Hệ thống phát điện quang điện ngoài lưới sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng mặt trời xanh và tái tạo, là giải pháp tốt nhất để đáp ứng nhu cầu điện ở những khu vực không có nguồn cung cấp điện, thiếu điện và nguồn điện không ổn định.
1. Ưu điểm:
(1) Cấu trúc đơn giản, an toàn và đáng tin cậy, chất lượng ổn định, dễ sử dụng, đặc biệt thích hợp cho việc sử dụng không cần giám sát;
(2) Nguồn điện gần, không cần truyền tải xa, tránh thất thoát đường dây truyền tải, hệ thống dễ lắp đặt, dễ vận chuyển, thời gian thi công ngắn, đầu tư một lần, lợi ích lâu dài;
(3) Phát điện quang điện không tạo ra chất thải, không bức xạ, không ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, vận hành an toàn, không tiếng ồn, không phát thải, ít carbon, không tác động xấu đến môi trường và là nguồn năng lượng sạch lý tưởng;
(4) Sản phẩm có tuổi thọ cao, tuổi thọ của tấm pin mặt trời trên 25 năm;
(5) Có phạm vi ứng dụng rộng, không cần nhiên liệu, chi phí vận hành thấp, không bị ảnh hưởng bởi khủng hoảng năng lượng hoặc sự bất ổn của thị trường nhiên liệu. Là giải pháp thay thế máy phát điện diesel đáng tin cậy, sạch và hiệu quả về chi phí thấp;
(6) Hiệu suất chuyển đổi quang điện cao và sản lượng điện lớn trên một đơn vị diện tích.
2. Điểm nổi bật của hệ thống:
(1) Mô-đun năng lượng mặt trời áp dụng quy trình sản xuất ô đơn tinh thể và nửa ô, đa lưới, hiệu suất cao, kích thước lớn, làm giảm nhiệt độ hoạt động của mô-đun, khả năng xảy ra điểm nóng và tổng chi phí của hệ thống, giảm tổn thất phát điện do che bóng và cải thiện. Công suất đầu ra và độ tin cậy và an toàn của các thành phần;
(2) Máy tích hợp điều khiển và biến tần dễ lắp đặt, dễ sử dụng, bảo trì đơn giản. Sử dụng đầu vào đa cổng thành phần, giảm sử dụng hộp kết hợp, giảm chi phí hệ thống, cải thiện tính ổn định của hệ thống.
1. Thành phần
Hệ thống quang điện ngoài lưới điện thường bao gồm các mảng quang điện gồm các thành phần tế bào quang điện, bộ điều khiển sạc và xả năng lượng mặt trời, bộ biến tần ngoài lưới điện (hoặc máy tích hợp bộ biến tần điều khiển), bộ pin, tải DC và tải AC.
(1) Mô-đun pin mặt trời
Mô-đun pin mặt trời là bộ phận chính của hệ thống cung cấp điện năng lượng mặt trời, chức năng của nó là chuyển đổi năng lượng bức xạ của mặt trời thành điện năng một chiều;
(2) Bộ điều khiển sạc và xả năng lượng mặt trời
Còn được gọi là "bộ điều khiển quang điện", chức năng của nó là điều chỉnh và kiểm soát năng lượng điện do mô-đun pin mặt trời tạo ra, sạc pin ở mức tối đa và bảo vệ pin khỏi tình trạng sạc quá mức và xả quá mức. Nó cũng có các chức năng như điều khiển ánh sáng, điều khiển thời gian và bù nhiệt độ.
(3) Bộ pin
Nhiệm vụ chính của bộ pin là lưu trữ năng lượng để đảm bảo tải sử dụng điện vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây, mưa, đồng thời đóng vai trò ổn định sản lượng điện.
(4) Biến tần ngoài lưới
Bộ biến tần độc lập là thành phần cốt lõi của hệ thống phát điện độc lập, có chức năng chuyển đổi điện một chiều thành điện xoay chiều để tải điện xoay chiều sử dụng.
2. Ứng dụngAthực tế
Hệ thống phát điện quang điện ngoài lưới được sử dụng rộng rãi ở các vùng xa xôi, vùng không có điện, vùng thiếu điện, vùng có chất lượng điện không ổn định, hải đảo, trạm phát sóng thông tin liên lạc và những nơi ứng dụng khác.
