<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH</b>

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT </b>

<b> </b>

<b>KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆPNGÀNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO</b>

<b> THIẾT KẾ TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHIỆT ĐỘ CHO NHÀ MÁY TANS BÌNH DƯƠNG </b>

<b>GVHD: TS. PHẠM THANH TUÂN </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b> TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

Việc thực hiện đồ án tốt nghiệp được coi là hoạt động cuối cùng trong quá trình học tập sinh viên đại học. Đồ án tốt nghiệp giúp chúng em tổng hợp và áp dụng những kiến thức mà thầy, cô đã chỉ dạy chúng em trong suốt 4 năm học tập. Nó cũng giúp chúng em rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, quản lý thời gian và tự chủ trong việc thực hiện một dự án lớn.

Đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Thanh Tuân vì đã ln đồng hành và hướng dẫn chúng em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình. Thầy đã ln sẵn lịng lắng nghe và truyền đạt kiến thức một cách rõ ràng giúp chúng em hiểu rõ hơn về đồ án của mình. Sự chia sẻ và hỗ trợ của thầy giúp chúng em vượt qua những khó khăn và hồn thiện đồ án một cách tốt nhất.

Ngoài ra, chúng em xin cảm ơn anh Nguyễn Văn Tiến là trưởng phòng kỹ thuật của cơng ty cổ phần Indefol Solar. Anh đã nhiệt tình hỗ trợ, đưa ra ý tưởng và truyền đạt cho chúng em những kiến thức mới để giúp nhóm chúng em hoàn thành được đề tài.

Chúng em cũng muốn cảm ơn thầy, cô của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM và những thầy, cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo ra mơi trường học tập tuyệt vời cũng như giảng dạy những kiến thức quý giá.

Và cuối cùng chúng em xin cảm ơn các thầy, cô trong Bộ môn Năng lượng tái tạo đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

1.4. Nội dung nghiên cứu ... 5

1.5. Giới hạn của đề tài ... 6

<b>CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 7 </b>

2.1. Tìm hiểu về pin mặt trời ... 7

2.1.1. Cấu tạo ... 7

2.1.2. Các thông số của tấm pin mặt trời ... 8

2.1.3. Nguyên lí hoạt động của pin mặt trời... 10

2.1.4. Quá trình truyền nhiệt qua vách phẳng ... 11

2.1.5. Đối lưu nhiệt ... 13

2.1.6. Phản xạ bức xạ trên tấm pin mặt trời ... 13

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống mặt lượng mặt trời ... 14

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

2.5.2. Các tiêu chuẩn bố trí pin trên mái đảm bảo an toàn PCCC ... 21

<b>CHƯƠNG 3: THÔNG TIN DỰ ÁN ... 23 </b>

3.1. Tổng quan về nhà máy Tans ... 23

3.1.1. Vị trí địa lí ... 23

3.1.2. Phân tích bức xạ tại vị trí nhà máy ... 23

3.1.3. Phân tích phương án lắp đặt hệ thống pin mặt trời cho nhà xưởng TANS ... 25

3.3.4 Chọn cấp điều hòa ... 27

3.3.5. Mục tiêu thiết kế... 28

<b>CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG VÀ MÔ PHỎNG VỀ SỰ TRUYỀN NHIỆT ... 29 </b>

4.1. Sơ đồ khối về quá trình truyền nhiệt ... 29

4.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt ... 30

4.1.2. Sự ảnh hưởng của chất liệu tơn đến q trình truyền nhiệt ... 31

4.1.3. Ảnh hưởng khoảng cách giữa tôn và tấm pin ... 31

4.2. Giới thiệu phần mềm mô phỏng Ansys ... 31

4.3. Thiết lập các bước mô phỏng nhiệt độ tấm pin trên ANSYS ... 31

4.3.1. Tạo mơ hình 3D của tấm pin ... 31

4.3.2 Xác định thông số vật liệu tấm pin và liên kết vật liệu vào mơ hình 3D ... 36

4.3.3 Kết nối các lớp vật liệu và lưới hóa ... 38

4.3.4. Phương pháp truyền nhiệt, phân tích và chuyển đổi sang mô phỏng ... 42

<b>CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MƠ HÌNH NHIỆT ĐỘ ... 49 </b>

5.1. Tính tốn phương trình cân bằng nhiệt ẩm ... 49

5.1.1. Nhiệt tỏa ra từ máy móc, thiết bị: Q<small>máy móc</small> ... 49

5.1.2. Nhiệt tỏa ra từ các hệ thống đèn... 50

5.1.3. Nhiệt tỏa ra từ cơ thể người ... 50

5.1.4. Nhiệt tỏa ra từ bán thành phẩm Q<small>4</small> ... 51

5.1.5. Nhiệt tỏa ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt ... 51

5.1.6. Nhiệt tỏa ra từ bức xạ MT qua kính Q<small>6</small> nhà xưởng ... 51

5.1.7. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q<small>7</small> ... 53

5.1.8. Nhiệt thẩm thấu qua vách tường nhà xưởng Q<small>8</small> ... 61

5.1.9. Nhiệt thẩm thấu qua mái nhà xưởng Q<small>9</small> ... 62

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

5.3. Cách tính tiết kiệm của điều hịa dựa vào chỉ số COP ... 66

5.4. So sánh về các hiệu quả khi lắp đặt hệ thống ĐMT ... 67

<b>CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ... 69 </b>

6.1. Kết luận: ... 69

6.2. Hướng phát triển đề tài ... 69

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 71 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>DANH MỤC HÌNH ẢNH </b>

Hình 1. 1. Dự án Huanghe Hydropower Hainan Solar Park ở tỉnh Thanh Hải ... 3

Hình 1. 2. Dự án ĐMT nổi ở đập Sirindhorn tỉnh Ubon Ratchathani ... 4

Hình 2. 1. Nhiệt độ làm cho các tấm pin MT sản sinh ra ít năng lượng ... 9

Hình 2. 2. Ảnh hưởng nhiệt độ của tấm pin ... 10

Hình 2. 3. Ngun lí hoạt động của tấm pin NLMT ... 10

Hình 2. 4. Hình ảnh truyền nhiệt và lớp phẳng ... 11

Hình 2. 5. Các góc của thành phần bức xạ chiếu vào tấm pin ... 16

Hình 2. 6. Phần mềm mơ phỏng sản lượng PV Syst ... 19

Hình 2. 7. Phần mềm mơ phỏng 3D Sketch Up ... 20

Hình 2. 8. Phần mềm mô phỏng truyền nhiệt ... 20

Hình 2. 9. Các tấm pin lắp đặt 2 dãy ... 22

Hình 3. 1. Ảnh chụp nhà máy từ Google Earth ... 23

Hình 3. 2. Dữ liệu bức xạ được thu thập từ nguồn PV Syst (đvt: kWh/m2/ngày) ... 24

