Bài giảng Năng lượng tái tạo - Chương 2: Năng lượng điện mặt trời - Trần Công Binh

Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 1 
0 
Bài giảng: 
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 
ĐH BÁCH KHOA TP.HCM 
Giảng viên: ThS. Trần Công Binh 
8/2013 
Năng lượng tái tạo 1 
C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI 
1. Nguồn năng lƣợng mặt trời (thiên văn) 
2. Tế bào quang điện 
3. Đặc tuyến I-V của pin quang điện 
4. Công nghệ chế tạo pin quang điện 
5. Đặc tính làm việc của pin quang điện 
6. Hệ điện mặt trời độc lập 
7. Hệ điện mặt trời hòa lƣới 
8. Tính toán kinh tế cho hệ hòa lƣới 
9. Xu hƣớng sử dụng năng lƣợng mặt trời 
10.Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 2 
Năng lượng tái tạo 2 
C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI 
Năng lượng tái tạo 3 
1. Nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời 
• Trƣớc khi nói về năng lƣợng mặt trời, hãy tìm 
hiểu về mặt trời: 
• Nhƣ cƣờng độ ánh nắng ra sao 
• Vị trí của mặt trời ở đâu tại mọi thời điểm 
• Bức xạ mặt trời ra sao (insolation: incident solar 
radiation) 
• Từ đó xác định bức xạ trung bình nhận đƣợc mỗi 
ngày 
• Và chọn vị trí và góc lắp đặt dàn pin mặt trời sao 
cho hiệu quả nhất 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 3 
Năng lượng tái tạo 4 
noyau 
Earth 
0,3 109 GWh 
Renewable energy ressources on Earth by year 
su
n
 1600 109 GWh 
30% 
directly 
re-emitted to 
space 
Moon 
25 106 GWh 
45% 
720 109 
GWh 
transforme
d 
In heat 
25% 
converted at 
surface 
and 
atmosphère 
Réf. : human activities : 140. 106 GWh 
 Photosynthesis 
(0,24%) 109 GWh 
Hydrocarbon fossil = stored solar energy 
- Hydro cycles 
(88%) 350 109 GWh 
- wind, waves 32 109 GWh 
27 years = 1 day 
Năng lượng tái tạo 5 
Nguồn năng lượng mặt trời 
SC = 
hằng 
số mặt 
trời = 
1.377 
kW/m2 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 4 
Năng lượng tái tạo 6 
Bức xạ của lỗ đen và mặt trời 
• Mặt trời 
– Đƣờng kính 1.4 triệu km 
– Tổng công suất bức xạ điện từ là 3.8 x 1020 MW 
• Vật thể đen 
– Là vật thể vừa hấp thụ hoàn toàn, vừa bức xạ hoàn hảo 
– Bức xạ hoàn hảo – phát xạ lƣợng năng lƣợng trên mỗi 
đơn vị diện tích nhiều hơn bất kỳ một vật thể thực ở 
cùng nhiệt độ. 
– Hấp thụ hoàn toàn – hấp thụ tất cả bức xạ, hoàn toàn 
không có phản xạ. 
Năng lượng tái tạo 7 
Định luật Plank 
• Định luật Plank – bƣớc sóng phát xạ từ vật thể đen phụ 
thuộc vào nhiệt độ của nó 
 8
5
3.74 10
 (7.1)
14400
exp 1
E
T



• λ = bƣớc sóng (μm) 
• Eλ = công suất phát xạ trên mỗi đơn vị diện tích của 
vật thể đen (W/m2-μm) 
• T = nhiệt độ tuyệt đối (K) 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 5 
Năng lượng tái tạo 8 
Phổ điện từ 
Source: www.en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation 
Ánh sáng nhìn thấy đƣợc có bƣớc sóng trong khoảng 0.4 đến 0.7 μm, 
với bƣớc sóng của tia tử ngoại ngắn hơn và tia hồng ngoài dài hơn 
Năng lượng tái tạo 9 
Phổ bức xạ của trái đất ở 288oK 
Trái đất là một vật thể đen phát xạ ở 288K 
Hình 7.1 
Diện tích dƣới đƣờng cong là tổng công suất bức xạ phát ra 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 6 
Năng lượng tái tạo 10 
Định luật Stefan-Boltzmann 
• Tổng công suất bức xạ của vật thể đen đƣợc tính bằng 
định luật bức xạ Stefan –Boltzman 
4 (7.2)E A T 
• E = tổng mức phát xạ của vật thể đen (W) 
• σ = hằng số Stefan-Boltzmann = 5.67x10-8 W/m2-K4 
• T = nhiệt độ tuyệt đối (K) 
• A = tổng diện tích bề mặt của vật thể đen (m2) 
Năng lượng tái tạo 11 
Quy tắc Wien 
• Bƣớc sóng mà công suất bức xạ trên mỗi đơn vị diện 
tích lớn nhất là 
• T = nhiệt độ tuyệt đối (K) 
• λ = bƣớc sóng (μm) 
• λmax =0.5 μm cho mặt trời, T = 5800 K 
• λmax = 10.1 μm với trái đất (một vật đen), T = 288 K 
max
2898
( ) (7.3)
( )
  
o
m
T K
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 7 
Năng lượng tái tạo 12 
Bức xạ của trái đất 
• Ví dụ 7.1: Trái đất là một vật thể đen, có 
nhiệt độ trung bình 17oC, diện tích bề mặt 
5,1x1014m2. Tính công suất bức xạ và bƣớc 
sóng có công suất bức xạ đỉnh. So sánh với 
bƣớc sóng bức xạ đỉnh của mặt trời 5800oK. 
