Hệ thống điện măt trời

Tùy thuộc vào nhu cầu của từng khách hàng để đáp ứng khác nhau

Một hệ thống mặt trời không nối lưới (ngoài lưới, độc lập) là một hệ thống đối lập với hòa lưới. Vì sao nói loại này thì “thua thiệt” về mặt tài chính so với nối lưới? – Đây là lý do tại sao:

Để đảm bảo có điện mọi lúc, loại này đòi hỏi phải có một bộ pin lưu trữ và máy phát điện dự phòng. Trên hết, các ắc quy điện cần phải được thay thế ít nhất 10 năm một lần (trong khi tấm pin tồn tại lên đến 30 năm), việc trang bị và bảo trì pin lưu trữ phức tạp, đắt tiền cũng như tổn thất năng lượng cao hơn như đã nói trên.

1. Ưu điểm:

Không cần truy cập vào lưới điện

Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới sẽ khả thi hơn hoặc có thể rẻ hơn rất nhiều so với việc đầu tư cơ sở hạ tầng để dẫn đường dây điện đến một số khu vực hẻo lánh, xa xôi với điện lưới quốc gia.

Độc lập, tự chủ về nguồn điện

Việc sống ngoài lưới và tự túc có thể cho cảm giác thoải mái hơn đối với một số người. Và họ coi trọng việc không bị ràng buộc bởi lưới điện hơn là về mặt tài chính. Những sự cố mất điện đột ngột từ lưới điện quốc gia sẽ không hề ảnh hưởng đến sinh hoạt của họ.

Tuy nhiên, ắc quy điện chỉ có thể lưu trữ một lượng năng lượng nhất định và trong những ngày thời tiết xấu có thể bị thiếu hụt điện sinh hoạt. Do đó, bạn cần phải cài đặt một máy phát điện dự phòng cho tình huống này nếu muốn thiết lập một dự án năng lượng mặt trời độc lập hoàn toàn cho gia đình mình.

2. Những thiết bị kèm theo cần thiết cho hệ thống ngoài lưới:

Các dự án năng lượng mặt trời không nối lưới điển hình đòi hỏi các thành phần phụ sau:

  • Bộ điều khiển sạc ắc quy.
  • Ngân hàng pin lưu trữ điện.
  • Bộ ngắt kết nối DC (không bắt buộc).
  • Biến tần ngoài lưới.
  • Máy phát điện dự phòng (tuỳ chọn).

Bộ điều khiển sạc

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời còn được gọi là bộ điều chỉnh sạc hoặc bộ điều chỉnh ắc quy. Bộ điều chỉnh sạc giới hạn tốc độ dòng được gửi đến ngân hàng pin lưu trữ và bảo vệ khỏi trước hợp sạc quá mức.

Bộ điều khiển sạc tốt sẽ giữ cho ắc quy luôn hoạt động ổn định, đảm bảo tuổi thọ được tối ưu hoá.

Pin lưu trữ

Nếu không có các ắc quy lưu trữ điện thì vào buổi tối bạn sẽ không có điện để sinh hoạt bởi hệ thống không thể tạo ra dòng điện khi không có ánh nắng Mặt trời.

Công tắc ngắt DC

Cần có công tắc ngắt kết nối DC và AC cho tất cả các hệ thống điện mặt trời để đảm bảo an toàn. Đối với hệ thống độc lập, một công tắc ngắt dòng DC bổ sung giữa các ắc quy và biến tần. Nó được sử dụng để chặn dòng điện chạy qua giữa các thành phần này để đảm bảo an toàn cho bạn hoặc kỹ thuật viên khi xử lý sự cố hoặc bảo trì.

Biến tần không nối lưới

Hầu hết các thiết bị sử dụng điện gia dụng đều sử dụng dòng điện xoay chiều (AC). Dòng điện chạy từ các tấm pin mặt trời thông qua bộ điều khiển sạc và ngân hàng ắc quy trước khi đến biến tần để chuyển đổi đưa vào sử dụng trong gia đình.

Buộc lướinối lướihòa lưới hay tương tác lưới điện đều là những thuật ngữ sử dụng để mô tả cùng một khái niệm là một hệ thống có liên kết với lưới điện quốc gia.

1. Ưu điểm:

Tiết kiệm được nhiều tiền hơn nhờ cơ chế bù trừ điện năng:

Kết nối lưới sẽ cho phép bạn tiết kiệm nhiều tiền hơn với các tấm pin mặt trời thông qua tỷ lệ hiệu quả tốt hơn, chế độ bù trừ điện năng, chi phí lắp đặt và thiết bị thấp hơn.

