Kể từ năm 1954, khi các nhà khoa học tại Bell Telephone phát hiện ra rằng silicon – một nguyên tố được tìm thấy trong cát – tạo ra điện tích khi nó tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, công nghệ năng lượng mặt trời đã phát triển và được hàng trăm nghìn ngôi nhà trên khắp đất nước Việt Nam áp dụng. Ngày nay, các hệ thống điện năng lượng mặt trời cung cấp một lựa chọn rất hấp dẫn cho các gia đình và doanh nghiệp như một sự lựa chọn năng lượng sạch, giá cả phù hợp.
Cách hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời
Nhờ sự phát triển về công nghệ và giá thành của các tấm pin mặt trời, chúng ta có thể khai thác năng lượng từ nguồn năng lượng vô tận – năng lượng mặt trời. Hệ thống điện năng lượng mặt trời hoạt động rất đơn giản:
- Vào ban ngày, các tế bào năng lượng mặt trời trong các tấm pin mặt trời của bạn hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời.
- Các mạch bên trong tế bào thu thập năng lượng đó và biến nó thành năng lượng dòng điện một chiều (DC).
- Điện một chiều được đưa qua một thiết bị gọi là bộ biến tần năng lượng mặt trời để chuyển nó thành dòng điện xoay chiều (AC) có thể sử dụng được phát ra từ các ổ cắm trên tường của bạn.
- Tất cả điều đó có nghĩa là bạn có thể sử dụng lượng điện đó trong nhà, hoặc lưu trữ trong các bộ pin chuyên dụng hoặc phát ngược trở lại lưới điện
Dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu tổng quan cơ bản nhất về các hệ thống điện lượng mặt trời, cũng như các thiết bị mà bạn sẽ cần để lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Thành phần tạo nên hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì?
Lắp đặt điện mặt trời không quá phức tạp như nhiều người nghĩ. Tuy nhiên nếu bán không có chuyên môn, chứng chỉ thì bạn cần liên hệ với đơn vị lắp đặt để được tư vấn chi tiết, cụ thể. Chỉ có bốn thành phần chính đối với bất kỳ hệ thống điện năng lượng mặt trời nào và đặc biệt không có bộ phận chuyển động, làm cho chúng rất hiệu quả để lắp đặt và bảo trì. Bốn thành phần chính của hệ thống điện năng lượng mặt trời là:
- Tấm quang điện mặt trời – để chuyển đổi quang năng thành điện năng.
- Biến tần – để chuyển đổi điện một chiều thành điện xoay chiều.
- Hệ thống khung giá đỡ và phụ kiện – để lắp đặt các tấm pin mặt trời của bạn lên mái nhà (hoặc xuống đất, tùy thuộc vào kiểu lắp đặt của bạn).
- Hệ thống giám sát hiệu suất – để theo dõi và giám sản lượng đầu ra của hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Tấm pin năng lượng mặt trời (tấm pin quang điện)
Cấu trúc tấm pin năng lượng mặt trời
Tấm pin mặt trời bao gồm một loạt các tế bào năng lượng mặt trời silicon được bao phủ bởi một tấm kính và được giữ với nhau bằng một khung kim loại, với hệ thống dây điện và mạch điện bên trong và sau các tế bào để thu dòng điện và đưa ra khỏi các tế bào năng lượng mặt trời. Mỗi tấm pin mặt trời, còn được gọi là mô-đun năng lượng mặt trời, thường có kích thước khoảng 1000×2100 mm và nặng khoảng 25kg.
Mặc dù không có bộ phận chuyển động, thành phần “hoạt động” của tấm pin mặt trời nằm trong chính các tế bào silicon: khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tế bào quang điện, nó sẽ kích hoạt các electron, bắt đầu chạy trong tế bào. Các dây dẫn trong các tế bào bắt dòng electron này, sau đó được kết hợp với đầu ra của các tế bào khác trong một tấm pin mặt trời. Để có cái nhìn chuyên sâu hơn về cách các tấm pin mặt trời thực sự hoạt động, hãy xem bài viết của khác của chúng tôi về chủ đề này.
Thông thường, pin mặt trời có định dạng 60 hoặc 72 hoặc 78 tế bào. Tuy nhiên, nhiều công ty đang thử nghiệm những cách mới để tăng hiệu suất của pin mặt trời trong việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện, vì vậy bây giờ bạn sẽ thấy nhiều tấm pin mặt trời “cắt một nửa”, trong đó mỗi tế bào được cắt làm đôi để bạn có gấp đôi số lượng tế bào trên mô-đun năng lượng mặt trời (tức là 120 hoặc 144 hoặc 156).
Biến tần
Tùy chọn biến tần để phù hợp với từng hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Các tế bào trong các tấm pin mặt trời của bạn thu năng lượng mặt trời và biến nó thành điện một chiều (DC). Tuy nhiên, hầu hết các gia đình và cơ sở kinh doanh đều sử dụng dòng điện xoay chiều (AC). Biến tần thay đổi điện một chiều từ các tấm pin của bạn thành điện xoay chiều có thể sử dụng được. Có hai loại biến tần năng lượng mặt trời cơ bản: biến tần chuỗi (hoặc tập trung) và biến tần Micro. Bộ biến tần chuỗi cũng có thể thêm bộ tối ưu hóa công suất để hoạt động tương tự như hệ thống bộ chuyển đổi Micro.
