Sử dụng nguồn năng lượng sạch là giải pháp góp phần giải quyết hai vấn đề thời sự là bảo vệ môi trường và đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào và sạch được chuyển đổi thành điện năng cung cấp cho các thiết bị điện. Năng lượng mặt trời đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi, đặc biệt khi xuất hiện các lo ngại về mức độ an toàn của điện hạt nhân, sự cạn kiệt của các nguồn năng lượng hóa thạch, sự thay đổi dòng chảy và điều kiện tự nhiên của thủy điện cũng như các yếu tố chính trị ảnh hưởng đến an ninh năng lượng của mỗi quốc gia.

Với mục tiêu nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống điện năng lượng mặt trời công suất nhỏ, hoạt động độc lập, thu năng lượng mặt trời theo phương pháp tự động dò bám, phục vụ đào tạo ngành Công nghệ kỹ thuật Điện, Điện tử tại các trường Đại học, Cao đẳng, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định, Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống điện năng lượng mặt trời theo phương pháp tự động dò bám”.

Sau thời gian nghiên cứu, nhóm đề tài đã xây dựng được một mô hình hệ thống điều khiển bám Mặt trời dựa trên tính toán vị trí Mặt trời sử dụng các công nghệ tiên tiến nhất. Nhóm đã xây dựng cơ cấu chấp hành 2 bậc tự do theo phương và góc ngẩng để hướng tấm pin Mặt trời luôn vuông góc với tia sáng Mặt trời. Thiết kế mạch điều khiển, mạch giao tiếp cảm biến, giao tiếp công suất điều khiển động cơ để dễ dàng sử dụng điện năng sản xuất được.

Các dữ liệu để hướng tấm pin theo hướng Mặt trời được thu thập dữ liệu từ mô-đun GPS, cảm biến gia tốc và cảm biến la bàn số. Đây là các cảm biến dựa trên công nghệ vi cơ điện tử có năng lượng tiêu thụ thấp, độ chính xác cao. Trên cơ sở dữ liệu thu được, tính toán thu được các thông tin về vị trí Mặt trời, góc phương và góc hướng hiện tại của hệ thống, nhóm thiết kế lưu đồ thuật toán và viết chương trình giao tiếp, tính toán, điều khiển hệ thống bám theo Mặt trời. Từ đó xây dựng thành công mô hình hệ thống hoàn chỉnh, tiến hành đo đạc dữ liệu để đánh giá hệ thống. Nhóm cũng đã xây dựng được mô hình bộ nạp ắc-quy và bộ nghịch lưu ra dạng sóng sine tích hợp trong một dưới sự điều khiển của mạch điều khiển trung tâm nên đã giảm được chi phí chế tạo khung hộp cũng như việc phải lựa chọn bộ nạp, bộ nghịch lưu để ghép lại gây khó khăn cho khách hàng nếu mô hình được thương mại hóa.

Kết quả của đề tài đã góp phần phát triển bước đầu mô hình bộ lưu trữ, chuyển đổi năng lượng Mặt trời và sẽ tiếp tục được khai thác phục vụ nghiên cứu và đào tạo.

  Nguồn: Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17392/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.