TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT VÀ CNTT MIỀN NÚI
........................................
BÀI GIẢNG
NGUỒN ĐIỆN THÔNG TIN
(Dùng cho hệ Trung cấp ĐTVT)
Biên soạn: Bùi Tuấn Ngọc
THÁI NGUYÊN 2010
V N P T
LỜI NÓI ĐẦU
Nguồn điện trong viễn thông giữ vai trò quan trọng đối với sự hoạt động của các
thiết bị trong đài trạm. Việc nghiên cứu tìm hiểu về nguồn điện sẽ giúp cho công tác vận
hành khai thác cũng như khắc phục sự cố đem lại hiệu quả, góp phần đảm bảo sự làm việc
ổn định của mạng lưới.
Để đáp ứng được nhu cầu thực tế sản xuất cũng như nhu cầu về học tập của học sinh
và giảng dạy của giáo viên trong nhà trường, tôi đã biên soạn cuốn bài giảng “NGUỒN
ĐIỆN THÔNG TIN” dựa theo đề cương chương trình của: “TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH
VIỄN THÔNG VIỆT NAM” ban hành.
Đây là cuốn bài giảng chuyên về nguồn điện dùng cho các thiết bị viễn thông, tích
hợp cả lý thuyết và thực hành. Nội dung gồm bốn bài:
Bài 1: Tổng quan về hệ thống nguồn trong trạm viễn thông
Bài 2: Nguồn điện một chiều
Bài 3: Nguồn điện xoay chiều
Bài 4: Các tủ nguồn
Sau mỗi bài là một số câu hỏi, bài tập giúp hệ thống hoá kiến thức đã học.
Hy vọng rằng, cuốn sách này phần nào giúp cho việc giảng dạy, học tập cũng như
tham khảo được thuận lợi hơn.
Mặc dù đã sưu tầm và tổng hơp nhiều tài liệu có liên quan trong quá trình biên
soạn, song không tránh khỏi những thiếu só. Vì vậy mong nhận được những ý kiến đóng
góp xây dựng của bạn bè và đồng nghiệp để tài liệu này được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn !

Tác giả biên soạn
Bùi Tuấn Ngọc

MỤC LỤC
Lời nói đầu
Trang
Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NGUỒN CHO TRẠM VIỄN
THÔNG 9
1. Yêu cầu của hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông 9
1.1. Độ tin cậy 9
1.2. Độ ổn định 9
1.3. Hiệu suất cao 10
1.4. Gọn nhẹ 10
2.1. Phương thức cấp nguồn có điện lưới quốc gia 10
2.2. Phương thức cấp nguồn không có điện lưới quốc gia 11
Câu hỏi ôn tập 13
Bài 2: NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU 14
1. Ắc quy axit 14
1.1. Khái niệm 14
1.2. Cấu tạo 14
1.3. Nguyên lý làm việc 15
1.4. Các đại lượng đặc trưng của ắcquy 16
1.5. Các chướng ngại của ắcquy axit 16
1.6. Bảo dưỡng ắcquy axit 17
1.7. Đấu nối ắcquy 19
2. Pin mặt trời 23
2.1. Cấu tạo 23
2.2. Nguyên lý hoạt động 24
2.3. Sơ đồ tương đương 25

2.4. Đặc trưng Vôn – Ampe 25
2.5. Đấu nối pin mặt trời 25
2.6. Bảo dưỡng pin mặt trời 28
3. Hệ thống nắn điện và chỉnh lưu 28
3.1. Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ 28
3.2. Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ 30
3.3. Mạch chỉnh lưu cầu 32
3.4. Mạch chỉnh lưu bội áp 34
3.5. Mạch chỉnh lưu ba pha 36
Câu hỏi ôn tập 42
Bài 3: NGUỒN ĐIỆN XOAY CHIỀU 43
1. Động cơ đốt trong 43
1.1. Vai trò 43
1.2. Các tham số 43
1.3. Các hệ thống chính 44
1.4. Nguyên tắc hoạt động 54
1.5. Nhận biết các hệ thống của động cơ đốt trong 57
1.6. Bảo dưỡng động cơ đốt trong 61
2. Máy phát điện đồng bộ ba pha 64
2.1. Khái niệm 64
2.2. Cấu tạo 64
2.3. Nguyên lý hoạt động 65
2.4. Bảo dưỡng máy phát điện đồng bộ ba pha 66
2.5. Vận hành tổ máy nổ phát điện 67
Câu hỏi ôn tập 70
Bài 4: CÁC TỦ NGUỒN 71
1. Sơ đồ khối của hệ thống cấp nguồn 71
1.1. Sơ đồ khối 71
1.2. Nguyên lý làm việc 73
1.3. Các thành phần thiết bị chủ yếu 74

2. Một số thiết bị cấp nguồn sử dụng trong trạm viễn thông 81
2.1. Tủ nguồn Lorain 300 81
2.2. Tủ nguồn VPRS 400 84
3. Vận hành tủ nguồn 86
4. Bảo dưỡng tủ nguồn 87
4.1. Bảo dưỡng thường xuyên
87
4.2. Bảo dưỡng định kỳ
87
Câu hỏi ôn tập 88
Tài liệu tham khảo 89
Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NGUỒN
CHO TRẠM VIỄN THÔNG
Mục tiêu của bài:
Học xong bài này học sinh sẽ có khả năng trình bày đúng các yêu cầu đối với hệ
thống cấp nguồn cho trạm viễn thông, các phương thức cấp nguồn cho trạm viễn thông.
2. Yêu cầu của hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông
Hệ thống cung cấp điện cho thiết bị viễn thông có vị trí quan trọng nhất và có thể
được xem như là “trái tim„ của thiết bị.
Trong những năm gần đây, lĩnh vực viễn thông phát triển nhanh chóng, ứng dụng
nhiều công nghệ tiên tiến, hầu hết các thiết bị viễn thông, mạng lưới viễn thông đều là các
thiết bị công nghệ cao. Do đó yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nguồn lại càng phải được
quan tâm hơn, vì hoạt động của hệ thống nguồn không đảm bảo có thể sẽ làm cho thông tin
bị dán đoạn, điện áp ra của nguồn không ổn định hoặc quá lớn sẽ làm giảm chất lượng
thông tin và thậm chí gây hỏng các thiết bị.
Vì vậy, hệ thống cung cấp điện viễn thông về cơ bản phải đảm bảo độ tin cậy, độ ổn
định, hiệu suất cao, ngoài ra phải đảm bảo tính gọn nhẹ.
1.1. Độ tin cậy
Để đảm bảo thông tin thông suốt, ngoài việc nâng cao độ tin cậy của thiết bị viễn
thông, còn cần phải nâng cao tính liên tục của hệ thống nguồn. Thông thường, hệ thống