Hình 3. 3. Bố trí pin trên mặt bằng nhà xưởng bằng phần mềm AutoCad ... 26

Hình 3. 4. Vẽ 3D bố trí pin mặt trời trên nhà xưởng TANS ... 27

Hình 3. 5. Điều hịa cơng nghiệp lắp trên nhà xưởng ... 28

Hình 4. 1. Quá trình truyền nhiệt của bức xạ MT ... 29

Hình 4. 2. Hình ảnh tấm pin Canadian 450Wp ... 32

Hình 4. 3. Các lớp vật liệu trong tấm pin năng lượng mặt trời ... 33

Hình 4. 4. Lớp Cell được mơ phỏng 3D ... 33

Hình 4. 5. Các lớp vật liệu có trong tấm pin mặt trời được mơ phỏng 3D ... 34

Hình 4. 6. Mô phỏng phần khung cho tấm pin ... 34

Hình 4. 7. Tấm pin mặt trời dưới dạng 3D ... 35

Hình 4. 8. Liên kết các khối dữ liệu 3D vào mơ phỏng ... 35

Hình 4. 9. Tạo vật liệu với thông số chi tiết trong Engineering Data ... 37

Hình 4. 10. Liên kết khối dữ liệu Engineering Data và Steady-State Thermal ... 37

Hình 4. 11. Các lớp vật liệu tương ứng với từng lớp đã được vẽ 3D ... 38

Hình 4. 12. Chọn các lớp vật liệu tương ứng ... 38

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Hình 4. 13. Liên kết các lớp vật liệu trong tấm pin ... 39

Hình 4. 14. Tạo lưới cho toàn bộ tấm pin mặt trời ... 40

Hình 4. 15. Cấu hình chi tiết lưới cho phần Cell ... 41

Hình 4. 16: Chất lượng của chi tiết lưới ở phương pháp đo Orthogonal và Skewness ... 42

Hình 4. 17. Các thành phần năng lượng trong quá trình tạo ra điện của tấm pin mặt trời ... 43

Hình 4. 18. Cấu hình chi tiết của bước nhảy trong điều kiện biên ... 45

Hình 4. 19. Bức xạ lớp ETFE theo từng thời điểm trong ngày ... 46

Hình 4. 20. Bức xạ lớp EVA theo từng thời điểm trong ngày ... 46

Hình 4. 21. Bức xạ lớp CELL theo từng thời điểm trong ngày ... 47

Hình 4. 22. Bức xạ nhiệt mặt trên cùng và mặt dưới cùng của tấm pin ... 47

Hình 4. 23. Thơng số điều kiện biên của đối lưu ... 48

Hình 4. 24. Các loại điều kiện biên sử dụng trong q trình mơ phỏng ... 48

Hình 4. 25. Kết quả mơ phỏng của lớp CELL ... 65

Hình 5. 1. Cường độ bức xạ mặt trời theo hướng trong ngày ... 52

Hình 5. 2. Hình vẽ 3D kết cấu mái ... 59

Hình 6. 1. Cấu trúc của mơ hình truyền nhiệt 5R1C ... 70

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>DANH MỤC BẢNG </b>

Bảng 1. 1. Thông tin nhà máy ... 23

Bảng 4. 1. Thông số các lớp vật liệu trong tấm pin năng lượng mặt trời ... 32

Bảng 4. 2. Thơng số chi tiết của vật liệu có trong tấm pin ... 36

Bảng 4. 3. Thông số độ hấp thụ, truyền qua và phản xạ của 3 lớp vật liệu đầu tiên ... 43

Bảng 5. 1. Tính tốn nhiệt lượng Q<small>1</small> ...

Bảng 5. 2. Tính tốn nhiệt lượng Q<small>3</small> ... 51

Bảng 5. 3. Nhiệt lượng vào phòng Q<small>6</small> ... 52

Bảng 5. 4. Kết quả giờ mặt trời LST tại vị trí nhà máy TANS theo thời điểm trong ngày 54 Bảng 5. 5. Kết quả góc giờ theo thời điểm trong ngày ... 54

Bảng 5. 6. Kết quả góc cao độ theo thời điểm trong ngày ... 55

Bảng 5. 7. Kết quả góc thiên độ theo thời điểm trong ngày ... 56

Bảng 5. 8. Kết quả dữ liệu các thành phần bức xạ được lấy dữ liệu từ PV Syst ... 57

Bảng 5. 9. Kết quả bức xạ mặt trời theo từng thời điểm ... 58

Bảng 5. 10. Nhiệt lượng trước và sau khi lắp solar theo từng thời điểm trong ngày ... 60

Bảng 5. 11. Nhiệt thẩm thấu qua tường bao- vách vào mùa hè ... 61

Bảng 5. 12. Nhiệt thẩm thấu qua cửa mùa hè ... 62

Bảng 5. 13. Nhiệt thẩm thấu qua trần, Q<small>9</small> ... 62

Bảng 5. 14. Kết quả tính tốn nhiệt lượng sau khi lắp đặt hệ thống ĐMT ... 63

Bảng 5. 15. Kết quả tính tốn nhiệt lượng trước khi lắp đặt hệ thống ĐMT ... 64

Bảng 5. 16. Kết quả nhiệt lượng tiết kiệm của nhà máy ... 64

Bảng 5. 17. Kết quả số điện tiết kiệm trong ngày ... 67

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>DANH MỤC VIẾT TẮT </b>

NLTT: Năng lượng tái tạo NLMT: Năng lượng mặt trời ĐMT: Điện mặt trời

MT: Mặt trời

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN </b>

1.1. Lí do chọn đề tài

Lĩnh vực NLTT đang trở thành xu hướng sử dụng điện sạch đáp ứng nhu cầu dùng điện để giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu, gây ra cạn kiệt và ơ nhiễm nguồn tài nhiên đang có. Các nguồn NLTT bao gồm như NLMT, gió, hydrogen, thủy điện, địa nhiệt…

Trong số các nguồn năng lượng được liệt kê, NLMT đang là xu hướng nên được sử dụng một cách phổ biến. Bởi vì NLMT có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng điện và hiệu quả về kinh tế cao. Theo quy hoạch điện VIII, chính phủ khuyến khích về việc sử dụng các nguồn NLTT, phát triển các dự án NLMT, bao gồm cả điện mặt trời áp mái (ĐMTMN) tầm nhìn đến 2030, đó là có 50% các tịa nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng hệ thống ĐMT trên mái nhà của mình, được thiết kế để tự sản xuất và tự tiêu điện năng tại chỗ mà không cần bán vào lưới điện quốc gia, là một hướng đi đúng đắn và hợp lý.

Để đảm bảo phát triển bền vững các dự án ĐMT, quản lý và điều độ công suất là một yếu tố rất quan trọng. Cần tổ chức quản lý hợp lý để tránh trường hợp quá tải hạ tầng lưới điện, vì khơng đáp ứng kịp lượng điện sẽ quá tải gây giảm sản lượng điện, lãng phí nguồn năng lượng và ảnh hưởng tiêu cực đến lợi ích của nhà đầu tư và người sử dụng điện. Nên có các phương án dùng thiết bị chống phát ngược đảm bảo không gây ra sự mất ổn định của lưới điện.

Lắp đặt ĐMT mang lại nhiều lợi ích, trong đó có giảm chi phí sử dụng điện mỗi tháng và làm mát mái nhà khi có tấm pin áp trên mái. Nhưng hiện nay có nhiều vấn đề về pháp lý cản trở nhiều doanh nghiệp lắp đặt ĐMT áp mái như giấy phép PCCC, công suất lắp đặt phù hợp. Do đó, trước khi quyết định đầu tư vào hệ thống ĐMT, việc chuẩn bị các thủ tục pháp lý, công suất lắp đặt phù hợp, đảm bảo vấn đề PCCC là rất quan trọng.

<b>Từ những lí do trên, nhóm em đã chọn đề tài: “Thiết kế, tính tốn, mơ phỏng và xây dựng </b>

<b>mơ hình nhiệt độ cho nhà máy Tans Bình Dương”. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

1.2. Tình hình phát triển của điện mặt trời 1.2.1. Nước ngoài

Gần đây, NLTT phát triển vượt bật nhất là mảng NLMT, NLMT hiện đang là giải pháp năng lượng bền vững và kinh tế.

Dưới đây là một số yếu tố chính là nền tảng về sự phát triển của ĐMT trên thế giới.

Tăng trưởng công suất lắp đặt: Công suất lắp đặt ĐMT tăng một cách đáng kể. Theo (IEA) tổ chức Năng lượng Quốc tế, vào năm 2023, tổng công suất lắp đặt ĐMT toàn thế giới đã vượt qua mốc 341 GW. Cho thấy sự gia tăng đáng kể về khả năng sản xuất điện từ NLMT chiếm tỷ trọng cao.

Giá thành giảm: Giá thành ĐMT giảm đáng kể trong 10 năm qua. Sự đổi mới và ngày càng đổi mới về công nghệ, quy mô sản xuất lớn và các chính sách hỗ trợ đã giúp giảm chi phí sản xuất của các thiết bị ĐMT như tấm pin, biến tần… Với ưu điểm lớn này đã làm cho điện mặt trời trở thành một lựa chọn tốt về kinh tế cho nhiều quốc gia và doanh nghiệp trên thế giới.

Công nghệ đổi mới: Các công nghệ mới như các tấm pin NLMT mỏng, hệ thống lưu trữ năng lượng và các công nghệ theo dõi mặt trời đã được phát triển để hiệu suất cao và linh hoạt của ĐMT.

Các chính sách: Sự thúc đẩy phát triển của ĐMT ở nhiều quốc gia được hỗ trợ nhờ vào các chính sách như giảm thuế, hỗ trợ tài chính, mua lại hệ thống ĐMT và những quy định về tiêu chuẩn năng lượng đã tạo ra môi trường thuận lợi để đầu tư và phát triển ĐMT. Sự quan tâm và đầu tư: Trên toàn cầu, sự quan tâm đối với ĐMT thúc đẩy việc các công ty, tổ chức vào đầu tư. Không chỉ các công ty điện lực, mà cả các doanh nghiệp khác cũng đã nhận thức được tiềm năng của NLMT và đã đầu tư vào các dự án ĐMT.

Trung Quốc

Họ có dự án điện NLMT lớn nhất trên thế giới với công suất 1330 Gigawatts (GW) mỗi năm. Điều này chứng tỏ nỗ lực và cam kết mạnh mẽ của quốc gia đó trong việc sử dụng và phát triển NLTT

Dự án ĐMT lớn thứ hai thế giới và lớn thứ nhất Trung Quốc đó là dự án Huanghe Hydropower Hainan Solar Park ở tỉnh Thanh Hải. Gồm 5 giai đoạn, rộng hơn 5.000 ha, công

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

suất 2.200 MW. Dự án được COD vào tháng 9 năm 2020. Dự án này cho thấy sự tận dụng hiệu quả tiềm năng của Trung Quốc và đóng góp tích cực vào việc cung cấp điện sạch và giảm tác động của biến đổi khí hậu.

Hình 1. 1. Dự án Huanghe Hydropower Hainan Solar Park ở tỉnh Thanh Hải Thái Lan

Cả các khu vực công nghiệp tại Thái Lan đều đang đẩy mạnh thúc đẩy nhằm tạo ra một sự khác biệt về ngành năng lượng cho đất nước, với sự thúc đẩy hoạt động trong sản xuất, kinh tế bằng năng lượng sạch. Điều này đáp ứng các mục tiêu quyết định của quốc gia Đông Nam Á này về việc sản xuất điện từ các nguồn NLTT, thúc đẩy sử dụng ĐMT và điện gió.

Dự kiến, 6.000 MW là công suất lắp đặt điện NLMT sẽ được lắp đặt vào năm 2036. Cùng năm đó, Thái Lan cũng là nước đầu tiên trong khu vực áp dụng biểu giá hỗ trợ cho NLTT.

ĐMT nổi đang là xu hướng đáng chú ý trong ngành công nghiệp NLTT tại Thái Lan. Công nghệ này sử dụng các tấm pin NLMT đặt trên mặt nước, thường là trên các hồ chứa nước, ao hồ, hoặc các khu vực có mặt nước lớn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Việc áp dụng dạng này có nhiều lợi ích. Trước hết, việc sử dụng các khu vực nước nông, như các hồ chứa nước, không chỉ tận dụng không gian một cách hiệu quả mà cịn giúp giảm áp lực về khơng gian cho việc lắp đặt các tấm pin. Đồng thời, việc làm giảm lượng nước bốn phía bề mặt nước giúp giảm hiện tượng tăng lên nhiệt độ nước, làm giảm lượng nước bốc hơi và tối ưu hóa q trình sản xuất năng lượng. Ngoài ra, cũng hướng tới việc tạo ra một nguồn điện sạch và bền vững. Qua việc sử dụng nền tảng nước, nó có thể giúp giảm thiểu ảnh hưởng đến đất đai và môi trường xung quanh, đồng thời cung cấp nguồn NLTT đáng tin cậy.

Mặc dù việc triển khai ĐMT nổi ở Thái Lan đang phát triển, nhưng cũng cần quan tâm đến các vấn đề như bảo vệ môi trường nước và tương tác với sinh thái địa phương. Tuy nhiên, trong tương lai, việc sử dụng cơng nghệ này có tiềm năng phát triển mạnh mẽ, đóng góp tích cực vào nguồn cung cấp năng lượng sạch và bền vững. Tập đoàn Điện lực Thái Lan (Egat) sẽ đưa vào vận hành trang trại NLMT nổi được cho là lớn nhất với cơng suất 45MW vào tháng 6/2021

Hình 1. 2. Dự án ĐMT nổi ở đập Sirindhorn tỉnh Ubon Ratchathani

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

1.2.2. Nước ta

ĐMT ở nước ta đã chứng kiến một sự phát triển vượt bậc trong những năm gần đây, nhờ vào sự hỗ trợ chính sách từ chính phủ, sự tăng cường nhận thức về NLTT và sự tiến bộ của công nghệ ĐMT.

