Thiết kế chế tạo mô hình bơm nước sử dụng pin năng lượng mặt trời

Tóm tắt

Bài báo này trình bày việc thiết kế và thi công mô hình bơm nước sử dụng pin năng lượng phục vụ cho đời sống sản xuất, sinh hoạt cho người dân nông thôn ở Đồng bằng sông Cửu Long. Người sử dụng vận hành ở hai chế độ bơm là có hẹn thời gian và không có hẹn thời gian. Tác giả sử dụng vi điều khiển PIC18F4550-40 của hãng microchip để đọc dòng điện đầu vào từ cảm biến dòng ACS756-50 và điện áp đầu vào, điện áp đầu ra từ cầu phân áp, đọc nhiệt độ của pin từ cảm biến nhiệt độ LM35, điều khiển tần số đóng mở mạch kích MOSFET của mạch công suất, điều khiển đóng mở các Relay, tính toán hiển thị điện áp, công suất của pin, nhiệt độ, thời gian bơm lên hình LCD. Ngoài ra mạch còn có các tụ và IC ổn áp nguồn 7812 dùng để ổn định điện áp nguồn và các tụ dùng để bù sụt áp giúp cho mạch hoạt động ổn định.

Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình hoạt động khá ổn định và đạt yêu cầu đề ra. Điện áp đầu vào của mạch từ pin năng lượng mặt trời thay đổi liên tục từ 14V đến 18V, điện áp này phục thuộc vào cường độ bức xạ của ánh nắng mặt trời chiếu xuống diện tích của pin nhưng điện áp đầu ra của mạch cấp cho tải dao động nhỏ từ 24V đến 26V. Bằng kết quả thực nghiệm cho thấy, điện áp đầu ra khỏi mạch nạp cho ắc qui ổn định hơn so với điện áp cấp cho bơm hoạt động do công suất của pin lớn hơn của bình ắc qui. Điện áp từ ắc qui cấp cho bơm qua Relay giảm theo thời gian bơm từ 24V đến 22V thì dừng bơm.