Mục lục
Có nhiều cách độc đáo để thiết kế và lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cho tài sản của bạn để sử dụng năng lượng mặt trời. Nếu bạn đang xem xét việc lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời, bạn có thể đang xem xét một hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời để các tấm pin của bạn đi theo mặt trời trên bầu trời. Bài viết này sẽ xem xét việc cài đặt một thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời có ý nghĩa gì và liệu một hệ thống theo dõi có phù hợp với dự án năng lượng mặt trời của bạn hay không.
Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời – Solar tracking là gì?
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng góc của ánh sáng ảnh hưởng đến sản lượng điện của tấm pin mặt trời. Một tấm pin mặt trời vuông góc với tia Mặt trời tạo ra nhiều năng lượng hơn một tấm pin mặt trời không vuông góc. Các góc nhỏ từ vuông góc có ảnh hưởng đến sản lượng điện nhỏ hơn các góc lớn hơn. Ngoài ra, góc Mặt trời thay đổi từ bắc xuống nam theo mùa và từ đông sang tây hàng ngày. Do đó, mặc dù việc theo dõi từ đông sang tây là quan trọng, việc theo dõi từ bắc xuống nam có tác động ít đáng kể hơn.
Bộ theo dõi năng lượng mặt trời – Solar Tracking hướng các tấm pin mặt trời về phía mặt trời. Những thiết bị này thay đổi hướng của chúng trong suốt cả ngày để đi theo đường đi của mặt trời nhằm thu năng lượng tối đa. Hệ thống này có thể là điện hoặc hệ thống cơ khí, mục tiêu chính của hệ thống là tìm sản lượng điện mặt trời lớn nhất
Khi tấm pin mặt trời tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, góc mà tia nắng mặt trời tiếp xúc với bề mặt của tấm pin mặt trời (được gọi là “góc tới”) xác định mức độ hiệu quả mà tấm pin có thể chuyển đổi ánh sáng tới thành điện năng. Góc tới càng hẹp thì tấm pin mặt trời càng tạo ra được nhiều năng lượng. Máy theo dõi năng lượng mặt trời giúp giảm thiểu góc này bằng cách làm việc để định hướng các tấm pin sao cho ánh sáng chiếu vuông góc với bề mặt của chúng
Các loại hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời
Cách hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời di chuyển phụ thuộc vào loại hệ thống đó. Có ba loại hệ thống theo dõi mặt trời:
1. Máy theo dõi năng lượng mặt trời thủ công
Trình theo dõi thủ công yêu cầu một người nào đó điều chỉnh vật lý các bảng vào các thời điểm khác nhau trong ngày để theo dõi mặt trời. Điều này không phải lúc nào cũng thực tế, vì bạn cần ai đó liên tục theo dõi mặt trời và thay đổi vị trí của hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
2. Máy theo dõi năng lượng mặt trời thụ động
Máy theo dõi thụ động chứa một chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp sẽ bay hơi khi tiếp xúc với bức xạ mặt trời. Khi chất lỏng bay hơi, hệ thống nghiêng sẽ mất cân bằng. Sự mất cân bằng này làm cho các tấm pin nghiêng về hướng của tia nắng mặt trời.
3. Máy theo dõi năng lượng mặt trời hoạt động
Bộ theo dõi chủ động dựa vào động cơ hoặc xi lanh thủy lực để thay đổi vị trí. Các động cơ trong bộ theo dõi đang hoạt động sẽ di chuyển các tấm pin mặt trời để chúng hướng về phía mặt trời. Mặc dù điều này thuận tiện hơn so với máy theo dõi thủ công, nhưng các bộ phận chuyển động bên trong động cơ có thể dễ dàng bị gãy. Điều này có thể dẫn đến chi phí bảo trì cao hơn trong suốt thời gian tồn tại của hệ thống.
Từ đó, các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời có thể được phân loại sâu hơn, dựa trên hướng chúng di chuyển. Một bộ theo dõi năng lượng mặt trời có thể là:
Bộ theo dõi năng lượng mặt trời một trục
Trình theo dõi trục đơn theo dõi vị trí của mặt trời khi nó di chuyển từ đông sang tây. Chúng thường được sử dụng trong các dự án quy mô lớn. Một bộ theo dõi trục đơn có thể tăng sản lượng từ 25% đến 35%.
Trình theo dõi một trục di chuyển các tấm pin mặt trời của bạn trên một trục chuyển động, thường được căn chỉnh theo hướng bắc và nam. Các thiết lập này cho phép các tấm pin của bạn quay vòng cung từ đông sang tây và theo dõi mặt trời khi mặt trời mọc và lặn, tăng hiệu quả của hệ thống của bạn mà không cần phải lắp thêm tấm pin mặt trời. Mặc dù có chi phí lắp đặt trả trước cao và chi phí bảo trì định kỳ, các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời một trục có thể tăng hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời của bạn đủ để nhanh chóng bù đắp chi phí của bạn. Điều quan trọng là phải lắp đặt hệ thống theo dõi một trục trên đất bằng ở khu vực thường ấm và khô.
