Bộ Kit thí nghiệm năng lượng mặt trời :Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu Khoa học cấp Trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌCCẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Bộ Kit Thí Nghiệm Năng Lượng Mặt Trời

Mã số đề tài: 182.Đ01

Chủ nhiệm đề tài: Bạch Thanh Quý

Đơn vị thực hiện: Khoa Công Nghệ Điện

Tp. Hồ Chí Minh, 2019

1

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Công Nghiệp TP. HCM

đã tạo điều kiện và không gian học thuật cho nhóm nghiên cứu chúng tôi có điều kiện triển

khai nghiên cứu, sáng tạo trong quá trình thực hiện đề tài này.

Bên cạnh đó tôi cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Khoa Công nghệ Điện đã ưu

ái, tin tưởng, tạo điều kiện cho nhóm hoàn thành đề tài trên cơ sở vật chất hiện có của Khoa.

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đến Quý Thầy Cô đồng nghiệp đã động viên,

chia sẽ, cùng những góp ý chân thành để nhóm nghiên cứu ngày càng hoàn thiện, và nâng

cao kinh nghiệm nghiên cứu trong suốt thời gian thực hiện đề tài này và sau này.

Chân thành cảm ơn !

TP. HCM tháng 10, năm 2019

Thay mặt nhóm nghiên cứu,

Bạch Thanh Quý

2

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Bộ Kit Thí Nghiệm Năng Lượng Mặt Trời

1.2. Mã số: 182.Đ01

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 TS. Bạch Thanh Quý Khoa CN Điện Chủ nhiệm đề tài

2 Ths. Văn Thị Kiều Nhi Khoa CN Điện Phối hợp thực hiện

3 TS. Phạm Công Duy Khoa CN Điện Phối hợp thực hiện

1.4. Đơn vị chủ trì: Khoa Công nghệ Điện

1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ 22 tháng 01 năm 2018 đến 22 tháng 01 năm 2019

1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng 06 năm 2019

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2019

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên

nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 75 triệu đồng.

3

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Tăng cường khai thác nguồn năng lượng sạch, xanh và bền vững để thay thế các nguồn

năng lượng hoá thạch truyền thống đang là xu hướng phát triển hiện nay. Các nguồn năng

lượng có tính bền vững, và ít gây ô nhiễm thường được xem xét tại nước ta đó là: Các hồ

thuỷ điện nhỏ, phong năng, quang năng và năng lượng sinh khối. Trong đó, tại nước ta,

nguồng năng lượng quang năng được đánh giá là một trong những nước có trữ lượng năng

lượng lớn. Theo kết quả đánh giá sơ bộ của Chương trình Trợ giúp Năng lượng MOIT/GIZ

năm 2016, tiềm năng năng lượng mặt trời của Việt Nam khoảng 130 GW, là một trữ lượng

vô cùng lớn cần được khai thác và phát triển để đáp ứng tốt nguồn cung năng lượng cho

công nghiệp và dân sinh, giảm bớt áp lực phụ thuộc lên nguồn năng lượng hoá thạch, công

nghệ khai thác và chuyển đổi quang năng trong những năm gần đây liên tục được cải tiến đã

làm giảm khá sâu giá thành biến đổi điện năng, do đó, nguồn năng lượng này được xem là

nguồn năng lượng có khả năng khai thác và phát triển nhất hiện nay.

Gần đây, với sự khuyến khích của chính phủ bằng các văn bản quy phạm pháp luật

cho phép khai thác và kinh doanh năng lượng mặt trời hoà lưới, hàng loạt dự án về năng

lượng mặt trời được cấp phép triển khai. Song song với các dự án năng lượng mặt trời lớn,

thì một phần không thể không nhắc đến đó là năng lượng mặt trời trên mái nhà. Việc lắp đặt

các tấm quang điện trên mái nhà phát ra công suất điện cho phụ tải chính ngôi nhà đó, ngoài

ra còn có thể hoà vào lưới trong những thời điểm có nắng nhưng không sử dụng điện.

Song song với việc triển khai phát triển nguồn năng lượng nảy, nhu cầu nguồn nhân

lực đáp ứng cho ngành là một trong các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến định hướng phát

triển của ngành. Các đơn vị đào tạo kỹ thuật chuyên ngành Điện cũng đã sớm nắm bắt nhu

cầu xã hội này và đã tiến hành triển khai thực hiện việc đào tạo, trong đó Khoa Công nghệ

Điện trường Đại học Công nghiệp TP.HCM cũng không ngoại lệ. Từ năm 2014, môn học

Năng lượng tái tạo đã được đưa vào cập nhật chương trình đào tạo của Khoa – chuyên

ngành Kỹ thuật điện, tuy nhiên khó khăn lớn nhất lúc này chính là thiếu mô hình thí nghiệm

thực tế để sinh viên trải nghiệm và kiểm chứng kiến thức lý thuyết.

