm, biên d ịch, t ổng h ợp, phân tích, đánh giá các tài li ệu, giáo trình, tài li ệu m ạng, các bài báo, các báo cáo khoa học đã có trong l ĩnh v ực chi ếu sáng và n ăng l ượng m ặt tr ời sau đó xây d ựng lý thuy ết và cu ối cùng là thi ết k ế và thi công mô hình chi ếu sáng ti ết ki ệm điện s ử dụng n ăng l ượng m ặt tr ời. Vì gi ới h ạn c ủa th ời gian nên mô hình này được th ực hi ện v ới m ục đích thí điểm cho m ột trong nh ững ph ươ ng pháp chi ếu sáng ti ết ki ệm điện hi ệu qu ả nh ất. Mô hình này s ẽ là hình m ẫu cho các sinh viên, giáo viên và nh ững ng ười đang làm vi ệc trong ngành điện tham kh ảo, nghiên c ứu và phát tri ển. Trong quá trình th ực hi ện mô hình, nhóm đã nghiên c ứu và đư a ra nh ững ph ươ ng án và gi ải pháp k ỹ thu ật để có được mô hình mang l ại hi ệu qu ả chi ếu sáng và giá thành cạnh tranh nh ất. Do đó, đây c ũng chính là m ột m ẫu thi ết k ế cho các t ổ ch ức, doanh nghi ệp có th ể ứng d ụng đại trà cho h ệ th ống chi ếu sáng công c ộng c ủa mình để mang l ại hi ệu qu ả ti ết ki ệm điện nh ất. Đề tài này c ũng có th ể được coi là c ẩm nang cho nh ững ai mu ốn ch ế tạo m ột thi ết b ị chi ếu sáng hi ệu qu ả, ti ết ki ệm. Do đó: Cách ti ếp c ận:
   Đảm b ảo tính khoa h ọc
   Đảm bảo tính th ực ti ễn
   Đảm b ảo tính m ở rộng cho các nghiên c ứu liên quan Ph ươ ng pháp:
   Tham kh ảo tài li ệu
   Th ực nghi ệm V. ĐỐI T ƯỢNG VÀ PH ẠM VI NGHIÊN C ỨU Đề tài t ập trung nghiên c ứu: Tổng quan v ề pin m ặt tr ời Đèn led dùng trong chi ếu sáng Xây d ựng mô hình ứng d ụng pin m ặt tr ời để chi ếu sáng VI. N ỘI DUNG NGHIÊN C ỨU Nội dung nghiên c ứu c ủa đề tài th ể hi ện qua các ch ươ ng sau: Ch ươ ng 1: Tổng quan v ề pin m ặt tr ời và đèn led chi ếu sáng, trên c ơ s ở ưu - nh ược điểm c ủa pin m ặt tr ời và đèn led để đề xu ất mô hình chi ếu sáng ti ết ki ệm dùng pin mặt tr ời Ch ươ ng 2: Xây d ựng mô hình và thi công hoàn ch ỉnh mô hình Ch ươ ng 3: kh ảo sát – đánh giá k ết qu ả VII. K ẾT QU Ả ĐẠT ĐƯỢC Đặc điểm c ủa pin m ặt tr ời và gi ải thu ật điều khi ển để có công su ất c ực đại (MPPT) Đặc điểm c ủa led chi ếu sáng ThS. Trần Quang Thọ
5. T2011-27 3 Mô hình chi ếu sáng ti ết ki ệm dùng pin m ặt tr ời hoàn ch ỉnh v ới nhi ều tính n ăng và giá thành r ẻ VIII. K ẾT LU ẬN VÀ KI ẾN NGH Ị Kết lu ận - Đã xây d ựng được mô hình đèn chi ếu sáng ti ết ki ệm dùng pin m ặt tr ời đạt yêu c ầu đề ra - Để có được hi ệu su ất t ốt nh ất c ủa pin m ặt tr ời thì vi ệc th ực hi ện tính n ăng MPPT và dò h ướng n ắng m ặt tr ời để quay t ấm pin theo đúng h ướng là c ần thi ết. - Tấm pin nên đặt g ần b ộ thu n ăng l ượng, nên thi ết k ế để có điện áp cao (48V) để gi ảm t ổn th ất điện áp - Đèn led trên th ị tr ường không ph ải là lo ại đèn cho hi ệu su ất quang thông cao nh ất. Ki ến ngh ị Từ kết qu ả đạt được c ủa mô hình, tác gi ả ki ến ngh ị hướng phát tri ển đề tài nh ư sau: - Giá pin m ặt tr ời ngày càng r ẻ nên vi ệc dùng pin m ặt tr ời s ẽ góp ph ần c ải thi ện môi tr ường. Vi ệc s ạc pin m ặt tr ời ph ải có tính n ăng dò công su ất c ực đại để nâng cao hi ệu su ất - Cần có nhi ều nghiên c ứu ứng d ụng pin m ặt tr ời h ơn n ữa để tuyên truy ền nh ận th ức ti ết ki ệm n ăng l ượng - Cần có nh ận th ức đúng đắn v ề đèn ti ết ki ệm điện: đèn compact không ph ải t ối ưu nên có nh ững t ư v ấn chính xác v ề đèn compact. - Đèn led nên s ử dụng nh ững n ơi c ần độ bền và môi tr ường kh ắc nghi ệt. N ếu s ử dụng không h ợp lý s ẽ không mang l ại hi ệu qu ả kinh t ế. - Nên phát tri ển pin m ặt tr ời n ối l ưới: vì th ời điểm pin m ặt tr ời phát công su ất l ớn ch ủ yếu vào bu ổi tr ưa, c ũng trong lúc đó ph ụ tải c ũng là t ải đỉnh. Vi ệc phát điện vào lưới lúc tr ưa là s ử dụng pin m ặt tr ời kinh t ế nh ất vì giá bán điện s ẽ cao nh ất và gi ảm dung l ượng acqui d ự tr ữ và làm gi ảm v ốn đầu t ư. - Các t ấm pin nên đặt trên mái nhà để gi ảm chi phí l ắp đặt. - Nhà n ước c ần có chính sách ưu đãi thi ết th ực để phát tri ển n ăng l ượng m ặt tr ời. ThS. Trần Quang Thọ