Ba nguyên tắc thiết kế hệ thống quang điện ngoài lưới
1. Xác nhận công suất của bộ biến tần độc lập theo loại tải và công suất của người dùng:
Tải gia dụng thường được chia thành tải cảm ứng và tải điện trở. Các tải có động cơ như máy giặt, máy điều hòa không khí, tủ lạnh, máy bơm nước và máy hút mùi là tải cảm ứng. Công suất khởi động của động cơ gấp 5-7 lần công suất định mức. Công suất khởi động của các tải này nên được tính đến khi sử dụng điện. Công suất đầu ra của biến tần lớn hơn công suất của tải. Xem xét rằng tất cả các tải không thể bật cùng một lúc, để tiết kiệm chi phí, tổng công suất tải có thể được nhân với hệ số 0,7-0,9.
2. Xác nhận công suất linh kiện theo mức tiêu thụ điện hàng ngày của người dùng:
Nguyên lý thiết kế của mô-đun là đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện năng hàng ngày của tải trong điều kiện thời tiết trung bình. Để hệ thống ổn định, cần xem xét các yếu tố sau:
(1) Điều kiện thời tiết thấp hơn và cao hơn mức trung bình. Ở một số khu vực, độ rọi trong mùa xấu nhất thấp hơn nhiều so với mức trung bình hàng năm;
(2) Tổng hiệu suất phát điện của hệ thống phát điện quang điện ngoài lưới, bao gồm hiệu suất của tấm pin mặt trời, bộ điều khiển, biến tần và pin, do đó điện năng phát ra từ tấm pin mặt trời không thể chuyển đổi hoàn toàn thành điện năng, và điện năng khả dụng của hệ thống ngoài lưới = thành phần Tổng công suất * giờ cao điểm trung bình phát điện mặt trời * hiệu suất sạc tấm pin mặt trời * hiệu suất bộ điều khiển * hiệu suất biến tần * hiệu suất pin;
(3) Thiết kế công suất của các mô-đun pin mặt trời phải xem xét đầy đủ các điều kiện làm việc thực tế của tải (tải cân bằng, tải theo mùa và tải không liên tục) và nhu cầu đặc biệt của khách hàng;
(4) Cũng cần phải xem xét đến việc phục hồi dung lượng của pin trong những ngày mưa liên tục hoặc xả quá mức, để tránh ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin.
3. Xác định dung lượng pin theo mức tiêu thụ điện năng của người dùng vào ban đêm hoặc thời gian chờ dự kiến:
Pin được sử dụng để đảm bảo mức tiêu thụ điện năng bình thường của tải hệ thống khi lượng bức xạ mặt trời không đủ, vào ban đêm hoặc trong những ngày mưa liên tục. Đối với tải sống cần thiết, hoạt động bình thường của hệ thống có thể được đảm bảo trong vòng vài ngày. So với người dùng thông thường, cần phải xem xét giải pháp hệ thống tiết kiệm chi phí.
(1) Cố gắng lựa chọn các thiết bị tải tiết kiệm năng lượng như đèn LED, máy điều hòa không khí biến tần;
(2) Có thể sử dụng nhiều hơn khi ánh sáng tốt, có thể sử dụng ít hơn khi ánh sáng không tốt;
(3) Trong hệ thống phát điện quang điện, phần lớn sử dụng pin gel. Xét về tuổi thọ của pin, độ sâu xả thường nằm trong khoảng 0,5-0,7.
Công suất thiết kế của pin = (công suất tiêu thụ trung bình hàng ngày của tải * số ngày nhiều mây và mưa liên tiếp) / độ sâu xả của pin.
1. Điều kiện khí hậu và số liệu giờ nắng cao điểm trung bình của khu vực sử dụng;
2. Tên, công suất, số lượng, giờ làm việc, thời gian làm việc và mức tiêu thụ điện trung bình hằng ngày của các thiết bị điện sử dụng;
3. Trong điều kiện pin đầy, nhu cầu cung cấp điện cho những ngày nhiều mây và mưa liên tục;
4. Nhu cầu khác của khách hàng.
Các thành phần của tế bào quang điện được lắp trên giá đỡ thông qua sự kết hợp nối tiếp-song song để tạo thành một mảng tế bào quang điện. Khi mô-đun tế bào quang điện hoạt động, hướng lắp đặt phải đảm bảo tiếp xúc tối đa với ánh sáng mặt trời.