Ắc quy và các thiết bị độc lập khác được yêu cầu phải có cho một hệ thống độc lập, dĩ nhiên sẽ phải tốn thêm chi phí để bảo trì chúng. Do đó, với việc hệ thống hòa lưới không cần các thiết bị này nên chi phí đầu tư sẽ rẻ hơn đáng kể cũng như lắp đặt đơn giản hơn.

Các tấm pin mặt trời của bạn thường sẽ tạo ra điện nhiều hơn mức tiêu thụ của gia đình bạn. Vì vậy, với cơ chế bù trừ điện năng bạn có thể đưa lượng điện dư thừa này trực tiếp lên lưới điện thay vì phải lưu trữ bằng ắc quy.

Chế độ bù trừ điện năng đóng vai trò quan trọng trong việc khuyến khích lắp đặt năng lượng mặt trời của các quốc gia. Điều này cho phép bạn có thể bán điện lại cho công ty điện lực với giá phù hợp.

Lưới điện đóng vai trò là ắc quy ảo:

Điện sản xuất ra phải được sử dụng trong thời gian thực. Tuy nhiên, chúng có thể được lưu trữ tạm thời dưới các dạng năng lượng khác (ví dụ: năng lượng hoá học trong ắc quy). Và lưu trữ năng lượng cũng không thể tránh khỏi việc tổn thất đáng kể.

Mạng lưới điện xét theo nhiều góc nhìn thì cũng như là một chiếc bình lưu trữ điện lớn, chúng ta (người dùng) không cần bảo trì hoặc thay thế và với tỷ lệ hiệu quả tốt hơn nhiều. Nói cách khác, hệ thống này sẽ lợi về mặt tài chính nhiều hơn.

Theo dữ liệu của EIA tại Hoa Kỳ, mức tổn thất truyền tải và phân phối điện hàng năm trên toàn quốc gia này trung bình chỉ khoảng 7% tổng lượng điện. Trong khi ắc quy axit chì chỉ có hiệu suất 80-90%, tức là mức tổn thất năng lượng 10-20% và đó là chưa kể hiệu quả của pin lưu trữ sẽ xuống cấp theo thời gian.

Ngoài ra, hệ thống của bạn còn có đặc quyền truy cập vào nguồn điện dự phòng từ lưới điện để lấy điện sử dụng (trường hợp hệ ngưng sản xuất điện vì lý do nào đó hoặc sản lượng bị giảm do thời tiết xấu). Như vậy việc nối lưới vừa có lợi cho bạn vừa có lợi cho công ty điện lực về vấn đề tổn thất điện năng.

2. Những thiết bị bổ sung cần có cho một hệ thống nối lưới

Có một vài sự khác biệt chính về thiết bị cần giữa hệ thống hòa lưới, độc lập và lai tạp. Đối với một hệ thống gắn lưới tiêu chuẩn sẽ dựa trên các thành phần sau:

  • Bộ biến tần hòa lưới (Grid-Tie Inverter – GTI) hoặc biến tần vi mô.
  • Đồng hồ đo điện.

Biến tần hòa lưới:

Công việc của một bộ biến tần năng lượng mặt trời là gì? – Chúng điều chỉnh điện áp và dòng điện nhận được từ việc sản xuất của các tấm pin mặt trời. Dòng điện một chiều (DC) từ các tấm pin mặt trời sẽ được biến tần chuyển đổi thành dòng xoay chiều (AC), đây là loại dòng điện được sử dụng bởi hầu hết các thiết bị điện.

Biến tần vi mô:

Mỗi biến tần vi mô sẽ được gắn ở mặt sau của riêng mỗi tấm pin, điều này trái ngược với một biến tần trung tâm mà các tấm pin kết nối chung. Gần đây đã có rất nhiều tranh luận về việc liệu bộ biến đổi vi mô có thực sự tốt hơn bộ biến tần chuỗi (hoặc trung tâm) hay không.

Biến tần siêu nhỏ chắc chắn là đắt đỏ hơn, nhưng trong nhiều trường hợp chúng mang lại tỷ lệ hiệu quả cao hơn. Khi mà người dùng lo ngại về các vấn đề liên quan đến bóng râm thì chắc chắn việc xem xét sử dụng biến tần vi mô trong tình huống đó là rất cần thiết.

Đồng hồ đo điện hai chiều

Phần lớn các chủ nhà sẽ cần phải thay thế đồng hồ đo điện hiện tại của họ bằng một đồng hồ tương thích với cơ chế bù trừ khi lắp đặt. Thiết bị này thường được gọi là đồng hồ hai chiều, chúng có khả năng đo năng lượng đi theo cả hai hướng từ lưới điện đến nhà bạn và ngược lại.

Bạn nên thao khảo ý kiến của công ty điện lực tại địa phương về đồng hồ đo điện sao cho phù hợp với cả 2 loại. Ở Việt Nam, khi hòa lưới công ty điện lực sẽ lắp đặt miễn phí đồng hồ đo điện hai chiều cho bạn.

Một hệ thống mặt trời không nối lưới (ngoài lưới, độc lập) là một hệ thống đối lập với hòa lưới. Vì sao nói loại này thì “thua thiệt” về mặt tài chính so với nối lưới? – Đây là lý do tại sao:

Để đảm bảo có điện mọi lúc, loại này đòi hỏi phải có một bộ pin lưu trữ và máy phát điện dự phòng. Trên hết, các ắc quy điện cần phải được thay thế ít nhất 10 năm một lần (trong khi tấm pin tồn tại lên đến 30 năm), việc trang bị và bảo trì pin lưu trữ phức tạp, đắt tiền cũng như tổn thất năng lượng cao hơn như đã nói trên.

1. Ưu điểm:

Không cần truy cập vào lưới điện

Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới sẽ khả thi hơn hoặc có thể rẻ hơn rất nhiều so với việc đầu tư cơ sở hạ tầng để dẫn đường dây điện đến một số khu vực hẻo lánh, xa xôi với điện lưới quốc gia.

Độc lập, tự chủ về nguồn điện

Việc sống ngoài lưới và tự túc có thể cho cảm giác thoải mái hơn đối với một số người. Và họ coi trọng việc không bị ràng buộc bởi lưới điện hơn là về mặt tài chính. Những sự cố mất điện đột ngột từ lưới điện quốc gia sẽ không hề ảnh hưởng đến sinh hoạt của họ.

Tuy nhiên, ắc quy điện chỉ có thể lưu trữ một lượng năng lượng nhất định và trong những ngày thời tiết xấu có thể bị thiếu hụt điện sinh hoạt. Do đó, bạn cần phải cài đặt một máy phát điện dự phòng cho tình huống này nếu muốn thiết lập một dự án năng lượng mặt trời độc lập hoàn toàn cho gia đình mình.

2. Những thiết bị kèm theo cần thiết cho hệ thống ngoài lưới:

Các dự án năng lượng mặt trời không nối lưới điển hình đòi hỏi các thành phần phụ sau:

  • Bộ điều khiển sạc ắc quy.
  • Ngân hàng pin lưu trữ điện.
  • Bộ ngắt kết nối DC (không bắt buộc).
  • Biến tần ngoài lưới.
  • Máy phát điện dự phòng (tuỳ chọn).

Bộ điều khiển sạc

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời còn được gọi là bộ điều chỉnh sạc hoặc bộ điều chỉnh ắc quy. Bộ điều chỉnh sạc giới hạn tốc độ dòng được gửi đến ngân hàng pin lưu trữ và bảo vệ khỏi trước hợp sạc quá mức.

Bộ điều khiển sạc tốt sẽ giữ cho ắc quy luôn hoạt động ổn định, đảm bảo tuổi thọ được tối ưu hoá.

Pin lưu trữ

Nếu không có các ắc quy lưu trữ điện thì vào buổi tối bạn sẽ không có điện để sinh hoạt bởi hệ thống không thể tạo ra dòng điện khi không có ánh nắng Mặt trời.

Công tắc ngắt DC

Cần có công tắc ngắt kết nối DC và AC cho tất cả các hệ thống điện mặt trời để đảm bảo an toàn. Đối với hệ thống độc lập, một công tắc ngắt dòng DC bổ sung giữa các ắc quy và biến tần. Nó được sử dụng để chặn dòng điện chạy qua giữa các thành phần này để đảm bảo an toàn cho bạn hoặc kỹ thuật viên khi xử lý sự cố hoặc bảo trì.

Biến tần không nối lưới

Hầu hết các thiết bị sử dụng điện gia dụng đều sử dụng dòng điện xoay chiều (AC). Dòng điện chạy từ các tấm pin mặt trời thông qua bộ điều khiển sạc và ngân hàng ắc quy trước khi đến biến tần để chuyển đổi đưa vào sử dụng trong gia đình