Bộ theo dõi năng lượng mặt trời trục kép
Trình theo dõi này không chỉ theo dõi mặt trời khi nó di chuyển từ đông sang tây mà còn theo dõi nó khi nó di chuyển từ bắc xuống nam. Bộ theo dõi hai trục phổ biến hơn trong các dự án năng lượng mặt trời dân dụng và thương mại nhỏ có không gian hạn chế, vì vậy chúng có thể sản xuất đủ điện để đáp ứng nhu cầu năng lượng của mình.
Trình theo dõi trục kép cho phép bảng điều khiển của bạn di chuyển trên hai trục, được căn chỉnh theo cả hướng Bắc-Nam và Đông-Tây. Loại hệ thống này được thiết kế để tối đa hóa việc thu thập năng lượng mặt trời của bạn trong suốt cả năm bằng cách sử dụng các thuật toán và cảm biến theo dõi các biến đổi theo mùa về độ cao của mặt trời ngoài chuyển động bình thường hàng ngày. Thông thường, các bộ theo dõi trục kép là một lựa chọn ít phổ biến hơn cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời, ngay cả trong số các dự án quy mô lớn. Một tình huống mà thiết bị theo dõi trục kép có thể phù hợp với một số tài sản thương mại – do không gian trên tầng mái thương mại hạn chế để lắp đặt các tấm pin mặt trời, thiết bị theo dõi trục kép có thể tạo ra năng lượng nhiều hơn tới 40% so với các tấm tĩnh điển hình có thể giúp các doanh nghiệp sản xuất đủ năng lượng để cung cấp nhiên liệu cho các hoạt động của chúng trong một không gian nhỏ.
Ưu và nhược điểm của Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời
Việc sử dụng các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời có thể tăng sản lượng điện khoảng 30% và một số tuyên bố tới 40% ở một số khu vực, so với các tấm pin lắp ở một góc cố định. Trong bất kỳ ứng dụng năng lượng mặt trời nào, hiệu suất chuyển đổi được cải thiện khi các mô-đun liên tục được điều chỉnh theo góc tối ưu khi mặt trời đi ngang qua bầu trời. Vì hiệu quả được cải thiện có nghĩa là năng suất được cải thiện, việc sử dụng các thiết bị theo dõi có thể tạo ra sự khác biệt khá lớn cho thu nhập từ một nhà máy lớn. Đây là lý do tại sao việc lắp đặt năng lượng mặt trời quy mô lớn ngày càng được gắn trên các hệ thống theo dõi.
Tuy nhiên, có một số nhược điểm của máy theo dõi năng lượng mặt trời. Thêm hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời có nghĩa là được bổ sung thêm nhiều thiết bị, bộ phận chuyển động và bánh răng, sẽ yêu cầu bảo trì và sửa chữa thường xuyên hoặc thay thế các bộ phận bị hỏng. Ngoài ra, nếu hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời bị hỏng khi các tấm pin năng lượng mặt trời ở một góc cực, thì việc mất sản lượng cho đến khi hệ thống hoạt động trở lại có thể rất đáng kể. Một thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời cũng dễ bị hư hỏng trong một cơn bão hơn so với các tấm pin thực tế.
Cũng có thể có vấn đề với bảo hành. Một hệ thống năng lượng mặt trời cố định sẽ có tuổi thọ 30 năm thường đi kèm với đảm bảo hiệu suất điện 25 năm. Nhưng hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời chỉ được bảo hành từ 5 đến 10 năm.
Có nên lắp thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời không
Sản lượng điện mặt trời bổ sung có xứng đáng với chi phí của bộ theo dõi năng lượng mặt trời không? Trong hầu hết các trường hợp, các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời không đáng để đầu tư thêm, mặc dù chúng tạo ra nhiều điện hơn. Vì các tấm pin mặt trời đang rất rẻ nên việc lắp đặt nhiều tấm pin mặt trời sẽ ít tốn kém hơn so với việc lắp đặt hệ thống theo dõi.
Trong hầu hết các tình huống, đặc biệt là đối với các hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng, các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời không đáng để đầu tư thêm. Đây là lý do tại sao các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời không được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp năng lượng mặt trời dân dụng.
Nơi mà công cụ theo dõi năng lượng mặt trời trở nên hữu ích là khi bạn có không gian hạn chế để lắp đặt. Nếu bạn không có không gian cho các tấm pin mặt trời bổ sung, việc lắp đặt hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời sẽ cho phép bạn sản xuất nhiều năng lượng hơn trong một khu vực hạn chế.