nguồn phải cung cấp điện cho nhiều thiết bị, vì vậy khi hệ thống nguồn gặp sự cố sẽ ảnh
hưởng rất lớn đến tính liên tục của thông tin.
Các quốc gia có ngành viễn thông phát triển đều coi độ tin cậy trong cung cấp điện là
yêu cầu quan trọng đối với hệ thống nguồn. Những năm gần đây, do kỹ thuật vi điện tử và
kỹ thuật máy tính được ứng dụng nhiều trong thiết bị viễn thông, khi nguồn bị gián đoạn,
có thể làm mất thông tin. Đồng thời, do dung lượng thiết bị viễn thông đang tăng rất
nhanh, khi nguồn bị gián đoạn sẽ gây ảnh hưởng rất lớn. Ví dụ: Một trạm điện thoại có
dung lượng khoảng hai đến ba vạn thuê bao trở lên, khi nguồn bị mất sẽ gây tổn thất kinh
tế to lớn và ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh quốc gia.
Để đảm bảo độ tin cậy cao cần phải cung cấp điện theo phương pháp kết hợp, những
thiết bị viễn thông do nguồn xoay chiều cung cấp điện đều phải sử dụng nguồn xoay chiều
liên tục. Trong hệ thống cung cấp điện một chiều, cần sử dụng phương thức cung cấp điện
mắc song song bộ chỉnh lưu và ắc quy. Ngoài ra, còn cần phải nâng cao độ tin cậy của các
bộ nguồn. Các bộ chỉnh lưu tiên tiến hiện nay đều mắc song song nhiều bộ chỉnh lưu để
nếu có bộ chỉnh lưu nào gặp sự cố sẽ không ảnh hưởng đến việc cung cấp điện. Hiện nay,
thời gian không xảy ra sự cố bình quân của các bộ nguồn tiên tiến là hai mươi năm.
1.2. Độ ổn định
Các thiết bị viễn thông đều yêu cầu điện áp ổn định, không được vượt quá phạm vi
biến động cho phép. Điện áp nguồn quá cao sẽ gây tổn hại cho các linh kiện điện tử trong
thiết bị viễn thông. Ngược lại, nếu điện áp nguồn quá thấp, thiết bị viễn thông sẽ không thể
hoạt động bình thường. Ngoài ra, nhiễu trong điện áp nguồn một chiều cũng phải nhỏ hơn
giá trị cho phép, nếu không sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng thông tin.
9
∼
=
TBĐK
=
∼
∼
BA

TBCM
1
2
AC1
BBD1
DC
AQ
BBD2
AC2
TBVT
TBP
Đường vòng AC
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống cấp nguồn có điện lưới
F
Khi nguồn điện cung cấp cho thiết bị viễn thông có sự đột biến của điện áp sẽ gây
ảnh hưởng lớn đến thiết bị viễn thông, vì vậy các thiết bị viễn thông nói chung đều phải do
nguồn ổn áp cung cấp.
1.3. Hiệu suất cao
Cùng với việc tăng dung lượng của thiết bị viễn thông, tải của hệ thống nguồn cũng
không ngừng tăng lên. Để tiết kiệm điện năng, cần phải nâng cao hiệu suất của nguồn.
Biện pháp tiết kiệm chủ yếu là sử dụng bộ nguồn có hiệu suất cao, trước đây, các
thiết bị viễn thông thường sử dụng bộ chỉnh điều khiển pha có hiệu suất tương đối thấp
(<70%), máy biến áp tổn hao lớn. Những bộ nguồn biến đổi dao động điều hoà có thể đạt
hiệu suất tới 90% trở lên, vì vậy bộ nguồn này đang ngày càng phổ biến.
1.4. Gọn nhẹ
Cùng với sự phát triển và ứng dụng của mạch tổ hợp, thiết bị viễn thông đang phát
triển theo hướng giảm thiểu kích thước, tích hợp hoá. Để thích hợp với sự phát triển này,
các bộ nguồn cũng phải nhỏ gọn, tích hợp. Ngoài ra, các thiết bị thông tin di động và các
thiết bị viễn thông trong hàng không vũ trụ cũng cần các bộ nguồn có thể tích nhỏ, trọng
lượng nhẹ. Để làm được điều đó, các bộ chuyển đổi với dải tần rộng được sử dụng rộng rãi

trong các ổn áp tổ hợp, các máy biến áp. Những năm gần đây, bộ đóng ngắt dao động điều
hoà có tần số vài trăm kHz và kích thước vô cùng nhỏ đang được ứng dụng nhiều trong
thiết bị viễn thông.
3. Các phương thức cấp nguồn cho trạm viễn thông
Phương thức cấp nguồn cho trạm viễn thông phải đảm bảo được yêu cầu về độ ổn
định và tính liên tục. Do đó, người ta thường dùng hệ thống cấp nguồn tổ hợp. Hệ thống
cấp nguồn tổ hợp được chia làm hai loại, đó là hệ thống cấp nguồn có điện lưới và hệ
thống cấp nguồn không có điện lưới.
2.3. Phương thức cấp nguồn có điện lưới quốc gia
Đối với các hệ thống thông tin đặt ở nơi gần đường dây điện lực thì phương án tối ưu
là sử dụng điện lưới làm nguồn cung cấp chính, đồng thời kết hợp với nguồn dự phòng là
dùng tổ máy phát điện và tổ ắc quy (Hình 1.1).
BA: máy biến áp
F: tổ máy phát điện
10
∼
=
TBĐK
=
∼
∼
DC1
BBD1
DC2
AQ
BBD2
AC2
TBVT
TBP
Đường vòng AC

PMT
∼
=
AC1
∼
AC3
TBXLCS
Đi ốt chặn
FG
F
BBD3
Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống cấp nguồn không có điện lưới
AQ: tổ ắc quy
TBCM: thiết bị chuyển mạch
TBĐK: thiết bị điều khiển
BBĐ1: bộ biến đổi điện áp xoay chiều/một chiều
BBĐ2: bộ biến đổi điện áp một chiều / xoay chiều
TBVT: thiết bị viễn thông
TBP: thiết bị phụ
Hệ thống này được nhận năng lượng điện từ hai nguồn. Nguồn cung cấp chính là
nguồn điện lưới, nguồn dự phòng là tổ máy phát điện và tổ ắc quy. Để sử dụng kết hợp hai
nguồn cung cấp này, người ta dùng thiết bị chuyển mạch (có thể điều khiển bằng tay hoặc
tự động). Khi chuyển mạch ở vị trí 1, hệ thống nhận năng lượng từ điện lưới cung cấp.
Trong quá trình vận hành, nếu vì một lý do nào đó điện lưới gặp sự cố ngừng cung cấp
điện thì chuyển mạch sẽ chuyển sang vị trí 2, lúc này máy phát sẽ tiếp tục cấp nguồn cho
hệ thống.
Trong quá trình hệ thống sử dụng một trong hai nguồn cung cấp nói trên thì ắc quy
được nạp đệm. Khi cả hai nguồn này đồng thời ngừng cung cấp thì ắc quy sẽ cung cấp điện
cho hệ thống.
2.4. Phương thức cấp nguồn không có điện lưới quốc gia