4 (7.2)E A T 
max
2898
( ) (7.3)
( )
  
o
m
T K
Năng lượng tái tạo 13 
Phổ bức xạ của mặt trời bên ngoài khí quyển 
Hình 7.2 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 8 
Năng lượng tái tạo 14 
Tỷ trọng khí quyển m - Air Mass Ratio 
• h1 = chiều dài đƣờng đi qua bầu khí quyển với ánh 
nắng mặt trời ngay trên đỉnh đầu 
• h2 = chiều dài đƣờng đi qua bầu khí quyển để đến bề 
mặt trái đất 
• β = góc cao độ của mặt trời 
Hình 7.3 
 Khi tia nắng băng 
qua bầu khí quyển, 
lƣợng năng lƣợng 
đến đƣợc bề mặt 
trái đất sẽ bị suy 
hao 
Năng lượng tái tạo 15 
Tỷ trọng khí quyển - Air Mass Ratio 
• Air Mass ratio bằng 1 (“AM1”) đồng nghĩa với mặt trời 
ngay trên đỉnh đầu (m=1) 
• AM0 ở bên ngoài bầu khí quyển 
• AM1.5 là trị trung bình trên bề mặt trái đất (m=1.5) 
2
1
1
air mass ratio = (7.4)
sin
h
m
h 
Hình 7.3 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 9 
Năng lượng tái tạo 16 
Phổ mặt trời trên bề mặt trái đất 
Năng lượng tái tạo 17 
Phổ mặt trời trên bề mặt trái đất 
m tăng lên khi 
mặt trời xuống 
thấp trên bầu trời. 
Chú ý là có sụ suy 
hao lớn ở bức xạ 
màu xanh trời khi 
m tăng cao, đó là 
lý do có màu đỏ 
khi mặt trời mọc 
và lặn. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 10 
Năng lượng tái tạo 18 
Quỹ đạo trái đất 
• Quay một vòng mất 365.25 ngày theo quỹ đạo hình elip 
• Khoảng cách từ trái đất đến mặt trời: 
• n = số ngày (bắt đầu từ ngày 1.1) 
• d (km) thay đổi từ 147x106 km vào ngày 2.1 đến 
152x106 km vào ngày 3.7 (tƣơng ứng với mùa đông và 
mùa hè) 
• Đơn vị góc tính bằng độ cho cả chƣơng này. 
8 360( 93)1.5 10 1 0.017sin km (7.5)
365
n
d
  
  
Năng lượng tái tạo 19 
Quỹ đạo trái đất 
• Trong một ngày, trái đất quay 360,99˚ 
• Quỹ đạo trái đất quay còn gọi là mặt phẳng hoàn 
đạo 
• Trái đất quay quanh một trục nghiên 23.45˚ 
• Ban ngày và ban đêm dài bằng nhau vào ngày 
21.3 và 21.9 (Xuân phân và Thu phân) 
• Đông chí là ngày mà Bắc cực xa mặt trời nhất 
• Hạ chí là ngày Bắc cực gần mặt trời nhất 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 11 
Năng lượng tái tạo 20 
Quỹ đạo trái đất 
Hình 7.5 
Với các ứng dụng năng lƣợng mặt trời, sẽ xem xét các đặc 
điểm của quỹ đạo của trái đất là không thay đổi 
Năng lượng tái tạo 21 
Thiên độ δ - Solar Declination 
• Thiên độ δ – là góc hợp bởi mặt phẳng xích 
đạo với đƣờng thẳng nối tâm mặt trời và tâm 
trái đất (δ<0 khi mặt trời ở bán cầu Nam) 
• δ biến thiên trong khoảng +/- 23.45˚ 
• Là một hàm của hình sin tính theo ngày, bắt 
đầu từ ngày Xuân phân (n=81 ) tính cho cả 
năm 365 ngày. 
