Thiết kế hệ thống trạm sạc năng lượng mặt trời độc lập cho xe điện, theo dõi bằng thiết bị từ xa (Phạm Trần Đình Hiếu) Full

Đề tài đồ án với mục tiêu chính là tính toán và thiết kế hệ thống mặt trời độc lập cho xe điện. Nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng xe điện hiện nay và đồng thời tạo điều kiện thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời. Trên thị trường, đã có sẵn các trạm sạc xe điện của Vinfast, và nhóm em sẽ sử dụng nguồn tư liệu này để nghiên cứu và phát triển.

Ngoài việc nghiên cứu các trụ sạc về cấu tạo, nhóm em cũng sẽ tập trung vào ứng dụng pin năng lượng mặt trời để tạo ra điện năng và thiết kế hệ thống giám sát từ xa. Hệ thống giám sát này sẽ giúp giám sát viên theo dõi hoạt động của trạm sạc và cung cấp thông tin cần thiết cho khách hàng.

Phần giám sát của hệ thống sẽ theo dõi các thông số như hiệu suất sản lượng từ pin mặt trời, dung lượng hiện tại của acquy và lượng điện đã được sạc. Đối với khách hàng, hệ thống sẽ cung cấp thông tin về tình trạng trống của các địa điểm sạc và dự báo thời gian trống, cũng như thông tin về khả năng sạc đầy của các trạm sạc. Nếu không đủ điện để sạc đầy, khách hàng sẽ được thông báo về tỷ lệ sạc hiện tại và lượng acquy còn lại trên xe. Ngoài ra, hệ thống giám sát còn có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống bằng cách thu thập các dữ liệu, khi có thông số nào vượt ngưỡng an toàn sẽ báo về cho người giám sát hoặc ngắt hệ thống tránh hư hỏng toàn bộ hệ thống.

Tổng quan, đề tài này sẽ tạo ra một hệ thống mặt trời độc lập cho xe điện, kết hợp với hệ thống giám sát từ xa, mang lại tiện ích và thông tin cần thiết cho cả người giám sát và khách hàng sử dụng trạm sạc.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................... .1

1.1.Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 6

1.3 Giới hạn đề tài ................................................................................................. 6

1.4 Nội dung nghiên cứu đồ án ............................................................................ 7

1.5 Khái quát về đồ án .......................................................................................... 7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................... 9

2.1 Sự phát triển xe điện và tầm quan trọng của cơ sở hạ tầng ....................... 9

2.1.1 Sự phát triển của xe điện............................................................................ 9

2.1.2 Tầm quan trọng của hạ tầng sạc xe điện .................................................. 10

2.1.3 Xe máy điện trên thị trường Việt Nam .................................................... 11

2.2 Tình hình phát triển trạm sạc xe điện ở nước ta ....................................... 13

2.2.1 Tình hình phát triển ................................................................................. 13

2.2.2 Tình hình phát triển trạm sạc xe máy điện của Vinfast ở nước ta ........... 14

2.2.3 Ưu, nhược điểm của hệ thống sạc hiện nay ............................................. 15

2.3 Giải pháp phát triển ..................................................................................... 17

2.3.1 Khái niệm trạm sạc xe điện năng lượng mặt trời..................................... 17

2.3.2 Chế độ hoạt động của trạm sạc xe điện năng lượng mặt trời .................. 18

2.3.3 Hệ thống giám sát điện mặt trời độc lập .................................................. 19

2.3.4 Cấu tạo của trạm sạc xe điện mặt trời ...................................................... 22

2.3.5 Ưu nhược điểm của trạm sạc xe điện mặt trời độc lập ............................ 23

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐỒ ÁN .................................................. 25

3.1 Sơ đồ khối đồ án ............................................................................................ 25

3.2 Nguyên lý hoạt động của mô hình ............................................................... 26

3.3 Linh kiện mô hình đồ án .............................................................................. 27

3.3.1 Pin mặt trời .............................................................................................. 27

3.3.2 Arduino UNO R3 ..................................................................................... 27

3.3.3 Mô-đun wifi ESP8266 NODE MCU ....................................................... 29

3.3.4 Cảm biến dòng điện ACS712 20A .......................................................... 32

3.3.5 Cảm biến DHT22 ..................................................................................... 34

3.3.6 Cảm biến điện áp ..................................................................................... 35

3.3.7 Mô-đun chuyển đổi nguồn dự phòng 5-48VDC YX850 ......................... 36

3.3.8 Mạch bảo vệ Acquy XH-M609 ............................................................... 38

3.3.9 Mạch giảm áp .......................................................................................... 40

3.3.10 Pin Lithium ............................................................................................ 42

3.3.11 Màn hình LCD I2C 1602A .................................................................... 43

3.3.12 Mạch sạc acquy tự ngắt XH-M604 6VDC - 60VDC ............................ 44

3.3.13 Mô đun hạ áp DC-DC XL4015 ............................................................. 45

3.4 Mô phỏng trên phần mềm Proteus 8 professional ..................................... 47

3.5 Mô hình thực tế ............................................................................................. 49

3.5.1 Sơ đồ nối dây ........................................................................................... 49

3.5.2 Sơ đồ giải thuật ........................................................................................ 51

3.5.3 Kết quả đồ án ........................................................................................... 53

CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP CHO TRẠM SẠC XE ĐIỆN ................................ 65

4.1 Bố trí trạm sạc ............................................................................................... 65

4.1.1 Trạm sạc công cộng ................................................................................. 65

4.1.2 Trạm sạc dọc các tuyến đường ................................................................ 65

4.1.3 Trạm sạc nhanh ........................................................................................ 66

4.1.4 Các tiêu chí để lựa chọn các địa điểm đặt trạm sạc ................................. 66

4.2 Thiết kế trạm sạc........................................................................................... 67

4.2.1 Chọn bố trí và thiết kế cho trạm sạc ........................................................ 67

4.2.2 Thiết kế trụ sạc ......................................................................................... 68

4.2.3 Hệ thống giám sát và điều khiển hệ thống trạm sạc độc lập ................... 69

4.2.4 Nhiệm vụ của hệ thống giám sát.............................................................. 72

4.3 Lựa chọn thiết bị phần cứng ........................................................................ 73

4.3.1 Pin mặt trời PV ........................................................................................ 73

4.3.2 Acquy ....................................................................................................... 75

4.3.3 Bộ điều khiển sạc ..................................................................................... 77

4.3.4. Bộ điều khiển lập trình ........................................................................... 80

4.3.5 Khối truyền thông và khối máy chủ trung tâm ........................................ 83

4.4 Tính toán và lựa chọn thiết bị phần cứng ................................................... 85

4.4.1 Nhu cầu sạc xe trong một ngày của trạm sạc .......................................... 85

4.4.2 Thiết kế và lựa chọn pin mặt trời ............................................................. 87

4.4.3 Tính toán và lựa chọn Acquy ................................................................... 89

4.4.4 Tính toán và lựa chọn bộ điều khiển sạc ................................................. 90

4.4.5 Tính toán và lựa chọn cảm biến ............................................................... 91

4.4.5 Hệ thống trạm sạc năng lượng mặt trời độc lập cho xe điện và theo dõi

bằng thiết bị từ xa ...................................................................................................... 93

4.5 Giải pháp khi acquy lưu trữ đầy ................................................................. 96

4.6 Giải pháp cố định dòng điện trạm sạc xe điện ........................................... 96

4.6.1 Giám sát và điều khiển trong trạm sạc điện mặt trời ............................... 96

4.6.2 Mô phỏng tính toán của hệ thống giám sát và điều khiển ....................... 98

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................... 103

5.1. Kết luận ....................................................................................................... 103

5.2 Hướng phát triển ........................................................................................ 103

PHỤ LỤC ........................................................................................................... 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)