Đối với các trạm viễn thông đặt ở những nơi không có đường dây điện lưới đi qua
như: rừng, núi, hải đảo, ... thường tổ chức hệ thống cấp nguồn như sau:
F: tổ máy phát điện
FG: máy phát điện sức gió
PMT: pin mặt trời
AQ: tổ ắc quy
TBĐK: thiết bị điều khiển
11
TBXLCS: thiết bị xử lý công suất
BBĐ1, BBĐ3: bộ biến đổi điện áp xoay chiều/một chiều
BBĐ2: bộ biến đổi điện áp một chiều/xoay chiều
TBVT: thiết bị viễn thông
TBP: thiết bị phụ
Hệ thống này sử dụng máy phát điện bằng sức gió, pin mặt trời, ắc quy và tổ máy
phát điện. Mục đích của hệ thống này là lợi dụng các ưu điểm của từng nguồn riêng rẽ
nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao và lợi dụng triệt để điều kiện địa lý tại nơi đặt trạm, bổ
xung và hỗ trợ cho nhau (Hình 1.2).
- Pin mặt trời gồm các modul đấu nối tiếp và song song để đạt công suất yêu cầu và
phối hợp với các nguồn năng lượng khác trong hệ thống. Khi có nắng, pin mặt trời bảo
đảm việc cung cấp năng lượng, nếu dư thừa năng lượng sẽ nạp cho ắc quy.
- Máy phát điện bằng sức gió không trực tiếp cấp nguồn cho thiết bị trong trạm mà
chỉ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy.
- Tổ máy phát điện sẽ cung cấp cho trạm viễn thông và nạp cho ắc quy khi các nguồn
nói trên ngừng cung cấp.
Sự hoạt động của hệ thống như sau:
Bình thường, pin mặt trời và máy phát điện bằng sức gió cùng với ắc quy phối hợp
cấp nguồn cho trạm còn tổ máy phát điện làm nhiệm vụ dự phòng. Do công suất của pin
mặt trời và máy phát điện bằng sức gió có công suất nhỏ và độ ổn định không cao nên phải
thông qua thiết bị xử lý công suất trước khi cấp cho hệ thống, năng lượng dư sẽ được nạp
cho ắc quy. Trong thời gian năng lượng nắng, gió không đủ cung cấp thì ắc quy sẽ cấp

nguồn, nếu tình trạng này kéo dài, ắc quy phóng tới mức tối thiểu cho phép thì tổ máy phát
điện sẽ phát điện cấp nguồn cho hệ thống, đồng thời nạp điện cho ắc quy.
Trên đây là hai phương thức cấp nguồn tổ hợp hiện nay đang và sẽ được dùng phổ
biến. Tuy nhiên, tuỳ tình hình cụ thể của từng khu vực đặt trạm viễn thông mà người ta có
thể kết hợp sao cho vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, vừa đảm bảo tính kinh tế.
CÂU HỎI ÔN TẬP
12
1. Hệ thống cấp nguồn cho trạm viễn thông cần phải có yêu cầu cơ bản như thế nào?
Tại sao?
2. Trình bày phương thức cấp nguồn có điện lưới?
3. Trình bày phương thức cấp nguồn không có điện lưới?
Bài 2: NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU
13
Mục tiêu của bài:
Học xong bài này, học sinh sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ắcquy axit, pin mặt trời, các hệ
thống chỉnh lưu.
- Bảo dưỡng và đấu nối được tổ ắcquy.
- Bảo dưỡng, đấu nối pin mặt trời.

1. Ắc quy axit
1.1. Khái niệm
Ắc quy có khả năng 2 chiều (biến điện năng thành hóa năng rồi biến hóa năng thành
điện năng) và có thể thực hiện nhiều chu kỳ biến đổi như vậy gọi là chu kỳ nạp điện,
phóng điện của ác quy nên sử dụng được lâu dài.
Lúc đầu, ắc quy được đấu vào nguồn điện một chiều để biến đổi điện năng thành hóa
năng (quá trình tích điện), sau đó ắc quy trở thành nguồn điện có khả năng cung cấp điện
năng cho tải (quá trình phóng điện).
Ắc quy là nguồn điện hóa học có tính chất thuân nghịch, vừa là nguồn điện (khi
phóng điện) vừa là thiết bị dùng điện (khi nạp điện).

1.2. Cấu tạo
Về cơ bản ắc quy gồm: vỏ, bản cực và dung dịch điện phân (Hình 2.1).
- Vỏ ắc quy làm nhiệm vụ chứa các cực bản,
dung dịch điện phân, các tấm cách và lưới bảo vệ. Vỏ
ắc quy thường làm bằng nhựa cứng polivinin hay
polietylen. Vỏ thường có dạng hình hộp chữ nhật hoặc
hình vuông và được chia làm nhiều ngăn tùy theo yêu
cầu mức điện áp sử dụng, thường là 3 ngăn hoặc 6
ngăn, dưới đáy ngăn có các gờ nhỏ để đỡ các tấm cực
đồng thời tạo nên các rãnh để chứa các bột chì từ bản
cực rơi xuống trong quá trình làm việc tránh gây ngắn
mạch các bản cực. Phía trên các ngăn có nắp đậy, mỗi
nắp có lỗ rót dung dịch và có nút xoáy.
- Bản cực: bản cực của ắc quy axit là những tấm
khung xương chì hình mắt lưới, đó là hợp kim chì 94% và antimon 6% để tăng độ cứng
của khung mắt lưới. Khung xương chì làm bản cực dương dày hơn khung xương chì làm
bản cực âm. Bản cực dương được bao phủ bột ôxit chì PbO
2
(có màu nâu) còn bản cực âm
được bao phủ bột chì Pb (có màu xám).
Để tăng dung lượng ắc quy, người ta dùng nhiều bản cực cùng loại đấu chung thành
một nhóm tạo thành nhóm bản cực dương và nhóm bản cực âm, mỗi nhóm này đều đưa ra
một cực chung và được đánh dấu cực (+) và cực (-) của ắc quy. Các bản cực được cài xen
kẽ nhau, giữa chúng có tấm cách điện xốp và tất cả được đặt chắc chắn trong vỏ có chứa
dung dịch điện phân.
14
Hình 2.1: Cấu tạo ắc quy Axit
Vỏ
Bản cực
Dung

dd
H
2
SO
4
Cực -
(Pb)
Cực +
(PbO)
- Dung dịch điện phân có nhiệm vụ cùng với các bản cực tạo nên các phản ứng hóa
học để thực hiện chuyển hóa năng lượng từ điện năng thành hóa năng (khi ắc quy nạp
điện) và từ hóa năng thành điện năng (khi ắc quy phóng điện). Dung dịch điện phân là axit
sulfuaric H
2
SO
4
pha với nước cất có tỷ trọng 1,18g/cm
3
đến 1,26g/cm
3
.
1.3. Nguyên lý làm việc
- Quá trình phóng điện:
Khi nối 2 cực của ắc quy đã nạp no với phụ tải thì ắc
quy sẽ cho dòng điện qua phụ tải gọi là ắc quy phóng điện
(Hình 2.2). Ở mạch ngoài, dòng điện sẽ đi từ cực dương
qua tải sang cực âm còn trong dung dịch, SO
4
--
trong dung

dịch sẽ dịch chuyển về phía cực âm tác dụng với Pb để tạo
thành PbSO
4
giải phóng ra điện tử, còn H
+
trong dung dịch
sẽ dịch chuyển về phía cực dương

tác dụng với PbO
2
nhận
thêm điện tử tạo thành PbSO
4
.
Ta có phương trình phản ứng hóa học như sau:
+ Ở cực âm:
Pb + SO
4
--
→ PbSO
4
+ 2e
+ Ở cực dương:
PbO
2
+ 2H
+
+ H
2
SO

4
+ 2e → PbSO
4
+ 2H
2
O
+ Phản ứng hóa học của quá trình phóng điện diễn ra như sau:
Pb

+ 2H
2
SO
4
+ PbO
2
→ PbSO
4
+ 2H
2
O + PbSO
4

(-) (dung dịch) (+) (-) (dung dịch) (+)
Từ phương trình, ta thấy khi phóng điện cả 2 cực dương và âm đều chuyển hoá thành
chì sulfat PbSO
4
còn dung dịch chuyển hoá dần thành nước. Điều này sẽ làm cho sức điện
động của ắc quy bị giảm dần.
- Quá trình nạp điện:
Khi ắc quy hết điện, để phục hồi sức điện động và

dung lượng của ắc quy thì phải nạp điện cho ắc quy bằng
cách nối các cực của ắc quy với các cực cùng tên của nguồn
điện một chiều (Hình 2.3).
Khi đó sẽ xuất hiện dòng điện nạp (i
n
) đi từ cực (+)
máy nạp đến cực (+) ắc quy về cực (-) của ắc quy đến cực
(-) máy nạp. Lúc này ion dương H
+
đi theo chiều dòng điện
về cực (-) của ắc quy, còn ion SO
4
--