360
23.45sin 81 (7.6)
365
n
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 12 
Năng lượng tái tạo 22 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong năm 
• Tính toán vị trí mặt trời bất kỳ thời điểm nào 
• Từ đó xác định góc nghiêng cho dàn pin mặt trời 
• Xác định vị trí mặt trời 
Hình 7.6 
Thiên độ 
Xuân phân 
Thu phân 
Đông chí 
Hạ chí 
Năng lượng tái tạo 23 
Ví dụ 7.2 – Góc lắp dàn PV 
• Tìm góc lắp đặt tối ƣu của dàn pin mặt trời phẳng, lắp 
đặt cố định ở TP.HCM (vĩ độ 10o45’00”) giữa trƣa vào 
ngày 4 tháng 9. 
• Bảng 7.1: 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 13 
Năng lượng tái tạo 24 
Góc thu giữa trưa 
• Giữa trƣa – khi mặt 
trời chiếu thẳng theo 
đƣờng kinh tuyến 
• Phía Bắc bán cầu – 
mặt phẳng thu sẽ 
nghiêng một góc bằng 
đúng với vĩ độ vào 
thời điểm Xuân phân 
• Vào chính trƣa, tia 
nắng vuông góc với 
tấm thu 
Hình 7.8 L = vĩ độ (độ) 
L < 0 ở bán cầu Nam 
Năng lượng tái tạo 25 
Cao độ giữa trưa βN - Altitude Angle 
• Góc cao độ giữa trƣa là góc giữa tia nắng mặt trời với 
mặt phẳng trái đất 
• Zenith – trục hƣớng tâm, vuông góc với mặt phẳng trái 
đất (hay đƣờng chân trời) 
90 (7.7)N L   
Hình 7.9 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 14 
Năng lượng tái tạo 26 
Ví dụ 7.2 – Góc lắp dàn PV 
• Góc thiên độ δ là 
• Góc cao độ là 
• Để tia nắng mặt trời chiếu vuông góc với giàn pin mặt 
trời thì góc nghiên bằng: 
360 360
23.45sin 81 = 23.45sin ??? 81 = ??? 
365 365

  
n
90 = ???   Ntilt
Năng lượng tái tạo 27 
Góc cao độ  và góc phương vị s  
Hình 7.10 
Azimuth Angle 
Altitude Angle 
s < 0 ở phía Tây 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 15 
Năng lượng tái tạo 28 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày 
• Vị trí mặt trời trong ngày đƣợc xác định theo góc 
cao độ β và góc phƣơng vị ϕS 
• β và ϕS phụ thuộc vào vĩ độ, ngày và giờ. 
• Góc phƣơng vị (ϕS ) 
– > 0 vào buổi sáng 
– < 0 vào buổi chiều 
– Tính từ trục hƣớng cực Nam (xem nhƣ hƣớng Nam) 
• Lấy giờ giữa trƣa là chuẩn. 
Năng lượng tái tạo 29 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 16 
Năng lượng tái tạo 30 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày 
Năng lượng tái tạo 31 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 17 
Năng lượng tái tạo 32 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày 
• Xoay theo mặt trời 
Năng lượng tái tạo 33 
Vị trí mặt trời theo thời gian trong ngày 
• Xoay theo mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 18 
Năng lượng tái tạo 34 
Góc cao độ  và góc phương vị s  
• Góc giờ H - là góc cần để trái đất quay cho đến 
khi mặt trời nằm ngay trên đƣờng kinh độ mà 
bạn đang đứng 
• Nếu xem trái đất quay một góc 15˚/giờ, thì 
• Ở 11 AM giờ mặt trời (h-ST-solar time), H = +15˚ 
(trái đất cần thểm 1 giờ để quay đến giữa trƣa) 
• Ở 2 PM giờ mặt trời: h=14 (giờ) H = -30˚ 
 15 12-h (7.10)  H
Năng lượng tái tạo 35 
Góc cao độ  và góc phương vị s  
sin cos cos cos sin sin (7.8) L H L   
cos sin
sin (7.9) 
cos



 S
H
• H = góc giờ (độ) (<0 vào buổi chiều) 
• L = vĩ độ (độ) (<0 ở bán cầu Nam?) 
