LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Nhu cầu thực tế của đề tài :
Email: [email protected] Mã SV: 101150023
Email: [email protected]
DUT-LRCC
Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng của Việt Nam ngày một gia tăng, khả năng cung cấp các nguồn năng lượng nội địa hạn chế (trữ lượng dầu/khí/than đang dần cạn kiệt) trong khi tiềm năng nguồn Năng lượng tái tạo của Việt Nam rất lớn kèm theo nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất rất cao thì việc xem xét khai thác nguồn Năng lượng tái tạo (NLTT) sẵn có
cho sản xuất điện là rất khả thi cả về công nghệ lẫn hiệu quả kinh tế và môi trường. Trong các năm gần đây, các công nghệ NLTT, trong đó công nghệ Năng lượng mặt trời (NLMT) có tốc độ tăng trưởng cao và liên tục dẫn đến chi phí lắp đặt hệ thống NLMT ngày càng giảm.
Tuy nhiên, trong quá trình vận hành các tấm pin bị bẩn sẽ giảm khả năng hấp thụ bức
xạ, giảm nguồn năng lượng tạo ra và gây tổn thất năng lượng có thể lên đến 50%. Điều
này, cũng làm giảm hiệu quả đầu tư của dự án và giảm tuổi thọ của pin qua thời gian.
Vấn đề đặt ra là phải làm ra thiết bị vệ sinh các tấm Pv một cách hiệu quả mà giảm bớt
sức lao động của con người nâng cao năng suất. Vi lý do đó nên chúng em làm ra đề tài
này để giải quyết vấn đề nêu trên.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.
Nội dung đề tài đã thực hiện :
Số trang thuyết minh: Số bản vẽ:
Mô hình:
Kết quả đã đạt được:
49 trang 6 Ao
1 máy
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................i LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................ii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 1
1.1 Tổng quan .................................................................................................................. 1 1.1.1 Tổng quan về điện mặt trời ở việt nam .............................................................. 1 ........................................................ 2 .......................................................... 3 .......................................................... 4 ............................................................................. 4 .................................................................................................. 5 ................................................................................................ 5 1.3 Tiềm năng sản phẩm sau khi hoàn thiện ................................................................... 6 1.4 Ứng dụng của máy với nhu cầu thực tế.....................................................................7 CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY .................................................... 8 2.1 Thiết kế phác thảo hệ thống và phân tích chức năng ................................................ 8 ................................................................................ 8 ............................................................................................ 8 ........................................................................ 10 ...................................................................................................... 10 ...................................................................................................... 10 ...................................................................................................... 11 ...................................................................................................... 11 ............................................................................................. 12 ................................................................................................ 12 ............................................................................................. 14 ...................................................................................... 15 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC MÁY...............................................................16 .......................................................................................... 16 .............................................................................. 16 ................................................................ 16
iii
1.1.2 Công nghệ sản xuất điện mặt trời hiện nay
1.1.3 Vì sao cần vệ sinh tấm PV thường xuyên 1.2 Một số phương pháp vệ sinh tấm PV hiện nay
1.2.1 Vệ sinh bằng giẻ lau và nước 1.2.2 Sử dụng khí nén
1.2.3 Phun nước áp lực
2.1.1 Thiết kế phác thảo hệ thống
2.1.2 Phân tích chức năng
2.2 Chọn phương án dẩn động cho máy
2.2.1 Phương án 1
2.2.2 Phương án 2
2.2.3 Phương án 3
2.2.4 Phương án 4
2.3 Sơ đồ khối hệ thống 2.3.1. Sơ đồ tổng quát 2.3.2. Lưu đồ thuật toán
2.4 Những khó khăn của đồ án
3.1 Tính toán động học máy
3.1.1 Tính sơ bộ khối lượng máy
3.1.2 Tính chọn động cơ, và hộp giảm tốc
DUT-LRCC
....................................................... 17 ................................................................................................. 17 ............................................................................................ 19 c. Tính các thông số trên trục .................................................................................... 19 ................................................................................... 20 .................................................................................... 26 ................................................................................................. 27 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN LINH KIỆN..........................................................................30 ................................................................................................... 30 .................................................................... 30 .......................................................................................................... 31 ............................................................................... 33 ................................................................................................. 34 .......................................................................................... 35 ................................................................................. 35 ........................................................................................................... 35 4.2 Thiết kế mạch điện và chương trình điều khiển ...................................................... 37 ........................................................................................... 37 ......................................................................... 38 CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ TỔNG KẾT ..................................................... 42 ....................................................................................................... 42 ....................................................................................................... 42 ................................................................ 42 ........................... 44 ................................................................................. 46 ................................................................................................................... 46 5.3.2 Đánh giá tổng thể về thiết kế............................................................................46 5.3.1 Kết quả của nhóm..........................................................................................47 KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 49
iv
3.1.2.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền a. Chọn động cơ điện
b. Phân phối tỉ số truyền
3.1.2.2 Thiết kế bộ truyền đai. 3.1.2.3 Thiết kế trục công tác b. Tính gần đúng trục
4.1 Lựa chọn linh kiện
4.1.1 Chọn bánh xe di chuyển cho máy 4.1.2. Cảm biến
4.1.3 Gối đỡ vòng bi trục ngang.
4.1.4 Khớp nối mềm.
4.1.5. Phần mềm Arduino
a. Giới thiệu chung về Arduino
b. Arduini Uno
4.2.1 Thiết kế mạch điện
4.2.2. Code chương trình điều khiển
5.1 Mô hình thiết kế 5.2 Chế tạo mô hình
5.2.1 Chế tạo 4 tấm nhôm làm khung máy
5.2.2 Chế tạo bánh xe dẫn hướng và chống lật cho máy ở hai bên 5.3.3 Chế tạo chổi lau cho máy
5.3 Tổng kết
DUT-LRCC
DUT-LRCC
v
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan
1.1.1 Tổng quan về điện mặt trời ở việt nam
- Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng của Việt Nam ngày một gia tăng, khả năng cung cấp các nguồn năng lượng nội địa hạn chế (trữ lượng dầu/khí/than đang dần cạn kiệt) trong khi tiềm năng nguồn Năng lượng tái tạo của Việt Nam rất lớn kèm theo nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất rất cao thì việc xem xét khai thác nguồn Năng lượng tái tạo (NLTT) sẵn có cho sản xuất điện là rất khả thi cả về công nghệ lẫn hiệu quả kinh tế và môi trường.
Trong các năm gần đây, các công nghệ NLTT, trong đó công nghệ Năng lượng mặt trời
(NLMT) có tốc độ tăng trưởng cao và liên tục dẫn đến chi phí lắp đặt hệ thống NLMT ngày càng giảm.
Theo Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 (Tổng sơ đồ phát triển điện 7 hiệu chỉnh). Kế hoạch và mục tiêu cho điện mặt trời quyết định này đã nêu rõ: Đưa tổng công suất nguồn điện mặt trời từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 850MW vào năm 2020, khoảng 4.000 MW vào năm 2025 và khoảng 12/000 MW vào năm 2030; Điện năng sản xuất từ nguồn điện mặt trời chiếm tỷ trọng khoảng 0,5% năm 2020, khoảng 1,6% vào năm 2025 và khoảng 3,3% vào năm 2030.
DUT-LRCC
Hình 1-1: sử dụng các tấm pin để sản xuất điện
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 1
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
1.1.2 Công nghệ sản xuất điện mặt trời hiện nay
- Hiện nay, công nghệ NLMT phục vụ cho sản xuất điện được phân chia thành 2 loại: (1) Công nghệ quang điện (Solar Photovoltaic, PV); (2) Công nghệ NLMT hội tụ (Concentrating Solar Thermal Power, CSP) hay công nghệ nhiệt điện mặt trời.