đi

ngược chiều dòng về
cực (+) ác quy.
+ Tại cực dương, SO
4
--
sẽ oxy hóa PbSO
4
theo phản
ứng:
PbSO
4
+ 2H
2
O + SO

4
--
→ PbO
2
+ 2H
2
SO
4
+ 2e
+ Tại cực âm, ion dương H
+
tác dụng với PbSO
4
theo phản ứng:
2H
+
+ PbSO
4
+ 2e → H
2
SO
4
+ Pb
15
i
p
-
+
H
2

SO
4
Hình 2.2: Ắc quy phóng điện
i
n
+
+
-
-
Hình 2.3: Ắc quy nạp điện
=
H
2
SO
4
+ Phản ứng hóa học của quá trình nạp điện diễn ra như sau:
PbSO
4
+ 2H
2
O + PbSO
4
→ PbO
2
+ 2H
2
SO
4
+ Pb
(+) (dung dịch) (-) (+) (dung dịch) (-)

Từ phương trình trên ta thấy rằng:
Trước khi nạp điện cả hai cực đều là chì sunfat (PbSO
4
), khi nạp điện thì cực dương
trở thành chì điôxit (PbO
2
), cực âm trở thành chì nguyên chất (Pb) nồng độ dung dịch tăng
và trong ắc quy hình thành sức điện động. Cuối quá trình nạp, sức điện động của ắc quy
có thể lên đến 2,6V đến 2,7V, đồng thời có bọt khí thoát ra (hiện tượng ắc quy sôi) lúc này
ta cần kết thúc quá trình nạp, nếu tiếp tục nạp thì dòng điện chỉ có tác dụng phân tích nước
thành H
2
và O
2
bay hơi, hao tổn năng lượng và giảm tuổi thọ ác quy.
1.4. Các đại lượng đặc trưng của ắcquy
1.4.1. Dung lượng
Dung lượng của bình ắc quy (Q) thường được tính bằng ampe giờ (AH). AH là tích
số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện. Dung lượng này thay đổi tuỳ theo nhiều
điều kiện như dòng điện phóng, nhiệt độ chất điện phân, tỷ trọng của dung dịch, và điện
thế cuối cùng sau khi phóng.
1.4.2. Sức điện động
Sức điện động của nguồn điện một chiều là điện áp đo được giữc 2 đầu cực của ắc
quy khi hở mạch. Đơn vị của sức điện động là Vol.
Ví dụ: Ta có bộ nguồn đấu ghép 4 bình ắc quy loại 12V, mà ta đo được điện áp giữa
2 đầu cực của bộ nguồn là 48 Vol thì sức điện động của bộ nguồn là E=48Vol.
1.4.3. Dòng phóng định mức
Dòng phóng định mức là dòng điện phóng của ắc quy qua tải có giá trị bằng một
phần mười dung lượng của ắc quy.
I

pđm
=
1
Q
10
1.4.4. Công suất
Là đại lượng được xác định bằng tích của sức điện động của ắc quy với dòng điện
qua đó.
P= EI
Trong đó: P là công suất của ắc quy
E là sức điện động của ắc quy
I là dòng một chiều chảy qua ắc quy
1.5. Các chướng ngại của ắcquy axit
- Ắc quy axit thường có khối lượng nặng do các bản cực được làm bằng chì. Ngoài
ra, nếu để ắc quy phóng tới dưới mức điện áp cuối quá sâu hoặc không sử dụng trong một
thời gian dài sẽ làm cho các bản cực bị sulfat hoá sâu dẫn đến dung lượng ắc quy bị giảm
và việc phục hồi dung lượng là khó khăn. (Giá trị điện áp cuối là 1,7V)
16
- Khi ắc quy đã được nạp điện no, nếu ta vẫn tiếp tục nạp thì dung dịch điện phân sẽ
sôi mãnh liệt, điều này có thể làm cho các bản cực bị cong vênh hoặc chất hữu hiệu trên
các bản cực sẽ bị rơi rụng xuống. Đây cung là một nguyên nhân dẫn đến giảm dung lượng
của ắc quy.
1.6. Bảo dưỡng ắcquy axit
Để thực hiện nội dung này, cần chuẩn bị cỏc thiết bị, vật tư sau:
• Ắc quy Axit loại 12V/135Ah 1 bình
• Máy nạp ắc quy loại 60V DC có điều chỉnh 1 máy công suất 1000W
• Đồng hồ vạn năng 1 cái
• Kìm vạn năng và cờ lê 10/12 1 bộ
• Dây cáp cấp nguồn DC 5m
• Axit H

2
SO
4
đậm đặc tỷ trọng 1,83g/cm
3
5l
• Nước cất nguyên chất 20 lit
• Bô mê kế 2 cái
• Nhiệt kế 1 cái
• Ca thủy tinh hoặc ca nhựa khoảng 1,5l 2 cái
• Phễu thủy tinh 1 cái
• Giẻ lau 3 cái
• Dụng cụ bảo hộ (Kính, khẩu trang, quần áo bảo hộ, áo bạt, ủng, găng tay cao su,
mũ bảo hộ).
1.6.1. Sử dụng ắc quy
Trong quá trình sử dụng ắc quy phải tuân theo các quy định sau:
- Khi phóng điện:
+ Ắc quy phải được nạp đủ điện trước khi dùng.
+ Không nên để ắc quy phóng với dòng quá nhỏ kéo dài.
+ Không nên cho ắc quy phóng với dòng quá lớn, trường hợp cần thiết như khởi
động máy thì mỗi lần chỉ nên phóng trong vòng 3 đến 5 giây và mỗi lần phóng cách nhau
30 giây.
+ Không cho ắc quy phóng dưới điện áp cuối quá sâu.
- Sử dụng ắc quy khi nạp điện:
+ Cho dù ắc quy phóng trong trường hợp nào thì mỗi tháng phải được nạp thường
một lần để ắc quy khỏi bị sulfat hóa và cứ 6 tháng một lần phải cho ắc quy phóng một lần
với suất phóng 10 giờ.
+ Khi đấu nối tiếp các ắc quy phải đảm bảo cùng dung lượng
+ Khi đấu song song các ắc quy phải đảm bảo cùng dung lượng, cùng điện áp
+ Khi đấu hỗn hợp thì phải đảm bảo các nhánh có cùng dung lượng,cùng điện áp

