Tìm hiểu về hệ thống điện năng lượng mặt trời

(Website tài trợ bởi: cong tu dong)
Pin mặt trời được ghép nối từ nhiều tế bào quang điện, tế bào quang điện là thứ bán dẫn chứa lượng to những diod p-n, duới ánh sáng mặt trời nó sở hữu khả năng phát triển ra cái điện tức là sở hữu khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện.
Người ta mang thể ghép nối đa dạng tấm pin mặt trời thành hệ thống pin mặt trời. Pin năng lượng mặt trời (NLMT) sở hữu dạng đơn tinh thể (monocrystalline - hiệu suất cao nhất) hoặc đa tinh thể (polycrystalline - hiệu suất trung bình) hoặc màng mỏng (thin film - hiệu suất thấp nhất). Tuỳ loại, các tấm pin với thể với hiệu suất từ 15% đến 18%, công suất từ 3Wp tới 200Wp và có tuổi thọ trung bình khoảng 25-30 năm.

Từ hệ thống pin mặt trời, ánh sáng được biến đổi thành điện năng, có mặt dòng điện một chiều (DC). Dòng điện này được truyền dẫn tới bộ điều khiển xạc NLMT (Solar Charger Controller) là một sản phẩm điện tử có chức năng điều khiển tự động quy trình nạp điện vào ắc-quy và phóng điện từ ắc-quy ra các sản phẩm công nghệ điện một chiều (DC). Trường hợp công suất hệ thống pin mặt trời và điện được tích trữ trong những ắc quy đủ lớn, trong hệ thống sẽ có thêm bộ kích điện (Inverter) để biến đổi mẫu điện một chiều (DC) thành cái điện xoay chiều (AC) 220V, có thể sử dụng cho toàn thể các thứ điện gia đình (đèn, quạt, thiết bị tính, TV…).
Hệ thống điện mặt trời mang nhiều loại mô hình:

1. Loại mang khả năng cung cấp điện ko với hệ ắc quy lưu trữ, chỉ tiêu dùng khi với năng lượng mặt trời, chạy với công suất nhỏ
2. Loại với khả năng thêm vào điện với hệ ắc quy lưu trữ để dùng ngẫu nhiên đủ năng lượng mặt trời
3. Loại hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới có dự trữ, cấp dưỡng điện lên lưới như 1 trang bị phát điện
4. Loại hoạt động độc lập (off grid solar system) như một hệ thống back-up điện.

Thành phần cơ bản của một hệ thống điện mặt trời:

1. Tấm pin mặt trời (Solar Panel)


Một số thông tin cơ bản về tấm pin mặt trời sử dụng trong hệ thống điện mặt trời:

• Hiệu suất: từ 15% - 18%
• Công suất: từ 25Wp tới 175 Wp
• Số lượng cells trên mỗi tấm pin: 72 cells
• Kích thước cells: 5" – 6"
• Loại cells: monocrystalline và polycrystalline
• Chất liệu của khung: nhôm
• Tuổi thọ trung bình của tấm pin: 25-30 năm

Trong một ngày nắng, mặt trời phân phối khoảng 1 kW/m² đến mặt đất (khi mặt trời đứng bóng và quang mây).Công suất và điện áp của một hệ thống sẽ lệ thuộc và phương pháp chúng ta nối ghép các tấm pin mặt trời lại với nhau.
Các tấm pin mặt trời được lắp đặt ở kế bên trời để với thể hứng được ánh nắng tốt nhất từ mặt trời buộc phải được thiết kế với những tính năng và chất liệu đặc biệt, mang thể chịu đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệt độ…
2. Bộ điều khiển sạc mặt trời (Solar Charger Controller)

Đây là thứ mang chức năng điều khiển việc sạc điện từ tấm pin NLMTcho ắc-quy, ổn áp cho cái điện nạp, 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 tiêu dùng hiệu quả và lâu dài. Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của tấm pin mặt trờii vào ắc-quy giúp cho người tiêu dùng kiểm soát được những phụ tải. