Charging car battery with solar energy | Tiểu luận môn Hệ thống điện – điện tử ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  TIỂU LUẬN
MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ
CHARGING CAR BATTERY WITH SOLAR ENERGY
Nhóm gồm các thành viên:
Nguyễn Minh Khôi 21145429
Võ Ngọc Quỳnh 21145483
Văn Tuấn Đạt 21145368
GVHD: PGS – TS Đỗ Văn Dũng
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 2 năm 2023
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Điểm: …………………………….. KÝ TÊN LỜI MỞ ĐẦU
Ở Việt Nam, với nguồn năng lượng mặt trời, hàng năm có đến 5000 giờ
nắng, mật độ trung bình có thể đạt được 100 đến 175 kcal/cm²/ năm, tạo ra tổng
lượng năng lượng mặt trời lên đến hơn 1744.5 kWh/m²/năm. Các giá trị của bức xạ
mặt trời được sử dụng cho các tấm pin mặt trời đã được thảo luận tại ba thành phố
lớn của Việt Nam là khá lớn. Ánh sáng và bức xạ năng lượng mặt trời tại hai thành
phố lớn là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh được thể hiện với giá trị khác nhau.
Năng lượng mặt trời được sử dụng một cách ngẫu nhiên dưới sự phụ thuộc vào quá
trình thay đối của thời tiết trong năm. Do đó việc sử dụng năng lượng mặt trời vào
mục đích cung cấp năng lượng cho ắc quy có thể thực hiện tốt trong những mùa
nắng nóng tại các khu vực có sử dụng phương tiện này. MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU.................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài......................................................................................................1
Mục đích nghiên cứu.............. 2.
..................................................................................1
Phương pháp nghiên cứu............ 3.
..............................................................................1 Tóm tắt 4.
nội dung......................................................................................................1
B. NỘI DUNG……………………………………………....…………………….....2
Chương I: Giới thiệu sơ lược về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của pin năng lượng
mặt trời và ắc quy 12V trong ô tô ..................................................................................2
1.1. Pin năng lượng mặt trời..........................................................................................2 Ắc quy 12V tr 1.2.
ong ô tô............................................................................................4
Chương II: Chi tiết quy trình sạc một ắc quy ô tô 12V ……………………....7
Chương III: Các vấn đề đặt ra khi thực hiện thiết kế mạch sạc và trong
quá trinh sạc ắc quy ô tô bằng tấm pin năng lượng mặt
trời.....................................9
3.1. Dung lượng của pin là bao nhiêu để sạc được một ắc quy ô tô 12V?....................9
3.2. Như thế nào là một bộ điều khiển sạc, công dụng của nó là
gì?..............................10
3.3. Phân tích, liệt kê thời gian sạc với các công suất cụ thể của pin năng lượng mặt
trời......................................................................................................................................11
3.4. Nếu như không dùng bộ điều khiển sạc mà nối trực tiếp ắc quy vào pin năng lượng mặt trời thì có gây hỏng ắc quy
không ? ...........................................................................12
3.5. Ưu thế của Pin lithium so với pin chì -acid ?........................................................12
3.6. Có thể dùng pin năng lượng mặt trời để sạc cho một ắc quy ô tô đã chết được
không?................................................................................................................................13
C. KẾT LUẬN……………………………………………………....………………14
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………….……....15 MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Bằng các phương pháp nghiên cứu có thể tìm hiểu và kế thừa được phương pháp
sạc ắc quy ô tô bằng pin năng lượng mặt trời. Từ đó tạo ra thêm hướng đi khác trong việc
sạc ắc quy có tính thực thi cao, hiệu quả và tiết kiệm chi phí sử dụng điện của người chủ
xe ô tô khi muốn sạc ắc quy ô tô hiện nay.
2. Mục đích nghiên cứu:
Tận dụng nguồn năng lượng sạch tự nhiên thông qua tấm pin năng lượng mặt trời.
Tìm hiểu được cách lắp một hệ thống hoàn chỉnh để sạc ắc quy. Đưa ra cách giải quyết
những vấn đề xảy ra khi sạc. Tìm ra cách sạc tiết kiệm chi phí nhất cho người dùng và
phân tích các loại pin năng lượng mặt trời để phù hợp nhất cho ắc quy.
3. Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu thực tiễn và tham khảo tài liệu giáo trình, internet.
4. Tóm tắt nội dung:
+ Giới thiệu sơ lược về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời và ắc quy 12V trong ô tô.
+ Quy trình sạc một ắc quy ô tô 12V.
+ Các vấn đề đặt ra khi thực hiện thiết kế mạch sạc và trong quá trinh sạc. 1 NỘI DUNG
Chương I: Giới thiệu sơ lược về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của pin năng
lượng mặt trời và ắc quy 12V trong ô tô:
1.1. Pin năng lượng mặt trời:
1.1.1. Cấu tạo của pin năng lượng mặt trời:
Pin năng lượng mặt trời được chia làm 8 bộ phận gồm: khung nhôm, kính cường
lực, lớp màng EVA, solar cell, tấm nền pin (phía sau), hộp đấu dây (junction box), cáp điện, Jack kết nối MC4. 
Khung nhôm: có chức năng tạo ra một kết cấu đủ cứng cáp để tích hợp solar cell và
các bộ phận khác lên. Với thiết kế cứng cáp nhưng vẫn đảm bảo trọng lượng đủ nhẹ,
khung nhôm có thể bảo vệ và cố định các thành phần bên trong trước tải trọng gió lớn
và ngoại lực tác động bên ngoài. Một số hãng ví dụ như Canadian Solar, thậm chí
khung nhôm còn được anode hóa và gia cố thanh ngang để tăng độ cứng cáp cho tấm
pin. Màu sắc phổ biến của khung nhôm là bạc. 
Kính cường lực: giúp bảo vệ solar cell khỏi các tác động của thời tiết như nhiệt độ,
mưa, tuyết, bụi, mưa đá (đường kính 2,5cm trở xuống) và các tác động va đập khác từ
bên ngoài. Kính cường lực được thiết kế có độ dày từ 2-4mm (đa số là khoảng 3.2-
3.3mm) để đảm bảo vừa đủ khả năng bảo vệ và duy trì được độ trong suốt cho tấm pin
mặt trời (ánh sáng ít bị phản xạ, khả năng hấp thụ tốt). 
Lớp màng EVA (ethylene vinyl acetate) còn được được gọi là chất kết dính, là 2 lớp
màng polymer trong suốt được đặt trên và dưới lớp solar cell có tác dụng kết dính
solar cell với lớp kính cường lực phía trên và tấm nền phía dưới. Lớp này còn có tác
dụng hấp thụ và bảo vệ solar cell khỏi sự rung động, tránh bám bụi và hơi ẩm. Vật
liệu EVA có khả năng chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt và có độ bền cực kỳ cao. 
Lớp Solar cell (tế bào quang điện). Pin mặt trời được cấu tạo từ nhiều đơn vị nhỏ hơn
là solar cell. Những loại pin năng lượng mặt trời thông dụng như mono và poly được
làm từ silic, một loại chất bán dẫn phổ biến. Trong một cell, tinh thể silic bị kẹp giữa 2
hai lớp dẫn điện (ribbon và các thanh busbar). Một tế bào quang điện sử dụng hai lớp
silic khác nhau, loại N và loại P. 
Tấm nền pin (phía sau), có chức năng cách điện, bảo vệ cơ học và chống ẩm. Vật liệu
được sử dụng có thể là polymer, nhựa PP, PVF, PET. Tấm nền có độ dày khác nhau
tùy vào hãng sản xuất. Phần lớn tấm nền sẽ có màu trắng. 
Hộp đấu dây (junction box) nằm ở phía sau cùng, là nơi tập hợp và chuyển năng
lượng điện được sinh ra từ tấm pin năng lượng mặt trời ra ngoài. Vì đây là điểm trung
tâm nên được thiết kế bảo vệ khá chắc chắn. 
Cáp điện DC, loại cáp điện chuyên dụng cho điện năng lượng mặt trời, có khả năng
cách điện một chiều DC cực tốt, kèm với đó là khả năng chống chịu tốt trước sự khắc
nghiệt của thời tiết (tia cực tím, bụi, nước, ẩm..) và tác động cơ học khác. 
Jack kết nối MC4, là đầu nối điện thường được dùng để kết nối các tấm pin mặt trời.
“MC” trong MC4 là viết tắt của nhà sản xuất Multi-Contact. Loại jack kết nối này
giúp bạn dễ dàng kết nối các tấm pin và dãy pin bằng cách gắn jack từ các tấm pin
liền kề với nhau bằng tay.
1.1.2. Nguyên lí hoạt động của pin năng lượng mặt trời:
Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết bị bán
dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, duới sự hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo
ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện. Nguyên lý hoạt động:
Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra: 
Photon truyền trực xuyên qua mảnh silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của
photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn. 
Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic. Điều này thường xảy ra khi năng
lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn. 
Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong
màng tinh thể. Thông thường các electron này lớp ngoài cùng, và thường được kết
dính với các nguyên tử lân cận vì thế không thể di chuyển xa. Khi electron được kích
thích, trở thành dẫn điện, các electron này có thể tự do di chuyển trong bán dẫn. Khi 3
đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron và đó gọi là “lỗ trống”. Lỗ trống này tạo điều kiện
cho các electron của nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào “lỗ trống”, và điều
này tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có “lỗ trống”. Cứ tiếp tục như vậy “lỗ trống”
di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn. Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng
luợng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện. Tuy nhiên, tần số của mặt
trời thường tương đương 6000°K, vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được
hấp thụ bởi silic. Tuy nhiên hầu hết năng lượng mặt trời chuyển đổi thành năng lượng
nhiệt nhiều hơn là năng lượng điện sử dụng được.
1.2. Ắc quy ô tô 12V:
1.2.1. Cấu tạo của ắc quy ô tô 12V:
Ắc quy được cấu tạo theo hình hộp chữ nhật với phần đỉnh đầu gồm hai cực âm (-)
và dương (+). Bên trong được có nhiều ngăn nhỏ chứa dung dịch axit, thông thường một
ắc quy 12 volt sẽ có 6 ngăn nhỏ. Ắc quy sản sinh ra năng lượng dựa vào quá trình phản
ứng hóa học sinh ra dạng hóa năng hay năng lượng tích trữ.
1.2.1. Nguyên lý hoạt động của bình ắc quy ô tô 12V:
Trên thực tế, bình ắc quy được chia thành 2 loại là bình ắc quy sử dụng axit và
bình ắc quy sử dụng kiềm. Tuy có hai loại những ắc quy kiềm sẽ rất ít gặp nên chúng ta
hãy cùng nhau đi tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của bình ắc quy kiềm.
Bình ắc quy ô tô Axit được chia thành 2 loại chính là ắc quy kiểu hở thông thường
và bình ắc quy kiểu kín khí. Hai bình ắc quy này hay bị gọi nhầm là bình ắc quy nước và
bình ắc quy khô. Hãy tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của chúng và các đặc tính riêng
của từng loại để hiểu hơn về loại ắc quy này. 4
Ở hai hai bản cực của một ắc quy được làm bằng Chì (Pb) và Chì Oxit (PbO2).
Điền đầy giữa các bản cực là dung dịch Axit Sunfuric (H2SO4) loãng ( Trong đó nước sẽ chiếm phần chính).
Ở trạng thái được nạp đầy, các bản cực của ắc quy ở trạng thái hóa học nêu trên
( tức là cực dương là PbO2, cực âm là Pb). Trong quá trình phóng điện và nạp điện cho ắc
quy, trạng thái hóa học của các cực sẽ bị thay đổi. Có thể xem về trạng thái hóa học trong
các quá trình phóng – nạp như hình dưới đây
Quá trình phóng điện diễn ra nếu như giữa hai cực được kết nối với các thiết bị
điện. Khi này xảy ra phản ứng hóa học sau: Tại cực dương: 2PbO2 + 2H2SO4 ->
2PbSO4 + 2H2O + O2. Tại cực âm: Pb + H2SO4 -> PbSO4 + H2 .Phản ứng chung gộp
lại trong toàn bình là: Pb+PbO2+2H2SO4 -> 2PbSO4 + 2H2O 5
Quá trình phóng điện sẽ kết thúc khi PbO2 ở cực dương và Pb ở cực âm hoàn toàn
chuyển thành PbSO4. Quá trình nạp điện cho ắc quy, do tác dụng của dòng điện nạp mà
bên trong ắc quy sẽ có phản ứng ngược lại so với chiều phản ứng trên, phản ứng chung
gộp lại trong toàn bình sẽ là: 2PbSO4 + 2H2O -> Pb+PbO2+2H2SO4.