DUT-LRCC
Hình 1-2: Mô đun thu và chuyển đổi năng lượng mặt trời
- Trong đó Công nghệ quang điện (Solar Photovoltaic, PV) được sử dụng nhiều hơn cả.Thiết bị thu và chuyển đổi NLMT là các mô đun pin mặt trời (PMT), nó biến đổi trực tiếp NLMT thành điện năng (dòng một chiều, DC). Nhờ các bộ biến đổi điện (Inverter) dòng điện DC được chuyển thành dòng xoay chiều, AC. Dàn PMT gồm nhiều mô đun PMT ghép nối lại, có thể có công suất từ vài chục W đến vài chục MW. Hệ nguồn này có cấu trúc đơn giản, hoạt động tin cậy và lâu dài, công việc vận hành và bảo trì bảo dưỡng
cũng đơn giản và chi phí rất thấp.
Hiện tại, công nghệ tinh thể bán dẫn silicon - crystalline silicon (c-Si) và công nghệ màng mỏng thin-film (TF) chiếm đa số trên thị trường PV. Công nghệ c-Si PV sử dụng vật liệu silicon có độ tinh khiết cao được dùng làm tế bào quang điện. Công nghệ TF gồm các màng mỏng bằng vật liệu bán dẫn phủ bên ngoài các chất nền rẻ tiền, kích thước lớn như thủy tinh, polymer hay kim loại. Trong đó, công nghệ c-Si lâu đời hơn và hiện là công nghệ chiếm 85-90% thị phần.
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 2
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
1.1.3 Vì sao cần vệ sinh tấm PV thường xuyên
Hình 1-3: một bên là tấm PV chưa lau và một bên tấm PV đã vệ sinh
-Yêu cầu đặt ra chúng ta phải tìm ra các phương pháp làm sạch tấm pin một cách hiệu quả và tiết kiệm nhất. Đồ án của nhóm là một Robot tự động làm sạch các tấm PV nhằm mục đích giảm tổn thất hiệu quả của các mảng bảng năng lượng mặt trời hiện có. Hệ thống làm sạch bề mặt của mỗi bảng để tăng năng lượng. Sau khi được triển khai trên các mảng pin mặt trời thương mại, hệ thống này nhằm mục đích cải thiện sản lượng năng lượng của mỗi tấm. Hệ thống này được thiết kế để thực hiện trên các mảng thương mại lớn, nhằm giảm sức lao động của con người,tang năng suất, cũng như loại bỏ các nguy cơ tiềm ẩn đối với chất tẩy rửa con người.
- Tuy nhiên, trên thực tế một trong các yếu tố quan trọng để tối đa khả năng hoạt động
của Nhà máy Điện mặt trời là đảm bảo duy trì hiệu suất các tấm pin. Tuy nhiên, trong quá
trình vận hành các tấm pin bị bẩn sẽ giảm khả năng hấp thụ bức xạ, giảm nguồn năng lượng
tạo ra và gây tổn thất năng lượng có thể lên đến 50%. Điều này, cũng làm giảm hiệu quả
đầu tư của dự án và giảm tuổi thọ của pin qua thời gian.
DUT-LRCC
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 3
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
- Tùy theo quy mô lớn hay nhỏ như: hộ gia đình, trường học, công ty điện.... mà ta các phương pháp vệ sinh khác nhau. Sau đâu ta sẽ tìm hiểu về một số phương pháp vệ sinh tấm PV hay sử dụng.
Phung nước áp lực
1.2.1 Vệ sinh bằng giẻ lau và nước
Hình 1-4 : vệ sinh tấp PV bằng phương pháp thủ công
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 4
1.2 Một số phương pháp vệ sinh tấm PV hiện nay
Một số pp làm sạch Pin
Vệ sinh bằng giẻ lau và nước
Sử dụng khí nén
DUT-LRCC
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp:
Ưu điểm:
Dễ sử dụng
Có thể sử dụng cho khu vực dễ tiếp cận.
Không cần hệ thống điều khiển.
Bảo trì rất thấp.