• Kiểm tra độ lớn góc phƣơng vị nhỏ hơn hay lớn 
hơn 90˚! 
 tan
if cos , then 90 , else 90 (7.11) 
tan

   S SH
L
( 90 ) o
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 19 
Năng lượng tái tạo 36 
Ví dụ 7.3 – Mặt trời ở đâu? 
• Xác định góc cao độ β và góc phƣơng vị ϕS 
lúc 3 PM (giờ mặt trời) ở TP.HCM (L = 
10,75o vĩ Bắc ) vào ngày 29/7? 
( 90 ) oN
Tính góc 
nghiêng và 
tỷ trọng 
 khí quyển? 
Năng lượng tái tạo 37 
Ví dụ 7.3 – Mặt trời ở đâu? 
• Xác định góc cao độ β và góc phƣơng vị ϕS lúc 11:00 AM 
(giờ mặt trời) ở TP.HCM (L = 10,75o) vào ngày 29/8? 
• Góc thiên độ 
• Góc giờ 
• Góc cao độ 
 15 12-??? h ???   H
 1sin ??? ??? 
360 360
23.45sin 81 = 23.45sin ??? 81 = ??? 
365 365

  
n
sin cos cos cos sin sin   L H L
( 90 ) oN
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 20 
Năng lượng tái tạo 38 
Example 7.3 – Xác định vị trí mặt trời? 
• Góc phƣơng vị 
• Tính đƣợc 2 giá trị góc phƣơng vị theo hàm arcsin: 
• Kiểm tra điều kiện sau để chọn 1 trong 2 giá trị trên: 
 1 = sin ??? ??? S
 cos cos ??? ???  H
tan
???
tan

L
 = ??? S
cos sin
sin
cos



 S
H
Năng lượng tái tạo 39 
Sơ đồ dùng phân tích bóng che cho mặt trời 
• Từ việc xác định vị trí mặt trời trên bầu trời 
ở mọi thời điểm 
• Cũng có thể xác định bóng che ở mọi thời 
điểm 
• Bằng cách phát họa góc phƣơng vị và góc 
cao độ của hàng cây, tòa nhà, và các vật gây 
ra bóng che 
• Theo sơ đồ đƣờng mặt trời để xác định thời 
gian bị bóng râm che phủ 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 21 
Năng lượng tái tạo 40 
Sơ đồ dùng phân tích bóng cho mặt trời 
• Xác định góc phƣơng vị của vật gây bóng che 
Góc lệch giữa cực trái đất và cực từ trường khi dùng la bàn 
Năng lượng tái tạo 41 
Sơ đồ dùng phân tích bóng cho mặt trời 
• Xác định góc cao độ vật gây bóng che 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 22 
Năng lượng tái tạo 42 
Sơ đồ dùng phân tích bóng cho mặt trời 
• Hàng cây ở hƣớng đông nam, căn nhà ở hƣớng tây nam 
• Có thể ƣớc tính lƣợng năng lƣợng mất đi do bóng che 
Hình 7.15 
40o vĩ Bắc 
Cây cao che 
từ 8:30 đến 
9:30 tháng 
11 tháng 1. 
Nhà che sau 
15:00 tháng 
11 tháng 1. 
Năng lượng tái tạo 43 
California Solar Shade Control Act 
• Bóng che tấm thu năng lƣợng mặt trời (từ nhà kế 
bên) đƣợc pháp luật quy định ở một số quốc gia. 
• Ví dụ đạo luật kiểm soát bóng che của California 
vào năm 1979: Không để cho cây hay bụi cây gây 
bóng che cho tài sản của hàng xóm lớn hơn 10% 
diện tích tấm thu trong khoảng 10 am đến 2 pm. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 23 
Năng lượng tái tạo 44 
The Guilty Trees were Subject to 
Court Ordered Pruning 
Nguồn: NYTimes, 4/7/08 
Trƣờng hợp đầu tiên bị kết án năm 2008. 
Năng lượng tái tạo 45 
Giờ mặt trời ST và giờ đồng hồ CT 
• Hầu hết tính toán liên quan đến giờ mặt trời (ST) 
• Giờ mặt trời đƣợc tính từ giữa trưa. 