Kết thúc quá trình nạp thì ắc quy trở lại trạng thái ban đầu: Cực dương gồm: PbO2, cực âm là Pb. 6
Trong thực tế thì bản cực của ắc quy sẽ không giống như ở trên. Các cực trên thực
tế sẽ có số lượng nhiều hơn và mỗi bình ắc quy lại bao gồm nhiều ngăn, nhiều tấm cực để
tạo ra tổng điện tích bản cực nhiều hơn. Từ đó giúp cho quá trình phản ứng đồng thời xảy
ra tại nhiều vị trí, do đó dòng điện cực đại xuất ra từ ắc quy đạt trị số cao hơn và tất nhiên
dung lượng của ắc quy cũng tăng lên.
Do kết cấu xếp lớp giữa các tấm cực nên thường thì các số cực dương và cực âm
cũng không bằng nhau. Ở giữa các bản cực của ắc quy sẽ có tấm chắn, các tấm chắn sẽ
không dẫn điện nhưng độ thẩm thấu sẽ lớn để thuận tiện cho quá trình phản ứng xảy ra
khi các Cation và Anion xuyên qua chúng để đến các điện cực.
Mỗi ngăn của ắc quy Axit chỉ cho mức điện áp khoảng 2- 2,2V do đó để đạt được
các mức 6V, 12V thì ắc quy cần phải có nhiều ngăn nhỏ. Ví dụ như ghép 3 ắc quy 2V để
trở thành ắc quy 6V hoặc ghép 6 ắc quy để thành ắc quy 12V. Bạn có thể xem cấu tạo của
ắc quy ở hình dưới để biết được cách bố trí và sắp xếp các ngăn.
Chương II: Chi tiết quy trình sạc một ắc quy ô tô 12V:
Điều đầu tiên cần thiết để lắp đặt một hệ thống sạc ắc quy ô tô là có công cụ và tài
liệu thích hợp. Chúng ta cần phải liệt kê các thành phần trong trước khi thiết kế một mạch điện hoàn chỉnh. 7
Một mạch điện để sạc ắc quy ô tô hoàn chỉnh bao gồm các thành phần cấu thành
như sau: Ít nhất một tấm pin năng lượng mặt trời( khuyên dùng pin 50W hoặc 100 W, lưu
ý có thể mắc nhiều tấm pin lại với nhau để rút ngắn thời gian sạc), một bộ điều khiển sạc,
các dây dẫn có tích hợp sẵn cầu chì và cuối cùng là một ắc quy ô tô 12V.
Các bước lắp đặt như sau: 
Bước 1: Kết nối ắc quy 12V với Bộ điều khiển Sạc. Bước đầu tiên là kết nối ắc quy
12V với bộ điều khiển sạc. Có thể kết nối một đầu của dây dẫn với các cực của ắc
quy. Đảm bảo kết nối đúng cách các dây dương và âm với các cực của ắc quy tương
ứng. Đầu kia của dây phải được cắt và tước để lộ phần lõi trong của dây dẫn. Sau đó,
kết nối các đầu dây bị tước với bộ điều khiển sạc bằng tuốc nơ vít. Bộ điều khiển sạc
có vạch pin cũng như dấu cộng và dấu trừ trên đó, vì vậy hãy đảm bảo kết nối đúng
cách. Bộ điều khiển sạc sẽ được bật nếu đã hoàn thành đúng quy trình. Nếu không
chắc chắn về các thao tác đã thực hiện hãy tham khảo bộ điều khiển sạc của nhà sản
xuất để được hướng dẫn thêm. Lưu ý dây dẫn điện được đề xuất phải có sẵn cầu chì
nên không cần đấu nối thủ công và nếu có trục trặc bất kỳ thì mạch sẽ tự ngắt tránh
làm hư hỏng cả hệ thống. 
Bước 2: Kết nối pin năng lượng mặt trời với Bộ điều khiển sạc. Bây giờ, đã đến lúc
kết nối pin năng lượng mặt trời 12V với bộ điều khiển sạc. Trước tiên hãy tước các
đầu dây của tấm pin mặt trời rồi kết nối chúng với các đầu cuối thích hợp của bộ điều
khiển sạc. Một lần nữa, các đầu cực trên bộ điều khiển sạc sẽ có ký hiệu bảng năng
lượng mặt trời trên chúng cùng với các dấu cộng và dấu trừ.
Bây giờ thiết kế hệ thống đã hoàn tất và cơ bản là đã hoạt động được. 8
(Sơ đồ mạch điện của hệ thống sạc)
Một lưu ý quan trọng là phải có pin năng lượng mặt trời với ít nhất 12 mức điện áp
để sạc ắc quy 12 vôn. Điện áp của pin năng lượng mặt trời phải phù hợp với điện áp của ắc quy.
Chương III: Các vấn đề đặt ra khi thực hiện thiết kế mạch sạc và trong quá
trinh sạc ắc quy ô tô bằng tấm pin năng lượng mặt trời:
3.1. Dung lượng của pin là bao nhiêu để sạc được một ắc quy ô tô 12V?
Có thể sạc bình ắc quy ô tô 12V bằng nhiều tấm pin mặt trời có kích cỡ khác nhau.
Thậm chí, những tấm pin năng lượng mặt trời nhỏ tới 5W cũng có thể sạc cho bình ắc
quy 12V của bạn nhưng thời gian sạc lâu hơn. Tùy theo nhu cầu của người chủ xe ô tô
muốn xạc nhanh như thế nào? Các tấm pin mặt trời 50W và 100W là những lựa chọn tốt
và có thể được sử dụng làm bộ sạc nhỏ giọt nếu không quan tâm đến thời gian sạc. Bởi vì
chúng có thể sạc chậm bình ắc quy 50Ah 12V bằng cách sạc nhỏ giọt. Hơn nữa, các tấm
pin mặt trời 50W và 100W cũng có giá thành rẻ hơn các tấm pin có chỉ số lớn hơn.
Những tấm pin năng lượng mặt trời này cũng có thể được sử dụng làm bộ sạc năng 9
lượng mặt trời di động vì tính nhỏ gọn và tiện lợi của chúng. Các tấm pin mặt trời 100W,
150W và 200W là lựa chọn tốt nhất nếu người dùng có quỹ thời gian sạc ít . Những tấm
pin mặt trời này có thể sạc ắc quy nhanh hơn. Chẳng hạn, một tấm pin mặt trời 150W có
thể sạc ắc quy 12V 50Ah trong 7,5 giờ và 200W có thể sạc nhanh hơn nữa trong gần 5,9 giờ.
3.2. Như thế nào là một bộ điều khiển sạc, công dụng của nó là gì?
Đây là thiết bị chủ yếu trong một hệ thống năng lượng mặt trời, là thiết bị trung
gian giữa bộ tấm pin mặt trời và ắc quy lưu trữ. Nhiệm vụ chính của nó là điều khiển việc
sạc bình ắc quy từ nguồn điện sinh ra từ các tấm pin. Các nhiệm vụ cụ thể như sau: 
Bảo vệ hệ thống: Dòng điện vận hành theo nguyên lý có điện áp cao qua điện áp thấp,
ban ngày các tấm pin hấp thu năng lượng mặt trời với điện áp 12V đến 20V sau đó
chuyển dòng điện tích vào ắc quy. Tuy nhiên, ban đêm tấm pin không hấp thu điện áp
nên điện áp của ắc quy có khả năng chuyển về tấm pin và đốt tấm pin, làm giảm hiệu
suất tấm pin và làm hỏng tấm pin. Vì vậy, bộ điểu khiển sẽ ngăn một cách triệt để
không để dòng điện đi ngược lại tránh hiện tượng hư hỏng tấm pin. 
Bảo vệ bình ắc quy: Khi ắc quy đầy, nguồn năng điện nếu cứ liên tục cấp điện cho ắc
quy thì có thể làm bị quá tải, sôi bình, ảnh hượng đến tuổi thọ của bình. Ngược lại, khi
bìn cạn đến một ngưỡng nhất định, bộ điều khiển sẽ ngắt không cho sử dụng để tạo
bảo vệ bình không bị khô kiệt.
Quan trọng nhất trong đó giúp hiệu suất hoạt động của hệ thống đạt hiệu suất cao
nhất, điều khiển cả hệ thống khiến công suất sạc đạt cực đại, nâng cao hiệu quả của
tấm pin. Các bộ điều khiển lại được chia thành các loại khác nhau, chức năng khác nhau, công nghệ khác nhau: 
Công nghệ sạc PWM: Bộ điều khiển sạc Pulse-Width Modulating (viết tắt là PWM)
sử dụng công nghệ tiên tiến, trong đó các quy tắc với phương thức mới giúp xác định
lượng điện tích vào ắc quy, và điều khiển sạc chậm khi ắc quy đầy. Chúng cấu tạo cơ
bản như một công tắc đóng mở chuyển đổi giữa giàn pin năng lượng mặt trời và ắc
quy. Nhược điểm lớn ở công nghệ PWM là làm hao phí khoảng trên dưới 20% lượng
điện sạc từ hệ thống, nó cũng có công suất giới hạn để phát triển hệ thống 10 
Công nghệ sạc MPPT: Bộ điều khiển theo dõi đa điểm Maximum Power Point
Tracker( viết tắt là MPPT) tân tiến hơn nhiều công nghệ PWM, công nghệ điều khiển
mặt trời giúp theo dõi, giám sát chi tiết từng phần tạo ra điện áp của ắc quy nhằm tối
ưu hiệu suất sắc. MPPT là phương pháp tuối ưu nhất của hệ thống điện năng lượng là
phương pháp dò tìm điểm làm việc có công suất tối ưu của hệ thống qua việc điều
khiển theo chu kỳ đóng mở khóa điện tử. MPPT là cách duy nhất để điều chỉnh các
mô-đun kết nối lưới để sạc pin, chúng có kích thước lên tới 80 Amps. Bộ điều khiển
sạc MPPT hiệu
quả hơn các bộ điều khiển PWM. Công nghệ của bộ điều khiển này
giúp thu được nhiều năng lượng hơn từ giàn pin năng lượng mặt trời. Hiệu quả của
phương pháp này vượt trội hơn từ 10% đến 40%.
Vậy câu hỏi đặt ra lựa chọn bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời như thế nào cho phù hợp?
Đầu tiên là lựa chọn một thương hiệu uy tín, theo những thương hiệu đáng tin cậy
nhất tại địa phương , cách lựa chọn theo đánh giá của người dùng từ internet, từ thực tế.
Một bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời giúp biến đổi dòng diện DC thành AC, và kết
nối hoàn chỉnh hệ thống điện mặt trời để dễ dàng quản lý. Sau đó là đánh giá, tìm hiểu kỹ
càng thông số của thiết bị sao cho phù hợp với hệ thống. Đồng thời so sánh giá cả với các
sản phẩm khác, hiệu suất càng cao càng được sử dụng. Và cuối cùng, cần cân nhắc những
cấu tạo chất liệu cao cấp chống lại ảnh hưởng khắc nghiệt từ thời tiết, khí hậu, những tính năng mới mẻ.
3.3. Phân tích, liệt kê thời gian sạc với các công suất cụ thể của pin năng lượng mặt trời:
Đây là một câu hỏi thường gặp khi sạc pin bằng tấm pin năng lượng mặt trời. Để
trả lời câu hỏi này và thiết kế mạch sạc một cách chính xác, điều đầu tiên cần biết dung
lượng pin trên xe là bao nhiêu. Xe ô tô nhỏ thông thường có pin 40 Ah trung bình. Ô tô
lớn và SUV có pin 50Ah và ô tô lớn hơn, RV và thuyền có pin 75+Ah. Đối với pin chu kỳ
sâu 50Ah việc sạc mất khoảng. 10,5 giờ dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp để sạc pin 12V
50Ah thông thường sử dụng bảng điều khiển và tấm pin năng lượng mặt trời 100W. 11
Dưới đây là bảng hiển thị ước tính thời gian sạc nhanh cho 5 kích cỡ tấm pin mặt trời phổ biến nhất: Solar Panel Size Battery Size Full Charging Time 50 Watt 50Ah 12V 17.5 hours 80 Watt 50Ah 12V 12 hours 100 Watt 50Ah 12V 10.5 hours 150 Watt 50Ah 12V 7.5 hours 200 Watt 50Ah 12V 5.9 hours
Cần phải nói thêm đây chỉ là ước tính thời gian sạc cho ắc quy 50Ah 12V và
những con số này sẽ thay đổi đối với các kích cỡ khác của sự kết hợp giữa ắc quy và
bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Nhìn chung lượng thời gian cần thiết để sạc pin 50Ah 12V bằng tấm pin mặt trời
tùy thuộc vào kích thước của tấm pin mặt trời và lượng ánh sáng mặt trời có sẵn. Phải
mất trung bình trên dưới 10h để sạc pin 50Ah 12V với tấm pin mặt 80W dưới ánh sáng
mặt trời trực tiếp. Tuy nhiên, nếu tấm pin mặt trời lớn hơn hoặc ánh sáng mặt trời bị hạn
chế, thì có thể mất nhiều thời gian hơn để sạc pin.
3.4. Nếu như không dùng bộ điều khiển sạc mà nối trực tiếp ắc quy vào pin năng
lượng mặt trời thì có gây hỏng ắc quy không ?
Việc không dùng thiết bị này cũng có thể sạc được pin của ô tô tuy nhiên những
tấm pin sẽ mau chóng suy giảm hiệu suất, rất dễ gây hư hỏng. Sau đó, ắc quy chắc chắn
sẽ theo đó mà hư hỏng theo, dẫn đến toàn hệ thống mạch điện năng lượng mặt trời đã lắp
đặt bị hủy hoại theo. Một trường hợp có thể xảy ra khi không sử dụng bộ điều khiển sạc
sẽ dẫn đến việc sạc quá mức có thể nhanh chóng làm hỏng ắc quy 12V, nếu không muốn
nói là ít nhất sẽ làm chúng xuống cấp theo thời gian. Ví dụ, nó thậm chí có thể phát nổ do
thoát khí hydro tích tụ bên trong pin do sạc quá mức.
3.5. Ưu thế của Ắc quy lithium so với ắc quy chì -acid ? 12
Có, pin lithium hiệu quả hơn pin chì-axit. Trung bình, pin lithium có mức xả sâu
(DoD) là 80%, trong khi pin axit-chì có mức xả sâu là 50%. Tuy nhiên, pin lithium đắt hơn pin axit-chì.
3.6. Có thể dùng pin năng lượng mặt trời để sạc cho một ắc quy ô tô đã chết được không?
Nhiều nghiên cứu và thử nghiệm thực tế cho thấy điều này là có thể, một tấm pin
mặt trời có thể sạc ắc quy ô tô đã chết. Nhưng sẽ cần phải có ít nhất một tấm pin mặt trời
50W 12V và bộ điều khiển sạc. Tùy thuộc vào dung lượng pin chết và kích thước của tấm
pin mặt trời, nó có thể sạc lại ắc quy chết sau 1-2 ngày. Nếu như dùng các tấm pin năng
lượng mặt trời ghép lại với nhau thì có thể sạc nhanh hơn. 13 KẾT LUẬN Năng lượng mă –
t trời là nguồn năng lượng tái tạo và bất tâ – n, tuy nhiên, con người chỉ mới tâ – n dụng được mô –
t phần rất nhỏ nguồn năng lượng này. Đây cũng là lý do mà hiê –
n nay các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu làm cách nào để khai thác nguồn năng lượng từ mă – t trời này sao cho hiê –
u quả nhất. Một ứng dụng quan trọng trong việc chuyển
đổi năng lượng mặt trời thành dạng năng lượng khác đó chính là chuyển thành điện năng.
Điện năng lượng mặt trời đã được công nhận là nguồn năng lượng xanh, sạch và thân
thiện với môi trường, với công nghệ tái chế pin năng lượng mặt trời đã dần hoàn thiện,
theo thống kê và năm 2014, lượng phát thải khí CO2 trung bình của điện năng lượng mặt
trời là 41g/kWh, đem so với điện than là 820g/kWh và dầu khí là 490g/kWh. Ngoài ra,
điện năng lượng mặt trời được ứng dụng sâu rộng trong đời sống của con người từ sinh
hoạt đến sản xuất, có khả năng triển khai với quy mô cực đa dạng và phù hợp với mọi đối tượng.
Trong tiểu luận này, nhóm đã năng lượng mặt trời là một một nguồn năng lượng
tuyệt vời để sạc ắc quy xe hơi. Đây là nguồn năng lượng tái tạo có nhiều ưu thế như tiết
kiệm chi phí, hiệu quả, tiện lợi dễ dàng áp dụng vào cuộc sống và vô cùng thân thiện với
môi trường. Nó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều loại phương tiện,
từ ô tô điện, xe du lịch, xe mày điện, thuyền,... Với những thiết kế phù hợp, những tấm
pin năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để sạc ắc quy ô tô một cách nhanh chóng và đáng tin cậy. 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) https://www.engineeringpassion.com/can-a-solar-panel-charge-a-car-or-12v-batteries/ truy cập ngày 9/2/2023
2) https://voicegpt.us/ truy cập ngày 10/2/2023
3) 451836-an-investigation-into-a-model-for-supply-b884c496.pdf (neliti.com) truy cập ngày 12/2/2023 15