Phân loại và cấu tạo các hệ thống điện mặt trời lắp mái
Máy móc công nghiệp

Phân loại và cấu tạo các hệ thống điện mặt trời lắp mái

Phân loại hệ thống điện mặt trời

Hệ thống điện mặt trời được chia thành ba loại: nối lưới (còn được gọi là hòa lưới), độc lập và hỗn hợp.

Điện mặt trời hòa lưới

Nguyên lý hoạt động

Năng lượng từ hệ thống năng lượng mặt trời hòa vào lưới điện, thiết bị sử dụng đồng thời năng lượng mặt trời và điện hòa lưới. Thông qua một biến tần (Solar Inverter) Nguồn điện mặt trời sẽ được thiết lập ưu tiên cho phụ tải tác dụng, nếu còn dư điện, lượng điện dư thừa này sẽ được đẩy trở lại lưới điện và được ngành điện thu mua.

Nên quan tâm đến điểm đặt pin mặt trời để đảm bảo công suất
Cấu tạo hệ thống điện mặt trời hòa lưới

Trong điều kiện cường độ ánh sáng mặt trời thấp, lượng điện sản xuất ra ít và không đủ cung cấp cho các thiết bị đang sử dụng thì lưới điện sẽ tự động bổ sung lượng điện còn thiếu. Luôn đảm bảo thiết bị chịu tải hoạt động tốt, không bị thiếu điện.

Khi trời tối mà không có ánh sáng mặt trời thì hệ thống điện mặt trời sẽ không phát điện. Hiện thiết bị phụ tải sử dụng nguồn điện lưới bình thường.Do hệ thống điện mặt trời và điện lưới được kết nối tự động để đảm bảo an toàn cho lưới điện nên trong trường hợp mất điện, hệ thống điện mặt trời sẽ tự động ngắt để không đưa điện lên lưới. Vì vậy, lúc này bạn sẽ không có điện.

Ưu điểm

Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn hai loại còn lại.

  • Hệ thống dễ hơn 2 loại còn lại.
  • Có khả năng bán lượng điện dư thừa cho Cơ quan Điện lực
  • Tự động hóa hoàn toàn, ít hư hỏng
  • Giảm gánh nặng cho lưới điện quốc gia

Khuyết điểm

  • Khi nguồn điện lưới mất đi, nguồn năng lượng mặt trời cũng sẽ tự động cắt.
  • Khó lắp đặt đối với những vị trí không mua điện trực tiếp từ Cơ quan Điện lực Nhà nước (EVN).

Năng lượng mặt trời độc lập

Nguyên lý làm việc

Hệ thống điện mặt trời độc lập không kết nối với lưới điện và độc lập với lưới điện. Dòng điện một chiều từ pin mặt trời được đưa qua bộ điều khiển tích điện và lưu vào ắc quy, sau đó điện từ ắc quy được đưa qua bộ nghịch lưu để chuyển thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho thiết bị tải.

Về nguyên tắc, một hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động độc lập không liên quan gì đến lưới điện. Trong trường hợp mất điện, bạn vẫn có năng lượng mặt trời để sử dụng. Ngược lại, nếu thừa điện thì không thể bán lại cho ngành điện.

Hệ thống điện mặt trời độc lập
Hệ thống điện mặt trời độc lập

Ưu điểm

  • Năng lượng điện lưới biến mất, vẫn còn năng lượng mặt trời.
  • Có thể được sử dụng với các thiết bị di động

Khuyết điểm

  • Chi phí đầu tư cao hơn so với đấu nối lưới điện có cùng công suất với các thiết bị, ắc quy lưu trữ độc lập, bộ điều khiển sạc và bộ biến tần được bổ sung.
  • Phải thay pin liên tục, vì tuổi thọ của pin chỉ khoảng 2-3 năm.
  • Hiệu suất thấp do tổn thất điện năng lớn do số lượng bộ chuyển đổi nhiều.
  • Hệ thống phức tạp có thể dẫn đến hư hỏng trong quá trình vận hành.
  • Vẫn cần hệ thống điện lưới để cung cấp nguồn điện ổn định cho thiết bị.

Năng lượng mặt trời hỗn hợp

Nguyên lý làm việc

Hệ thống này là sự kết hợp giữa lưới ràng buộc và độc lập. Năng lượng mặt trời tạo ra vẫn được ưu tiên cho thiết bị phụ tải sử dụng trước nếu còn dư, phần còn lại được nạp vào ắc quy dự trữ để sử dụng trong trường hợp mất điện. Sau khi sạc bình ắc quy nếu còn dư sẽ được đẩy lên lưới để bán cho đơn vị cung cấp điện tiếp theo.

Khi mất điện, lượng điện tích trữ được dùng để cung cấp cho phụ tải Vào ban đêm, trước tiên nó lấy điện cho tải, sau đó là năng lượng của pin lưu trữ. Do đó, với hệ thống năng lượng mặt trời hybrid, nguồn năng lượng luôn được đảm bảo, không bị thất thoát năng lượng.

Ưu điểm

Luôn đảm bảo có điện để duy trì hoạt động của thiết bị phụ tải không bị gián đoạn.

Khuyết điểm

  • Chi phí đầu tư có phần cao hơn 2 loại cùng công suất còn lại do kết hợp nhiều thiết bị.
  • Nguyên lý hoạt động khá phức tạp nên việc thi công lắp đặt gặp nhiều khó khăn.
  • Phải thay pin liên tục, vì tuổi thọ của pin chỉ khoảng 2-3 năm.
  • Hiệu suất thấp do tổn thất công suất lớn do nhiều bộ chuyển đổi.
  • Hệ thống phức tạp dẫn đến hư hỏng có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

Lắp điện mặt trời mái nhà – Giải pháp kinh tế tối ưu?

Các thành phần của hệ thống năng lượng mặt trời

Hệ thống hỗ trợ bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Hệ giàn có tác dụng nâng đỡ toàn bộ khối lượng của tấm panel, tạo độ dốc giúp hệ thống ắc quy đón ánh sáng tốt hơn, cũng như thoát nước và bụi bẩn. Trường hợp hướng tự nhiên của mái không có lợi cho việc lắp đặt ắc quy hoặc mái không an toàn về khả năng chịu tải thì cần phải lắp đặt hệ thống vì kèo.

Do có tác dụng nâng đỡ toàn bộ khối lượng của tấm panel nên hệ khung được liên kết chặt chẽ với kết cấu công trình và được làm bằng vật liệu có khả năng chịu tải tốt cũng như chống han gỉ khi ở trong môi trường không khí. Thông thường, hệ khung kèo được làm bằng thép hộp mạ kẽm, nhôm đặc hoặc inox.

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Theo tiêu chí công nghệ, tấm pin được chia thành hai loại: đơn tinh thể (mono) và đa tinh thể (poly), để phân biệt bằng mắt thường, pin loại mono có màu đen và loại poly có màu xanh lam.

Pin mono chứa silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết cao. Kết quả là, pin hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn, hiệu quả hơn và hoạt động tốt hơn trong điều kiện ít ánh sáng hơn so với pin poly. Tuy nhiên, giá thành của pin mono cũng cao hơn so với pin poly.

Pin poly chứa silicon đa tinh thể có độ tinh khiết thấp. Kết quả là độ bền và hiệu suất kém hơn so với pin mono. Nhưng giá thành thấp hơn so với pin mono. Do đó, chỉ nên sử dụng pin poly cho các dự án trang trại năng lượng mặt trời công suất rất lớn ở những nơi có cường độ bức xạ mặt trời cao và điều này giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư.

cấu tạo hệ thống năng lượng mặt trời
Cấu tạo hệ thống năng lượng mặt trời

Kích thước và trọng lượng chính xác của các tấm sẽ khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất. Nhưng thông thường các bảng không khác nhau nhiều về kích thước hồ sơ. Kích thước tấm pin xấp xỉ 1 x 2m, dày 30 ~ 40mm, trọng lượng 22 ~ 24kg, tấm pin có cấu tạo 6 lớp và giắc kết nối (gồm 1 cực âm và 1 cực dương).

» Tham khảo: Giá lắp điện năng lượng mặt trời tại Hà Nội

Biến tần năng lượng mặt trời

Biến tần được chia thành ba loại chính để phù hợp với ba loại hệ thống điện mặt trời: Biến tần hòa lưới. (Biến tần trên tia), biến tần độc lập Hình dạng, kích thước, trọng lượng và công suất của biến tần khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất.

