Điện mặt trời là nguồn điện được chuyển hóa trực tiếp từ ánh sáng mặt trời thông qua các tấm pin mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện. Để khai thác được nguồn điện này, chúng ta phải kết nối nhiều thiết bị lại tạo thành hệ thống điện mặt trời.
Một hệ thống điện mặt trời nhỏ là một nhà sản xuất điện đáng tin cậy và không gây ô nhiễm cho gia đình của bạn.
Cấu tạo hệ thống điện mặt trời
Tấm pin mặt trời
Tấm pin mặt trời gồm nhiều tế bào quang điện kết nối nối tiếp với nhau, chuyển đổi trực tiếp ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều (DC). Tấm pin mặt trời hấp thu bức xạ mặt trời sinh ra cả điện áp và cường độ dòng điện để từ đó tạo thành năng lượng điện.
Xem thêm: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời
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.
Xem thêm: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần điện mặt trời
Giàn khung giá đỡ
Hệ thống giàn khung giúp cố định tấm pin mặt trời trên mái nhà, 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 sử 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.
Công tơ điện 2 chiều
Ghi nhận sản lượng điện mặt trời bán lên lưới khi các thiết bị trong nhà không dung hết
Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời
Tấm pin mặt trời biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng, nó hoạt động dựa trên nguyên lý của hiệu ứng quang điện. Khi một số vật liệu nhất định tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, chúng sẽ hấp thụ các photon và giải phóng các điện tử tự do. Dựa trên nguyên lý tác dụng quang điện người ta chế tạo ra các tế bào quang điện.
Nhiều tế bào quang điện kết nối với nhau thành tấm pin mặt trời, hệ thống điện mặt trời lại gồm nhiều tấm pin kết nối với nhau
Tế bào quang điện chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều (DC). Nhưng một tế bào quang điện không tạo ra đủ lượng điện, do đó một số tế bào quang điện được gắn trên khung đỡ và được kết nối điện với nhau để tạo thành tấm pin mặt trời. Các tấm pin mặt trời phổ biến có sẵn từ vài trăm watt, chúng có sẵn với nhiều kích cỡ khác nhau và nhiều mức giá khác nhau. Các tấm pin mặt trời được thiết kế để cung cấp năng lượng điện ở một điện áp nhất định (ví dụ 41V DC), nhưng dòng điện mà chúng tạo ra phụ thuộc trực tiếp vào cường độ ánh ánh sáng tới.
Do các tấm pin mặt trời tạo ra dòng điện một chiều (DC) nên cần phải có Bộ biến tần năng lượng mặt trời để biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều (AC) có sin chuẩn, có cùng điện áp và tần số với điện lưới. Sau đó, năng lượng điện được chuyển từ biến tần đến tủ điện tổng của bạn, nơi nó có thể cung cấp tất cả các tải điện bên trong nhà bạn.
Nếu ngôi nhà của bạn đang sử dụng nhiều năng lượng điện hơn hệ thống điện mặt trời có thể sản xuất, biến tần sẽ tự động lấy thêm năng lượng từ lưới điện, có nghĩa là nhà bạn sẽ luôn có điện. Nếu hệ thống của bạn tạo ra nhiều năng lượng hơn mức bạn sử dụng, thì năng lượng dư thừa sẽ đi ra ngoài lưới điện và bạn sẽ được công ty điện lực thanh toán thông qua hợp đồng mua bán điện.
Phân loại hệ thống điện mặt trời
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới
Nguồn điện từ hệ thống điện mặt trời sẽ được đấu nối hòa cùng với điện lưới, thiết bị sẽ sử dụng song song điện mặt trời và điện lưới. Thông qua bộ biến tần (Inverter) nguồn điện mặt trời sẽ được thiết lập ưu tiên cung cấp cho tải tiêu thụ trước, nếu còn dư điện, phần dư này sẽ được đẩy ngược lên lưới điện để bán cho công ty điện lực.
Cấu tạo hệ thống điện mặt trời hòa lưới
- Tấm pin mặt trời
- Biến tần (Inverter)
- Tủ điện bao gồm các thiết bị đóng cắt và bảo vệ AC, DC
- Đồng hồ đo đếm 2 chiều để mua bán điện
- Ưu điểm:
- Hệ thống đơn giản và vốn đầu tư thấp
- Không cần bảo trì và bảo dưỡng thường xuyên
Ưu điểm:
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới phổ biến và được ưa chuộng nhất thị trường hiện nay bởi toàn bộ quá trình hoạt động đều tự động và giá thành đầu tư rất hấp dẫn.
Nhược điểm:
Hệ thống ngừng hoạt động khi mất điện lưới (Nó kích hoạt chế độ bảo vệ Anti Islanding)
Hệ thống điện mặt trời độc lập
Hệ thống không có liên kết với điện lưới, dùng độc lập với điện lưới. Dòng điện một chiều từ pin mặt trời sẽ qua bộ biến tần để nạp vào ắc quy, sau đó dòng điện từ ắc quy sẽ qua bộ biến tần để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều cung cấp cho các thiết bị tải.
Cấu tạo hệ thống điện mặt trời độc lập
- Tấm pin mặt trời
- Biến tần Hybrid hoặc biến tần độc lập
- Tủ điện bao gồm các thiết bị đóng cắt và bảo vệ AC, DC
- Pin lưu trữ hoặc Ắc quy lưu trữ
- Máy phát điện dự phòng
Ưu điểm:
Không cần điện lưới, sử dụng ở những nơi không có điện
Nhược điểm:
Chi phí đầu tư cao, thường xuyên phải kiểm tra bảo dưỡng
Tuổi thọ pin lưu trữ có giới hạn, phải thay thế sau thời gian hoạt động
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hệ thống Hybrid)
Hoạt động như hệ thống điện mặt trời hòa lưới kết hợp hệ thống điện mặt trời độc lập, nó tương tác với điện lưới và pin lưu trữ. Điện mặt trời sản xuất ra vẫn được ưu tiên cho thiết bị tải sử dụng trước, nếu còn dư sẽ được nạp cho pin lưu trữ để sử dụng khi trời tối hoặc mất điện lưới. Sau khi nạp đầy pin lưu trữ, nếu còn dư sẽ đẩy lên lưới để bán cho công ty điện lực.
Khi mất điện lưới, hệ thống sẽ sẽ sử dụng điện lưu trữ để cung cấp cho tải. Vào ban đêm, sẽ ưu tiên dùng điện lưới trước cho tải, sau đó mới dùng đến điện ở pin lưu trữ. Như vậy, với hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ, nguồn điện luôn được đảm bảo, sẽ không bị mất điện.
Cấu tạo hệ thống điện mặt trời Hybrid
- Tấm pin mặt trời
- Biến tần Hybrid
- Tủ điện bao gồm các thiết bị đóng cắt và bảo vệ AC, DC
- Pin lưu trữ hoặc Ắc quy lưu trữ
- Máy phát điện dự phòng
- Đồng hồ đo đếm 2 chiều để mua bán điện
Ưu điểm:
Cấp điện cho tải ưu tiên ngay khi mất điện lưới
Sử dụng được vào ban đêm khi pin mặt trời không sản xuất ra điện
Nhược điểm:
Chi phí đầu tư cao, thường xuyên phải kiểm tra bảo dưỡng
Tuổi thọ pin lưu trữ có giới hạn, phải thay thế sau thời gian hoạt động
Công suất lắp đặt điện năng lượng mặt trời hộ gia đình
Để lắp đặt công suất phù hợp, cần xem nhu cầu sử dụng điện mỗi ngày và tính toán tỷ lệ phù hợp khi kết hợp điện lưới cũng như nhu cầu sử dụng điện khi mất điện lưới để tính toán hệ thống lưu trữ phù hợp.
Trừ khi bạn muốn bán điện mặt trời dư thừa cho công ty điện lực thì nên lắp hết diện tích mái, còn lại thì nên lắp đủ dùng. Vì hệ thống điện mặt trời có thể dễ ràng nâng cấp nên hiện tại bạn lắp hệ thống 3kWp và có thể tăng lên 5kWp bất kỳ lúc nào. Lời khuyên là các bạn nên chọn bộ biến tần có công suất lớn hơn để dự phòng nâng cấp sau này.
Nhu cầu thấp: Hệ thống 3 kWp cho hộ gia đình dùng điện 1 – 2 triệu đồng/tháng (600 – 1200 kWh/tháng).
Nhu cầu trung bình: Hệ thống 5 kWp cho hộ gia đình dùng điện 2 – 3 triệu đồng/tháng (1200 – 1800 kWh/tháng).
Nhu cầu cao: Hệ thống 8-10 kWp cho hộ gia đình dùng điện 3 – 4 triệu đồng/tháng (1800 – 2400 kWh/tháng).
Để tìm hiểu thêm về Hệ thống điện mặt trời hay các vấn đề khác liên quan đến điện năng lượng mặt trời, hãy liên 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, sản phẩm nhập khẩu chính hãng tiêu chuẩn quốc tế 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
Liên hệ: 0973.356.328