Tìm hiểu về hệ thống điện năng lượng mặt trời

 

Hệ thống điện mặt trời có nhiều mô hình:

• Loại có khả năng cung cấp điện không có hệ ắc quy lưu trữ, chỉ dùng khi có năng lượng mặt trời, chạy với công suất nhỏ
• Loại có khả năng cung cấp điện với hệ ắc quy lưu trữ để dùng khi không đủ năng lượng mặt trời
• Loại có thể hòa lưới (on grid solar system) điện quốc gia, cung cấp điện lên lưới như 1 máy phát điện
• Loại hoạt động độc lập (off grid solar system) như 1 hệ thống back-up điện.

Thành phần cơ bản của một hệ thống điện mặt trời:

1. Tấm pin mặt trời (Solar Panel)

Một số thông tin cơ bản về tấm pin mặt trời sử dụng trong hệ thống điện mặt trời:

• Hiệu suất: từ 15% - 18%
• Công suất: từ 25Wp đến 175 Wp
• Số lượng cells trên mỗi tấm pin: 72 cells
• Kích thước cells: 5" – 6"
• Loại cells: monocrystalline và polycrystalline
• Chất liệu của khung: nhôm
• Tuổi thọ trung bình của tấm pin: 25-30 năm

Các tấm pin mặt trời được lắp đặt ở ngoài trời để có thể hứng được ánh nắng tốt nhất từ mặt trời nên được thiết kế với những tính năng và chất liệu đặc biệt, có thể chịu đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệt độ…

2. Bộ điều khiển sạc mặt trời (Solar Charger Controller) 

Đây là thiết bị có chức năng điều khiển việc sạc điện từ tấm pin NLMTcho ắc-quy, ổn áp cho dòng điện nạp, bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ của bình ắc-quy, và giúp hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu quả và lâu dài. Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của tấm pin mặt trờii vào ắc-quy giúp cho người sử dụng kiểm soát được các phụ tải. Bộ điều khiển còn thực hiện việc bảo vệ nạp quá điện thế (>13,8V) hoặc điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp của tấm pin mặt trời quá thấp.

3. Bộ kích điện DC-AC (Solar Inverter) 

Bộ kích điện là một thiết bị biến đổi điện áp một chiều (DC) của bình ắcquy (12V – 24V - 48V hoặc lên đến 240V) thành điện áp xoay chiều (AC) có tần số phù hợp với lưới điện Việt Nam đang sử dụng là 220V, 50Hz. Bộ kích điện được thiết kế với nhiều loại công suất từ 300VA – 10kVA tuỳ yêu cầu sử dụng

Bộ kích điện có hai dạng: sóng điện hình sin mô phỏng và hình sin thực. Loại đầu có ưu điểm là giá rẻ, nhỏ gọn, thường dùng cho máy vi tính, đèn compact, tivi, đầu máy… Loại sau sử dụng tốt với các thiết bị điện dân dụng, nhưng có giá cao hơn.

4. ATS - Chuyển mạch tự động (Option)  

Thiết bị này dùng để chuyển mạch từ điện lưới và điện từ năng lượng mặt trời tuỳ trạng thái khi dùng phối hợp giữa hệ thống điện mặt trời với điện lưới. Những hệ thống điện mặt trời thông minh có thể vừa cấp điện cho lưới sau khi đã nạp đầy ắc quy hoặc chuyển sang sử dụng điện lưới khi điện mặt trời không đủ cung cấp. Đơn giản nhất có thể dùng loại cầu dao chuyển mạch thủ công hoặc muốn tự động hoàn toàn, phải dùng tủ điều khiển ATS.

5. Ắc quy (Battery)  

Là thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hoặc lúc trời ít hoặc không còn ánh nắng. Ắc-quy có nhiều loại như ắc quy nước axit, ắc quy miễn bảo dưỡng MF, ắc quy kín khí VRLA, ắc quy khô (gel, cadimi, niken) với kích thước và dung lượng (tính bằng AH) hoàn toàn khác nhau, tùy thuộc vào công suất và đặc điểm của hệ thống pin mặt trời. Hệ thống có công suất càng lớn thì cần sử dụng ăc-quy có dung lượng lớn hoặc dùng nhiều bình ắc-quy kết nối lại với nhau.