Biến tần điện mặt trời là gì?
Biến tần điện mặt trời là một trong những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điện mặt trời. Nó chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) được tạo ra từ tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều (AC) để sử dụng trong nhà hoặc nơi làm việc của bạn.
Ưu điểm và nhược điểm của biến tần điện mặt trời
Ưu điểm:
- Năng lượng mặt trời làm giảm hiệu ứng nhà kính cũng như sự thay đổi thời tiết bất thường.
- Bằng cách sử dụng các sản phẩm năng lượng mặt trời, chúng ta có thể tiết kiệm tiền bằng cách giảm hóa đơn tiền điện
- Bộ biến tần điện mặt trời được sử dụng để thay đổi DC thành AC và đây là một nguồn năng lượng đáng tin cậy.
- Những bộ biến tần này trao quyền cho các doanh nghiệp nhỏ bằng cách giảm nhu cầu và yêu cầu về năng lượng của họ.
- Đây là những thiết bị đa chức năng vì chúng được lập trình trước để thay đổi DC thành AC, hỗ trợ người tiêu dùng năng lượng lớn.
- Dễ lắp đặt và hợp lý hơn so với máy phát điện.
- Bảo trì dễ dàng vì chúng hoạt động tốt ngay cả khi bảo trì thông thường.
Nhược điểm:
- Loại biến tần này đắt tiền.
- Ánh sáng mặt trời là cần thiết để tạo ra đủ điện.
- Nó đòi hỏi một không gian lớn để lắp đặt.
- Nó yêu cầu pin hoạt động vào ban đêm để cung cấp điện năng thích hợp cho gia đình, thương mại, v.v.
Biến tần điện mặt trời làm được gì?
Như đã đề cập trước đây, biến tần điện mặt trời được coi là bộ não của hệ thống năng lượng mặt trời. Điều này có nghĩa là, nếu không có bộ biến tần điện mặt trời, toàn bộ hệ thống không thể hoạt động. Dưới đây là một số nhiệm vụ công việc cần thiết đối với biến tần năng lượng mặt trời:
Chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều
Đây là chức năng cơ bản của biến tần điện mặt trời, giúp tạo ra nguồn điện xoay chiều có thể sử dụng được trong gia đình, nhà máy và các khu thương mại.
Tối đa hóa sản lượng điện
Bộ biến tần điện mặt trời sử dụng thuật toán MPPT liên tục theo dõi điện áp của mảng năng lượng mặt trời để tìm điểm công suất tối đa mà các tấm pin mặt trời có thể tạo ra. Nếu các tấm pin bị suy giảm chất lượng hoặc hiện tượng đổ bóng do các yếu tố môi trường, bộ biến tần có thể vô tình xác định sai điểm công suất tối đa của chuỗi. Điều này làm giảm sản xuất năng lượng chung của hệ thống.
Giao tiếp với lưới điện
Biến tần thông minh mới đã cải tiến từ giao tiếp một chiều sang hai chiều với lưới điện, hỗ trợ chức năng hỗ trợ lưới điện. Biến tần thông minh có thể thực hiện một số chức năng hỗ trợ lưới điện nhất định liên quan đến giao tiếp, tần số, điện áp và điều khiển, nhờ vào phần mềm tiên tiến.
Một trong những chức năng hỗ trợ lưới điện này là khả năng vượt qua những nhiễu loạn tối thiểu, chẳng hạn như sự thay đổi điện áp. Biến tần thông minh có thể chuyển sang chế độ chờ trong trường hợp thay đổi điện áp và đánh giá khoảng thời gian xảy ra nhiễu và tắt nếu nó vẫn tiếp diễn.
Báo cáo về sản xuất điện
Biến tần điện mặt trời giúp bạn theo dõi sản lượng điện của hệ thống điện mặt trời của bạn. Các biến tần mới nhất đi kèm với khả năng giao tiếp qua Wi-Fi, Ethernet phần cứng hoặc Bluetooth. Với công nghệ hiện nay, bạn có thể xem mã lỗi, dữ liệu giảm năng lượng và chẩn đoán từ bộ biến tần trên ứng dụng điện thoại thông minh hoặc máy tính chuyên dụng.
Đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn
Bộ biến tần điện mặt trời được yêu cầu phải tắt trong trường hợp có hồ quang điện, có thể do suy thoái vật liệu và lão hóa hệ thống. Các bộ biến tần được lập trình để phát hiện những vòng cung này, nhưng nghiên cứu đã phát hiện ra rằng không phải tất cả các bộ biến tần đều hoạt động hiệu quả.
Biến tần điện mặt trời hoạt động như thế nào?
Điện một chiều được tạo ra trong các tế bào quang điện không có dạng sóng, mà là một dòng trực tiếp (do đó có tên là dòng điện một chiều). Về cơ bản, để trở thành AC, nó phải trở thành một sóng sin (trên đồ thị xy, sóng sin tăng từ 0 đến một điểm dương, sau đó đi xuống từ 0 đến một điểm âm và lùi lên 0. Điều này được gọi là một chu kỳ hoặc một hertz – một sóng sin thông thường có 50 hertz mỗi giây [sóng sin tiếp tục lặp lại chính nó 50 chu kỳ mỗi giây.])
Nguyên lý hoạt động của biến tần là sử dụng nguồn điện một chiều từ tấm pin mặt trời và chuyển thành nguồn điện xoay chiều. Phạm vi công suất được tạo ra sẽ từ 250 V đến 600 V. Quá trình chuyển đổi này có thể được thực hiện với sự trợ giúp của một bộ IGBT – Transistor lưỡng cực cổng cách điện cắt DC thành các xung và các mạch khác định hình các xung thành sóng sin. Chúng là các thiết bị trạng thái rắn, khi được kết nối dưới dạng Cầu H, sẽ dao động, chuyển đổi nguồn DC thành AC.
Một máy biến áp nâng cấp được sử dụng để có thể thu được nguồn điện xoay chiều và có thể được cấp vào lưới điện. Một số nhà thiết kế đã bắt đầu thiết kế biến tần không có biến áp có hiệu suất cao hơn so với biến tần có biến áp.
Trong bất kỳ hệ thống biến tần điện mặt trời nào, một bộ vi điều khiển được lập trình sẵn được sử dụng để thực thi các thuật toán khác nhau một cách chính xác. Bộ điều khiển này tăng công suất đầu ra từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời với sự trợ giúp của thuật toán MPPT (Theo dõi điểm công suất tối đa).
Nếu tấm pin mặt trời tạo ra nhiều điện hơn yêu cầu sử dụng, thì bất kỳ lượng điện dư thừa nào cũng sẽ được hòa vào lưới điện. Ngược lại, nếu hệ thống không tạo ra đủ năng lượng, nó có sẽ lấy thêm từ lưới điện.
Phân loại biến tần điện mặt trời
Công nghệ biến tần điện điện mặt trời bao gồm ba loại: Biến tần chuỗi, Biến tần vi mô, Biến tần chuỗi kết hợp bộ tối ưu hóa công suất.
Biến tần chuỗi
Biến tần chuỗi là một biến tần trung tâm, tất cả tấm pin mặt trời sẽ tập trung về một bộ biến tần.
Các tấm pin mặt trời được đấu nối tiếp với nhau thành chuỗi, và phần cuối của mỗi chuỗi sẽ cắm vào biến tần. Một biến tần chuỗi có thể có nhiều đầu vào.
Ví dụ: Hệ thống điện mặt trời nhà bạn có hai chuỗi, mỗi chuỗi có 6 tấm pin mặt trời, công suất mỗi tấm pin mặt trời là 500Wp và bạn cắm 2 chuỗi này vào một biến tần công suất đầu vào DC là 6000W. Điều này sẽ cho phép bạn lắp đặt một hệ thống 12 tấm pin mặt trời trên một biến tần duy nhất.
Ưu điểm:
Biến tần chuỗi là sự lựa chọn có chi phí thấp nhất và rất bền. Chúng cũng dễ bảo trì nhất vì chúng được lắp đặt ở vị trí dễ tiếp cận.
Nhược điểm:
Khi một tấm pin mặt trời trong chuỗi bị giảm sản lượng do bị che bóng hoặc bị hỏng, nó sẽ kéo theo mọi tấm pin trong chuỗi đó cũng giảm sản lượng.
Ví dụ: Bạn có hệ thống điện mặt trời có 1 chuỗi với 6 tấm pin mắc nối tiếp, mỗi tấm có công suất 500Wp. Nếu một tấm pin trong chuỗi giảm xuống mức sản xuất 250W, thì mọi tấm pin trong chuỗi đó dù không hỏng hóc gì cũng sẽ tạo ra công suất 250W.
Một số yếu tố có thể gây ra sự sụt giảm sản lượng hệ thống
Bóng râm: Tấm pin mặt trời sẽ tạo ra ít năng lượng hơn khi nó bị đổ bóng và việc đổ bóng trên một tấm pin sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi đó.
Hướng và độ dốc: Là yếu tố ảnh hưởng chính đến sản lượng điện. Các tấm tạo ra nhiều năng lượng nhất khi chúng đối diện trực tiếp với mặt trời. Nếu bố trí các tấm pin trên cùng một chuỗi ra nhiều hướng khác nhau thì tấm pin ở hướng không tối ưu sẽ làm giảm sản lượng của các tấm pin còn lại.
Tấm pin mặt trời bị sự cố: Nếu một tấm pin mặt trời trong chuỗi ngừng hoạt động thì toàn bộ chuỗi đó cũng sẽ ngừng hoạt động cho đến khi bạn sửa chữa hoặc thay thế tấm pin bị lỗi.
Vì những lý do này, bạn chỉ nên sử dụng bộ biến tần chuỗi nếu các tấm pin mặt trời của bạn sẽ nhận được ánh sáng mặt trời đầy đủ quanh năm và tất cả các tấm pin trên cùng một chuỗi đều quay về cùng một hướng.
Power optimizers
Power optimizers – Bộ tối ưu hóa công suất có thể được coi là sự kết hợp giữa bộ biến tần chuỗi và bộ biến tần vi mô. Giống như bộ biến tần vi mô, bộ tối ưu hóa công suất được tích hợp với từng tấm pin mặt trời riêng lẻ. Tuy nhiên, các hệ thống có bộ tối ưu hóa công suất vẫn gửi năng lượng đến một bộ biến tần tập trung.
Bộ tối ưu hóa công suất không chuyển đổi điện một chiều thành điện xoay chiều tại vị trí của tấm pin mặt trời. Thay vào đó, nó “điều chỉnh” điện một chiều bằng cách cố định điện áp của điện, tại thời điểm đó, điện được gửi xuống bộ biến tần. Hệ thống kết hợp bộ tối ưu hóa công suất với bộ biến tần chuỗi sẽ hiệu quả hơn hệ thống chỉ sử dụng bộ biến tần chuỗi trong các tình huống che bóng.
Ưu điểm:
Power optimizers có thể kiểm soát từng đầu ra của tấm pin một cách độc lập với những tấm pin khác của chuỗi. Điều này giải quyết được những hạn chế của bộ biến tần chuỗi. Nếu một tấm pin bị giảm khả năng sản xuất điện do bóng râm hoặc hư hỏng thì lúc này bộ tối ưu hóa đảm bảo các tấm pin khác trong chuỗi không bị ảnh hưởng.
Việc chọn bộ tối ưu hóa công suất giúp bạn linh hoạt hơn trong thiết kế hệ thống điện mặt trời của mình. Các tấm pin mặt trời không đồng nhất công suất có thể được kết nối nối tiếp trong một chuỗi. Số lượng tấm pin trong một chuỗi không phụ thuộc vào điện áp đầu ra của tấm pin và do đó cho phép tăng phạm vi độ dài chuỗi.
Trình tối ưu hóa đảm bảo khai thác tối đa từng tấm pin trong hệ thống, nó giám sát từng tấm pin riêng lẻ giúp bạn có thể theo dõi quá trình sản xuất điện từ từng tấm pin, điều này có thể giúp bạn phát hiện ra các lỗi và các vấn đề về đổ bóng trên cơ sở từng tấm pin.
Nhược điểm:
Hệ thống có bộ tối ưu hóa công suất với biến tần sẽ có giá cao hơn hệ thống có tùy chọn biến tần chuỗi tiêu chuẩn. Cũng như với bộ biến tần vi mô, hệ thống sử dụng bộ tối ưu hóa công suất khó bảo trì hơn.
Micro Inverter
Micro Inverter là bộ biến tần siêu nhỏ có kích thước bằng quyển sách, gắn vào mặt sau của mỗi tấm pin mặt trời, kết nối với một tấm pin mặt trời duy nhất và chuyển đổi trực tiếp thành điện năng AC.
Ưu điểm:
Dòng điện một chiều được chuyển đổi thành xoay chiều ngay tại tấm pin dẫn đến sản lượng cao hơn đáng kể. Mặc dù là tùy chọn đắt tiền nhất nhưng bộ biến tần siêu nhỏ thường tạo ra nhiều năng lượng hơn tới 15% so với biến tần chuỗi.
Mỗi tấm pin mặt trời sử dụng một biến tần vi mô nên về cơ bản nó là một hệ thống điện mặt trời độc lập nên một tấm pin mặt trời giảm hiệu suất sẽ không ảnh hưởng đến các tấm pin khác. Do đó bạn có thể xây dựng hệ thống theo bất kỳ cấu hình hoặc hướng nào.
Chúng không có bộ phận chuyển động nên tuổi thọ của chúng rất bền, có thể hoạt động hơn 20 năm.
Bạn có thể bắt đầu với một hệ thống quy mô nhỏ phù hợp với ngân sách của mình, sau đó sẽ mở rộng dần từ nhỏ đến lớn tùy theo nhu cầu của bạn.
Nhược điểm:
Biến tần micro là lựa chọn đắt tiền nhất, nếu bạn muốn mở rộng công suất từ nhỏ thành hệ thống với quy mô lớn hơn thì việc lựa chọn bộ biến tần chuỗi hoặc bộ biến tần tối ưu hóa sẽ tiết kiệm chi phí hơn.
Bảo hành biến tần điện mặt trời
Đây là một vấn đề lớn, Hầu hết các biến tần hòa lưới thường có tuổi thọ khoảng 10-20 năm và thực tế, tất cả chúng sẽ có tuổi thọ tối thiểu tuyệt đối là 10 năm. Tùy thuộc vào biến tần, bảo hành thường kéo dài khoảng 5-10 năm với một số tùy chọn mở rộng với một khoản phụ phí. Hãy xem biến tần bạn muốn và các tính năng của nó, đồng thời cân nhắc nhu cầu bảo hành lâu hơn những gì được cung cấp. Hãy luôn nhớ rằng, bảo hành càng dài, bạn càng có nhiều bảo vệ.
Để tìm hiểu thêm về Biến tần điện mặt trời hay các vấn đề khác liên quan đến điện năng lượng mặt trời, hãy liện hệ với chúng tôi, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ, tư vấn miễn phí.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện chuyên lắp điện năng lượng mặt trời, Chúng tôi cung cấp tới khách hàng các hệ thống điện mặt trời đạt tiêu chuẩn tốt nhất, cho hiệu suất cao, vận hành bền bỉ, an toàn và đảm bảo thẩm mỹ với giá thành hợp lý.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện
Địa chỉ: Phòng 746 CT10A – Khu đô thị Đại Thanh – Thanh Trì – Hà Nội
