Khi mặt trời chiếu ánh sáng vào các tấm pin mặt trời, điện sản xuất ra là điện một chiều (DC). Điện một chiều này được gửi đến một bộ biến tần năng lượng mặt trời để chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC).
Sau đó, biến tần năng lượng mặt trời cung cấp điện xoay chiều này vào tủ điện tổng để cung cấp cho tải thiết bị. Bất kỳ nguồn điện nào được sản xuất dư thừa sẽ được phát lên lưới điện.
Để hệ thống điện mặt trời hòa lưới không phát điện lên lưới điện, các nhà sản xuất biến tần điện mặt trời cho ra giải pháp “Giới hạn công suất – Zero export”. Điều này cho phép bạn sử dụng điện mặt trời để tự tiêu thụ khi tải cao và duy trì giới hạn phát công suất lên lưới khi tải tiêu thụ thấp. Nó chỉ lấy điện áp tham chiếu từ lưới điện nhưng không xuất lên lưới, có thể đặt giới hạn xuất lên lưới bằng 0. Bằng cách này, người dùng có thể lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới mà không xuất lên lưới.
Giải pháp giới hạn công suất là gì?
Giới hạn công suất phát là giải pháp kiểm soát lượng điện được tạo ra từ hệ thống điện mặt trời được phát lên lưới điện. Giải pháp này đảm bảo việc sản xuất điện từ các tấm pin mặt trời chỉ cung cấp đủ điện năng cho tải tiêu thụ mà không phát bất kỳ lượng điện năng nào vào lưới điện (giới hạn công suất phát lên lưới điện bằng 0).
Giải pháp này còn được gọi là: Hòa lưới bám tải, Zero export – phát lên lưới bằng 0.
Cấu tạo của hệ thống điện mặt trời giới hạn công suất
Pin mặt trời
Tấm pin mặt trời hấp thụ bức xạ mặt trời chuyển đổi thành điện một chiều (DC)
Bộ biến tần (Inverter)
Bộ biến tần năng lượng mặt trời biến đổi điện một chiều (DC) tạo ra từ pin mặt trời hoặc từ pin lưu trữ thành điện xoay chiều (AC) có cùng điện áp và tần số của điện lưới để sử dụng cho các thiết bị trong gia đình vì hầu hết các thiết bị này sử dụng điện xoay chiều.
Hầu hết biến tần quy mô công nghiệp và dân dụng hiện nay đều hỗ trợ tính năng giới hạn công suất phát. Khi kích hoạt tính năng này cần đọc kỹ hướng sử dụng của nhà sản xuất để hệ thống động đúng theo yêu cầu.
Bộ giới hạn công suất
Nó có thể là CT hoặc Metter – thiết bị điều khiển và đo đếm hai chiều, có thể giao tiếp với biến tần. Thiết bị cảm biến sẽ liên tục đo cường độ dòng điện vào và ra trong mạch điện, sau đó phát tín hiệu về mô đun giới hạn công suất và gửi tín hiệu đến biến tần, lúc này biến tần thực hiện việc điều chỉnh công suất phát điện sao cho dòng điện qua cảm biến gần bằng 0.
Giàn khung giá đỡ
Hệ thống giàn khung giúp cố định tấm pin mặt trời, tạo góc nghiêng và hướng phù hợp đến khả năng đón nắng.
Thiết bị đóng cắt, bảo vệ
Thiết bị đóng cắt còn gọi là dao cách ly, giúp bạn cách ly về điện giữa các thiết bị, đảm bảo an toàn trong quá trình sửa chữa, vận hành.
Thiết bị bảo vệ gồm Aptomat, cầu chì…bảo vệ đường dây và thiết bị khi dòng điện vượt quá ngưỡng cho phép.
Pin lưu trữ
Tích trữ điện khi các thiết bị không sử dụng hết từ pin mặt trời sau đó cung cấp năng lượng điện khi về đêm hoặc khi không có đủ năng lượng từ pin mặt trời cho các thiết bị điện.
Hệ thống giám sát năng lượng
Giám sát và lưu trữ thông số hoạt động của hệ thống điện mặt trời, giúp người sử dụng theo dõi công suất và năng lượng hệ thống tạo ra.
Nguyên lý làm việc của bộ giới hạn công suất
Khi công suất phát của pin mặt trời lớn hơn công suất tải tiêu thụ, lượng điện thừa này sẽ được phát lên lưới điện. Để không xảy ra vấn đề này, cần phải sử dụng một thiết bị điều khiển và đo đếm hai chiều (Module Zero Export) có thể kết nối và giao tiếp được với bộ biến tần điện trời qua giao thức Modbus RTU/TCP và giao tiếp với lưới điện quốc gia tại điểm giao nhau giữa lưới điện và hệ thống điện mặt trời.
Đồng hồ đo đếm sẽ truyền thông tin cho biến tần thông báo rằng lượng điện tiêu thụ trong nhà đang thấp hơn công suất phát của pin mặt trời, yêu cầu biến tần phải giảm công suất để cân bằng với lượng điện tiêu thụ trong nhà. Việc trao đổi tín hiệu này xảy ra liên tục để năng lượng chuyển đổi từ hệ thống điện mặt trời có thể bám sát với tải điện trong gia đình và đảm bảo cho thiết bị luôn đủ công suất.
Nguyên lý làm việc:
Công suất phát từ hệ thống điện mặt trời nhỏ hơn công suất tải tiêu thụ, biến tần sẽ tự động tăng công suất, lấy thêm điện từ pin mặt trời hoặc điện lưới phần còn thiếu.
Công suất phát từ hệ thống điện mặt trời lớn hơn công suất tải tải tiêu thụ: Module Zero Export sẽ gửi các lệnh tới biến tần thông qua giao thức Modbus để thực hiện giảm việc phát điện mặt trời phù hợp với tải tiêu thụ và ngăn không cho phát ngược lên lưới điện.
Thời gian xử lý:
Bước 1: Module Zero Export lấy công suất từ tải tiêu thụ trong thời gian (T1).
Bước 2: Module Zero Export tính toán và so sánh công suất tải tiêu thụ với công suất phát của pin mặt trời (T2).
Bước 3: Module Zero Export gửi lệnh điều khiển tới biến tần để tăng hoặc giảm công suất phát so với tải tiêu thụ (T3).
Tổng thời gian điều khiển (t) t = (T1+T2)*N + T3; trong đó N là số biến tần trên chuỗi điều khiển. Thời gian đáp ứng lệnh sau khi biến tần thực hiện tăng hoặc giảm công suất từ 5-15s từ khi nhận được lệnh từ Zero Export Module tùy hãng sản xuất Inverter.
Bước 4: Lặp lại bước 1
Khi giới hạn công suất, lượng điện thừa sẽ đi đâu?
Nếu sản lượng điện từ pin mặt trời nhiều hơn tải tiêu thụ, bộ biến tần sẽ giới hạn sản lượng điện của tấm pin mặt trời ở mức bằng yêu cầu của tải, do đó làm giảm công suất phát từ tấm pin mặt trời. Hệ thống sẽ không chuyển đổi thêm năng lượng mặt trời dư thừa thành điện năng, năng lượng bổ sung từ các tấm pin mặt trời có thể không được chuyển đổi thành điện năng và sẽ bị lãng phí.
Bất cứ khi nào bộ biến tần nhận thấy không cần sản xuất thêm điện từ pin mặt trời, nó sẽ bật chức năng “Active Power Curtailment – Giảm năng lượng hoạt động”. Chức năng này cố ý giảm công suất đầu ra của biến tần.
Ví dụ đơn giản về điều này: Biến tần hoạt động giống như một van hoạt động của một bình nước lớn (hay còn gọi là nguồn năng lượng mặt trời) cảm nhận mực nước trong bồn (hay còn gọi là tải của bạn) và điều chỉnh lưu lượng nước (sản lượng điện) để nước không tràn ra ngoài.
Vì sao cần giải pháp giới hạn công suất
Hiện nay, cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời ở Việt Nam (FIT-2) đã hết hiệu lực và đang trong thời gian soạn thảo và công bố cơ chế mới (FIT-3), nên việc làm thủ tục đấu nối và xin cấp công tơ 2 chiều với điện lực không thực hiện được. Do đó giải pháp giới hạn công suất phát là giải pháp hiệu quả nhất để lắp điện mặt trời hòa lưới.
Việc thiết kế hệ thống điện mặt trời hòa lưới bám tải có công suất phù hợp sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao, giúp giảm chi phí tiền điện, góp phần bảo vệ môi trường sống.
Ưu điểm của giải pháp giới hạn công suất
Giải pháp này sẽ cung cấp khả năng kiểm soát điện năng theo thời gian thực, từ đó sẽ giảm công suất phát điện mặt trời trong trường hợp tải tiêu thụ thấp hoặc không có tải.
Bộ giới hạn công suất phát sẽ đảm bảo không có nguồn điện mặt trời nào được phát trở lại lưới điện.
Hệ thống này đồng thời hoạt động giống một trình ghi dữ liệu và cung cấp, giám sát dữ liệu lịch sử và thời gian thực trên nền tảng quản lý năng lượng mặt trời.
Những khách hàng nào nên lắp điện mặt trời sử dụng giải pháp giới hạn công suất
Các nhà máy, Xí nghiệp, muốn sử dụng nguồn điện mặt trời để giảm tiền điện hàng tháng.
Các Hộ gia đình có nhu cầu sử dụng điện mặt trời để giảm phụ thuộc vào điện lưới bởi mức sử dụng điện và giá điện bậc thang ngày càng cao.
Các tòa nhà văn phòng, Khách sạn có mức tiêu thụ điện lớn, giá mua điện lại cao nhất trong biểu giá bán điện của EVN.
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