Your cart is currently empty
Điện năng lượng Mặt Trời đang trở thành một trong những giải pháp được nhiều gia đình, doanh nghiệp quan tâm nhằm chủ động nguồn điện và tối ưu chi phí sử dụng điện. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ điện mặt trời được tạo ra như thế nào, hệ thống gồm những thiết bị gì và điện từ tấm pin được đưa vào sử dụng ra sao.
Trong bài viết này, U-HOME sẽ giải thích điện năng lượng Mặt Trời là gì, nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống và cách lựa chọn hệ thống phù hợp một cách dễ hiểu, từ A–Z
Điện năng lượng Mặt Trời là gì?
Điện năng lượng Mặt Trời là điện năng được tạo ra bằng cách chuyển đổi bức xạ ánh sáng Mặt Trời thành điện năng thông qua các tấm pin quang điện (Photovoltaic – PV).
Khi ánh sáng chiếu vào các tế bào quang điện bên trong tấm pin, năng lượng ánh sáng được chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC).
Dòng điện này sau đó được đưa qua inverter để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC), phù hợp với hệ thống điện và các thiết bị sử dụng điện trong công trình.
Có thể hiểu đơn giản: Ánh sáng Mặt Trời → Tấm pin → Điện DC → Inverter → Điện AC → Thiết bị điện.
Đối với hệ thống có pin lưu trữ, phần điện được tạo ra nhưng chưa sử dụng có thể được đưa vào pin để sử dụng vào thời điểm phù hợp.
Nguyên lý hoạt động của điện năng lượng Mặt Trời
Một hệ thống điện mặt trời thường hoạt động theo một chuỗi gồm nhiều bước, trong đó mỗi thiết bị đảm nhiệm một vai trò riêng.
1. Tấm pin hấp thụ ánh sáng Mặt Trời
Tấm pin năng lượng Mặt Trời là bộ phận đầu tiên trong quá trình tạo điện.
Bên trong tấm pin có nhiều tế bào quang điện, thường được chế tạo từ vật liệu bán dẫn như silicon.
Khi ánh sáng Mặt Trời chiếu vào tế bào quang điện, các photon trong ánh sáng truyền năng lượng cho các electron trong vật liệu bán dẫn, tạo ra dòng điện.
Dòng điện tạo ra ở giai đoạn này là điện một chiều (DC).
Điều này cũng có nghĩa là tấm pin không cần nhiệt độ cao để tạo điện. Yếu tố quan trọng là ánh sáng. Vì vậy, trong điều kiện trời nhiều mây hoặc ánh sáng yếu, hệ thống vẫn có thể phát điện nhưng sản lượng thường giảm.
2. Điện DC được truyền đến inverter
Sau khi được tạo ra, điện DC từ các tấm pin được truyền về inverter điện mặt trời.
Inverter là một trong những thiết bị quan trọng nhất của hệ thống vì có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện DC thành dòng điện AC.
Ngoài chức năng chuyển đổi điện, tùy từng loại inverter, thiết bị còn có thể đảm nhiệm việc:
- Theo dõi công suất từ các tấm pin.
- Quản lý nguồn điện cung cấp cho tải.
- Quản lý quá trình sạc/xả pin lưu trữ.
- Đồng bộ với điện lưới.
- Giám sát và cảnh báo trạng thái hệ thống.
3. Inverter chuyển điện DC thành điện AC
Phần lớn các thiết bị điện trong gia đình và doanh nghiệp sử dụng điện xoay chiều.
Trong khi đó, điện do tấm pin tạo ra là điện một chiều.
Vì vậy, inverter sẽ thực hiện quá trình: DC → AC
Sau khi được chuyển đổi, nguồn điện có thể được sử dụng cho các thiết bị điện trong công trình tùy theo cấu hình hệ thống.
Điện mặt trời được sử dụng như thế nào?
Sau khi inverter chuyển đổi điện DC thành AC, nguồn điện có thể được phân bổ theo nhu cầu sử dụng.
Trường hợp 1: Điện mặt trời tạo ra vừa đủ
Nếu hệ thống đang tạo ra lượng điện tương đương với nhu cầu tiêu thụ, điện mặt trời có thể được sử dụng trực tiếp cho các thiết bị đang hoạt động.
Ví dụ:
Hệ thống tạo 5 kW → Công suất sử dụng 5 kW
Nguồn điện được tạo ra có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng tại thời điểm đó.
Trường hợp 2: Điện mặt trời tạo ra nhiều hơn nhu cầu
Ví dụ hệ thống đang tạo ra 6 kW nhưng các thiết bị chỉ sử dụng 4 kW.