Máy theo dõi năng lượng mặt trời cũng hữu ích trong các nhà máy phát điện quy mô lớn hoặc lắp đặt thương mại quy mô lớn. Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời cũng thường được sử dụng trong các dự án thương mại lớn, thường trên 1 megawatt (MW). Đối với các mảng năng lượng mặt trời quy mô thương mại, lợi ích lâu dài của việc tăng sản lượng theo thời gian là đủ để làm cho chi phí ban đầu và phí bảo trì đáng giá. Ngoài ra, các dự án năng lượng mặt trời quy mô thương mại thường được gắn trên mặt đất do hạn chế về đất đai.
Máy theo dõi năng lượng mặt trời có giá trị lớn nhất ở các khu vực có vĩ độ cao do chuyển động hàng năm của mặt trời. Vì lý do này, các khách hàng sử dụng năng lượng mặt trời ở nơi có vĩ độ như Alaska – Mỹ là 600 và một số vùng phía bắc của Hoa Kỳ tiếp giáp có thể muốn xem xét việc lắp điện mặt trời bao gồm các thiết bị theo dõi với hệ thống của họ. Tại Việt Nam có vĩ độ từ 100 đến 200, chuyển động của mặt trời sẽ không ảnh hưởng đến việc sản xuất điện của bạn đến mức hệ thống theo dõi mang lại lợi ích tài chính đáng kể.
Câu hỏi thường gặp về hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời
Máy theo dõi năng lượng mặt trời có giá trị không?
Đối với các dự án thương mại, chúng có thể được. Đối với khách hàng là hộ gia đình, các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời thường không đáng đầu tư do chi phí và hiệu quả tăng tương đối nhỏ.
Trình theo dõi năng lượng mặt trời tốt nhất là gì?
Điều này hoàn toàn phụ thuộc vào tình huống. Trong một số trường hợp, bộ theo dõi chủ động trục kép có thể là lý tưởng, nhưng với một số chế tạo, bộ theo dõi năng lượng mặt trời chủ động một trục hoặc bộ theo dõi năng lượng mặt trời thụ động, có thể là lựa chọn tốt nhất.
Máy theo dõi năng lượng mặt trời có đắt không?
Thông thường, các hệ thống năng lượng mặt trời bao gồm bộ theo dõi năng lượng mặt trời có giá cao hơn từ 40-100% so với một hệ thống không có chúng. Giá bạn phải trả sẽ phụ thuộc vào loại thiết bị theo dõi bạn mua và mức độ phức tạp của việc lắp đặt, nhưng tất cả các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời đều được tạo thành từ các bộ phận chuyển động, điều này có thể dẫn đến chi phí bảo trì nhiều hơn.
Bộ theo dõi năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?
Một bộ theo dõi năng lượng mặt trời hoạt động bằng cách điều chỉnh góc của các tấm pin mặt trời để tối ưu hóa tốt nhất các tấm pin mặt trời theo thời gian trong ngày hoặc trong năm.
Trình theo dõi năng lượng mặt trời hiệu quả nhất là gì?
Điều này phụ thuộc vào một số yếu tố: loại máy theo dõi năng lượng mặt trời, vị trí đặt nó và kích thước của hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời mà nó đang hoạt động.
Có tấm pin mặt trời nào chạy theo mặt trời không?
Các tấm pin mặt trời không tự chạy theo mặt trời, nhưng với việc bổ sung bộ theo dõi năng lượng mặt trời, bạn có thể tối ưu hóa hệ thống của mình để theo dõi mặt trời và đạt được sản lượng điện tối đa.
Nhược điểm của việc sử dụng bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi là gì?
Bất lợi lớn nhất đối với máy theo dõi năng lượng mặt trời là chi phí. Chi phí ban đầu có thể đắt và chi phí bảo trì cũng có thể tăng lên. Tuy nhiên, đối với nhiều công trình thương mại, đây là chi phí có thể chấp nhận được vì các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời có thể làm cho các tấm pin mặt trời hiệu quả hơn tới 45%.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện tư vấn – thiết kế – thi công lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời một trục nằm ngang giúp tăng hiệu suất tấm pin lên đến 30% bằng cách đi theo mặt trời suốt cả ngày với mức tăng đầu tư có giới hạn. Hệ thống giúp tăng sản lượng điện đáng kể vào buổi sáng và buổi chiều, góp phần tạo ra một hệ thống năng lượng thông minh hơn và bền vững hơn
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện chuyên cung cấp thiết bị và thi công lắp điện năng lượng mặt trời. Chúng tôi cung cấp tới khách hàng các hệ thống điện mặt trời đạt tiêu chuẩn châu Âu, thiết bị đạt chứng nhận: CE, VDE, TÜV SÜD, CSA…Sản phẩm nhập khẩu chính hãng, có xuất xứ hàng hóa (CO) và chứng nhận chất lượng hàng hóa (CQ). Hệ thống do chúng tôi cung cấp và thi công lắp đặt 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
