Đề kiểm tra giữa học kỳ II môn Năng lượng tái tạo - Năm học 2011-2012

ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2011-2012. 
MÔN THI: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO. Thời gian: 45 phút. 
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu. Không được phép trao đổi tài liệu. 
Câu 1. Tại TP.Hồ Chí Minh (L=10o45'0'' vĩ Bắc, 106°40'0" kinh Đông), vào ngày 22 tháng 6: 
a) Lúc mặt trời đứng bóng, tính thiên độ δ (solar declination), cao độ βN (altitude angle) và 
góc nghiên (tilt)? (1 đ) 
b) Lúc 9 giờ sáng (giờ mặt trời), tính góc giờ H, góc cao độ β, và góc phương vị φS? (1 đ) 
c) Vào buổi sáng, biết tỷ trọng khí quyển (air mass ratio) m=1.5=AM1.5. Tính góc cao độ 
β, góc giờ H, góc phương vị φS? (1 đ) 
Câu 2. Một tấm pin quang điện có 36 tế bào nối tiếp, ở 25oC, mỗi tế bào quang điện có dòng 
ngược bảo hòa là I0=10
-9A. Bỏ qua các điện trở song song và nối tiếp trên mỗi tế bào. Với 
độ rọi 1-sun (1kW/m2): 
a) Dòng ngắn mạch của tấm pin là ISC=4.8A, tính điện áp hở mạch? (1 đ) 
b) Khi dòng điện làm việc là 4.55A, tính điện áp làm việc của tấm pin? (1 đ) 
c) Giả sử mỗi tế bào quang điện có các điện trở RS =5mΩ, RP ≈0Ω. Dòng ngắn mạch là 
4.8A. Biết tấm pin đang cấp điện trực tiếp cho acquy với điện áp 14V. Tính dòng điện 
và công suất mà tấm pin đang cấp cho acquy? (2 đ) 
Câu 3. Cho tấm pin “SW 240 mono” của Solar World có các thông số bên dưới, làm việc ở 
với cường độ nắng 1-sun (1kW/m2): 
a) Ở nhiệt độ môi trường 250C, tấm pin trên cấp điện cho acquy thông qua bộ sạc dùng 
mạch buck-boost có MPPT. Biết điện áp acquy là 24V. Tính chu kỳ làm việc D (duty 
cycle) của mạch buck-boost khi đó? Bỏ qua tổn hao trên mạch sạc. (1 đ) 
b) Ở nhiệt độ môi trường 350C, tính nhiệt độ trên tấm pin, điện áp hở mạch, dòng điện 
ngắn mạch, công suất cực đại của tấm pin? (2 đ) 
-------------------------------------------------HẾT------------------------------------------------- 
Đáp án: 
Câu 1. 
a) delta = 23.449783 do 
a) btaN = 102.699783 do hay btaN = 77.300217 do 
a) tilt = 12.699783 do 
b) H = 45.000000 do 
b) bta = 45.361011 do 
b) phiS = 157.405141 do 
c) bta_c = 41.810315 do 
c) H_c = 48.904886 do 
c) phiS_c = 158.060692 do 
Câu 2. A 
a) Voc = 0.572901 V 
b) Vd = 0.497094 V 
b) V = 17.895398 V 
c) I_c = 4.718508 V 
c) P_c = 66.059107 V 
Câu 3. 
a) D = 0.686099 
b) Tcell = 67.500000 oC 
b) Voc_b = 32.806000 V 
b) Isc_b = 8.233974 A 
b) Pm_b = 194.100000 W 
Câu 1. 
% Lop NLTT 2012 
% Cau 1 
% Matlab tinh goc theo rad! 
clc 
clear all 
do_rad=pi/180 
rad_do=180/pi 
L = 10+45/60 
Lg = 106+40/60 % do Kinh Tay 
GMT = 7 
n = 152-1+21 
ST = 9 % AM 
m = 1.5 
% Cau a 
delta = 23.45*sin((360/365*(n-81))*do_rad) 
btaN1 = 90-L+delta 
btaN2 = 180-btaN1 
tilt = 90-btaN2 
% Cau b 
H = 15*(12-ST) 
sin_bta = cos(L*do_rad)*cos(delta*do_rad)*cos(H*do_rad)+sin(L*do_rad)*sin(delta*do_rad) 
bta = rad_do*asin(sin_bta) 
sin_phiS= cos(delta*do_rad)*sin(H*do_rad)/cos(bta*do_rad) 
cos_H = cos(H*do_rad) 
tandpL = tan(delta*do_rad)/tan(L*do_rad) 
if(cos_H>=tandpL) 
 phiS = rad_do*asin(sin_phiS) 
elseif(H>=0) 
 phiS = 90+rad_do*asin(sin_phiS) 
else % H phiS<0 
 phiS = -90+rad_do*asin(sin_phiS) 
end 
% Cau c 
sin_bta_c = 1/m 
bta_c = rad_do*asin(sin_bta_c) 
cos_H_c = (sin_bta_c-sin(L*do_rad)*sin(delta*do_rad))/cos(L*do_rad)/cos(delta*do_rad) 
H_c = rad_do*acos(cos_H_c) % Buoi sang: H_c > 0 
sin_phiS_c= cos(delta*do_rad)*sin(H_c*do_rad)/cos(bta_c*do_rad) 
if(cos_H_c>=tandpL) 
 phiS_c = rad_do*asin(sin_phiS_c) 
elseif(H_c>=0) 
 phiS_c = 90+rad_do*asin(sin_phiS_c) 
else % H phiS<0 
 phiS_c = -90+rad_do*asin(sin_phiS_c) 
end 
 disp('Ket qua _________________________________________________________') 
TEXT = sprintf('a) delta = %f do', delta); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('a) btaN = %f do hay btaN = %f do ', btaN1, btaN2); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('a) tilt = %f do', tilt); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) H = %f do', H); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) bta = %f do', bta); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) phiS = %f do', phiS); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('c) bta_c = %f do', bta_c); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('c) H_c = %f do', H_c); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('c) phiS_c = %f do', phiS_c); disp(TEXT) 
Câu 2. 
% Lop NLTT 2012 
% Cau 2 
clc 
clear all 
n=36 
Io=1e-9 
Isc=4.8 
I=4.55 
Rs=5e-3 
Rp=5 
Vaq=14 
% Cau a 
Voc=0.0257*log(Isc/Io+1) 
% Cau b 
Id=Isc-I 
Vd=1/38.9*log(Id/Io+1) 
V=n*Vd 
% Cau c 
Vd_c=Vaq/n % vi Rs=0 
I_c=Isc-Io*(exp(38.9*Vd_c)-1)-Vd_c/Rp 
P_c=Vaq*I_c 
disp('Ket qua ____________________') 
TEXT = sprintf('a) Voc = %f V', Voc); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) Vd = %f V', Vd); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) V = %f V', V); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('c) I_c = %f V', I_c); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('c) P_c = %f V', P_c); disp(TEXT) 
Câu 3. 
% Lop NLTT 2012 
% Cau 3 
clc 
clear all 
Pm=240 
Voc=37.6 
Vm=30.6 
Isc=8.22 
Im=7.87 
NOCT=46 
TCIsc=0.004 
TCVoc=-0.3 
TCPm=-0.45 
S=1 % sun 
Vaq=14 
Tamb=35 % nhiet do moi truong, oC 
Io=Isc/(exp(Voc/72/0.0257)-1) % => 1.23e-8 
% Cau a 
%Vin/Vout=D/(1-D) 
D=Vm/(Vm+Vaq) 
% Cau b 
Tcell=Tamb+(NOCT-20)/0.8*S 
Voc_b=Voc*(1+TCVoc/100*(Tcell-25)) 
Isc_b=Isc*(1+TCIsc/100*(Tcell-25)) 
Pm_b=Pm*(1+TCPm/100*(Tcell-25)) 
disp('Ket qua ________________________') 
TEXT = sprintf('a) D = %f', D); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) Tcell = %f oC', Tcell); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) Voc_b = %f V', Voc_b); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) Isc_b = %f A', Isc_b); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) Pm_b = %f W', Pm_b); disp(TEXT)