Thiết kế, mô phỏng, lắp đặt bộ tăng áp DC/DC của pin mặt trời cho tải một chiều

Abstract

Ngày nay, khi các vấn đề ô nhiễm môi trường gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, nhiên liệu hóa thạch (than, dầu,…) ngày càng cạn kiệt, đòi hỏi chúng ta phải thay đổi hướng phát triển và tìm cách khai thác tối đa nguồn năng lượng tái tạo (mặt trời, gió,…). Với những ưu điểm nổi bật như: vô tận, sạch, có sẵn; năng lượng tái tạo càng được ứng dụng rộng rãi trên hầu hết các nước trên thế giới. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm kể trên, chúng cũng có nhiều hạn chế về hiệu suất làm việc và chịu ảnh hưởng nhiều bởi các điều kiện thời tiết: bức xạ, nhiệt độ…. Vì vậy các bộ biến đổi điện tử công suất cần được tích hợp kèm theo phương pháp điều khiển. Một số bộ chuyển đổi DC/DC không thể đảm bảo khả năng hoạt động liên tục để cung cấp năng lượng cho phụ tải, điển hình là bộ giảm áp DC/DC. Khi điện áp đầu vào thấp hơn mong muốn ở đầu ra, thì bộ chuyển đổi này không thể hoạt động nếu như tải một chiều yêu cầu điện áp cao hơn mức có thể biến đổi, có thể thấy rõ nhất là khi ánh sáng yếu (buổi tối, pin bị che khuất nhiều). Do đó cần có một bộ chuyển đổi DC/DC trong mọi điệu kiện ánh sáng và vẫn phải đảm bảo độ ổn định điện áp đầu ra cung cấp cho các tải 1 chiều. Do hạn chế về mặt thời gian, luận văn này mô hình hóa mạch tăng áp DC/DC trên phần mềm Matlab/Simulink, thiết kế bộ điều khiển PI để đảm bảo sự ổn định cho điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi. Từ kết quả mô phỏng thu được, một mô hình thực tế mạch tăng áp DC/DC kết hợp phương pháp điều khiển được lắp đặt với mục đích kiểm chứng khả năng hoạt động thực tế so với lý thuyết. Kết quả đạt được cho thấy mạch thực tế hoạt động rất ổn định, điện áp đầu ra thu được đáp ứng nhanh với yêu cầu và gần giống với quá trình mô phỏng.