Có thể nói biến tần là “bộ não” của hệ mặt trời. Nó có tác dụng đồng bộ nguồn năng lượng mặt trời giữa các thiết bị phụ tải, hòa lưới và lưu trữ. Vì vậy, khi lựa chọn biến tần, người ta cần chú ý chọn biến tần phù hợp với công suất quang điện, cũng như chọn nhà cung cấp uy tín.

Bộ điều khiển sạc

Bộ điều khiển sạc (đối với hệ thống năng lượng mặt trời độc lập và kết hợp) kiểm soát dòng điện giữa bảng điều khiển năng lượng mặt trời và pin cũng như giữa pin và bộ biến tần. Chức năng của nó là ngắt nguồn điện của ắc quy để tránh trường hợp truyền vào ắc quy khi ắc quy đầy hoặc ngăn biến tần lấy điện từ ắc quy khi sắp hết ắc quy để tránh trường hợp ắc quy bị đầy hoặc hết điện.

Mặt khác, nó cũng ngăn dòng điện của pin chảy ngược trở lại bảng điều khiển khi trời tối, vì điện áp trên pin sẽ bằng 0 so với điện áp của pin. Tuổi thọ của các tấm pin

Pin lưu trữ

Ắc quy lưu trữ (đối với hệ thống năng lượng mặt trời độc lập và kết hợp) có nhiệm vụ tích trữ lượng điện mặt trời tạo ra để cung cấp cho các thiết bị phụ tải khi cần thiết.

Tủ điện

Trong tủ điện có bộ phận suy giảm dòng điện một chiều từ các tấm pin và dòng điện xoay chiều từ bộ nghịch lưu cấp cho thiết bị tải. Các nguyên tử này bảo vệ biến tần và hệ thống điện khi xảy ra quá tải, sụt áp hoặc đoản mạch. Nó cũng giúp ngắt hệ thống điện mặt trời khỏi lưới điện khi cần sửa chữa, bảo trì hoặc gặp sự cố.

Ngoài ra, trong tủ điện còn có bộ phận chống sét trong kênh truyền dẫn, bảo vệ biến tần và hệ thống điện. Khi dòng điện đủ lớn, hệ thống sẽ ngắt mạch để hỗ trợ dẫn dòng sét xuống đất, không qua biến tần.

Dây cáp điện

Trong hệ thống năng lượng mặt trời, có hai loại dây chính là cáp DC (dòng điện một chiều) và AC (dòng điện xoay chiều).

Cáp DC để mang dòng điện một chiều từ bảng điều khiển đến biến tần. Loại cáp này thường có hai màu phổ biến là đỏ và đen để tránh nhầm lẫn giữa cực dương và cực âm của hệ thống ắc quy trong quá trình lắp đặt và sửa chữa sau này.

Cáp nguồn AC để kết nối giữa đầu ra biến tần và đầu vào của tổng đài, đầu ra của tổng đài và nguồn điện tòa nhà. Tùy theo mục đích và công suất của hệ thống điện mặt trời mà sử dụng các loại và đường kính khác nhau.

Khóa ray và các phụ kiện khác

Khóa ray là bộ phận liên kết các tấm với một hệ thống hỗ trợ, chẳng hạn như khung hoặc mái thép tôn.

Thanh ray là hệ thống thanh nhôm dùng để liên kết với kết cấu đỡ của mái tôn bằng vít. Các tấm được cố định vào hệ thống ray bằng kẹp bằng cách siết chặt vít khóa trên kẹp. Các tấm thường được cố định vào hệ thống ray phía dưới bằng 4 kẹp ở cả 4 góc nên các tấm được cố định chắc chắn vào hệ khung mà không lo vấn đề gió bão.

Hèm khóa (hay còn gọi là khóa treo) là hình thức kết nối trực tiếp bảng điều khiển vào hệ thống giàn phơi, thông thường 1 bảng được cố định vào hệ khung bằng 4 khóa, khóa cố định hệ khung đỡ và khung nhôm. của bảng điều khiển thông qua vít khóa.

Ngoài ra, để hoàn thiện hệ thống năng lượng mặt trời còn cần một số vật tư phụ khác như ốc vít, dây chống sét, máng cáp, v.v.