Biến tần chuỗi (hoặc biến tần trung tâm)
Một biến tần duy nhất kết nối toàn bộ dãy tấm pin mặt trời với biến tần của bạn. Biến tần chuỗi thường là lựa chọn biến tần ít tốn kém nhất, và là một công nghệ rất bền, từ trước đến nay là loại biến tần được lắp đặt phổ biến nhất. Nhiều chuỗi pin có thể được kết nối với một biến tần; tuy nhiên, nếu sản lượng điện từ một trong các tấm pin trong một chuỗi giảm xuống (có thể xảy ra do bóng râm), nó có thể tạm thời làm giảm hiệu suất của cả chuỗi đó.
Bộ biến tần Micro
Nếu bạn chọn bộ biến tần Micro, một bộ thường được lắp đặt tại mỗi tấm pin năng lượng mặt trời, điều này cho phép mỗi tấm pin mặt trời tối đa hóa sản lượng. Nếu một số tấm pin của bạn bị che bóng vào các thời điểm khác nhau trong ngày hoặc nếu chúng không được lắp đặt theo cùng một hướng, bộ biến tần Micro sẽ giảm thiểu các vấn đề về hiệu suất cả hệ thống. Tuy nhiên chi phí của bộ biến tần Micro có xu hướng cao hơn chi phí của bộ biến tần chuỗi.
Bộ tối ưu hóa công suất
Hệ thống sử dụng bộ tối ưu hóa công suất giống như là sự kết hợp giữa hệ thống biến tần Micro và biến tần chuỗi. Giống như bộ biến tần Micro, bộ tối ưu hóa điện năng được lắp đặt ở tấm pin năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, thay vì chuyển đổi điện một chiều từ các tấm pin mặt trời thành điện xoay chiều, các bộ tối ưu hóa “điều kiện hóa” điện một chiều trước khi gửi nó đến một bộ biến tần chuỗi. Giống như bộ biến tần Micro, chúng hoạt động tốt khi một hoặc nhiều tấm trong hệ thống bị che bóng hoặc nếu các tấm được lắp đặt quay về các hướng khác nhau. Hệ thống tối ưu hóa công suất có xu hướng đắt hơn hệ thống biến tần chuỗi, nhưng ít hơn hệ thống bộ biến tần Micro.
Hệ thống khung giá đỡ và phụ kiện lắp đặt
Hệ thống khung giá đỡ và phụ kiện lắp đặt điện mặt trời của bạn trên mái nhà hoặc dưới mặt đất.
Để hoạt động tốt nhất, các tấm pin mặt trời nên hướng về phía Nam và được lắp đặt ở góc nghiêng từ 10 đến 15 độ (tùy thuộc vào vị trí vĩ độ vị trí lắp đặt). Các tấm pin hướng về phía đông hoặc phía tây và ở góc nghiêng tương tự sẽ vẫn hoạt động tốt, nhưng sẽ tạo ra ít điện hơn so với hướng chính Nam. Đối với hệ thống điện mặt trời hộ gia đình, hầu hết các hệ thống lắp trên mái nhà có cao độ của các tấm pin mặt trời tương đương với cao độ của mái nhà. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bạn có thể sử dụng hệ thống khung giá đỡ để nghiêng hoặc định vị các tấm pin mặt trời ở một góc phù hợp nhất để đón tia nắng mặt trời.
Hệ thống giám sát hiệu suất
Hệ thống giám sát hiệu suất cung cấp cho bạn thông tin chi tiết về hiệu suất của hệ thống điện năng lượng mặt trời. Với hệ thống giám sát, bạn có thể đo lường và theo dõi lượng điện mà hệ thống của bạn tạo ra hàng giờ, hàng ngày, hàng tháng, hàng năm…
Các biến tần được sử dụng thường xuyên nhất trong thị trường dân dụng đều đi kèm với ứng dụng giám sát sản xuất để bạn có thể theo dõi sản lượng hệ thống của mình. Trong một số trường hợp, ứng dụng này cũng sẽ cung cấp tính năng giám sát mức tiêu thụ để giúp bạn theo dõi tổng thể tiết kiệm từ hệ thống điện năng lượng mặt trời của mình.
Giám sát hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn có thể giúp bạn xác định bất kỳ vấn đề hiệu suất nào để đảm bảo rằng bạn tối đa hóa sản lượng và lợi nhuận tài chính của hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Có hai loại hệ thống giám sát chính:
Giám sát tại chỗ: Thiết bị giám sát được lắp đặt trên thực tế tại hệ thống của bạn và ghi lại sản lượng điện tạo ra.
Giám sát từ xa: Hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn truyền dữ liệu hiệu suất của nó tới một dịch vụ giám sát mà bạn có thể truy cập trực tuyến hoặc bằng thiết bị di động, web…
>>Tham khảo thêm: Năng lượng tái tạo là gì?
Tổng thầu lắp đặt điện mặt trời uy tín
Intech Energy là một trong những tổng thầu EPC uy tín trong lĩnh vực cung cấp các giải pháp lắp đặt, cung cấp vật tư và thi công lắp đặt các dự án điện mặt trời trên toàn quốc quy mô từ hộ gia đình đến các dự án cho doanh nghiệp. Chúng tôi có hơn 10 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành điện mặt trời và năng lượng tái tạo, luôn cam kết tư vấn tận tâm cho khách hàng để đem tới giải pháp hiệu quả với sản phẩm chất lượng, giá cả cạnh tranh với mục đích phát triển bền vững nguồn năng lượng sạch để “Kiến tạo cuộc sống xanh”. Nếu bạn có nhu cầu cần tư vấn lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời, hãy để lại thông tin hoặc liên hệ với Intech Energy nhé!
