04/04/2015 Cấu hình tiêu biểu của hệ thống Pin năng lượng mặt trời

Giải pháp Hệ thống điện năng lượng mặt trời

Giới thiệu chung

Một tế bào quang điện (cell), Tấm Pin năng lượng mặt trời (solar cells panel) Pin mặt trời, hay pin quang điện, ký hiệu là PV, là hệ thống các tấm vật liệu đặc biệt có khả năng chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Pin mặt trời được cấu tạo bằng các tế bào quang điện (cells) đơn tinh thể (monocrystalline) và đa tinh thể (polycrystalline) có hiệu suất cao (15% – 18%), công suất từ 25Wp đến 175Wp và có tuổi thọ trung bình 30 năm.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống Pin mặt trời

Từ giàn pin mặt trời, ánh sáng được biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng điện một chiều (DC). Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển là một thiết bị điện tử có chức năng điều hoà tự động các quá trình nạp điện vào ắc-quy và phóng điện từ ắc-quy ra các thiết bị điện một chiều (DC). Trường hợp công suất giàn pin đủ lớn, trong mạch điện sẽ được lắp thêm bộ đổi điện để chuyển dòng một chiều thành dòng xoay chiều (AC), chạy được thêm nhiều thiết bị điện gia dụng (đèn, quạt, radio, TV…).

Giải pháp Hệ thống điện năng lượng mặt trời
Cấu hình tiêu biểu của hệ thống Pin năng lượng mặt trời

Thành phần hệ thống gồm có:

1. Solar Cells Panel (Tấm Pin năng lượng mặt trời): Monocrystalline (đơn tinh thể ) hoặc Polycrystalline (đa tinh thể)

2. Solar Regulator (bộ điều khiển sạc): Lựa chọn tùy mức điện thế và công suất của hệ thống

3. DC-AC Converter (bộ chuyển điện DC-AC): Dạng sóng ra: Step Wave hoặc Sine Wave

4. Battery (Ắc quy): Bình khô, kín khí, không cần bảo dưỡng

5. Khung, gá: Chuyên dụng cho hệ thống

6. Dây cáp: Chuyên dụng cho hệ thống (ngoài trời và trong nhà)

7. Phụ kiện lắp đặt: Linh, phụ kiện đồng bộ khác

Panel mặt trời

Tấm Pin năng lượng mặt trời (solar cells panel) biến đổi quang năng hấp thụ từ mặt trời để biến thành điện năng.

Một số thông tin cơ bản về tấm pin mặt trời:

  • Hiệu suất: từ 15% – 18%
  • Công suất: từ 25Wp đến 250 Wp
  • Số lượng cells trên mỗi tấm pin : 72 cells
  • Kích thước cells: 5 – 6 inchs
  • Loại cells: monocrystalline và polycrystalline
  • Chất liệu của khung: nhôm
  • Tuổi thọ trung bình của tấm pin mặt trời: 30 năm

Có khả năng kết nối thành các trạm điện mặt trời công suất lớn không hạn chế, có thể hòa lưới (grid), hoặc hoạt động độc lập như 1 hệ thống back-up điện.

Trong một ngày nắng, mặt trời cung cấp khoảng 1 kW/m² đến mặt đất (khi mặt trời đứng bóng và quang mây, ở mực nước biển).

Công suất và điện áp của một hệ thống sẽ phụ thuộc và cách chúng ta nối ghép các tấm pin mặt trời lại với nhau.

Các tấm pin mặt trời được lắp đặt ở ngoài trời để có thể hứng được ánh nắng tốt nhất từ mặt trời nên được thiết kế với những tính năng và chất liệu đặc biệt, có thể chịu đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệt độ…

Bộ điều khiển sạc

Là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc cho ắc-quy, bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ của bình ắc-quy, và giúp hệ thống pin mặt trời sử dụng hiệu quả và lâu dài.

Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của Panel mặt trời vào ắc-quy giúp cho người sử dụng kiểm soát được các phụ tải.