Phân tích ưu nhược điểm: Ưu điểm:
Không tiêu thụ nước.
Dễ dàng kiểm soát và có thể sử dụng.
Hình 1-5 : Vệ sinh tấm PV bằng phun nước áp lực
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 5
Nhược điểm:
Tiêu thụ nước cao
Cần con người mọi lúc.
Không thể sử dụng cho các nơi
có quy mô lớn.
Nhược điểm:
Cần nguồn điện để bật.
Cần có sự điều khiển và làm việc của con người
Hiệu quả không cao.
1.2.2 Sử dụng khí nén
DUT-LRCC
1.2.3 Phun nước áp lực
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời Phân tích ưu nhược điểm:
Ưu điểm:
Hệ thống không phức tạp.
Dễ dàng kiểm soát và có thể sử dụng.
Chúng ta có thể thêm xà phòng cho các tấm kính sạch hơn.
Nhược điểm:
Tiêu thụ nước rất cao.
Chúng ta cần phần cứng bên ngoài trên mô đun pv
Khó kiểm soát được lượng nước.
Việc giảm hiệu quả lớn của các tấm pin mặt trời từ việc làm bẩn là một hiện tượng phổ biến và làm sạch các tấm pin mặt trời không phải là một khái niệm mới. Có một thị trường cạnh tranh cho các giải pháp giữ cho các tấm pin mặt trời hoạt động với hiệu suất cao nhất, bao gồm các thiết bị tự động làm sạch nhiều tấm pin mặt trời.
Phương pháp phổ biến nhất để làm sạch các tấm pin mặt trời là lao động thủ công. Lao động thủ công liên quan đến chủ sở hữu các tấm pin mặt trời, hay một cơ quan bên ngoài, làm sạch các tấm pin của họ bằng các phương pháp tương tự được sử dụng để làm sạch kính. Mặc dù đây là một cách hiệu quả để khôi phục các tấm pin mặt trời với hiệu quả tối ưu của chúng, có một số nhược điểm khi sử dụng lao động thủ công.
Một vấn đề lớn là sự an toàn của người lao động. Các tấm pin mặt trời thường được đặt ở những nơi khó tiếp cận mà không có lối đi an toàn để chất tẩy rửa hoạt động hiệu quả. Một vấn đề khác là tần suất làm sạch. Do việc thuê người dọn dẹp để liên tục bảo trì các tấm pin có thể tốn kém và mất thời gian.
Hình : Vệ sinh tấm PV bằng robot
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 6
1.3 Tiềm năng sản phẩm sau khi hoàn thiện
DUT-LRCC
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
Nếu việc làm sạch được thực hiện ít thường xuyên hơn sẽ sử dụng ít năng lượng hơn cho việc làm sạch, nhưng mất điện do các tấm pin mặt trời không hoạt động hết hiệu quả. Tần suất làm sạch lý tưởng rất khó để ước tính vì tốc độ làm bẩn phụ thuộc vào điều kiện môi trường địa phương. Thời gian làm sạch cơ bản trong hai tuần là đủ cho hầu hết các lắp đặt năng lượng mặt trời.
Khách hàng chính của chúng em cho sản phẩm này là các công ty vận hành mảng năng lượng mặt trời thương mại lớn. Các cơ sở này có số lượng lớn các tấm pin để tạo ra lượng năng lượng mặt trời đáng kể. Các công ty vận hành các mảng này có động nhu cầu cao về thiết bị, máy móc để giữ cho các tấm pin mặt trời của họ hoạt động với hiệu quả tối đa. Các công ty này có cả các nguồn lực và khuyến khích để sử dụng các phẩm của chúng em. Mong muốn hàng đầu của các công ty này là giảm thiểu chi phí nhân, sức lạo động con người và nhiên liệu liên quan đến các phương pháp làm sạch hiện tại.