Khi đó sẽ có khoảng 2 kW công suất dư tại thời điểm đó.
Đối với hệ thống có pin lưu trữ, phần điện phù hợp với cấu hình hệ thống có thể được sử dụng để sạc pin.
Trường hợp 3: Nhu cầu sử dụng cao hơn sản lượng điện mặt trời
Ví dụ:
Điện mặt trời tạo ra 3 kW → Công suất cần 6 kW
Phần thiếu có thể được bổ sung từ nguồn điện khác, chẳng hạn điện lưới hoặc pin lưu trữ tùy theo cấu hình hệ thống.
Pin lưu trữ điện mặt trời hoạt động như thế nào?
Đây là thành phần ngày càng được quan tâm trong các hệ thống điện mặt trời hiện nay.
Với hệ thống có lưu trữ, điện năng được tạo ra vào thời điểm có ánh sáng có thể được sử dụng trực tiếp hoặc đưa vào pin lưu trữ theo cơ chế quản lý của hệ thống.
Đến thời điểm nhu cầu sử dụng tăng hoặc khi không còn nguồn điện mặt trời, nguồn điện đã lưu trữ có thể được sử dụng.
Có thể hình dung:
Ban ngày
☀️ Tấm pin → Inverter → Thiết bị điện
↘ Pin lưu trữ
Buổi tối
🔋 Pin lưu trữ → Inverter → Thiết bị điện
Nhờ đó, hệ thống có thể khai thác nguồn điện mặt trời linh hoạt hơn thay vì chỉ sử dụng điện tại thời điểm tấm pin đang phát điện.
Hệ thống điện năng lượng Mặt Trời gồm những gì?
Một hệ thống điện mặt trời hoàn chỉnh không chỉ có tấm pin. Tùy vào quy mô và mục đích sử dụng, hệ thống có thể bao gồm nhiều thiết bị khác nhau.
1. Tấm pin năng lượng Mặt Trời
Có nhiệm vụ chuyển đổi ánh sáng Mặt Trời thành điện DC.
Công suất tấm pin thường được tính theo Wp/kWp.
Ví dụ, tấm pin có công suất 630 Wp có công suất danh định là 630 watt trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
2. Inverter điện mặt trời
Inverter đảm nhiệm việc chuyển đổi điện DC thành điện AC.
Tùy hệ thống, inverter có thể là loại hòa lưới, hybrid hoặc các cấu hình khác có hỗ trợ lưu trữ.
Việc lựa chọn inverter cần xét đến công suất hệ thống, loại tải, điện 1 pha/3 pha, nhu cầu lưu trữ và nhiều yếu tố kỹ thuật khác.
3. Pin lưu trữ
Pin lưu trữ có nhiệm vụ lưu lại điện năng để sử dụng vào thời điểm cần thiết.
Dung lượng pin thường được biểu thị bằng kWh.
Ví dụ:
Pin 10,24 kWh
không có nghĩa thiết bị luôn cung cấp được 10,24 kW trong mọi trường hợp. Công suất nạp/xả còn phụ thuộc vào thiết kế pin, inverter và các thông số kỹ thuật liên quan.
Đây là điểm nhiều người thường nhầm giữa kW và kWh.
4. Tủ điện và thiết bị bảo vệ
Hệ thống điện mặt trời cần được trang bị các thiết bị đóng cắt và bảo vệ phù hợp.
Tùy thiết kế, hệ thống có thể có các thiết bị bảo vệ phía DC, AC, chống sét và các thiết bị liên quan.
Việc lựa chọn và bố trí thiết bị cần được thực hiện dựa trên thiết kế kỹ thuật của từng công trình.
5. Hệ thống giám sát
Nhiều hệ thống hiện nay hỗ trợ giám sát thông qua ứng dụng hoặc nền tảng trực tuyến.
Người dùng có thể theo dõi các thông tin như:
- Sản lượng điện.
- Công suất đang phát.
- Điện năng tiêu thụ.
- Tình trạng pin.
- Trạng thái inverter.
- Các cảnh báo của hệ thống.
Điều này giúp việc theo dõi và quản lý hệ thống thuận tiện hơn.
Bạn đang tìm hiểu giải pháp điện năng lượng Mặt Trời cho gia đình hoặc doanh nghiệp?
U-HOME cung cấp giải pháp tư vấn, thiết kế và lắp đặt hệ thống điện năng lượng Mặt Trời phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế và ngân sách đầu tư.
Liên hệ U-HOME để được tư vấn giải pháp phù hợp cho công trình của bạn.