17
+ Không được thường xuyên nạp điện quá mức cho ắc quy vì dung dịch sủi bọt
nhiều sẽ làm rơi rụng chất hữu hiệu, làm giảm dung lượng và tuổi thọ của ắc quy.
1.6.2. Nạp điện
Quá trình nạp điện cho ắc quy có ảnh hưởng rất nhiều đến tuổi thọ của ắc quy. Tùy
theo mục đích yêu cầu mà người ta chia ra làm nhiều chế độ nạp điện khác nhau.
* Nạp điện lần đầu:
Chỉ tiến hành đối với ắc quy axit với mục đích để phân cực cho ắc quy và nạp dung
lượng đầu tiên cho ắc quy, tuổi thọ và chất lượng của ắc quy phụ thuộc rất nhiều vào chất
lượng nạp lần đầu, quá trình nạp lần đầu được thực hiện như sau:
- Ắc quy mới mua về cần bóc bỏ tấm băng dính bảo vệ, sau đó dùng phễu thủy tinh
và ca nhực đổ điện dịch vào ắc quy, điện dịch phải đảm bảo tỷ trọng trong khoảng 1,20
đến 1,25 g/cm
3
tùy theo loại ắc quy cố định hay di động. Mức điện dịch phải cao hơn các
tấm cực bản là 1,5 đến 2 cm. Sau đó để yên tĩnh trong khoảng 3 đến 4 giờ để chất điện
dịch ngấm sâu vào trong các cực bản, lúc này tỷ trọng điện dịch có thể giảm xuống, đó là
hiện tượng bình thường không cần điều chỉnh. Sau đó, ta thực hiện nạp điện như sau:
- Bước 1: Đấu ắc quy với máy nạp chắc chắn, đúng cực tính rồi cấp nguồn phù hợp
cho máy nạp.
- Bước 2: Điều chỉnh dòng điện nạp theo chỉ dẫn của nhà chế tạo hoặc có thể điều
chỉnh bằng 7% dung lượng định mức của ắc quy (I
n
= 7%Q).
Thời gian nạp phải kéo dài khoảng 16 đến 18 giờ liên tục. Trong quá trình nạp, nếu
thấy dung dịch bị cạn thì bổ sung nước cất, nếu nhiệt độ dung dịch tăng tới 40
0
C thì ta có
thể giảm dòng nạp đi một nửa, đồng thời làm mát cho ắc quy cho tới khi nào nhiệt độ dung
dịch giảm xuống, ta lại tăng dòng điện nạp lên.

* Nạp điện thường (nạp định kỳ):
Nạp điện thường để phục hồi đủ dung lượng cho ắc quy, thường được áp dụng trong
một số trường hợp như: ắc quy sau khi đã phóng hết dung lượng quy định (thường là 75%
dung lương định mức), ắc quy phóng không liên tục khoảng một tuần, hoặc ắc quy không
sử dụng trong vòng một tháng. Khi đó, quy trình nạp thực hiện như sau:
- Bước 1: Kiểm tra và điều chỉnh mức dung dịch điện phân, nếu cần bổ sung thì phải
dùng nước cất.
- Bước 2: Đấu ắc quy với máy nạp chắc chắn, đúng cực tính rồi cấp nguồn phù hợp
cho máy nạp.
- Bước 3: Điều chỉnh dòng điện nạp theo chỉ dẫn của nhà chế tạo hoặc có thể điều
chỉnh bằng 10% dung lượng định mức của ắc quy (I
n
= 10%Q). Quá trình này cũng phải
thực hiện liên tục.
Khi nào thấy dung dịch điện phân trong các ngăn sôi đều thì cứ khoảng 20 đến 30
phút thì tiến hành đo kiểm tra tỷ trọng của dung dịch và điện áp của ắc quy một lần. Nếu
qua 2 đến 3 lần đo mà thấy tỷ trọng của dung dịch điện phân ổn định, điện áp trên mỗi
ngăn đạt 2,6V đến 2,7V thì chứng tỏ ắc quy đã no và dừng quá trình nạp.
* Nạp quá mức:
Đây là hình thức kéo dài thời gian nạp, trong quá trình nạp không được để dòng nạp
quá lớn, điện áp không được quá cao. Hình thức này thường được áp dụng trong một số
18
trường hợp sau: Ắc quy phóng dưới mức điện áp cuối, ắc quy đã phóng hết dung lượng và
có thời gian để quá lâu chưa nạp lại, ắc quy thường xuyên phóng với dòng lớn quá mức.
Quy trình này được chia thành hai giai đoạn và có hai cách thực hiện.
- Cách 1:
+ Giai đoạn đầu: Thực hiện như chế độ nạp điện thường.
+ Giai đoạn sau: Khi kết thúc nạp thường, vẫn tiếp tục nạp cho ắc quy nhưng lúc
này phải giảm dòng nạp đi một nửa và duy trì trong khoảng 2 đến 4 giờ.
- Cách 2:

+ Giai đoạn đầu: Nạp điện như chế độ nạp thường.
+ Giai đoạn sau: Khi kết thúc nạp thường thì dừng nạp 1 giờ, sau đó lại nạp 1 giờ
với dòng nạp I
n
=Q/10 cho đến khi dung dịch sủi đều lại dừng nạp 1 giờ. Sau đó lại tiếp tục
nạp như trên, cứ tiếp tục như thế 3 đến 4 lần cho đến lúc hễ cứ nạp là dung dịch lại sôi thì
được. Kiểm tra tỷ trọng dung dịch, điện áp và mức mức dịch lại lần nữa trước khi ngừng
nạp rồi sau đó tháo ắc quy ra.
1.7. Đấu nối ắcquy
Để thực hiện nội dung này, cần chuẩn bị cỏc thiết bị, vật tư sau:
• Ắc quy Axit loại 12V/135Ah 8 bình
• Đồng hồ vạn năng 2 cái
• Kìm vạn năng và cờ lê 10/12 2 bộ
• Dây đấu nối 2x4 5m
• Giẻ lau 3 cái
Để tạo ra bộ nguồn có điện áp và dung lượng (dòng điện phóng) theo yêu cầu cần
phải đấu nối các bình ắc quy với nhau. Có ba phương pháp đấu nối: nối tiếp, song song và
hỗn hợp. Việc đấu nối được tiến hành theo các bước sau:
- Bước 1: Chuẩn bị
Từ yêu cầu thực tế và thông số của bình ắc quy, đưa ra được phương pháp đấu nối và
tính số lượng bình ắc quy cần sử dụng.
Chuẩn bị đủ số lượng ắc quy cần đấu nối, cầu nối, dây đấu nguồn, đồng hồ vol kế
một chiều DC, cờ lê và kìm vạn năng.
- Bước 2: Thực hiện đấu nối
• Đấu nối tiếp:
Mục đích để tạo ra bộ nguồn có điện áp lớn hơn điện áp trên các ắc quy thành phần.
Phương pháp thực hiện:
+ Xếp đặt ắc quy lên giá theo mục đích đấu nối.
+ Dùng cầu nối cực (-) của ắc quy này với cực (+) của ắc quy kia hoặc ngược lại.
Cứ như vậy đến ắc quy cuối cùng, hai cực còn lại trên ắc quy đầu tiên và ắc quy cuối cùng

là hai cực của bộ nguồn (Hình 2.4).
19

Điều kiện đấu nối tiếp là các ắc quy phải cùng dung lượng: Q
1
= Q
2
= Q
3
= ... = Q
n
Công thức tính toán khi nối tiếp:
Điện áp tổng của bộ nguồn: U
∑
= U
1
+ U
2
+ U
3
+ ... + U
n
=
n
i
i=1
U
∑
= nU
i

Dung lượng của bộ nguồn: Q
∑
= Q
1
= Q
2
= Q
3
= ... = Q
n
= Q
i
Dòng điện phóng định mức của bộ nguồn: I
p
∑