• So với giờ đồng hồ thì cần 2 hiệu chỉnh: 
– Theo kinh độ cần hiệu chỉnh múi giờ 
– Theo sự không đồng đều khi trái đất quay quanh mặt trời 
• Hai địa điểm sẽ có cùng giờ mặt trời chỉ khi có cùng 
kinh tuyến 
• Giờ mặt trời sẽ khác nhau 4 phút nếu lệch 1˚ kinh tuyến 
• Trong khi giờ đồng hồ chỉ có 24 múi 1-giờ, mỗi múi 
giờ dùng chung cho 15˚ kinh tuyến. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 24 
Năng lượng tái tạo 46 
Bản đồ phần múi giờ thế giới 
Nguồn:  
Năng lượng tái tạo 47 
Bản đồ phần múi giờ thế giới 
Nguồn:  
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 25 
Năng lượng tái tạo 48 
US Local Time Meridians (Table 7.4) 
Múi giờ Kinh độ chuẩn múi giờ 
(Local Time Meridian) 
Hà Nội – Băng cốc 
(GMT+7) 
-105˚ 
(Độ kinh Đông < 0) 
Eastern 75˚ 
Central 90˚ 
Mountain 105˚ 
Pacific 120˚ 
Eastern Alaska 135˚ 
Năng lượng tái tạo 49 
Giờ mặt trời và giờ đồng hồ 
• Do quỹ đạo trái đất quay hình elip nên thời gian theo 
giờ mặt trời biến thiên theo từng ngày trong năm 
Ngày dài hơn 
vào mùa Đông! 
(E (phút) 
lớn hơn) 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 26 
Năng lượng tái tạo 50 
Giờ mặt trời và giờ đồng hồ 
• Do quỹ đạo trái đất quay hình elip nên thời gian theo 
giờ mặt trời biến thiên theo từng ngày trong năm 
• Sự khác nhau giữa ngày 24-giờ và ngày mặt trời đƣợc 
tính bằng Phương trình thời gian E (tính bằng phút) 
• n là ngày trong năm 
Năng lượng tái tạo 51 
Giờ mặt trời và giờ đồng hồ 
• Kết hợp hiệu chỉnh sai lệch theo kinh độ và phương 
trình thời gian E có đƣợc: 
• CT – giờ đồng hồ 
• ST – giờ mặt trời 
• LT Meridian – Kinh độ chuẩn của múi giờ 
• LL – Độ kinh Đông có giá trị 0. 
• Giờ đồng hồ có thể khác múi giờ, thay đổi theo mùa 
• (min) = phút 
ST = CT + (LT-LL) 4(phút) + E(phút) (7.14) 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 27 
Năng lượng tái tạo 52 
Ví dụ 7.5 – Giờ mặt trời và giờ đồng hồ 
• Tại TP.Hồ Chí Minh (L=10o45'0'' vĩ Bắc, 
106°40'0" kinh Đông), vào ngày 29 tháng 
8. Tính giờ mặt trời lúc 11:30 giờ đồng hồ? 
Solar Time (ST) Clock Time (CT) + 
 4 min LT Meridian Local Longitude + (min) E
Năng lượng tái tạo 53 
Ví dụ 7.5 – Giờ mặt trời và giờ đồng hồ 
• Tính  ... àng giảm. 
_ Suất xả điện C/20 ở 25oC làm chuẩn cho hệ thống PV. 
Năng lượng tái tạo 235 
Dung lượng acquy 
_ Nhiệt độ càng thấp thì dung lượng acquy càng giảm. 
_ Tốc độ xả càng nhanh thì dung lượng acquy cũng suy giảm. 
(T, DR) 
Hình 9.42 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 119 
Năng lượng tái tạo 236 
Dung lượng acquy 
+ Tính cho acquy deep-cycle. 
Gợi ý: 
_ Xem hình 9.39 để tính dung lượng acquy cần ở -20oC (chưa 
xét tốc độ xả). 
_ Xem hình 9.42 để tính dung lượng acquy thực sự cần với 
tốc độ xả đều trong 48 giờ (ở nhiệt độ -20oC). 
Năng lượng tái tạo 237 
Dung lượng acquy 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 120 
Năng lượng tái tạo 238 
Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì 
Năng lượng tái tạo 239 
Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì 
_ Khi sạc acquy gần đầy, sẽ phát sinh khí hydrogen và oxygen 
và làm giảm hiệu suất sạc acquy. 
_ Khi bắt đầu sạc, hiệu suất Coulomb - hiệu suất dòng 
điện (electron) - gần bằng 100%. Khi quá sạc, hiệu suất bị giảm 
còn chừng 90%. 
Thực tế, hiệu suất nạp-xả năng lượng của acquy chỉ 
chừng 75%. Một phần là do tổn hao trên điện trở nội Ri của 
acquy. Và còn tùy thuộc vào trạng thái sạc (SOC), nhiệt độ làm 
việc, 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 121 
Năng lượng tái tạo 240 
Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì 
d) Cho biết hiệu suất Coulomb là 90%. Tính lại hiệu 
suất năng lượng của acquy khi dòng nạp/xả là C/5? 
Giả sử Ri không đổi! 
Năng lượng tái tạo 241 
Hiệu suất Coulomb và hiệu suất acquy chì 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 122 
Năng lượng tái tạo 242 
Tính toán dung lượng acquy 
Năng lượng tái tạo 243 
Tính toán dung lượng acquy 
_ MDOD (Maximum Depth of Discharge) = 0,2 cho SLI, 0,8 cho 
loại acquy xả sâu. 
_ (T, DR) là hệ số dựa theo ảnh hưởng của nhiệt độ và suất 
phóng điện như hình 9.39, 9.42. 
Hình 9.46 được viết thành các phương trình gần đúng: 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 123 
Năng lượng tái tạo 244 
Tính toán dung lượng acquy 
Sinh viên tham khảo cách giải trong tài liệu. 
Ví dụ 9.18.1: Một gia đình có nhu cầu tiêu thụ điện AC 
3000Wh/đêm (từ 18-20 giờ) từ nguồn điện mặt trời độc 
lập, vào mùa lạnh, nhiệt độ acquy là -20oC. Để đảm bảo 
cấp điện đủ cho 95% thời gian sử dụng (5% thời gian 
thiếu điện sẽ do máy phát dự phòng cung cấp). Tính dung 
lượng bình acquy chì-axit loại xả sâu (deep-cycle) cần lắp 
đặt? Vẽ sơ đồ đấu nối acquy? Biết hiệu suất trung bình 
của bộ nghịch lưu là 85%. Tính theo Lat+15, tháng x, với x 
là 1 số cuối của MSSV. 
Năng lượng tái tạo 245 
Tính toán dung lượng acquy 
Chú ý: 95% nhu cầu tương ứng số giờ nắng - hình 9.46, nhiệt độ và tốc độ 
xả của acquy - hình 9.39, 9.42, MDOD - bảng 9.14. 
Ví dụ 9.18.2: Một gia đình có nhu cầu tiêu thụ điện AC 
3000Wh/đêm (từ 17-22 giờ) từ nguồn điện mặt trời 
độc lập ở Long Xuyên, nhiệt độ acquy khoảng 27oC. 
Để cấp điện cho 95% nhu cầu (5% còn lại do máy 
phát dự phòng cung cấp). Tính dung lượng bình 
acquy chì-axit loại xả sâu (deep-cycle) cần lắp đặt? 
Hiệu suất trung bình của bộ nghịch lưu là 90%. Xem 
dữ liệu cường độ nắng ở Long Xuyên ở trang sau. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 124 
Năng lượng tái tạo 246 
Tính toán giàn pin mặt trời 
tháng 
Số giờ nắng trung bình ở TP. Long Xuyên là 5 giờ/ngày. 
Nguồn: NASA 
https://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/retscreen.cgi?email=skip@larc.nasa.gov 
Năng lượng tái tạo 247 
Tính toán giàn pin mặt trời 
Tại TP.HCM, vào ngày 8/4/2015, 
Giàn pin công suất 5500-Wp, phát lên lưới 20-kWh/ngày 
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
6:00 7:12 8:24 9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 16:48 18:00
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 125 
Năng lượng tái tạo 248 
Tính toán giàn pin mặt trời 
Năng lượng tái tạo 249 
Hệ nguồn điện mặt trời lai 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 126 
Năng lượng tái tạo 250 
Tính toán dung lượng acquy 
Năng lượng tái tạo 251 
Diode chống ngược 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 127 
Năng lượng tái tạo 252 
Diode chống ngược 
Năng lượng tái tạo 253 
Diode chống ngược 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 128 
Năng lượng tái tạo 254 
Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời 
Năng lượng tái tạo 255 
Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 129 
Năng lượng tái tạo 256 
Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời 
Năng lượng tái tạo 257 
Tính toán lắp ghép dàn pin mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 130 
Năng lượng tái tạo 258 
Hệ nguồn điện mặt trời lai 
Hệ thống PV lai: 
_ Giảm dung lượng acquy nhờ có máy phát. 