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 7
1.4 Ứng dụng của máy với nhu cầu thực tế
DUT-LRCC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Nhu cầu thực tế của đề tài :
Email: [email protected] Mã SV: 101150023
Email: [email protected]
DUT-LRCC
Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng của Việt Nam ngày một gia tăng, khả năng cung cấp các nguồn năng lượng nội địa hạn chế (trữ lượng dầu/khí/than đang dần cạn kiệt) trong khi tiềm năng nguồn Năng lượng tái tạo của Việt Nam rất lớn kèm theo nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất rất cao thì việc xem xét khai thác nguồn Năng lượng tái tạo (NLTT) sẵn có
cho sản xuất điện là rất khả thi cả về công nghệ lẫn hiệu quả kinh tế và môi trường. Trong các năm gần đây, các công nghệ NLTT, trong đó công nghệ Năng lượng mặt trời (NLMT) có tốc độ tăng trưởng cao và liên tục dẫn đến chi phí lắp đặt hệ thống NLMT ngày càng giảm.
Tuy nhiên, trong quá trình vận hành các tấm pin bị bẩn sẽ giảm khả năng hấp thụ bức
xạ, giảm nguồn năng lượng tạo ra và gây tổn thất năng lượng có thể lên đến 50%. Điều
này, cũng làm giảm hiệu quả đầu tư của dự án và giảm tuổi thọ của pin qua thời gian.
Vấn đề đặt ra là phải làm ra thiết bị vệ sinh các tấm Pv một cách hiệu quả mà giảm bớt
sức lao động của con người nâng cao năng suất. Vi lý do đó nên chúng em làm ra đề tài
này để giải quyết vấn đề nêu trên.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời.
Nội dung đề tài đã thực hiện :
Số trang thuyết minh: Số bản vẽ:
Mô hình:
Kết quả đã đạt được:
49 trang 6 Ao
1 máy
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................i LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................ii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 1
1.1 Tổng quan .................................................................................................................. 1 1.1.1 Tổng quan về điện mặt trời ở việt nam .............................................................. 1 ........................................................ 2 .......................................................... 3 .......................................................... 4 ............................................................................. 4 .................................................................................................. 5 ................................................................................................ 5 1.3 Tiềm năng sản phẩm sau khi hoàn thiện ................................................................... 6 1.4 Ứng dụng của máy với nhu cầu thực tế.....................................................................7 CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY .................................................... 8 2.1 Thiết kế phác thảo hệ thống và phân tích chức năng ................................................ 8 ................................................................................ 8 ............................................................................................ 8 ........................................................................ 10 ...................................................................................................... 10 ...................................................................................................... 10 ...................................................................................................... 11 ...................................................................................................... 11 ............................................................................................. 12 ................................................................................................ 12 ............................................................................................. 14 ...................................................................................... 15 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC MÁY...............................................................16 .......................................................................................... 16 .............................................................................. 16 ................................................................ 16
iii
1.1.2 Công nghệ sản xuất điện mặt trời hiện nay
1.1.3 Vì sao cần vệ sinh tấm PV thường xuyên 1.2 Một số phương pháp vệ sinh tấm PV hiện nay
1.2.1 Vệ sinh bằng giẻ lau và nước 1.2.2 Sử dụng khí nén
1.2.3 Phun nước áp lực
2.1.1 Thiết kế phác thảo hệ thống
2.1.2 Phân tích chức năng
2.2 Chọn phương án dẩn động cho máy
2.2.1 Phương án 1
2.2.2 Phương án 2
2.2.3 Phương án 3
2.2.4 Phương án 4
2.3 Sơ đồ khối hệ thống 2.3.1. Sơ đồ tổng quát 2.3.2. Lưu đồ thuật toán
2.4 Những khó khăn của đồ án
3.1 Tính toán động học máy
3.1.1 Tính sơ bộ khối lượng máy
3.1.2 Tính chọn động cơ, và hộp giảm tốc
DUT-LRCC
