Điện năng lượng mặt trời hòa lưới – kiến thức cơ bản về hệ thống

Điện năng lượng mặt trời hòa lưới là hệ thống điện mặt trời kết nối trực tiếp với lưới điện, không cần pin lưu trữ, khi điện lưới cúp hệ thống sẽ ngừng hoạt động để đảm bảo an toàn.
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có các thành phần chính như sau:
– Khi mặt trời có nắng, các tấm tấm pin có nhiệm vụ hấp thụ bức xạ mặt trời để tạo ra nguồn điện 1 chiều (DC).
– Dòng điện 1 chiều (DC) sẽ đi đến biến tần (Inverter)
– Biến tần (Inverter) sẽ chuyển dòng điện 1 chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC).
– Dòng điện xoay chiều (AC) đi đến tủ điện, cung cấp điện cho các thiết bị sử dụng
– Khi điện mặt trời tạo ra điện nhiều hơn mức cần thiết, điện dư sẽ được đưa lên lưới điện quốc gia, nếu không đủ, sẽ lấy thêm điện lưới bù vào để sử dụng.
Điện mặt trời hòa lưới được sử dụng rộng rãi bởi hộ gia đình và các doanh nghiệp do giá thành rẻ so với các hệ điện mặt trời khác và tận dụng được sản lượng điện dư thừa để bán lại cho điện lực.

Không giống như các hệ thống điện mặt trời nối lưới có ắc quy lưu trữ (hybrid), hệ thống điện mặt trời hòa lưới không tạo ra điện trong thời gian cúp điện vì lý do an toàn. Khi mất điện thường do nguyên nhân lưới điện hư hỏng, việc các inverter vẫn sinh ra điện vào lưới sẽ gây nguy hiểm cho người cho thợ sửa chữa lưới điện. Hầu hết các hệ thống điện mặt trời hybrid với bộ lưu trữ có thể tự động cách ly với lưới điện và cung cấp điện trong thời gian cúp điện.
Hệ thống lưu trữ có thể thêm vào hệ thống điện mặt trời hòa lưới nếu cần, với giải pháp lưu trữ AC.
Nhìn vào sơ đồ có thể hình dung được hoạt động của hệ thống, một số chú ý như sau:
Đồng hồ điện: Ở VN đồng hồ 2 chiều được sử dụng và đo độc lập 2 điện vào và điện ra lưới. Một số nơi trên thế giới đồng hồ đo chung cả điện xuất và nhập bù trừ nhau, và khách hàng chỉ trả 1 khoản tiền sau khi bù trừ giữa 2 chiều.
Lưới điện: Khi hệ thống của bạn sinh ra sản lượng điện cao hơn mức sử dụng sẽ được đưa vào lưới và dùng cho các khách hàng xung quanh, khi hệ thống tạo ra sản lượng điện thấp hơn mức điện tiêu thụ thì lưới sẽ cung cấp thêm công suất bù vào.
Phân loại
Có 3 loại hệ thống điện năng lượng mặt trời chính:
1. Điện mặt trời hòa lưới
2. Điện mặt trời độc lập – không nối lưới. (Off-Grid)
3. Điện mặt trời lai – nối lưới có ắc quy lưu trữ. (Hybrid)
Các thiết bị chính trong hệ thống điện mặt trời
 Tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm pin năng lượng mặt trời là tấm pin được tạo ra từ nhiều cell quang điện và tạo ra dòng điện (DC) từ ánh sáng mặt trời. Các cell pin riêng lẻ được kết nối với nhau trong tấm pin và kết nối ra ngoài bằng cáp DC, các tấm pin được kết nối với nhau qua cáp DC.
Điện tạo ra từ bức xạ mặt trời chứ không phải do nhiệt lượng tạo ra điện. Các tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt cùng nhau và kết nối theo chuỗi. Sản lượng điện sinh ra tùy thuộc vào rất nhiều yếu tố như hướng, góc nghiêng, bóng che, thời tiết, bụi bẩn trên tấm pin, bức xạ mặt trời, bụi trong không khí, hiệu suất của tấm pin, nhiệt độ môi trường… có rất nhiều hãng sản xuất pin trên thị trường, việc chọn đúng hãng góp phần đảm bảo an toàn và cho sản lượng điện tốt của hệ thống.
Các tấm pin mặt trời có thể tạo ra điện ở thời tiết nhiều mây và mù, nhưng sản lượng phụ thuộc vào độ dày và chiều cao của các đám mây, những thứ quyết định lượng ánh sáng tán sắc có thể đi qua. Năng lượng ánh sáng hay bực xạ mặt trời trung bình thường được tính bằng giờ cao điểm ví dụ 4h nắng, 5h nắng… Lượng bức xạ hoặc số giờ nắng trung bình trong năm có thể thay đổi lớn tùy từng địa điểm cụ thể. Ví dụ các nước gần xích đạo có số giờ nắng cao hơn ở các nước gần cực.

Inverter điện mặt trời

Inverter điện năng lượng mặt trời là thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) sinh ra từ tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay (AC) chiều để sử dụng cho các thiết bị điện trong nhà, trong doanh nghiệp… đây là vai trò chính của inverter. Và được coi là trái tim của điện mặt trời hơn 90% lỗi xuất hiện từ inverter. Nên quý khách hãy lưu ý lựa chọn inverter cũng như lắng nghe những người đi trước có dịp trải nghiệm nhiều dòng inverter.
Trong hệ thống inverter string các tấm pin được liên kết với nhau thành string và dòng điện 1 chiều tạo ra từ chuỗi pin này sẽ được đưa vào inverter để chuyển đổi dòng DC thành dòng AC.
Trong hệ thống dùng micro-inverter thì mỗi tấm pin sẽ có một micro-inverter riêng được gắn vào phía sau của tấm pin. Tấm pin sẽ tạo ra dòng DC và chuyển đổi thành dòng AC ngay trên mái nhà và dẫn thẳng vào hộp CB AC của hệ thống điện trong nhà.
Ngoài ra còn có hệ thống điện mặt trời sử dụng inverter string có sử dụng thêm các bộ tối ưu hóa năng lượng được gắn vào phía dưới mỗi tấm pin mặt trời. Bộ optimizer này có thể giám sát và điều khiển riêng từng tấm pin và đảm bảo mọi tấm pin và hệ thống đều hoạt động với công suất tối đa trong điều kiện hiện tại.
Hộp CB (tủ điện) phân phối điện.
Trong hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới, điện xoay chiều AC từ inverter được kết nối vào hộp CB, tại đây dòng điện được kết nối tới các khu vực, các thiết bị điện trong nhà và lưới điện.