_ Dòng cấp cho tải và dòng nạp acquy từ máy phát < C/5. 
_ Hạn chế số lần khởi động máy phát. 
Năng lượng tái tạo 259 
Tóm tắt hệ điện mặt trời độc lập 
Sinh viên tham khảo tài liệu. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 131 
Năng lượng tái tạo 260 
7. Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Năng lượng tái tạo 261 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 132 
Năng lượng tái tạo 262 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Năng lượng tái tạo 263 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 133 
Năng lượng tái tạo 264 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Năng lượng tái tạo 265 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 134 
Năng lượng tái tạo 266 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Năng lượng tái tạo 267 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 135 
Năng lượng tái tạo 268 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Năng lượng tái tạo 269 
Hệ điện mặt trời hòa lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 136 
Năng lượng tái tạo 270 
Hòa lưới 
Năng lượng tái tạo 271 
Công suất định mức DC & AC 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 137 
Năng lượng tái tạo 272 
Công suất định mức DC & AC 
90% 
Năng lượng tái tạo 273 
Công suất định mức DC & AC 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 138 
Năng lượng tái tạo 274 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Năng lượng tái tạo 275 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 139 
Năng lượng tái tạo 276 
Cường độ nắng theo từng tháng trong năm 
tháng 
Số giờ nắng ở TP. Long Xuyên là 5 giờ/ngày. 
Nguồn: NASA 
Năng lượng tái tạo 277 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 140 
Năng lượng tái tạo 278 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Năng lượng tái tạo 279 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 141 
Năng lượng tái tạo 280 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Năng lượng tái tạo 281 
Tính toán theo số giờ nắng đỉnh 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 142 
Năng lượng tái tạo 282 
Hệ số sử dụng CF cho hệ PV nối lưới 
Năng lượng tái tạo 283 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 143 
Năng lượng tái tạo 284 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Năng lượng tái tạo 285 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 144 
Năng lượng tái tạo 286 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Năng lượng tái tạo 287 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 145 
Năng lượng tái tạo 288 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Năng lượng tái tạo 289 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 146 
Năng lượng tái tạo 290 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Năng lượng tái tạo 291 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 147 
Năng lượng tái tạo 292 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Năng lượng tái tạo 293 
Tính toán công suất cho hệ PV nối lưới 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 148 
Năng lượng tái tạo 294 
8. Tính toán kinh tế cho hệ nối lưới 
Hiệu quả kinh tế của hệ thống 
Năng lượng tái tạo 295 
Tính theo USD/W 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 149 
Năng lượng tái tạo 296 
Tính theo USD/W 
Năng lượng tái tạo 297 
Tính giá thành 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 150 
Năng lượng tái tạo 298 
Tính giá thành 
Năng lượng tái tạo 299 
Tính giá thành 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 151 
Năng lượng tái tạo 300 
Tính giá thành 
Năng lượng tái tạo 301 
Tính giá thành 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 152 
Năng lượng tái tạo 302 
Tính giá thành 
Năng lượng tái tạo 303 
Tính giá thành 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 153 
Năng lượng tái tạo 304 
Tính giá thành 
Năng lượng tái tạo 305 
9. Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 154 
Năng lượng tái tạo 306 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Năng lượng tái tạo 307 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 155 
Năng lượng tái tạo 308 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Năng lượng tái tạo 309 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 156 
Năng lượng tái tạo 310 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Năng lượng tái tạo 311 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 157 
Năng lượng tái tạo 312 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Năng lượng tái tạo 313 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 158 
Năng lượng tái tạo 314 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Năng lượng tái tạo 315 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 159 
Năng lượng tái tạo 316 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Năng lượng tái tạo 317 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Đức 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 160 
Năng lượng tái tạo 318 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Úc 
Năng lượng tái tạo 319 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Trung Quốc 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 161 
Năng lượng tái tạo 320 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Cơ cấu nguồn phát điện 2011 
Phát điện năm 2010 
Việt nam 
Năng lượng tái tạo 321 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Việt nam 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 162 
Năng lượng tái tạo 322 
Việt nam 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Năng lượng tái tạo 323 
Việt nam 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 163 
Năng lượng tái tạo 324 
Việt nam 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Năng lượng tái tạo 325 
Việt nam 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 164 
Năng lượng tái tạo 326 
Việt nam 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Năng lượng tái tạo 327 
Việt nam 
Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 165 
Năng lượng tái tạo 328 
10. Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời 
Năng lượng tái tạo 329 
Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 166 
Năng lượng tái tạo 330 
Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời 
Năng lượng tái tạo 331 
Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 167 
Năng lượng tái tạo 332 
Hệ điện mặt trời độc lập: dành cho khu vực 
chưa có chưa lưới điện quốc gia. 
Năng lượng tái tạo 333 
Hệ điện mặt trời độc lập: dành cho khu vực 
chưa có chưa lưới điện quốc gia. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 168 
Năng lượng tái tạo 334 
Hệ điện mặt trời độc lập: dành cho khu vực 
chưa có chưa lưới điện quốc gia. 
Hệ thống tích hợp “all in one” 
Năng lượng tái tạo 335 
Hệ điện mặt trời độc lập: dành cho khu vực 
chưa có chưa lưới điện quốc gia. 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 169 
Năng lượng tái tạo 336 
Máy phát điện dự phòng dùng acquy 
Giải pháp công nghệ cho các hệ điện mặt trời 
Năng lượng tái tạo 337 
– Điện mặt trời đƣợc biến đổi hòa trực tiếp lên lƣới 
điện quốc gia 
– Hệ thống phát điện phân tán từ mỗi mái nhà 
– Không dùng acquy, chi phí bảo dƣỡng thấp 
– Cho phép nâng cấp Hệ điện mặt trời độc lập ngay 
khi có điện lƣới quốc gia 
– Dễ lắp đặt, vận hành, tuổi thọ cao 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 170 
Năng lượng tái tạo 338 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Năng lượng tái tạo 339 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Phát điện phân tán, không dùng acquy, 
giảm CO2, tuổi thọ cao, phí bảo dưỡng thấp 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 171 
Năng lượng tái tạo 340 
Đơn giản, hiệu quả, dễ lắp đặt, vận hành 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Năng lượng tái tạo 341 
O B: đặc thù cho điều kiện Việt Nam 
W0 = W2 - W1 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 172 
Năng lượng tái tạo 342 
Thiết bị hòa lưới điện mặt trời 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Năng lượng tái tạo 343 
Hệ điện mặt trời hòa lưới ở 
ĐH Bách Khoa TP.HCM từ 2007 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 173 
Năng lượng tái tạo 344 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Năng lượng tái tạo 345 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 174 
Năng lượng tái tạo 346 
Giải pháp hệ điện mặt trời hòa lƣới: 
– Dễ lắp đặt, vận hành, tuổi thọ cao (>30 năm) 
– Thời gian hoàn vốn chắc chắn chỉ từ 10-12 năm theo giá 
điện hiện hành 
– Không dùng acquy, chi phí bảo dƣỡng thấp 
– Thân thiện môi trƣờng, giảm phát thải CO2 
– Phát điện phân tán, dễ đầu tử mở rộng 
– Phù hợp xu hƣớng phát triển khi nhu cầu tiêu thụ và giá 
điện ngày càng tăng cao 
– Đặc biệt hiệu quả khi Nhà Nƣớc, EVN chấp nhận mua 
điện mặt trời với giá ƣu đãi 
Hệ điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia 
Năng lượng tái tạo 347 
Hệ điện mặt trời lai – vừa hòa lưới điện quốc 
gia, vừa có dự trữ phòng khi cúp điện. 
Đặc thù cho điều kiện Việt Nam 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 175 
Năng lượng tái tạo 348 
Hệ điện mặt trời lai – vừa hòa lưới điện quốc 
gia, vừa có dự trữ phòng khi cúp điện. 
Năng lượng tái tạo 349 
Tài liệu tham khảo 
1. Gilbert M. Masters, "Renewable and Efficient 
Electric -Power Systems" -JOHN WILEY & SONS, 
2004. 
2. PVPS Report, A Snapshot of Global PV 1992-
2012, Preliminary information from the IEA PVPS 
Programme. Report IEA-PVPS T1-22:2013 
Bìa giảng NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 176 
350 
TB 
Trần Công Binh 
GV ĐH Bách Khoa TP.HCM 
Phone: 0908 468 100 
Email: tcbinh@hcmut.edu.vn 
 binhtc@yahoo.com 
Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh