Sơ đồ nguyên lý điện mặt trời áp mái chuẩn & chi tiết nhất

Hệ thống năng lượng mặt trời có chi phí đầu tư ban đầu cao. Vì vậy, trước khi lắp đặt, bạn nên tìm hiểu kỹ và hiểu rõ sơ đồ nguyên lý điện mặt trời áp mái để đầu tư đúng cách, tránh lãng phí.

Hệ thống điện mặt trời áp mái là gì?

Hệ thống Điện mặt trời áp mái là hệ thống điện năng lượng mặt trời tận dụng khoảng không gian trên sân thượng, mái nhà,… nơi có nhiều ánh nắng để lắp đặt pin năng lượng mặt trời. Đó là biện pháp tạo ra điện năng phục vụ đời sống và sản xuất.

Ưu điểm và nhược điểm của điện mặt trời áp mái

So với hệ thống trên mặt đất, hệ thống điện mặt trời áp mái có một số ưu điểm vượt trội như: tăng tính độc lập về năng lượng, không sử dụng đất, chỉ đấu nối vào hệ thống lưới điện phân phối (chủ yếu là lưới điện hạ thế) của ngành điện mà không cần phải xây dựng thêm lưới điện cao thế từ 110 kV trở lên, không ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống điện và không phải tăng nguồn dự phòng của hệ thống điện, dễ dàng huy động vốn đầu tư từ nhiều đối tượng khác nhau (chủ doanh nghiệp, chung cư, văn phòng , cá nhân) trong xã hội…

Ở góc độ quốc gia, điện mặt trời áp mái thực sự có ý nghĩa trong việc giảm tổn thất lưới điện, tăng khả năng cung cấp điện và giúp giảm tiêu thụ điện tại địa phương.

Bất lợi lớn nhất của giải pháp phát triển năng lượng mặt trời áp mái là ngành điện bị sụt giảm doanh thu, trong khi họ phải chịu trách nhiệm kiểm định, kiểm tra và thanh toán tiền điện năng phát ra. Tuy nhiên, xét trên khía cạnh lợi ích quốc gia, năng lượng mặt trời sẽ góp phần đảm bảo an ninh năng lượng (giảm sử dụng than nhập khẩu), bảo vệ môi trường (giảm phát thải khí nhà kính) và không làm ảnh hưởng đến quá trình lập quy hoạch sử dụng đất của địa phương…

Các mô hình hệ thống điện mặt trời áp mái

Có 3 mô hình điện mặt trời áp mái được lắp đặt phổ biến hiện nay, đó là các mô hình dưới đây:

• Điện năng lượng mặt trời độc lập: Ở hệ thống này, tấm pin mặt trời sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa thành điện năng, năng lượng này sẽ được lưu trữ trong tấm pin và sử dụng khi cần thiết. Mô hình này phù hợp với những nơi có địa hình hiểm trở như miền núi, hải đảo khó lắp đặt điện lưới quốc gia.
• Điện mặt trời mái nhà hòa lưới: Đây là hệ thống phổ biến nhất tại Việt Nam hiện nay. Dòng điện một chiều do máy phát điện năng lượng mặt trời tạo ra sẽ được biến đổi thành dòng điện xoay chiều (có cùng tần số và cùng công suất với điện lưới) nhờ bộ biến tần Inverter. Điện năng sẽ được cung cấp cho các phụ tải tiêu thụ, nếu điện năng sản xuất ra vượt nhu cầu sẽ được hòa lên lưới điện quốc gia và được ghi nhận bằng công tơ điện.
• Điện mặt trời mái nhà hỗn hợp (Hybrid): Mô hình này là sự kết hợp của hai mô hình điện mặt trời độc lập và một mô hình điện mặt trời hòa lưới. Điện từ pin mặt trời sẽ được nạp vào ắc quy trước. Sau khi ắc quy đầy, điện năng sẽ được chuyển thành điện xoay chiều và chuyển đến các tải tiêu thụ, nếu các tải tiêu thụ không bị cạn điện sẽ tiếp tục được đẩy lên lưới điện quốc gia.

Sơ đồ nguyên lý điện mặt trời áp mái theo đối tượng sử dụng

Hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể được sử dụng cho gia đình, doanh nghiệp, văn phòng và nhà máy. Theo quy mô lớn nhỏ mà cấu trúc của hệ thống Lắp điện mặt trời sẽ khác nhau.

Sơ đồ năng lượng mặt trời cho gia đình, hộ gia đình chuyên nghiệp, văn phòng

Hệ thống này có quy mô nhỏ với công suất từ 10kW trở xuống. Các thiết bị bao gồm:

• Tấm pin năng lượng mặt trời: tiếp nhận, hấp thụ và chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều.
• Biến tần : Nhận dòng điện một chiều từ các tấm pin mặt trời và chuyển đổi nó thành dòng điện xoay chiều. Ngoài ra, biến tần còn giúp giám sát điểm công suất đỉnh của các tấm pin và ngăn dòng điện ngược chiều DC vào.
• Tủ điện : Kết nối với biến tần, truyền tải dòng điện xoay chiều từ biến tần đến các phụ tải tiêu thụ và hòa vào lưới điện quốc gia. Đồng thời, nó còn là bộ phận đóng vai trò đóng, ngắt mạch điện nhằm ngăn ngừa tình trạng quá tải hoặc sụt áp trong hệ thống điện cung cấp cho các phụ tải tiêu thụ. Nhờ đó, hệ thống hoạt động lâu dài và đảm bảo độ bền của thiết bị hệ thống.
• Dây nguồn và phụ kiện: kết nối các thiết bị của hệ thống năng lượng mặt trời với nhau và với lưới điện quốc gia.
• Các phụ tải tiêu thụ là các thiết bị gia dụng (máy lạnh, tủ lạnh, bóng đèn,…)

Nguyên lý hoạt động:

• Các tấm pin mặt trời thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều.
• Dòng điện một chiều chạy qua biến tần và chuyển đổi nó thành dòng điện xoay chiều.
• Dòng điện xoay chiều tiếp tục chạy qua tủ điện và cung cấp năng lượng cho các thiết bị trong nhà và cơ quan như đèn điện, tivi, tủ lạnh, máy điều hòa, máy giặt, lò vi sóng, máy vi tính, máy in, máy photocopy…

Sơ đồ năng lượng mặt trời cho xí nghiệp, nhà máy

Hệ thống này thường có quy mô lớn, công suất từ 10 kW trở lên. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như hệ thống gia đình. Nhưng điểm khác biệt ở thiết bị điện là máy móc, thiết bị công suất lớn, hệ thống làm mát, dây chuyền sản xuất, v.v. Đồng thời, dòng điện xoay chiều sẽ phải đi qua tủ điện công nghiệp trước khi đến móc câu.

Sơ đồ lắp đặt theo loại hệ thống điện mặt trời

Dựa vào đặc điểm này, người ta chia hệ thống điện mặt trời thành 2 loại: hệ thống điện mặt trời hòa lưới và hệ thống điện mặt trời độc lập.

Sơ đồ hệ thống điện mặt trời hòa lưới

Cấu trúc hệ thống năng lượng mặt trời:

• Tấm năng lượng mặt trời
• Biến tần nối lưới
• Khu tủ điện chính
• Cáp nguồn và phụ kiện

Nguyên lý hoạt động:

• Các tấm pin mặt trời hấp thụ và chuyển đổi bức xạ mặt trời thành dòng điện một chiều.
• Dòng điện một chiều đi qua biến tần được kết nối với mạng và được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều có cùng pha, tần số và điện áp với mạng.
• Dòng điện xoay chiều được đấu nối với tủ điện chính của khu vực và hòa vào lưới điện quốc gia. Lượng điện năng lượng mặt trời được lưu trữ trên lưới điện quốc gia.

Hệ thống hoạt động song song với lưới điện quốc gia, theo thứ tự ưu tiên năng lượng mặt trời trước. Trong trường hợp mất điện, biến tần nối lưới sẽ ngắt kết nối. Hệ thống ngừng hoạt động khiến pin mặt trời không phát điện hòa vào lưới, không gây nguy hiểm cho người sửa chữa.