= Q
∑
/10
Nội trở trong của bộ nguồn: R
0
= r
01
+ r
02
+ r
03
+ r
0n
=

n
0i
i=1
r
∑
Trong đó: n là số bình ắc quy mắc nối tiếp.
• Đấu song song:
Mục đích tạo nên bộ nguồn có dung lượng phóng lớn hơn ắc quy thành phần.
Phương pháp thực hiện:
+ Xếp đặt ắc quy lên giá theo mục đích đấu nối.
+ Dùng cầu nối: Nối chung cực âm (-) của tất cả ắc quy với với nhau, cực dương
(+) của các ắc quy với nhau (Hình 2.6). Cực âm chung và dương chung chính là hai cực
của bộ nguồn.
Điều kiện đấu song là các ắc quy phải có cùng điện áp và cùng dung lượng:
U
1
= U
2
= U
3
= ... = U
m

Q
1
= Q
2
= Q
3
= ... = Q

m
Công thức tính toán:
20
+
Hình 2.4: Đấu nối tiếp ăc quy
+ +
+
-
---
-
+
U
1
U
2
U
3
U
n
U
∑
= Σ U
i
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý đấu nối tiếp
Hình 2.6: Đấu song song ắc quy
-
+ +
+
-
-

-
+
+
-
U
m
U
3
U
2
U
1
U
∑
=U
i
Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý đấu song song
+
-
U
∑
Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý đấu hỗn hợp
U
1
U
2
U
3
U
n


1
2
3
m
Điện áp bộ nguồn: U
∑
= U
1
= U
2
= U
3
= ... = U
m
= U
j
Dung lượng của bộ nguồn: Q
∑
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ ... + Q
m
=
n
j

j=1
U
∑

= mQ
j
Dòng điện phóng của bộ nguồn: I
p
= Q
∑
/10
Nội trở trong của bộ nguồn: R
0
= r
01
/m = r
02
/m = r
03
/m = ... = r
0n
/m = r
0j
/m
Trong đó m số nhánh song song của bộ nguồn.
• Đấu hỗn hợp:
Mục đích là tạo ra bộ nguồn có điện áp và dung lượng lớn hơn điện áp và dung lượng
của ắc quy thành phần.
Phương pháp thực hiện:
- Đấu nối tiếp ắc quy thành từng nhánh có điện áp theo yêu cầu.

- Đấu song song các nhánh đó lại thành để có dung lượng theo yêu cầu (Hình2.8).
Số ắc quy mắc nối tiếp trên một nhánh là n và số nhánh đấu song song là m.
Điều kiện là các ắc quy phải có cùng điện áp và cùng dung lượng:
U
1
= U
2
= U
3
= ... = U
n
Q
1
= Q
2
= Q
3
= ... = Q
n
Công thức tính toán:
Điện áp bộ nguồn:
U
∑

= U
n1
= U
n2
= U
n3

= ... = U
nm
= U
1
+ U
2
+ U
3
+ ... + U
n
=
n
i
i=1
U
∑

= nU
i
= U
ni
Dung lượng của bộ nguồn:
Q
∑
= Q
n1
+ Q
n2
+ Q
n3

+ ... + Q
nm
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ ... + Q
m
=
n
j
j=1
Q
∑
= mQ
j
= mQ
nj
Dòng điện phóng định mức của bộ nguồn:
I
∑

= Q
∑
/10
Nội trở của bộ nguồn:
0
0

nr
R
m
=
Trong đó:
U
ni
là điện áp trên nhánh thứ i.
Q
nj
là dung lượng trên nhánh thứ j.
r
0
là điện trở trong của ắc quy.
- Bước 3: Nối tải
Đấu nối các cực của ắc quy với các cực
cùng tên của tải phù hợp. Đảm bảo tiếp xúc tại
các vị trí đấu nối phải chắc chắn.
21
Hình 2.8: Đấu hỗn hợp ắc quy
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-

+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
U
∑
- Bước 4: Nhận xét
Sau mỗi phương pháp đấu nối, tiến hành kiểm tra:
+ Đo điện áp của từng ắc quy.
+ Đo điện áp của từng nhánh.

+ Đo điện áp của bộ nguồn.
+ Đo dòng phóng của từng nhánh.
+ Đo dòng phóng của bộ nguồn.
+ Kết luận.
2. Pin mặt trời
2.1. Cấu tạo
22
Bán dẫn n
Bán dẫn p
Điện cực mặt trên
Điện cực mặt dưới
Lớp tiếp giáp
Hình 2.10: Cấu tạo pin mặt trời
Về cơ bản, có thể nói pin mặt trời được cấu tạo bởi 3 thành phần sau (Hình 2.10): mặt
ghép bán dẫn p-n, điện cực và lớp chống phản xạ.
- Mặt ghép bán dẫn p-n: Sử dụng tinh thể Silic (Si), đây là thành phần chính của pin,
thường có diện tích bề mặt rộng và có lớp n cực mỏng để ánh sáng có thể chuyền qua để
tới mặt tiếp giáp.
- Điện cực: Để dẫn điện ra phụ tải thì trên mỗi mặt ghép p-n phải có các điện cực.
Vật liệu làm điện cực phải vừa có độ dẫn điện tốt, vừa có độ bám dính tốt vào chất bán
dẫn, bởi thế, điện cực thường được chế tạo gồm ba lớp: Titan (Ti), Paladi (Pe) và bạc (Ag).
+ Lớp Titan: Là lớp ở trong cùng, tiếp xúc trực tiếp với chất bán dẫn vì Titan bám
dính rất tốt với Si.
+ Lớp bạc: Là lớp ở vị trí ngoài cùng có tính dẫn điện tốt và dễ hàn nối.
+ Lớp Paladi: Là lớp ở giữa của điện cực có tác dụng ngăn cách giữa lớp Titan và
bạc, vì nếu để hai lớp này tiếp xúc trực tiếp thì chúng sẽ phản ứng hoá học với nhau gây
hỏng điện cực.
Để tạo sự liên kết tốt giữa các lớp của điện cực thì sau khi chế tạo, người ta phải ủ
trong nhiệt độ từ 500
0

C đến 600
0
C. Ngoài ra, đối với điện cực ở mặt trên của pin cần phải
đảm bảo hài hoà giữa vấn đề che sáng và điện trở của điện cực. Thông thường điện cực đó
được tạo dưới dạng mắt lưới có độ che không quá 10% diện tích mặt pin.
- Lớp chống phản xạ: Trong quá trình làm việc, nếu sự phản xạ ánh sáng càng nhiều
sẽ làm cho hiệu suất của pin càng giảm. Vì vậy, để chống phản xạ cho pin thì phải phủ một
hoặc hai lớp SiO
2
hay TiO
2
ở ngoài pin.
Do sức điện động của pin mặt trời nhỏ (khoảng 0,5V) nên khi chế tạo phải đấu nối
nhiều pin với nhau thành dạng tấm (còn gọi là modul pin mặt trời). Vì pin phải làm việc
ngoài trời nên để bảo vệ và tăng tuổi thọ của pin thì mặt trên của các tấm pin phải được
phủ một lớp chất dẻo trong suốt, thường là: Polyvinyl butirat (PVB) hoặc Etylen Vinyl
axetat (EVA) và trên cùng là tấm thuỷ tinh.
2.2. Nguyên lý hoạt động
Để phân tích nguyên lý làm việc của pin mặt trời, phải xét trên sơ đồ nguyên lý (Hình
2.11). Như đã biết, khi cho hai chất bán dẫn p và n tiếp xúc với nhau thì điện tử từ bán dẫn
23
E
tx
n p
+
+
+
+
+
+