Bộ điều khiển còn thực hiện việc bảo vệ nạp quá điện thế (>13,8V) hoặc điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp bình quá thấp.

DC-AC converter

Là bộ biến điện nghịch lưu, Inverter chuyển đổi dòng điện 12V DC từ ăc-quy thành dòng điện AC (110VAC, 220VAC). Được thiết kế với nhiều cấp công suất từ 0.3kVA – 10kVA.

Inverter có nhiều loại và cách phân biệt chúng bằng dạng sóng của điện áp đầu ra : dạng sóng hình sine, giả sine, sóng vuông, sóng bậc thang …

Battery

Là thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hoặc lúc trời ít hoặc không còn ánh nắng.

Ắc-quy có nhiều loại, kích thước và dung lượng khác nhau, tùy thuộc vào công suất và đặc điểm của hệ thống pin mặt trời. Hệ thống có công suất càng lớn thì cần sử dụng ăc-quy có dung lượng lớn hoặc dùng nhiều bình ắc-quy kết nối lại với nhau.

Khung gá và dây cáp

Để đảm bảo cho hệ thống pin mặt trời đặt đúng vị trí tốt nhất (nắng nhiều nhất và lâu nhất) và hiệu suất sử dụng hệ thống luôn được ổn định lâu dài, chúng ta cần dùng đến bộ khung gá và dây cáp chuyên dụng.

Để tối đa hóa hiệu suất của hệ thống, các tấm pin mặt trời cần được lắp đặt theo 1 góc nghiêng và 1 hướng nhất định (tùy thuộc từng vị trí lắp đặt cụ thể).

Lưu ý khi lắp đặt tránh các vùng có khả năng bị che, khuất nắng, nên lựa chọn những vị trí có thể hứng được nắng tốt nhất cho cả ngày.

Các phụ kiện đồng bộ kèm theo: ống, công tắc, bảng điện, Vaseline, domino, ổ cắm … để lắp hoàn chỉnh hệ thống điện mặt trời.

Một số đặc điểm chính của hệ thống pin Mặt trời

Hệ thống pin mặt trời nói riêng, hay hệ thống PV nói chung, không thể sản xuất điện liên tục được, nó hoạt động chỉ khi có ánh sáng mặt trời chiếu vào những tấm pin.

Độ tin cậy và độ bền của hệ thống pin mặt trời rất cao, một hệ thống điển hình có thể hoạt động tới 35 năm mà hầu như không cần bảo dưỡng.

Với một hệ thống pin mặt trời, bạn chỉ cần đầu tư một lần duy nhất. Giống như việc thanh toán tiền điện trước trong nhiều năm (20-25 năm), tiền điện hằng tháng của bạn sẽ giảm đi đáng kể.

Chi phí đầu tư trung bình của một hệ thống điện mặt trời cho một ngôi nhà khoảng 20,000 USD. Với vòng đời hoạt động của hệ thống trung bình 30 năm, chủ nhà sẽ tiết kiệm được khoảng 40,000 USD tiền điện.

Công suất của hệ thống có lẽ là yếu tố quan trọng nhất để so sánh chi phí với lợi ích mà hệ thống mang lại.

Pin mặt trời có ưu điểm là hiệu quả kinh tế, gọn, nhẹ, có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời, tuyệt đối an toàn khi sử dụng và hoàn toàn thân thiện với môi trường.

Các hệ thống pin mặt trời có khả năng hòa lưới điện hoặc hoạt động độc lập, và có thể cung cấp điện cho nhiều ứng dụng: từ các hệ thống cấp điện cho các tòa nhà, căn hộ, tới các hệ thống cấp điện cho các hệ thống chiếu sáng công cộng, hay cho các đài tiếp âm viễn thông từ xa…

4 thoughts on “Giải pháp Hệ thống điện năng lượng mặt trời

  1. 30 năm tiết kiệm được 40k usd. Đầu tư 20k usd thì chỉ mất 20 năm là thu lãi 40k usd theo lãi suất ngân hàng rồi. Vẫn còn dư ra 10k usd nữa đấy

Trả lời

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *