CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Chào các bạn!
Sau đây là bài viết tổng quan về điện mặt trời.
Mô tả các hệ thống cơ bản và các câu hỏi thường gặp.
Xây dựng hệ thống điện mặt trời thì có các dạng cơ bản sau:
1. Hệ thống hòa vào lưới điện (ongrid).
1.1 Hệ thống hòa lưới cơ bản.
1.2 Hệ hòa lưới bám tải.
1.3 Hệ hòa lưới bám tải có dự trữ.
1.4 Hệ hòa lưới giới hạn công suất có dự trữ.

2. Hệ thống độc lập.
2.1 Hệ thống độc lập hoàn toàn với lưới điện (offgrid).
2.2 Hệ thống độc lập kết hợp chuyển đổi qua lại với lưới (hybrid offgrid).

3. Hệ thống lai (hybrid on/offgrid).

Mô tả và ưu khuyết điểm của từng hệ thống:

1. Hệ thống hòa lưới:
1.1) Hệ thống hòa lưới cơ bản:
là hệ thống chuyển đổi điện năng DC tạo ra từ năng lượng mặt trời thành điện AC phù hợp với điện lưới và hòa vào lưới điện (cùng điện áp, cùng tần số, cùng pha với điện lưới). Các thiết bị cơ bản bao gồm tấm pin mặt trời, inverter hòa lưới (GTI). Khi tải tiêu thụ trong nhà nhiều hơn điện do hệ thống tạo ra thì điện lưới sẽ bù vào, khi tải ít hơn thì điện thừa sẽ bơm vào lưới.
+ Ưu điểm: hệ thống gọn, ít thiết bị, vốn đầu tư ít, nhanh thu hồi vốn . Phù hợp cho hộ gia đình hoặc cơ quan, văn phòng, nhà xưởng,… sử dụng nhiều điện vào ban ngày.
+ Nhược điểm:
 Cần phải có điện lưới để hoạt động, khi cúp điện hệ thống không hoạt động được.
 Điện thừa bị bơm ra lưới gây lãng phí. Nếu công tơ điện là loại điện tử thì điện thừa sẽ được cộng theo chiều thuận, tức là mình sẽ bị cty điện lực tính tiền trên chính phần điện mà hệ thống của mình tạo ra. Do đó, sau khi lắp đặt và đưa hệ thống vào sử dụng chúng ta cần nhanh chống lắp công tơ điện 2 chiều do điện lực cung cấp và thực hiện hợp đồng mua bán điện.

1.2) Hệ hòa lưới bám tải.

Là dùng loại inverter có giới hạn công suất theo tải tiêu thụ, tải tiêu thụ ít hơn điện mặt trời thì inverter chỉ hòa công suất tương đương với tải, phần thừa sẽ bị lẵng phí, nếu tải nhiều hơn điện mặt trời thì inverter hòa hết công suất điện mặt trời, phần thiếu của tải lấy từ lưới.

1.3) Hệ hòa lưới bám tải có dự trữ

Là hệ thống hòa lưới bám tải có thêm bình ắc quy để dự trữ, khi tải thấp thì điện mặt trời thừa sẽ nạp vào bình ắc quy (hoặc pin Lithium), khi tải cao sẽ lấy điện từ ắc quy, từ lưới bù vào, buổi tối hết nắng hệ vẫn hòa lưới đến khi hết bình, hoặc đến ngưỡng điện áp bình đặt trước. Hệ này điện không bị phọt ra lưới ngoài như của hệ hòa lưới đơn giản, điện không bị lẵng phí như hệ hòa lưới bám tải, vẫn cần điện lưới để hoạt động, tốn tiền đầu tư ắc quy (hoặc pin Lithium),.

1.4) Hệ hòa lưới giới hạn công suất có dự trữ.

Là hệ hòa lưới giới hạn công suất theo chủ ý của người lắp đặt. Điện mặt trời tạo ra một phần hòa vào lưới một phần nạp vào bình ắc quy. Inverter hòa lưới chỉ hòa công suất cài đặt trước cho phần tải thiết bị luôn bật trong nhà như tủ lạnh, modem, quạt hút… Còn khi bật thêm thiết bị thì điện lưới sẽ bù vào. Buổi tối hết nắng hệ vẫn hòa lưới đến khi hết bình, hoặc đến ngưỡng điện áp bình đặt trước.

2. Hệ thống độc lập với lưới điện:

Là hệ thống điện mặt trời hoạt động độc lập, không phụ thuộc vào điện lưới.
Khi có nắng điện sẽ được nạp vào ắc quy, tải tiêu thụ sẽ lấy từ điện mặt trời và bình khi có nắng, và lấy hoàn toàn từ bình ắc quy khi hết nắng.

2.1) Hệ thống độc lập hoàn toàn với lưới điện (offgrid).

– Hệ offgrid DC: thiết bị bao gồm tấm pin, điều khiển sạc, bình acquy (không có inverter). Các thiết bị điện phải là loại DC, dùng điện DC trực tiếp từ bình ắc quy không cần chuyển qua AC. VD như đèn led DC, quạt DC, … Hệ này đơn giản, phù hợp cho bác mới tập chơi, phù hợp khu vực không có điện lưới nhu cầu dùng điện thấp.

– Hệ offgrid AC: Các thiết bị cơ bản bao gồm: tấm pin mặt trời, điều khiển nạp Solar charge controller, inverter offgrid ( hoặc Inverter kết hợp điều khiển nạp), bình ắc quy (pin Lithium). Hệ thống sẽ chuyển đổi điện DC từ pin mặt trời và bình acquy thành AC 220v dùng cho các thiết bị điện AC thông thường.

Hệ thống độc lập nói chung có ưu điểm là không phụ thuộc vào lưới điện, phù hợp cho khu vực không có điện lưới.
Nhược điểm là lượng điện tiêu thụ phụ thuộc hoàn toàn vào mặt trời, trời ít nắng thì thì phải giảm điện tiêu thụ. Tiền đầu tư ac quy lớn, tuổi thọ ắc quy ngắn phụ thuộc vào số chu kỳ sạc xả, lâu thu hồi vốn.

2.2) Hệ thống độc lập kết hợp chuyển đổi qua lại với lưới (hybrid offgrid).

Ở khu vực có điện lưới, nếu sử dụng hệ thống độc lập thì có thêm giải pháp chuyển qua lại giữa điện lưới và điện mặt trời khi tải lớn hơn công suất inverter hoặc khi điện mặt trời bị thiếu (Sử dụng loại inverter Hybrid Offgrid).

3. Hệ thống lai (hybrid on/offgrid).

Kết hợp ưu điểm của hệ hòa lưới và hệ độc lập ta có hệ thống lai ( hybrid On/Offgrid). Sử dung inverter On/Offgrid.
Hệ thống bao gồm : tấm pim mặt trời, inverter on/offgrid, ắc quy.
Hệ thống hoạt động như sau:
– khi có nắng và có điện lưới hệ thống sẽ hòa vào lưới điện giống như hệ 1.3-Hệ hòa lưới bám tải có dự trữ (xem mục 1.3 ở trên).
– Khi có nắng và cúp điện: khi tải tiêu thụ ít hơn điện mặt trời tạo ra, phần điện thừa nạp vào ắc quy. Khi tải nhiều inverter sẽ lấy từ ắc quy bù vào nuôi tải.
– Khi tắt nắng và cúp điện: Hệ lấy hoàn toàn điện từ ắc quy nuôi tải đến khi hết bình, hoặc đến ngưỡng điện áp bình đặt trước.

NGOÀI RA CÒN CÓ CÁC KỂU LẮP ĐẶT HỆ THÔNG NHƯ SAU:
– Dùng inverter offgrid tạo ra điện AC từ ắc quy, sau đó dùng inverter hòa lưới bám tải hòa vào chính nguồn điện này. Hệ này không khuến khích lắm vì dễ hỏng thiết bị, khi tải tăng đột ngột, hoặc inverter hòa lưới lỗi ngưng hoạt động gây hỏng inverter offgrid.

– Dùng điện mặt trời song song với điện lưới: tức là dùng hệ độc lập (offgrid) cho các thiết bị công suất nhỏ ( như đèn chiếu sang, quạt, tủ lạnh..). Còn các thiết bị công suất cao vẫn sử dung điện lưới (Máy lạnh, bếp điện, nổi cơm điện, bàn ủi, máy giặt…). Tuy nhiên hệ thống điện trong nhà phải được phải được tính toán tách đường dây điện vào thiết bị ngay từ đầu khi xây dựng.