....................................................... 17 ................................................................................................. 17 ............................................................................................ 19 c. Tính các thông số trên trục .................................................................................... 19 ................................................................................... 20 .................................................................................... 26 ................................................................................................. 27 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN LINH KIỆN..........................................................................30 ................................................................................................... 30 .................................................................... 30 .......................................................................................................... 31 ............................................................................... 33 ................................................................................................. 34 .......................................................................................... 35 ................................................................................. 35 ........................................................................................................... 35 4.2 Thiết kế mạch điện và chương trình điều khiển ...................................................... 37 ........................................................................................... 37 ......................................................................... 38 CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ TỔNG KẾT ..................................................... 42 ....................................................................................................... 42 ....................................................................................................... 42 ................................................................ 42 ........................... 44 ................................................................................. 46 ................................................................................................................... 46 5.3.2 Đánh giá tổng thể về thiết kế............................................................................46 5.3.1 Kết quả của nhóm..........................................................................................47 KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 49
iv
3.1.2.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền a. Chọn động cơ điện
b. Phân phối tỉ số truyền
3.1.2.2 Thiết kế bộ truyền đai. 3.1.2.3 Thiết kế trục công tác b. Tính gần đúng trục
4.1 Lựa chọn linh kiện
4.1.1 Chọn bánh xe di chuyển cho máy 4.1.2. Cảm biến
4.1.3 Gối đỡ vòng bi trục ngang.
4.1.4 Khớp nối mềm.
4.1.5. Phần mềm Arduino
a. Giới thiệu chung về Arduino
b. Arduini Uno
4.2.1 Thiết kế mạch điện
4.2.2. Code chương trình điều khiển
5.1 Mô hình thiết kế 5.2 Chế tạo mô hình
5.2.1 Chế tạo 4 tấm nhôm làm khung máy
5.2.2 Chế tạo bánh xe dẫn hướng và chống lật cho máy ở hai bên 5.3.3 Chế tạo chổi lau cho máy
5.3 Tổng kết
DUT-LRCC
DUT-LRCC
v
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan
1.1.1 Tổng quan về điện mặt trời ở việt nam
- Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng của Việt Nam ngày một gia tăng, khả năng cung cấp các nguồn năng lượng nội địa hạn chế (trữ lượng dầu/khí/than đang dần cạn kiệt) trong khi tiềm năng nguồn Năng lượng tái tạo của Việt Nam rất lớn kèm theo nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất rất cao thì việc xem xét khai thác nguồn Năng lượng tái tạo (NLTT) sẵn có cho sản xuất điện là rất khả thi cả về công nghệ lẫn hiệu quả kinh tế và môi trường.
Trong các năm gần đây, các công nghệ NLTT, trong đó công nghệ Năng lượng mặt trời
(NLMT) có tốc độ tăng trưởng cao và liên tục dẫn đến chi phí lắp đặt hệ thống NLMT ngày càng giảm.
Theo Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 (Tổng sơ đồ phát triển điện 7 hiệu chỉnh). Kế hoạch và mục tiêu cho điện mặt trời quyết định này đã nêu rõ: Đưa tổng công suất nguồn điện mặt trời từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 850MW vào năm 2020, khoảng 4.000 MW vào năm 2025 và khoảng 12/000 MW vào năm 2030; Điện năng sản xuất từ nguồn điện mặt trời chiếm tỷ trọng khoảng 0,5% năm 2020, khoảng 1,6% vào năm 2025 và khoảng 3,3% vào năm 2030.
DUT-LRCC
Hình 1-1: sử dụng các tấm pin để sản xuất điện
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 1
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
1.1.2 Công nghệ sản xuất điện mặt trời hiện nay
- Hiện nay, công nghệ NLMT phục vụ cho sản xuất điện được phân chia thành 2 loại: (1) Công nghệ quang điện (Solar Photovoltaic, PV); (2) Công nghệ NLMT hội tụ (Concentrating Solar Thermal Power, CSP) hay công nghệ nhiệt điện mặt trời.
DUT-LRCC
Hình 1-2: Mô đun thu và chuyển đổi năng lượng mặt trời
- Trong đó Công nghệ quang điện (Solar Photovoltaic, PV) được sử dụng nhiều hơn cả.Thiết bị thu và chuyển đổi NLMT là các mô đun pin mặt trời (PMT), nó biến đổi trực tiếp NLMT thành điện năng (dòng một chiều, DC). Nhờ các bộ biến đổi điện (Inverter) dòng điện DC được chuyển thành dòng xoay chiều, AC. Dàn PMT gồm nhiều mô đun PMT ghép nối lại, có thể có công suất từ vài chục W đến vài chục MW. Hệ nguồn này có cấu trúc đơn giản, hoạt động tin cậy và lâu dài, công việc vận hành và bảo trì bảo dưỡng
cũng đơn giản và chi phí rất thấp.
Hiện tại, công nghệ tinh thể bán dẫn silicon - crystalline silicon (c-Si) và công nghệ màng mỏng thin-film (TF) chiếm đa số trên thị trường PV. Công nghệ c-Si PV sử dụng vật liệu silicon có độ tinh khiết cao được dùng làm tế bào quang điện. Công nghệ TF gồm các màng mỏng bằng vật liệu bán dẫn phủ bên ngoài các chất nền rẻ tiền, kích thước lớn như thủy tinh, polymer hay kim loại. Trong đó, công nghệ c-Si lâu đời hơn và hiện là công nghệ chiếm 85-90% thị phần.
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 2
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
1.1.3 Vì sao cần vệ sinh tấm PV thường xuyên
Hình 1-3: một bên là tấm PV chưa lau và một bên tấm PV đã vệ sinh
-Yêu cầu đặt ra chúng ta phải tìm ra các phương pháp làm sạch tấm pin một cách hiệu quả và tiết kiệm nhất. Đồ án của nhóm là một Robot tự động làm sạch các tấm PV nhằm mục đích giảm tổn thất hiệu quả của các mảng bảng năng lượng mặt trời hiện có. Hệ thống làm sạch bề mặt của mỗi bảng để tăng năng lượng. Sau khi được triển khai trên các mảng pin mặt trời thương mại, hệ thống này nhằm mục đích cải thiện sản lượng năng lượng của mỗi tấm. Hệ thống này được thiết kế để thực hiện trên các mảng thương mại lớn, nhằm giảm sức lao động của con người,tang năng suất, cũng như loại bỏ các nguy cơ tiềm ẩn đối với chất tẩy rửa con người.
- Tuy nhiên, trên thực tế một trong các yếu tố quan trọng để tối đa khả năng hoạt động
của Nhà máy Điện mặt trời là đảm bảo duy trì hiệu suất các tấm pin. Tuy nhiên, trong quá
trình vận hành các tấm pin bị bẩn sẽ giảm khả năng hấp thụ bức xạ, giảm nguồn năng lượng
tạo ra và gây tổn thất năng lượng có thể lên đến 50%. Điều này, cũng làm giảm hiệu quả
đầu tư của dự án và giảm tuổi thọ của pin qua thời gian.
DUT-LRCC
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 3
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
- Tùy theo quy mô lớn hay nhỏ như: hộ gia đình, trường học, công ty điện.... mà ta các phương pháp vệ sinh khác nhau. Sau đâu ta sẽ tìm hiểu về một số phương pháp vệ sinh tấm PV hay sử dụng.
Phung nước áp lực
1.2.1 Vệ sinh bằng giẻ lau và nước
Hình 1-4 : vệ sinh tấp PV bằng phương pháp thủ công
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 4
1.2 Một số phương pháp vệ sinh tấm PV hiện nay
Một số pp làm sạch Pin
Vệ sinh bằng giẻ lau và nước
Sử dụng khí nén
DUT-LRCC
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp:
Ưu điểm:
Dễ sử dụng
Có thể sử dụng cho khu vực dễ tiếp cận.
Không cần hệ thống điều khiển.
Bảo trì rất thấp.
Phân tích ưu nhược điểm: Ưu điểm:
Không tiêu thụ nước.
Dễ dàng kiểm soát và có thể sử dụng.