Việc thúc đẩy phát triển ĐMT đã đóng góp vào việc tăng công suất lắp đặt điện mặt trời ở nước ta, đặc biệt là trong việc triển khai các nhà máy ĐMT nối lưới và hệ thống điện mặt trời áp mái. Chính sách khuyến khích và ưu đãi của Chính phủ thơng qua Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg đã tạo đà và gia tăng tốc độ triển khai các dự án ĐMT tại Việt Nam. Với vị trí địa lý của Việt Nam nằm trong khu vực có số giờ nắng cao và nguồn tài nguyên mặt trời phong phú, có tiềm năng lớn để khai thác NLMT. Chính phủ khuyến khích và áp dụng nhiều chính sách hỗ trợ, bao gồm giảm thuế và hỗ trợ tài chính, mục đích để thúc đẩy phát triển ngành ĐMT, với sứ mệnh nguồn NLTT sẽ thay thế hoàn toàn các nguồn điện than gây ô nhiễm môi trường. Kết quả, Việt Nam đã triển khai một số dự án ĐMT quy mơ lớn trên tồn quốc.

Các cơng ty trong ngành điện lực và nhà đầu tư khác đã tiến hành đầu tư mạnh vào nguồn ĐMT tại Việt Nam. Điều này không chỉ giúp tăng cường khả năng cung cấp điện mà còn giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch và giảm lượng khí thải gây ơ nhiễm. 88 dự án điện mặt trời hiện có ở nước ta cơng suất tổng được ước tính khoảng 6.000 MW đã đấu vào lưới điện quốc gia. 10% tổng sản lượng ĐMT cả nước, phát triển lớn hơn 2000MW so với dự kiến năm 2024 là 4000MW.

1.3. Mục tiêu đề tài

Tìm hiểu tổng quan về NLTT nói chung và lĩnh vực NLMT nói riêng. Phân tích tính tốn một dự án được vận hành thương mại gồm những bước như thế nào. Các chỉ số quan trọng trong của một dự án ĐMT áp mái bao gồm: chi phí đầu tư, kiểu đấu nối, lắp đặt đảm bảo hiệu suất cao nhất. Các chỉ số này được tính tốn dựa trên cơng suất lắp đặt, tổng sản lượng NLMT, giá điện của nhà nước và chủ đầu tư đưa ra mức giá ưu đãi.

1.4. Nội dung nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài “Thiết kế, tính tốn, mơ phỏng và xây dựng mơ hình nhiệt độ cho nhà máy Tans Bình Dương” là một phát triển và nghiên cứu của một hệ thống ĐMT hiệu

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

quả, ổn định và tiết kiệm năng lượng cho nhà xưởng. Bằng cách dùng công nghệ mơ phỏng và tính tốn, đề tài này nhằm đưa ra các giải pháp tối ưu về thiết kế và vận hành hệ thống ĐMT, giúp giảm chi phí dùng điện vì sử dụng điện tái tạo và cung cấp năng lượng cho nhà xưởng một cách hiệu quả.

Trong q trình thiết kế hệ thống điện NLMT nhóm có sử dụng các phần mềm mơ phỏng tính tốn hỗ trợ trong quá trình thực hiện dự án. Phần mềm SketchUp và PVsyst được sử dụng để tính tốn và mơ phỏng đổ bóng và sản lượng của hệ thống ĐMT áp mái. SketchUp được dùng để tạo ra mơ hình 3D của tịa nhà hoặc cấu trúc để phân tích đổ bóng từ các cấu trúc xung quanh. PVsyst được sử dụng để tính tốn sản lượng NLMT dựa trên dữ liệu địa phương, đặc điểm kỹ thuật của hệ thống và điều kiện môi trường.

Về mô hình nhiệt độ, nhóm sẽ thực hiện các tính tốn và mô phỏng trên phần mềm ANSYS nhằm xác định cách mà hệ thống ĐMT tương tác với môi trường xung quanh và ảnh hưởng đến nhiệt độ bên trong trước và sau khi lắp đặt hệ thống cho nhà xưởng.

1.5. Giới hạn của đề tài

Về các kiến thức còn hạn chế nên đề tài chúng em thực hiện vẫn chưa phân tích chi tiết kỹ thuật và đấu nối cho biến tần, tủ điện và các yếu tố kết cấu chịu lực của mái mà chỉ dừng lại ở mức độ đánh giá tính khả thi về mặt kỹ thuật cũng như về truyền nhiệt của tấm pin như: phân tích trước và sau khi lắp đặt ĐMT nhiệt độ truyền qua mái nhà xưởng giảm như thế nào, chưa tìm hiểu sâu vào việc tìm hiểu và phân tích thị trường (bao gồm nghiên cứu về chính sách hỗ trợ, khung pháp lý, giá điện và cạnh tranh).

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT </b>

2.1. Tìm hiểu về pin mặt trời 2.1.1. Cấu tạo

Pin MT gồm có hai loại dùng phổ biến nhất đó mà mono và poly, ngồi ra hiện nay các loại như pin màng mỏng (Thin-film), pin mặt trời sinh học, hoặc là PV tập trung

Hiện nay, vật liệu chính để sản xuất tấm pin NLTM là các silic tinh thể, với 3 loại:

Đơn tinh thể module dựa trên quá trình loại này quá trình Czochralski (quá trình này phát triển các tinh thể đơn lẻ của chất bán dẫn) có hiệu suất tới 16%.

Đa tinh thể được tạo ra bằng cách đúc từ silic nóng chảy và sau đó làm nguội và đóng rắn một cách cẩn thận. Hiệu suất kém hơn các đơn tinh thế nên giá rẻ hơn.

Silic dải được tạo thành từ việc làm mỏng silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Dạng này thường có giá thấp nhất và hiệu suất thấp nhất

Tấm pin năng lượng mặt trời gồm các bộ phận: khung nhơm, lớp kính, lớp màng EVA, lớp cell, lớp PET, lớp Tape

• Khung nhơm

Làm bằng nhơm bảo vệ xung quanh tấm pin. Khung nhơm có chức năng tạo một khung cứng cáp để kết hợp tế bào quang điện và các bộ phận khác. Khung này sẽ bảo vệ và cố định các thành phần của tấm pin trước tải trọng gió lớn và ngoại lực tác động bên ngồi.

• Lớp kính

Đảm bảo sự an toàn cho tấm pin. Độ dày tùy thuộc vào hãng sản xuất thường độ dày của lớp kính này của tấm pin 3.3mm. Lớp kính hấp thụ ánh sáng tốt, ít hấp thụ ánh sáng thì hiệu suất pin mặt trời tốt hơn.

