Tìm hiểu ba hệ thống điện mặt trời cơ bản

Ngày:08/08/2020 lúc 10:14AM

Tìm hiểu ba hệ thống điện mặt trời cơ bản

Khi hệ thống điện năng lượng mặt trời xuất hiện ở Việt Nam, hầu hết mọi người sẽ nghĩ đến việc dùng ắc quy lưu trữ lại năng lượng để sử dụng ban đêm, hệ thống này hoàn toàn độc lập với lưới điện.

Tuy nhiên từ khi có công nghệ hòa lưới (biến tần on grid) ra đời cách đây hàng thập kỷ thì giải pháp được lựa chọn nhiều nhất là giải pháp điện mặt trời nối lưới không cần ắc quy lưu trữ.

Chúng tôi muốn bạn biết rằng Hệ thống điện năng lượng mặt trời phổ biến nhất hiện nay gồm ba hệ thống cơ bản: Hệ thống độc lập Off grid, Hệ thống nối lưới On grid, Hệ thống nối lưới có lưu trữ (Hybrid).

Hệ thống điện mặt trời độc lập (off grid) :

Hệ thống này phù hợp cho những nơi chưa có điện lưới quốc gia tới như đảo xa, miền núi, vùng sâu, vùng xa, trang trại… Hệ thống này cần có ắc quy lưu trữ để sử dụng ban đêm hoặc những ngày mưa bão không có nắng. Việc lựa chọn ắc quy cần tính toán dựa trên các thiết bị cần sử dụng, thời gian sử dụng các thiết bị đó và tính toán dự phòng dựa trên đặc điểm địa lý của địa phương.

Hệ thống điện mặt trời độc lập 3KWP ở Bạc Liêu

Do có sử dụng ắc quy để lưu trữ cho nên chi phí đầu tư cao tương đương gấp đôi hệ thống nối lưới, vì vậy khách hàng cần cân nhắc lựa chọn các thiết bị tiêu thụ điện năng ít và tính toán vừa đủ nhu cầu sinh hoạt cần thiết.

Thông thường hệ thống điện mặt trời độc lập chỉ phù hợp cho các nhu cầu gia đình cơ bản và các tải có công suất nhỏ như : chiếu sáng, quạt máy nhỏ, tivi tiết kiệm điện…không phù hợp cho các tải lớn và không phù hợp cho sản xuất.

Hệ thống thứ hai là hệ thống điện mặt trời nối lưới (hệ thống On grid) :

Hệ thống điện mặt trời độc lập 3KWP

Hệ thống thứ hai là hệ thống điện mặt trời nối lưới (hệ thống On grid) :

Đây là hệ thống phổ biết nhất hiện nay trên thế giới và Việt Nam.

Giải pháp nối lưới thông qua công nghệ hòa lưới tự động giúp hạn chế nhược điểm của điện năng lượng mặt trời là tính bất ổn của nó, vì mặt trời chỉ hoạt động từ ban ngày, cũng như sẽ không hiệu quả khi mặt trời bị mây che, hay những lúc mưa bão…những lúc như vậy bộ hòa lưới thông minh sẽ tự động lấy điện lưới bù vào hệ thống.

Việc không cần sử dụng ắc quy để lưu trữ sẽ giúp giảm chi phí đầu tư, không gây ô nhiễm môi trường do rác thải ắc quy (axit và chì), đồng thời nâng cao tuổi thọ của hệ thống.

Thiết bị chính của hệ On grid bao gồm hệ thống các tấm pin thu năng lượng (Solar Panel), bộ hoà lưới (Inverter tích hợp thông minh), cáp chuyên dụng và phụ kiện đấu nối, công tơ để đo đếm điện năng theo hai chiều giao nhận.

Trong đó thành phần quan trọng nhất là các tấm pin và bộ hoà lưới. Nhiệm vụ của bộ hoà lưới là vét (rút) toàn bộ điện DC do các tấm pin quang điện sinh ra dưới tác động của bức xạ mặt trời và nó chuyển đổi dòng điện DC thành dòng điện AC cùng tần số, cùng điện áp, cùng song sin chuẩn với điện lưới để cung cấp cho các tải tiêu thụ. Nếu năng lượng mặt trời sinh ra không đủ thì bộ hoà lưới tự động rút điện từ lưới điện để bù vào.

Nếu điện mặt trời cấp cho các tải tiêu thụ còn dư thì điện năng sẽ được gởi lên lưới điện, nhà nước sẽ mua lại lượng điện dư này để cung cấp cho các nơi khác. Bộ hoà lưới còn có chức năng quan trọng là khi điện lưới cúp nó sẽ tự cô lập hệ thống không cho điện phát ngược ra lưới vì vấn đề an toàn. Đây cũng là vấn đề mà nhiều người sử dụng chưa thấy hoàn toàn thỏa mãn vì khi cúp điện nhà mình cũng mất điện luôn toàn bộ.

Hệ thống thứ ba là hệ thống lai Hybrid :

Để giải quyết vấn đề này các hãng công nghệ đã phát minh ra bộ hoà lưới Hybrid giúp cho hệ thống vừa nối lưới vừa có lưu trữ để dự phòng khi cúp điện. Hệ thống này gọi là hệ thống tương tác lưới hay bám tải. Tuy nhiên, việc lưu trữ như thế nào cho phù hợp với nhu cầu sử dụng cần được cân nhắc giữa yếu tố kỹ thuật, kinh tế.

Thông thường chỉ lưu trữ để phục vụ cho các tải ưu tiên phòng khi cúp điện hoặc sử dụng riêng độc lập cho các tải tiêu thụ ít năng lượng, các phụ tải quan trọng không muốn phụ thuộc vào lưới điện: Các tải ưu tiên thường là chiếu sáng bằng đèn LED, quạt DC, nuôi nguồn wifi, nuôi nguồn camera, data center, bơm nước cho hồ cá, tivi..Ngoài giải pháp trên còn có thể kết hợp hệ thống nối lưới cộng hệ thống độc lập nhỏ sử dụng cho các tải ưu tiên khi cúp điện.

Tóm lại tuỳ vào hoàn cảnh, nhu cầu cụ thể mà lựa chọn hệ thống nào cho phù hợp. Hiện nay trên thế giới hệ thống tối ưu nhất vẫn là hệ thống nối lưới với hơn 90% đang sử dụng bởi vì nó vừa tiết kiệm điện cho gia đình, vừa thân thiện môi trường trong khi tuổi thọ 25 – 30 năm.

Tuổi thọ 25 – 30 năm và bảo trì dễ dàng

Điện mặt trời tách lưới (độc lập) chỉ phù hợp cho sinh hoạt gia đình ở mức cơ bản không phù hợp cho sản xuất. Hệ thống điện mặt trời nối lưới rất phù hợp cho các khu vực đã có lưới điện quốc gia, phù hợp cho dân dụng, doanh nghiệp và cả sản xuất. Giải pháp vừa nối lưới vừa lưu trữ cũng là một giải pháp đáng cân nhắc cho các khu vực có điện lưới bất ổn hay cúp điện hoặc các đối tượng cần duy trì nguồn điện công suất nhỏ nhưng ổn định.

Ngày nay ở một số nước phát triển như Mỹ người dân đang có xu hướng chuyển sang giải pháp lưu trữ họ muốn tách lưới, tự chủ năng lương vì vậy dự báo kỷ nguyên sắp tới là kỷ nguyên của lưu trữ năng lượng.