Hình 1-5 : Vệ sinh tấm PV bằng phun nước áp lực
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 5
Nhược điểm:
Tiêu thụ nước cao
Cần con người mọi lúc.
Không thể sử dụng cho các nơi
có quy mô lớn.
Nhược điểm:
Cần nguồn điện để bật.
Cần có sự điều khiển và làm việc của con người
Hiệu quả không cao.
1.2.2 Sử dụng khí nén
DUT-LRCC
1.2.3 Phun nước áp lực
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời Phân tích ưu nhược điểm:
Ưu điểm:
Hệ thống không phức tạp.
Dễ dàng kiểm soát và có thể sử dụng.
Chúng ta có thể thêm xà phòng cho các tấm kính sạch hơn.
Nhược điểm:
Tiêu thụ nước rất cao.
Chúng ta cần phần cứng bên ngoài trên mô đun pv
Khó kiểm soát được lượng nước.
Việc giảm hiệu quả lớn của các tấm pin mặt trời từ việc làm bẩn là một hiện tượng phổ biến và làm sạch các tấm pin mặt trời không phải là một khái niệm mới. Có một thị trường cạnh tranh cho các giải pháp giữ cho các tấm pin mặt trời hoạt động với hiệu suất cao nhất, bao gồm các thiết bị tự động làm sạch nhiều tấm pin mặt trời.
Phương pháp phổ biến nhất để làm sạch các tấm pin mặt trời là lao động thủ công. Lao động thủ công liên quan đến chủ sở hữu các tấm pin mặt trời, hay một cơ quan bên ngoài, làm sạch các tấm pin của họ bằng các phương pháp tương tự được sử dụng để làm sạch kính. Mặc dù đây là một cách hiệu quả để khôi phục các tấm pin mặt trời với hiệu quả tối ưu của chúng, có một số nhược điểm khi sử dụng lao động thủ công.
Một vấn đề lớn là sự an toàn của người lao động. Các tấm pin mặt trời thường được đặt ở những nơi khó tiếp cận mà không có lối đi an toàn để chất tẩy rửa hoạt động hiệu quả. Một vấn đề khác là tần suất làm sạch. Do việc thuê người dọn dẹp để liên tục bảo trì các tấm pin có thể tốn kém và mất thời gian.
Hình : Vệ sinh tấm PV bằng robot
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 6
1.3 Tiềm năng sản phẩm sau khi hoàn thiện
DUT-LRCC
Đề tài: Thiết kế và chế tạo robot vệ sinh tấm Pin năng lượng mặt trời
Nếu việc làm sạch được thực hiện ít thường xuyên hơn sẽ sử dụng ít năng lượng hơn cho việc làm sạch, nhưng mất điện do các tấm pin mặt trời không hoạt động hết hiệu quả. Tần suất làm sạch lý tưởng rất khó để ước tính vì tốc độ làm bẩn phụ thuộc vào điều kiện môi trường địa phương. Thời gian làm sạch cơ bản trong hai tuần là đủ cho hầu hết các lắp đặt năng lượng mặt trời.
Khách hàng chính của chúng em cho sản phẩm này là các công ty vận hành mảng năng lượng mặt trời thương mại lớn. Các cơ sở này có số lượng lớn các tấm pin để tạo ra lượng năng lượng mặt trời đáng kể. Các công ty vận hành các mảng này có động nhu cầu cao về thiết bị, máy móc để giữ cho các tấm pin mặt trời của họ hoạt động với hiệu quả tối đa. Các công ty này có cả các nguồn lực và khuyến khích để sử dụng các phẩm của chúng em. Mong muốn hàng đầu của các công ty này là giảm thiểu chi phí nhân, sức lạo động con người và nhiên liệu liên quan đến các phương pháp làm sạch hiện tại.
SVTH: Nguyễn Trọng Thiện, Nguyễn Văn Hường Trang 7
1.4 Ứng dụng của máy với nhu cầu thực tế
DUT-LRCC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links