• Lớp màng EVA

Một loại polymer mờ được cuộn thành dạng lớp, được sử dụng trong việc lắp ráp. Lớp màng EVA khơng chỉ có chức năng kết dính các tế bào pin mặt trời với lớp kính cường lực ở phía trên và tấm nền ở phía dưới mà cịn có vai trị hấp thụ và bảo vệ cho các tế bào pin mặt trời. Vật liệu EVA có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và có độ bền cao

• Lớp tế bào quang điện (Solar Cells)

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Solar cells sử dụng silic tinh khiết làm thành phần chính. Tùy vào q trình sản xuất của từng hãng, tế bào silic có thể là đa tinh thể hoặc đơn tinh thể. Các tính chất kỹ thuật quan trọng bao gồm kích thước, màu sắc, số lượng tế bào và hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Hiện nay, tế bào đơn tinh thể Mono phổ biến nhất với hiệu suất chuyển đổi khoảng 21%, tạo ra các pin MT 450Wp với 144 cells. Các nhà sản xuất đang tiến hành phát triển các tấm pin có cơng suất lên đến 600Wp. Các tế bào này được kết nối với nhau bằng dây đồng mỏng phủ hợp kim thiếc.

• Lớp PET

Là lớp màng nhựa polyethylene terephthalate, đặt ở mặt sau của tấm pin, được sử dụng để bảo vệ tế bào quang điện khỏi tác động của môi trường, thường được phủ một lớp chống phản xạ để tăng cường hiệu suất chuyển đổi ánh sáng của tế bào quang điện.

• Lớp Tape

Lớp này trong các tấm được thiết kế để nối kết các thành phần của tấm pin với nhau. Chức năng của lớp dính này là đảm bảo rằng các thành phần của tấm pin được đặt chặt, từ chối việc phân tách hoặc gây hỏng.

2.1.2. Các thông số của tấm pin mặt trời 2.1.2.1. Các điều kiện thử nghiệm của tấm pin

- Điều kiện chuẩn (STC), viết tắt của Standard Test, đại diện cho một tập hợp các tiêu chuẩn được áp dụng để kiểm tra các tấm pin MT. Tại điều kiện này, điện áp và dòng điện của tấm pin thay đổi dựa trên nhiệt độ, cường độ của bức xạ mặt trời, và một số tiêu chí khác. Tất cả các tấm pin được kiểm tra dưới cùng một bộ điều kiện tiêu chuẩn để đảm bảo sự đồng nhất trong quá trình kiểm tra.

Bức xạ MT nhân tạo được tạo ra để tiếp xúc các tấm pin với độ bức xạ 1.000 W/m², tương đương với mức độ bức xạ của MT vào giữa trưa, khi mức bức xạ mặt trời trong thử nghiệm là 1000W/m² và áp suất khí quyển đạt 1.5AM, cùng với nhiệt độ môi trường là 25<small>o</small>C - Điều kiện thường NOCT (Normal Operating Cell Temperature) là nhiệt độ hoạt động bình

thường của tế bào pin mặt trời được xác định dựa trên điều kiện thử nghiệm STC không phản ánh đầy đủ điều kiện thực tế. Theo điều kiện thơng thường, NOCT sẽ có bức xạ MT đạt 800W/m², áp suất khí quyển 1.5AM, nhiệt độ mơi trường là 20oC, và tốc độ gió 1m/s để mơ phỏng q trình lưu thơng khơng khí qua tấm pin trong điều kiện thực tế

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

2.1.2.2. Các thông số bị ảnh hưởng nếu nhiệt độ tăng

Hệ số nhiệt độ của tấm pin biểu thị sự thay đổi của năng lượng đầu ra, dòng điện và điện áp khi nhiệt độ mơi trường có sự thay đổi. Khi nhiệt độ tăng, điện áp giảm, dẫn đến giảm cơng suất (P=V*I), từ đó cũng giảm năng lượng đầu ra. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm, điện áp tăng và năng lượng đầu ra cũng tăng.

Hệ số nhiệt độ thấp hơn ở tấm pin mặt trời là điều mong muốn. Điều này giúp đánh giá và so sánh hiệu suất giữa các mơ-đun khác nhau một cách chính xác

Hình 2. 1. Nhiệt độ làm cho các tấm pin MT sản sinh ra ít năng lượng

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Hình 2. 2. Ảnh hưởng nhiệt độ của tấm pin Đặc điểm nhiệt độ:

• Hệ số nhiệt độ (Pmax): -0.37% / <small>o</small>C • Hệ số nhiệt độ (Voc): -0.29% / <small>o</small>C • Hệ số nhiệt độ (Isc): 0.05% / <small>o</small>C

• Nhiệt độ hoạt động của mô-đun: 43 ± 3<small> o</small>C 2.1.3. Nguyên lí hoạt động của pin mặt trời

Khi photon đi vào tấm silic, có hai trường hợp: photon có thể đi qua tấm silic mà không bị hấp thụ. Lúc này, năng lượng của photon không đủ để đẩy electron lên mức năng lượng cao hơn. Hoặc silic hấp thụ photon, khi photon có năng lượng vượt qua ngưỡng cần thiết để đẩy electron lên mức năng lượng cao hơn.

Hình 2. 3. Ngun lí hoạt động của tấm pin NLMT

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Khi photon bị hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến electron trong mạng tinh thể. Kích thích electron khiến chúng trở thành dẫn điện và có khả năng tự do di chuyển trong vật liệu bán dẫn. Sự di chuyển này tạo ra "lỗ trống" trong cấu trúc nguyên tử, và electron từ các nguyên tử lân cận có thể di chuyển vào "lỗ trống" này. Quá trình này tiếp tục tạo ra "lỗ trống" mới, khiến chúng di chuyển liên tục xuyên suốt bán dẫn.

Lỗ trống mang điện tích dương, Electron mang điện tích âm di chuyển tự do Lỗ trống bị hút về mặt P và electron bị hút về mặt N.

2.1.4. Quá trình truyền nhiệt qua vách phẳng

Hình 2. 4. Hình ảnh truyền nhiệt và lớp phẳng

Truyền nhiệt là khi hai vật trao đổi nhiệt độ, nhiệt sẽ chuyển từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho đến khi cả hai vật đạt được sự cân bằng nhiệt độ. Quá trình truyền nhiệt này tiếp tục cho đến khi nhiệt lượng tỏa ra từ một vật bằng với nhiệt lượng thu vào của vật kia.

Truyền nhiệt qua vách phẳng là quá trình truyền nhiệt từ một bề mặt sang bề mặt khác thông qua một vật chắn ngăn là vách phẳng, mà khơng có sự di chuyển tự do của chất liệu vật chắn này

Xây dựng bài toán truyền nhiệt

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<small>dx2</small> = 0 (1.1) Điều kiện biên loại 1:

Tại x = 0, t = tw1

Tại x = δ, t = tw2 (1.2) Giải phương trình

Mật độ dịng nhiệt q:

q = −λ^dtdxTừ 1.3 có q = - λC<small>1</small>, thay C<small>1</small> ở trên vào được:

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

q = −^tw1−tw2_δ

, W/m<small>2</small>

2.1.5. Đối lưu nhiệt

Đối lưu nhiệt độ là hiện tượng quan trọng trong truyền nhiệt, diễn ra khi nhiệt độ của một chất lỏng hoặc khí thay đổi do sự di chuyển dịng chảy. Khi chênh lệch về nhiệt độ, chất lỏng hoặc khí có xu hướng di chuyển từ vùng nhiệt cao đến vùng nhiệt thấp, tạo ra một chu trình lưu chất.

Trong hiện tượng đối lưu nhiệt độ, chất lỏng hoặc khí nóng có xu hướng nâng cao và dỡ bỏ từ vị trí nóng hơn, trong khi chất lỏng hoặc khí lạnh sẽ rơi xuống thay thế, tạo thành một chu kỳ t̀n hồn. Điều này xảy ra vì sự chênh lệch nhiệt độ gây ra sự thay đổi về mật độ của chất lỏng hoặc khí, dẫn đến sự thay đổi trong áp suất và dẫn đến dòng chảy.

Trong tự nhiên, ví dụ như hiện tượng nước nóng trên mặt đất tạo ra dịng chảy khí quyển từ dưới lên, và khi nước nguội rơi từ trên xuống, tạo ra chu trình lưu chất. Trong ngành công nghiệp, đối lưu nhiệt độ được áp dụng trong các hệ thống làm mát, sưởi ấm và, giúp tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị và hệ thống.

Hiểu rõ về đối lưu nhiệt độ không chỉ giúp ta cải thiện hiệu suất truyền nhiệt mà còn tạo ra những ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến ngành khoa học và công nghệ.

2.1.6. Phản xạ bức xạ trên tấm pin mặt trời

Phản xạ nhiệt độ trên bề mặt của tấm pin MT là một yếu tố quan trọng trong hiệu suất của hệ thống NLMT. Bề mặt của tấm pin MT thường được sản xuất để có khả năng phản xạ thấp, nhằm tận dụng tối đa việc hấp thụ năng lượng từ ánh sáng MT.

Việc giảm thiểu phản xạ của nhiệt độ giúp tấm pin MT hấp thụ ánh sáng nhiều hơn, tăng khả năng chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng MT thành điện năng. Thông thường, các bề mặt của tấm pin được xử lý bằng các lớp chất liệu đặc biệt có khả năng hấp thụ cao và giảm thiểu phản xạ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống mặt lượng mặt trời 2.2.1. Lượng bức xạ mặt trời

Lượng bức xạ đóng vai trị quan trọng đối với hiệu suất của hệ thống điện MT. Đây là lượng năng lượng có thể chuyển đổi thành điện năng. Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến bức xạ như vị trí địa lý, thời tiết và mơi trường xung quanh.

Hiệu suất chuyển đổi: Lượng bức xạ MT càng cao, hiệu suất chuyển đổi từ bức xạ MT sang điện năng càng tốt. Khi bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp vào các tấm pin MT, hiệu suất này được tối đa hóa.

Hiệu suất tồn diện: Bức xạ mặt trời cao cũng có thể giúp tối ưu hóa, giảm chi phí vận hành và tăng cường sản lượng năng lượng.

Tuy nhiên, việc quản lý được lượng bức xạ MT không chỉ dựa vào yếu tố thời tiết, mà còn phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống và cách vận hành. Các hệ thống theo dõi hướng MT hoặc công nghệ lưu trữ năng lượng cũng có thể giúp tối ưu hóa việc sử dụng bức xạ một cách hiệu quả.

Bức xạ MT đóng vai trị quan đến nhiệt độ của nhà xưởng, có sự khác biệt giữa nhiệt độ nhà xưởng trước và sau khi lắp đặt hệ thống điện MT trên mái. Trước khi lắp đặt điện MT trên mái, ánh nắng mặt trời có thể chiếu trực tiếp vào bề mặt mái xưởng, gây nhiệt và làm tăng nhiệt độ bên trong. Điều này có thể gây ra hiện tượng nóng lên trong nhà xưởng, đặc biệt trong những ngày nắng nóng. Nhiệt độ khơng được kiểm sốt có thể ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường làm việc và quá trình sản xuất.

Khi lắp đặt hệ thống ĐMT trên mái, tấm pin mặt trời sẽ thu nhận ánh sáng mặt trời, giúp chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng. Việc này có thể có tác động tích cực đối với nhiệt độ bên trong nhà xưởng. Một phần ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi tấm pin, giảm lượng nhiệt trực tiếp chiếu vào mái xưởng. Đồng thời, quá trình chuyển đổi năng lượng cũng tạo ra một phần điện năng sạch để sử dụng trong nhà xưởng

Bức xạ mặt trời được tính bằng cơng thức: • G = B + D + R

• Trong đó: • G: bức xạ MT

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

• B: bức xạ trực tiếp

• D: bức xạ MT khuếch tán • R: bức xạ phản xạ

• Các thành phần bức xạ được tính như sau: o B = DNI. Cos θ

o D = DHI. (^1+cosβ

<small>2</small> ) o R = GHI. ρ. (^1−cosβ

<small>2</small> ) 2.2.2. Hướng và góc nghiêng

Hướng (định hướng): Hướng của tấm pin MT đối với hướng MT ảnh hưởng trực tiếp đến lượng bức xạ nhận được. Hướng tấm pin theo hướng mặt trời sẽ nhận được năng lượng tối đa. Hướng MT chính xác nhất là hướng về phía Nam (đối với Bắc bán cầu) hoặc hướng về phía Bắc (đối với Nam bán cầu). Khi tấm pin hướng ra khỏi hướng mặt trời, lượng bức xạ MT nhận được giảm từ đó làm giảm sản lượng hệ thống.

Ở nước ta vị trí nằm ở bán cầu Bắc nên hướng pin nên ưu tiên đặt hướng về phía Nam, có thể lắp đặt theo hướng Đơng và hướng Tây vì MT đi từ Đơng sang Tây nên đón lượng bức xạ tương đối.

Góc nghiêng: đề cập đến hướng mà các tấm pin nghiêng về phía trục đứng và góc phương vị là hướng ngang của chúng so với MT. Đặt pin sao cho đón trực tiếp bức xạ MT giúp tối ưu hóa hiệu suất.

Thơng thường góc nghiêng lắp đặt tấm pin theo độ nghiêng của nhà xưởng, nhưng góc nghiêng đón được nắng nhiều nhất phụ thuộc vào vĩ độ từng vị trí.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Góc chiếu của ánh nắng mặt trời cũng quan trọng. Việc sử dụng các vật liệu cách nhiệt hoặc hệ thống làm mát nhà xưởng có thể giúp điều chỉnh và duy trì nhiệt độ lý tưởng bên trong, giảm bớt ảnh hưởng của bức xạ vào nhiệt độ trong nhà xưởng.

Điều này cho thấy rằng việc quản lý hướng và góc chiếu của mặt trời đối với nhà xưởng có thể ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ bên trong, và việc áp dụng các biện pháp cách nhiệt hoặc điều chỉnh thiết kế có thể giúp kiểm sốt và tối ưu hóa mơi trường làm việc trong nhà xưởng.

<b>Phương pháp xác định lượng bức xạ MT lên các tấm pin </b>

Công suất của bức xạ MT lên một tấm thu phụ thuộc: loại bức xạ và góc tới.

Hình 2. 5. Các góc của thành phần bức xạ chiếu vào tấm pin Trong đó:

• α: góc tới của mặt trời • β: độ nghiêng của tấm pin

• Cơng thức tính tốn góc tới của mặt trời • = 90- ( -  )

• : là góc nghiêng của trái đất (-23.5° < δ < +23.5°) • : vị trí của vĩ độ (vĩ độ)

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Phương trình của thời gian(EoT)

EoT = 9.87.sin(2B)-7.53.cos(B)-1.5sin(B) = -1.64 Kinh tuyến giờ chuẩn địa phương

LSMT = 15<small>o </small>x Δ (múi giờ) = 15<small>o </small>x 7 = 105<small>o </small>

Hệ số hiệu chỉnh thời gian (TC)

TC = 4( Longitude – LSTM ) + EoT = 4.756 Giờ mặt trời địa phương

LST = LT + ^TC

2.2.3. Hiện tượng bóng che

Hiện tượng đổ bóng trong hệ thống điện mặt trời là vấn đề quan trọng có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hoạt động. Khi một hoặc vài tấm pin MT bị bóng phủ lên, điều này có thể làm giảm sản lượng điện sản xuất ra. Điều này xảy ra do sự chắn ngang của bóng cây, cấu trúc xung quanh hoặc do bóng từ các tấm pin khác trong cùng hệ thống. Để giảm thiểu tác động của đổ bóng, các nhà thiết kế thường sử dụng các kỹ thuật như tối ưu hóa vị trí lắp đặt tấm pin, sử dụng các cơng cụ dự đốn đổ bóng và thiết kế hệ thống theo cách tối ưu nhất có thể. Bằng cách này, họ có thể giảm thiểu tác động của hiện tượng đổ bóng, tăng hiệu suất và đáng tin cậy của hệ thống điện MT.

Mất cân bằng điện áp: Khi một phần tấm pin bị đổ bóng, điện áp của các tế bào đổ bóng sẽ giảm xuống, trong khi điện áp của các tế bào khơng bị đổ bóng sẽ khơng thay đổi. Điều này có thể gây ra mất cân bằng điện áp trong hệ thống và làm giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng.

Hiện nay các tấm pin có thêm Diode Bypass được sử dụng để ngăn chặn việc dòng điện trở lại cell pin khi cell bị che phủ ánh nắng hoặc bị bụi bẩn. Khi xảy ra tình huống này, Diode Bypass định hướng electron sang các cell khác để tránh việc chúng trở về điểm bị che phủ, ngăn chặn hiện tượng trả ngược dòng điện

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

2.4. Các phần mềm sử dụng 2.4.1. Phần mềm PV Syst

PVsyst là một phần mềm chuyên nghiệp hỗ trợ việc thiết kế, định cỡ, mô phỏng và xử lý dữ liệu về sản lượng hệ thống ĐMT. Phần mềm này cũng cung cấp một loạt các công cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa các dự án điện mặt trời từ việc lập kế hoạch đến theo dõi hiệu suất sau khi triển khai.

Các thông tin về vị trí địa lý, thơng số kỹ thuật của tấm pin và các thông số môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, và địa hình cũng được thể hiện. Sau đó, nó sử dụng các mơ hình tính tốn phức tạp để tạo ra mô phỏng chi tiết về hiệu suất dự kiến của hệ thống điện mặt trời trong điều kiện thực tế.

Cơng cụ phân tích của PV Syst cho phép người dùng đánh giá các thông số như hiệu suất năng lượng, tổn thất do bóng che, tỷ lệ sử dụng diện tích. Nó cũng cung cấp thông tin về vận hành theo thời gian và giúp tối ưu hóa cấu hình hệ thống, từ việc lựa chọn vị trí đặt tấm pin đến việc xác định thiết kế inverter và cáp dẫn. Tính linh hoạt và khả năng tinh chỉnh chi tiết của PVsyst làm cho nó trở thành cơng cụ hữu ích cho các nhà thiết kế hệ thống ĐMT, cung cấp thông tin chi tiết và đáng tin cậy để tối ưu hóa hiệu suất và lợi ích kinh tế của các dự án.

Phần mềm PV Syst là một công cụ mạnh mẽ trong việc phân tích và mơ phỏng hệ thống ĐMT. Khi xây dựng mơ hình truyền nhiệt cho nhà xưởng, PV Syst cung cấp dữ liệu cần thiết về các thành phần bức xạ để tính tốn ảnh hưởng của bức xạ MT đến nhiệt độ trong không gian làm việc như

Bức xạ MT trực tiếp: là lượng năng lượng từ ánh sáng MT chiếu trực tiếp vào một bề mặt, mà không bị phản xạ hoặc hấp thụ bởi các vật thể khác trước khi đến bề mặt đó

Bức xạ khuếch tán: cung cấp dữ liệu về lượng năng lượng từ ánh sáng MT được phân tán và chiếu vào các bề mặt không trực tiếp, thường là các bề mặt phản xạ từ các vật thể xung quanh.

Góc chiếu và hướng ánh sáng MT: PV Syst cung cấp dữ liệu về góc chiếu và hướng MT, giúp định lượng lượng ánh sáng MT chiếu vào các bề mặt của nhà xưởng. Điều này quan trọng để hiểu cách mặt trời chiếu vào nhà xưởng và làm thế nào nó ảnh hưởng đến nhiệt độ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

Thông qua việc cung cấp dữ liệu chi tiết về các thành phần bức xạ, phần mềm cịn hỗ trợ trong việc xây dựng mơ hình truyền nhiệt, giúp dự đoán và quản lý tác động đến nhiệt độ bên trong không gian làm việc tại cho nhà xưởng. Điều này quan trọng để tối ưu hố mơi trường làm việc và hiệu suất của hệ thống ĐMT trong điều kiện thực tế

Hình 2. 6. Phần mềm mô phỏng sản lượng PV Syst 2.4.2. Phần mềm SketchUp

SketchUp đây là phần mềm mơ hình hóa 3D, thường được sử dụng trong các lĩnh vực như kiến trúc, xây dựng...SketchUp có giao diện người dùng thân thiện và nhiều cơng cụ linh hoạt dùng mơ hình mơ phỏng các dự án.

Phần mềm có nhiều cơng cụ tạo hình khác nhau, từ việc tạo các hình dạng cơ bản đến việc tạo ra các chi tiết phức tạp. SketchUp cũng cung cấp tính năng mơ phỏng và hiển thị trực quan, giúp người dùng xem trước dự án của họ trong không gian 3D. Điều này giúp cho việc hiểu rõ hơn về cấu trúc và hình dáng của dự án trước khi triển khai thực tế.

Với tính linh hoạt, tính năng đa dạng và sự dễ sử dụng, SketchUp là một công cụ ưu việt cho các nhà thiết kế, kiến trúc sư và những người làm trong lĩnh vực thiết kế 3D, giúp họ thể hiện ý tưởng và dự án của mình một cách sinh động và chính xác

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

Hình 2. 7. Phần mềm mơ phỏng 3D Sketch Up 2.4.3. Phần mềm ANSYS

ANSYS là một phần mềm mô phỏng nhiệt, được sử dụng nhiều trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử, ô tô, hàng không vũ trụ... Với khả năng mô phỏng rõ ràng, ANSYS cho phép tạo ra mơ hình số để hiểu và đánh giá các yếu tố khác nhau trong quá trình phát triển sản phẩm. Phần mềm này cung cấp các công cụ mơ phỏng và phân tích đa dạng, từ mơ hình hóa cấu trúc, động cơ, dịng chảy, đến nhiệt độ và tần số. ANSYS có khả năng mơ phỏng các điều kiện đa dạng và phức tạp, từ môi trường nhiệt đới đến điều kiện cực lạnh, từ áp suất cao đến áp suất thấp.

Một điểm mạnh của phần mềm này là khả năng tối ưu hóa thiết kế thơng qua mơ phỏng. Người dùng có thể thay đổi thông số thiết kế và xem xét những tác động của sự thay đổi đó đến hiệu suất, độ bền và tính ổn định của sản phẩm trước khi triển khai thực tế.

Hình 2. 8. Phần mềm mơ phỏng truyền nhiệt

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

2.5. Các tiêu chuẩn bố trí, lắp đặt pin mặt trời trên mái nhà xưởng 2.5.1. Cách bố trí hệ thống pin mặt trời

Nước ta, việc bố trí pin MT trong các nhà xưởng đang trở thành một phương pháp để tận dụng giảm nhiệt độ bên trong nhà xưởng một cách đáng kể. Bố trí pin theo hướng và góc phù hợp có thể tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

Thêm vào đó, sử dụng các thiết bị hỗ trợ như hệ thống cách nhiệt hoặc lớp cách nhiệt cho mái xưởng cũng có thể giúp kiểm sốt nhiệt độ bên trong. Kết hợp với việc tận dụng năng lượng MT, điều này có thể tạo ra một mơi trường làm việc thoải mái hơn và giảm áp lực từ việc gia tăng nhiệt độ bên trong nhà xưởng.

Khi tiến hành lắp đặt pin MT trên mái, việc tạo ra những khơng gian trống có thể gây hiệu ứng dẫn nhiệt xuống tồn bộ tịa nhà. Tuy nhiên, có một số cách để bố trí pin mặt trời một cách hợp lý nhằm giảm thiểu tác động này. Một trong những cách quan trọng là tối ưu hóa khơng gian trống giữa các tấm pin. Điều này có thể đạt được bằng cách điều chỉnh kích thước và cách bố trí các tấm pin sao cho chúng gần nhau hơn, giảm thiểu khoảng cách không cần thiết

2.5.2. Các tiêu chuẩn bố trí pin trên mái đảm bảo an tồn PCCC

- Các tấm pin trên mái chia nhóm có kích thước 40x40m mỗi nhóm và khoảng cách giữa hai nhóm khơng ít hơn 1.5m

- Đối với mái khơng có lan can cần bố trí tấm pin cách lan can 1 khoảng 2.5m

- Bố trí che chắn các tấm chiếu sáng, quạt hút gió, cách xa các hệ thống làm mát khoảng 2m, các hệ thống PCCC khác của cơng trình và bố trí trên mái nhà xưởng hóa chất

- Khơng bố trí pin trong phạm vi 3m xung quanh lối ra các mái thang buồng thang bộ - Bố trí cách mép mái tối thiểu 1.5m trong trường hợp khơng có lan can và hàng rào

xung quanh

- Bố trí pin phải đảm bảo thao tác lắp đặt và vận hành dễ dàng. Thơng thường sẽ bố trí các tấm pin theo các dãy 2 tấm sẽ đảm bảo nhất trong việc lắp đặt và sửa chữa không ảnh hưởng đến các tấm pin khác. Việc leo trèo của cá nhân trên các mô-đun bị nghiêm cấm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

Hình 2. 9. Các tấm pin lắp đặt 2 dãy

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<b>CHƯƠNG 3: THÔNG TIN DỰ ÁN </b>

3.1. Tổng quan về nhà máy Tans 3.1.1. Vị trí địa lí

Cơng ty TNHH TANS Việt Nam nằm tại địa chỉ: Đường D1, Khu công nghiệp Mỹ Phước 1, Bến Cát, Bình Dương

Tọa độ 11°07'51.2 N, 106°36'00.1 E Góc azimuth Lệch 8<small>o</small> so với hướng Nam Góc nghiêng mái của nhà máy 10<small>o</small>

Bảng 1. 1. Thơng tin nhà máy

Hình 3. 1. Ảnh chụp nhà máy từ Google Earth 3.1.2. Phân tích bức xạ tại vị trí nhà máy

Nhà máy TANS ở tỉnh Bình Dương, vị trí này đặc trưng bởi bức xạ MT đáng kể và có điều kiện thuận lợi phát triển NLMT. Vị trí nhà máy gần đường xích đạo và nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới, vì vậy vị trí thường nhận được mức độ ánh sáng mặt trời đầy đủ và ổn định suốt năm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Bức xạ MT tại khu vực này thường cao, nhất là trong mùa khô, với lượng mây thấp và thời tiết ổn định. Sự ổn định của bức xạ mặt trời là một yếu tố quan trọng giúp các hệ thống ĐMT hoạt động hiệu quả và bền vững, đặc biệt là trong việc lắp đặt các hệ thống điện mặt trời trên mái nhà xưởng để góp phần giảm thiểu sự phụ vào nhiên liệu hóa thạch và giảm gánh nặng cho lưới điện.

Bức xạ mặt trời cao và ổn định ở khu vực này là điều kiện lý tưởng để phát triển các dự án và công nghệ năng lượng mặt trời, giúp nâng cao hiệu suất và sản lượng của các hệ thống điện mặt trời.

Hình 3. 2. Dữ liệu bức xạ được thu thập từ nguồn PV Syst (đvt: kWh/m2/ngày) Tỉnh Bình Dương, số giờ nắng trung bình có thể dao động từ khoảng 2,000 đến 2,600 giờ/ năm

</div>