Ý tưởng xây dựng một mô hình thí nghiệm để sinh viên có thể trải nghiệm thực tế và

cũng có thể kiểm chứng những kiến thức lý thuyết về quang năng một các cơ bản nhất là cơ

sở cho việc ra đời đề tài này. Với xu thế phát triển mạnh mẽ như hiện nay, Đề án mở mã

ngành đào tạo Chuyên ngành năng lượng tái tạo tại Khoa điện năm 2019 đã triển khai, có

thể tiến hành đào tạo trong năm 2020. Với nhiều hình thức triển khai để phát triển chuyên

ngành Đào tạo này của tập thể Khoa Công nghệ điện đang thực hiện hiện nay, nhóm tác giả

hy vọng với kết quả thực hiện được của đề tài sẽ đóng góp một phần nhỏ trong quá trình đào

tạo của Khoa, của Trường trong thời gian tới.

4

2. Mục tiêu

Thiết kế và thi công hoàn chỉnh một bộ kit thí nghiệm về năng lượng mặt trời phục vụ

cho việc giảng dạy trong chương trình môn học Năng lượng tái tạo

3. Phương pháp nghiên cứu

a) Phân tích số liệu kỹ thuật, thông số thiết bị.

Bằng phương pháp phân tích các yêu cầu cần đáp ứng của bộ KIT, nhóm tác giả tiến

hành đưa ra các yêu cầu cần thiết để tiến hành vẽ phát thảo mô hình bộ KIT thí nghiệm: Bộ

KIT phải có tính linh hoạt, có thể đặc tả các tính chất cơ bản của một bộ thí nghiệm dùng

trong phòng thí nghiệm, … Từ đó dùng công cụ hỗ trợ thiết kế các bản vẽ cũng như các loại

thiết bị có thể đáp ứng.

b) Chế tạo, thử và sửa.

Cơ sở để tiến hành chế tạo bộ KIT dựa trên các thiết kế bước đầu, tiến hành gia công,

lắp đặt, hoàn thiện và sửa chữa đến khi hoàn thành các yêu cầu cơ bản ban đầu.

c) Đánh giá, phân tích.

Đánh giá toàn bộ bộ KIT thông qua thử nghiệm, nếu không đáp ứng được yêu cầu ban

đầu, tiến hành thiết kế lại cho phù hợp, cũng có thể chỉnh sữa yêu cầu ban đầu ở bước a),

tiến hành lại bước b) và thực hiện trong bước đánh giá và phân tích với mức tối ưu nhất có

thể.

d) Thử nghiệm, đo lường.

Khi Bộ KIT hoàn thiện, tiến hành đo đạt các số liệu đáp ứng, đánh giá các đáp ứng qua

số liệu thực nghiệm đo lường.

e) Viết báo cáo.

Từ các số liệu, tiến hành tổng hợp các dữ liệu đã thực hiện, kết quả thực hiện, viết báo

cáo tổng kết và công bố.

4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu.

Bằng các phương pháp nghiên cứu đưa ra, nhóm nghiên cứu lên chương trình thành 05

nội dung nghiên cứu, như trình bày trong bảng 1 sau:

Bảng 1: Nội dung nghiên cứu và kết quả dự kiến đạt được

TT

Các nội dung, công việc

chủ yếu cần được thực hiện

Kết quả

cần đạt được

1 Thiết kế bản vẽ KIT thí Phương án thiết kế hoàn chỉnh về kỹ thuật,

5

nghiệm và các thành phần

kèm theo (bản vẽ Auto CAD)

số lượng thiết bị vật tư và giá thành sản

xuất.

2 Chế tạo mô hình mẫu thử Một mô hình KIT thí nghiệm sơ bộ

3 Hoàn chỉnh mẫu thử Bộ KIT hoàn chỉnh từ kỹ thuật, mẫu mã,

chất lượng, hình thức.

4 Thử nghiệm, đo đạt các thông

số

Đạt các thông số kỹ thuật.

5 Viết báo cáo, hướng dẫn sử

dụng.

1 bản báo cáo, 1 bài báo IUH, 1 cuốn

hướng dẫn sử dụng.

Năm nội dung dự kiến thực hiện trong 12 tháng từ ngày ký hợp đồng, sau khi thực

hiện các nội dung nhóm đã có được các kết quả như sau:

1- Một mô hình thí nghiệm mức độ cơ bản trong đào tạo Năng lượng mặt trời, phục

vụ cho môn học Năng lượng tái tạo.

2- Tập bài giảng kèm theo làm tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy.

3- Một bài báo trong nước.

4- Hướng dẫn bảo vệ thành công 02 (hai) thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật điện liên

quan đến năng lượng mặt trời.

5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận

a. Sản phẩm dạng I: Mô hình thí nghiệm, số lượng 01 bộ

- Đúng và đủ các danh mục dự kiến, hoạt động tốt, an toàn và phù hợp với môi

trường phòng TN

b. Sản phẩm dạng III:

- Bài báo tạp chí IUH: Đã chấp nhận đăng vào số 12/2019

- Hướng dẫn thí nghiệm năng lượng mặt trời ( áp dụng tại Bộ môn Cung cấp)

Kết quả đạt được đúng theo yêu cầu của thuyết minh đã duyệt.

6. Tóm tắt kết quả

Từ nhu cầu thực tế về việc đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực có chuyên môn cho ngành

năng lượng tái tạo, đề tài “Bộ KIT thí nghiệm năng lượng mặt trời” đã được Hội đồng

Nghiên Cứu Khoa Học nhà trường cho phép triển khai thực hiện. Kết quả đã thực hiện được