Hệ thống nâng áp và biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều

Trạng thái đề tài:

Lĩnh vực: Các giải pháp kỹ thuật nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế

Hoạt động: Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng

Năm: 2025

Ngày nộp đề tài: 22/05/2025

Thông tin nhóm tác giả

Tên tác giả / nhóm tác giả: Hoàng Đình Anh Tú

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Duy Hoàng

Đơn vị học tập (làm việc): Trường THPT Bùi Thị Xuân

Địa chỉ đơn vị: 36 Lê Huân, phường Thuận Hòa, quận Phú Xuân, tp Huế

Tính mới của giải pháp

Tính mới của đề tài Đề tài "Hệ thống nâng áp và biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều" mang tính mới mẻ ở nhiều khía cạnh, đặc biệt là cách tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo và giải pháp nâng áp hiệu quả. 4.1.1. Ứng dụng công nghệ năng lượng tái tạo • Sử dụng pin mặt trời và hệ thống lưu trữ năng lượng để tạo nguồn điện độc lập, giúp giảm phụ thuộc vào lưới điện. • Tích hợp bộ điều khiển sạc MPPT (Maximum Power Point Tracking) để tối ưu hóa hiệu suất sạc pin, giúp tận dụng tối đa năng lượng thu được từ mặt trời. • Hệ thống không chỉ phục vụ mục đích cung cấp điện dự phòng mà còn có thể ứng dụng trong các khu vực vùng sâu, vùng xa, nơi chưa có điện lưới. 4.1.2. Giải pháp nâng áp hiệu quả và ổn định • Hệ thống sử dụng mạch nâng áp từ 24 V lên 310 VDC – đây là một giải pháp hiệu quả hơn so với các bộ biến đổi điện truyền thống, giúp tối ưu hóa quá trình chuyển đổi năng lượng. • Điện áp được nâng lên mức cao trước khi chuyển đổi sang xoay chiều, giúp giảm hao phí và tăng hiệu suất. • Thiết kế có cơ chế bảo vệ quá áp, quá dòng, chập mạch, giúp tăng tuổi thọ hệ thống và đảm bảo an toàn khi sử dụng. 4.1.3. Tích hợp hệ thống tự động chuyển đổi nguồn điện (ATS) • Khả năng tự động chuyển đổi giữa nguồn điện chính và nguồn pin lưu trữ giúp hệ thống hoạt động mượt mà, không cần tác động từ con người. • Khi mất điện, hệ thống tự động cấp điện từ pin lưu trữ mà không làm gián đoạn các thiết bị đang sử dụng. • Cấu trúc này giúp hệ thống hoạt động linh hoạt hơn, phù hợp với cả hộ gia đình, doanh nghiệp và khu vực thiên tai. Tính sáng tạo của đề tài Ngoài tính mới, đề tài còn có nhiều điểm sáng tạo giúp nâng cao hiệu suất và khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống. 4.2.1. Kết hợp nhiều công nghệ trong cùng một hệ thống - Hệ thống không chỉ là một bộ biến đổi điện thông thường, mà còn tích hợp nhiều công nghệ: o Hệ thống sạc MPPT giúp tận dụng tối đa năng lượng mặt trời. o Mạch nâng áp công suất cao, hoạt động ổn định. o Cầu H giúp tạo ra dòng điện xoay chiều hình sin chuẩn, phù hợp cho thiết bị điện thông dụng. o Bộ chuyển đổi tự động (ATS) giúp đảm bảo nguồn điện liên tục. - Việc kết hợp nhiều công nghệ trong cùng một hệ thống giúp tăng hiệu suất, giảm hao phí và tối ưu hóa tính năng sử dụng. 4.2.2. Tối ưu hóa thiết kế để giảm thiểu hao phí năng lượng • Thiết kế mạch điện được tối ưu để giảm tổn thất điện năng, giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn so với các bộ biến đổi thông thường. • Sử dụng mạch cầu H kết hợp với bộ điều khiển EGS002 giúp tạo ra điện áp xoay chiều hình sin chuẩn, thay vì sóng vuông hay sóng giả sin thường thấy ở các bộ inverter giá rẻ. • Bảo vệ điện áp, quá dòng, chập mạch được tích hợp, giúp nâng cao độ bền và tuổi thọ cho cả hệ thống. 4.2.3. Khả năng mở rộng và ứng dụng thực tiễn cao • Hệ thống có thể dễ dàng mở rộng với dung lượng pin lớn hơn, giúp kéo dài thời gian sử dụng. • Có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ cung cấp điện dự phòng cho gia đình đến hỗ trợ điện cho các trạm viễn thông, khu vực thiên tai, cứu hộ cứu nạn. • Thiết kế hướng đến tính di động, có thể lắp đặt trong các xe di động, lều trại, thiết bị quân sự hoặc các khu vực không có điện lưới.

Tính sáng tạo

• Hệ thống có thể được triển khai trong gia đình, khu vực nông thôn, vùng sâu vùng xa chưa có điện lưới hoặc những nơi thường xuyên xảy ra sự cố điện. • Ứng dụng trong các hoạt động dã ngoại, quân sự, cứu hộ cứu nạn, cung cấp nguồn điện di động an toàn và tiện lợi.

Hiệu quả kinh tế xã hội

Tiềm năng phát triển thêm chế độ sạc nhanh, mở rộng dung lượng pin, cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng để đáp ứng nhu cầu thực tế cao hơn.
Facebook
Twitter
LinkedIn
Email