Sơ đồ điện mặt trời độc lập (Hybrid)

Cấu trúc hệ thống năng lượng mặt trời:

• Tấm năng lượng mặt trời
• Bộ điều khiển sạc mặt trời: Giúp ổn định dòng điện và kiểm soát lượng điện lấy từ tấm pin mặt trời cho ắc quy để ắc quy không bị nạp quá mức hoặc xả quá sâu, giúp ắc quy không bị quá điện áp cho phép. Thông qua bộ điều khiển sạc, người dùng có thể biết được tình trạng của ắc quy, kiểm soát được hệ thống và mức tải. Nhờ đó, hệ thống điện năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả, lâu dài và ắc quy được bảo quản an toàn, lâu dài.
• Ắc quy: tích trữ điện năng mặt trời cung cấp cho các phụ tải tiêu thụ vào buổi tối hoặc những ngày mưa, không có nắng.
• biến tần độc lập
• Cáp nguồn và phụ kiện

Nguyên lý hoạt động:

• Các tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời để chuyển đổi thành dòng điện một chiều DC
• Dòng điện một chiều đi qua bộ điều khiển sạc để ổn định dòng điện.
• Từ bộ điều khiển sạc, một phần dòng điện một chiều sẽ đi qua bộ nghịch lưu độc lập và chuyển thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho các tải. Một số được lưu trữ trong pin để sử dụng vào ban đêm hoặc khi không có mặt trời.

Như vậy, hệ thống không hòa lưới điện quốc gia mà sử dụng bình ắc quy để lưu điện.

Hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới phù hợp với những nơi có điện lưới ổn định, dành cho những người có nhu cầu sử dụng điện cao trong ngày. Hệ thống năng lượng mặt trời độc lập phù hợp với những vùng sâu, vùng xa chưa có lưới điện ổn định. Hoặc những người muốn sử dụng lưới điện riêng, sử dụng khi di chuyển, tích trữ điện để sử dụng vào ban đêm.

Sơ đồ đấu nối pin năng lượng mặt trời

Ngoài các sơ đồ trên, trong quá trình cài đặt, người dùng cũng nên chú ý đến sơ đồ kết nối pin vì cách kết nối pin ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

Hiện tại, có 3 cách để kết nối các tấm pin mặt trời. Đó là:

Cách đấu nối tiếp pin năng lượng mặt trời

Các tấm được lắp đặt nối tiếp. Cực âm của bảng số 1 sẽ được nối với cực dương của bảng số 2, cứ như vậy cho đến hết. Cuối cùng, hệ thống pin chỉ có một cực dương và một cực âm. Tấm pin năng lượng mặt trời cùng loại và công suất định mức. Cách mắc nối tiếp nên có thể tăng tổng điện áp và tổng công suất của cả hệ thống.

Cách kết nối song song pin năng lượng mặt trời

Các tấm pin mặt trời được kết nối song song. Cực dương nối với cực dương và cực âm nối với cực âm. Việc kết nối này làm tăng tổng công suất và tổng dòng điện của toàn hệ thống.

Cách kết nối pin năng lượng mặt trời hỗn hợp

Các tấm pin năng lượng mặt trời được lắp nối tiếp và song song với nhau để tăng tổng điện áp, tổng dòng điện và tổng công suất của hệ thống. Tuy nhiên, cách này chỉ nên áp dụng cho các tấm pin có cùng điện áp, dòng điện, hiệu suất và cùng hãng sản xuất.

Trên đây là tất cả các hệ thống điện năng lượng mặt trời phổ biến nhất. Như vậy, chúng ta có thể thấy rằng mỗi đối tượng thích nghi với một hệ thống khác nhau. Nếu cần tư vấn chi tiết hơn, hãy liên hệ ngay với CHEAPEA

• Địa chỉ: 564 Liên Phường, TP Thủ Đức, TPHCM
• Điện thoại: 0949 17 2016
• Fax: 0949 17 2016
• Email: info@cheapea.vn
• Website: https://cheapea.vn