+
-
-
-
-
-
-
-
n
p
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
Ánh sáng
A
V
-
+
R

a)
b)
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý pin mặt trời
Khi chưa có ánh sáng chiếu
Khi có ánh sáng chiếu
n sẽ khuếch tán sang bán dẫn p, còn lỗ trống của bán dẫn p sẽ khuếch tán một cách tương
đối sang bán dẫn n. Kết quả là ở miền tiếp giáp của bán dẫn n tích điện dương còn miền
tiếp giáp của bán dẫn p tích điện âm. Trong miền tiếp giáp hình thành một điện trường (gọi
là điện trường tiếp xúc - E
tx
) và do đó có một điện áp tiếp giáp (còn gọi là điện áp tiếp xúc
- U
tx
). Lúc đầu, điện trường tiếp giáp tăng nhanh, nhưng khi đủ lớn sẽ ngăn cản sự khuếch
tán của các điện tử và lỗ trống qua miền tiếp giáp (trạng thái cân bằng động).
Do các hạt dẫn khuếch tán sang các phía đối diện nên ở miền tiếp giáp, nồng độ các
hạt dẫn là rất nhỏ hay có thể nói điện trở của miền tiếp giáp ở điều kiện bình thường là rất
lớn. Điện trường E
tx
và điện áp U
tx
chỉ tồn tại trong miền tiếp giáp, vì thế trong điều kiện
bình thường, nếu nối các đầu bán dẫn n và p với nhau bằng một dây dẫn thì trong dây vẫn
không có dòng điện chạy qua.
Bây giờ, nếu chiếu ánh sáng vào bề mặt lớp tiếp giáp thì các điện tử và lỗ trống
quang sẽ nhận được năng lượng và trở thành các hạt dẫn tự do. Các hạt dẫn này được E
tx
gia tốc về các phía đối diện (lỗ trống về phía bán dẫn p còn điện tử về phía bán dẫn n). Kết
quả là tạo ra một sức điện động gọi là sức điện động quang điện. Nếu nối các đầu bán dẫn
n và p với một phụ tải thì sẽ có dòng điện chạy qua. Sức điện động này phụ thuộc vào bản

chất các chất bán dẫn, vào nhiệt độ miền tiếp giáp, vào bước sóng và cường độ ánh sáng.
Hiện tượng xuất hiện sức điện động quang điện khi chiếu ánh sáng vào tiếp giáp p-n được
gọi là hiệu ứng nội quang điện.
Như vậy, một tiếp giáp p-n khi được chiếu ánh sáng có thể trở thành một nguồn điện
cho ra một công suất hữu ích. Hiệu ứng nội quang điện trên các tiếp giáp p-n đã chuyển
hoá quang năng thành điện năng được gọi là pin quang điện. Nếu sử dụng pin quang điện
để chuyển hoá bức xạ mặt trời thành điện năng thì pin đó được gọi là pin mặt trời.
2.3. Sơ đồ tương đương
- Khi chiếu ánh sáng vào pin mặt trời sẽ sinh ra một dòng quang điện. Vì vậy, trước
hết, pin mặt trời có thể xem tương đương như một nguồn dòng (j).
- Lớp tiếp giáp bán dẫn p-n có tính chỉnh lưu tương đương như một đi ốt (D).
24
<<
I
D
I
S
D
R
S
r
0
I
U
+
-
Hình 2.12: Sơ đồ tương đương của pin mặt trời
j
I(A)
U(V)

I
n

U
h
0
I
max

U
max

P
max

Hình 2.13
- Đặc trưng cho dòng rò qua lớp tiếp giáp p-n tương đương như điện trở Sun (R
s
).
- Đặc trưng cho điện trở của các lớp bán dẫn p-n, các điện cực, ... là một điện trở nối
tiếp trong mạch có thể coi như điện trở trong của pin mặt trời (r
0
).
2.4. Đặc trưng Vôn – Ampe
Đặc tuyến Vôn – Ampe của pin mặt
trời có dạng như sau:
Trong đó:
I
n
: Dòng điện ngắn mạch

U
h
: Điện áp hở mạch
I
max
, U
max
: Là dòng điện, điện áp mà
tại đó tải tiêu thụ một công suất cực đại và
tại đó pin làm việc với công suất cực đại.
2.5. Đấu nối pin mặt trời
Thời gian: 2h
Để tạo ra bộ nguồn có điện áp và công suất theo yêu cầu cần phải đấu nối các modul
pin mặt trời với nhau. Tương tự như đấu nối ắc quy cũng có ba phương pháp đấu nối: nối
tiếp, song song và hỗn hợp. Việc đấu nối được tiến hành theo các bước sau:
- Bước 1: Chuẩn bị
Từ yêu cầu thực tế và thông số của các modul pin, đưa ra được phương pháp đấu nối
và tính số lượng modul cần sử dụng.
Chuẩn bị đủ số lượng modul cần đấu nối, cầu nối, dây đấu nguồn, đồng hồ vol kế
một chiều DC, tuốc - nơ – vít, cờ - lê và kìm vạn năng.
- Bước 2: Thực hiện đấu nối giữa các modul
• Đấu nối tiếp:
Mục đích để tạo ra bộ nguồn có điện áp lớn hơn điện áp trên mỗi modul thành phần.
Phương pháp thực hiện:
+ Xếp đặt các modul lên giá theo mục đích đấu nối.
+ Dùng cầu nối cực (-) của modul này với cực (+) của modul kia hoặc ngược lại.
Cứ như vậy đến modul cuối cùng, hai cực còn lại trên modul đầu tiên và modul cuối cùng
là hai cực của bộ nguồn (Hình 2.14).

25

U
1
U
2
U
3
U
n
U
∑
Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý đấu nối tiếp
Công thức tính toán khi nối tiếp:
Điện áp tổng của bộ nguồn: U
∑
= U
1
+ U
2
+ U
3
+ ... + U
n
=
n
i
i=1
U
∑
Dòng điện cấp cho tải của bộ nguồn: I
∑


= I
1
= I
2
= I
3
= ... = I
n
Công suất của cả bộ: P
∑
= U
∑
I
∑
=
n
i
i=1
IU
∑
=
n
i
i=1
P
∑
Nội trở trong của bộ nguồn: R
0
= r

01
+ r
02
+ r
03
+ r
0n
= ∑r
0i
Trong đó: n là số modul mắc nối tiếp.
• Đấu song song:
Mục đích tạo nên bộ nguồn có khả năng đáp ứng với dòng qua tải lớn.
Phương pháp thực hiện:
+ Xếp đặt modul lên giá theo mục đích
đấu nối.
+ Dùng cầu nối: Nối chung cực âm (-)
của tất cả modul với với nhau, cực dương (+)
của các modul với nhau (Hình 2.15). Cực âm
chung và dương chung chính là hai cực của
bộ nguồn.
Điều kiện đấu song là các modul phải có cùng điện áp:
U
1
= U
2
= U
3
= ... = U
m


Công thức tính toán:
Điện áp bộ nguồn: U
∑
= U
1
= U
2
= U
3
= ... = U
m
= U
j
Dòng cấp cho tải của cả bộ: I
∑
= I
1
+ I
2
+ I
3
+...+ I
m
=
m
j
j=1
I
∑
Công suất của cả bộ: P

∑
= U
∑
I
∑
=
m
j
j=1
UI
∑
=
m
j
j=1
P
∑
Nội trở trong của bộ nguồn: R
0
= r
01
/m = r
02
/m = r
03
/m = ... = r
0n
/m = r
0j
/m