Góc phương vị là góc giữa pháp tuyến với bề mặt thẳng đứng của thành phần và hướng Nam, thường là bằng 0. Các mô-đun phải được lắp đặt nghiêng về phía đường xích đạo. Nghĩa là, các mô-đun ở bán cầu Bắc phải hướng về phía Nam, và các mô-đun ở bán cầu Nam phải hướng về phía Bắc.
Góc nghiêng là góc giữa bề mặt trước của mô-đun và mặt phẳng ngang, kích thước của góc phải được xác định theo vĩ độ cục bộ.
Khả năng tự làm sạch của tấm pin mặt trời nên được xem xét trong quá trình lắp đặt thực tế (thường thì góc nghiêng lớn hơn 25°).
Hiệu suất của pin mặt trời ở các góc lắp đặt khác nhau:
Các biện pháp phòng ngừa:
1. Lựa chọn đúng vị trí lắp đặt và góc lắp đặt của tấm pin mặt trời;
2. Trong quá trình vận chuyển, lưu trữ và lắp đặt, các tấm pin mặt trời phải được xử lý cẩn thận, không được để chịu áp lực và va chạm mạnh;
3. Mô-đun pin mặt trời phải càng gần bộ biến tần điều khiển và ắc quy càng tốt, rút ngắn khoảng cách đường dây càng nhiều càng tốt và giảm tổn thất đường dây;
4. Trong quá trình lắp đặt, chú ý đến các cực ra dương và âm của linh kiện, không được để xảy ra hiện tượng đoản mạch, nếu không có thể gây ra rủi ro;
5. Khi lắp đặt tấm pin mặt trời ngoài trời nắng, cần che tấm pin bằng vật liệu mờ như màng nhựa đen, giấy gói để tránh nguy cơ điện áp đầu ra cao ảnh hưởng đến hoạt động kết nối hoặc gây điện giật cho nhân viên;
6. Đảm bảo hệ thống dây điện và các bước lắp đặt là chính xác.
Số seri | Tên thiết bị | Công suất điện (W) | Tiêu thụ điện năng (Kwh) |
1 | Đèn điện | 3~100 | 0,003~0,1 kWh/giờ |
2 | Quạt điện | 20~70 | 0,02~0,07 kWh/giờ |
3 | Tivi | 50~300 | 0,05~0,3 kWh/giờ |
4 | Nồi cơm điện | 800~1200 | 0,8~1,2 kWh/giờ |
5 | Tủ lạnh | 80~220 | 1 kWh/giờ |
6 | Máy giặt Pulsator | 200~500 | 0,2~0,5 kWh/giờ |
7 | Máy giặt lồng ngang | 300~1100 | 0,3~1,1 kWh/giờ |
7 | Máy tính xách tay | 70~150 | 0,07~0,15 kWh/giờ |
8 | PC | 200~400 | 0,2~0,4 kWh/giờ |
9 | Âm thanh | 100~200 | 0,1~0,2 kWh/giờ |
10 | Bếp từ | 800~1500 | 0,8~1,5 kWh/giờ |
11 | Máy sấy tóc | 800~2000 | 0,8~2 kWh/giờ |
12 | Bàn là điện | 650~800 | 0,65~0,8 kWh/giờ |
13 | Lò vi sóng | 900~1500 | 0,9~1,5 kWh/giờ |
14 | Ấm đun nước điện | 1000~1800 | 1~1,8 kWh/giờ |
15 | Máy hút bụi | 400~900 | 0,4~0,9 kWh/giờ |
16 | Máy điều hòa không khí | 800W/匹 | 0,8 kWh/giờ |
17 | Máy nước nóng | 1500~3000 | 1,5~3 kWh/giờ |
18 | Máy nước nóng gas | 36 | 0,036 kWh/giờ |
Lưu ý: Công suất thực tế của thiết bị sẽ được ưu tiên.