Trong đó m số nhánh song song của bộ nguồn.
Như vậy, công suất của bộ nguồn trong cả hai trường hợp trên là như nhau.
26
U
m
U
3
U
2
U
1
U
∑
=U
i
Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý đấu song song
+
-
• Đấu hỗn hợp:
Mục đích là tạo ra bộ nguồn vừa có điện áp
lớn hơn điện áp modul thành phần và có khả
năng đáp ứng được dòng tải lớn.
Phương pháp thực hiện (Hình 2.16):
- Đấu nối tiếp modul thành từng nhánh có
điện áp theo yêu cầu.
- Đấu song song các nhánh đó lại theo yêu
cầu dòng cấp cho tải (Hình2.16).
Số modul mắc nối tiếp trên một nhánh là n
và số nhánh đấu song song là m.
Điều kiện là các modul phải có cùng điện áp:

U
1
= U
2
= U
3
= ... = U
n
Công thức tính toán:
Điện áp bộ nguồn:
U
∑

= U
n1
= U
n2
= U
n3
= ... = U
nm
= U
1
+ U
2
+ U
3
+ ... + U
n
=

n
i
i=1
U
∑
= U
ni
Dòng điện phóng định mức của bộ nguồn:
I
∑

= I
1
+ I
2
+ I
3
+...+ I
m
=
m
j
j=1
I
∑
Công suất của bộ nguồn:
P
∑
= U
∑

I
∑

=
n m
j
i
i=1 j=1
U I
∑ ∑
=
n
m
ij
i=1
j=1
P
∑
∑
Nội trở của bộ nguồn:
0
0
nr
R
m
=

Trong đó:
U
ni

là điện áp trên nhánh thứ i.
r
0
là nội trở của mỗi modul.
- Bước 3: Nối tải
Sau khi đấu nối nguồn song, nối các cực của nguồn với các cực cùng tên của tải phù
hợp. Đảm bảo tiếp xúc tốt tại các vị trí đấu nối.
- Bước 4: Nhận xét
Sau mỗi phương pháp đấu nối, tiến hành kiểm tra:
+ Đo điện áp của từng modul.
+ Đo điện áp của từng nhánh.
+ Đo điện áp của bộ nguồn.
27
U
∑
Hình 2.16: Sơ đồ nguyên lý đấu hỗn hợp
U
1
U
2
U
3
U
n

1
2
3
m
D

R
t
u
v~
U
r
A
B
+
-
(-)
(+)
u
v
U
r
t
t
0 π 2π
0 π 2π
a)
b)
Hình 2.17: Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ
a) Sơ đồ nguyên lý
b) Giản đồ điện áp vào, ra
+
-
+ Đo dòng phóng của từng nhánh.
+ Đo dòng phóng của bộ nguồn.
+ Kết luận.

2.6. Bảo dưỡng pin mặt trời
- Giữ cho dàn pin luôn sạch sẽ, không có bụi, cát, lá cây,... che phủ lên bề mặt pin. Vì
nếu mặt dàn pin bị che phủ tại một vị trí nào thì sẽ có hiện tượng nung nóng cục bộ làm hư
hỏng pin, đồng thời làm giảm khả năng bức xạ ánh sáng mặt trời tới pin.
- Phía trước mặt pin phải có lưới bảo vệ, tránh trường hợp mặt kính của pin bị vỡ do
va đập với vật cứng. Vì nếu mặt kính bị vỡ hoặc nứt thì nước sẽ xâm nhập vào trong modul
có thể dẫn tới ngắn mạch gây hỏng pin.
- Giá đỡ dàn pin phải đảm bảo vững chắc (chịu được bão cấp 12).
- Hệ thống chống sét phải đủ độ tin cậy bảo vệ và được đo kiểm tra trước mỗi mùa
mưa bão.
3. Hệ thống nắn điện và chỉnh lưu
3.1. Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ
3.1.1. Sơ đồ nguyên lý
Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ có sơ đồ nguyên lý như hình 2.17a.
Trong đó:
u
v~
là điện áp xoay chiều đầu vào.
U
r
là điện áp đầu ra (điện áp trên phụ tải).
D là điốt làm nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
R
t
là phụ tải.

3.1.2. Nguyên lý làm việc
Giả sử điện áp vào là xoay chiều hình sin (Hình 2.17b).
28
- Tại thời điểm ban đầu (t = 0): Điện áp u

v
= 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ
dương. Dòng điện và điện áp trên tải lúc này cũng bằng 0.
- Từ thời điểm t = 0 đến t = π: Điện áp u
v
ở nửa chu kỳ dương. Giả sử điện thế của
nguồn tương ứng với thời điểm đó là dương ở điểm A và âm ở điểm B. Đi ốt D được phân
cực thuận nên dẫn dòng, dòng điện trong mạch sẽ chạy từ A qua D qua R
t
về B khép kín
mạch. Tải có dòng điện đi qua nên sinh ra điện áp trên tải (U
r
) khi đó có dạng của điện áp
vào.
- Tại thời điểm t = π: Điện áp u
v
= 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ âm. Dòng
điện và điện áp trên tải lúc này cũng bằng 0.
- Từ thời điểm t = π đến t = 2π: Điện áp u
v
ở nửa chu kỳ âm. Điện thế của nguồn
tương ứng với thời điểm này sẽ ngược lại so với trước, tức là dương ở điểm B và âm ở
điểm A. Đi ốt D bị phân cực ngược nên khoá lại, mạch ngoài không có dòng điện chạy
qua. Không có dòng điện đi qua tải nên điện áp trên tải (U
r
) ở thời điểm này bằng không.
- Tại thời điểm t = 2π: Điện áp u
v
= 0 và lại bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ dương.
Dòng điện và điện áp trên tải lúc này cũng bằng 0.

Do điện áp vào có tính chu kỳ, nên từ thời điểm t = 2π trở đi, điện áp u
v
chuyển sang
nửa chu kỳ dương và mạch làm việc hoàn toàn lặp lại.
Như vậy, qua phân tích hơn một chu kỳ điện áp nguồn, ta xây dựng được giản đồ
dạng điện áp ra như hình 2.17b.
- Thực hành:
+ Chuẩn bị :
• Bộ chỉnh lưu nửa chu kỳ có sẵn
• Đồng hồ vạn năng
• Đồng hồ đo dòng điện
• Máy hiện sóng
• Điện trở tải định mức
+ Quan sát dạng của điện áp vào ra và xác định giá trị của chúng:
Bước 1: Đấu điện áp xoay chiều định mức u
đm
tới đầu vào bộ chỉnh lưu.
Bước 2: Bật máy hiện sóng.
Bước 3: Đo dạng điện áp đầu vào bộ chỉnh lưu bằng máy hiện sóng và xác định biên
độ đỉnh của điện áp.
Bước 4: Đo dạng điện áp đầu ra bộ chỉnh lưu khi không có tải thuần trở và khi có tải
thuần trở định mức và xác định biên độ đỉnh của điện áp
Bước 5: Đấu tải dung kháng vào (Đấu tụ lọc nguồn).
Bước 6: Quan sát dạng điện áp đầu ra bộ chỉnh lưu khi có tải dung kháng và xác định
biên độ đỉnh của điện áp.
Bước 7: Rút ra nhận xét và kết luận.
+ Xác định giá trị của dòng điện vào, ra:
Bước1: Đấu điện áp xoay chiều định mức u
đm
vào đầu vào bộ chỉnh lưu.

29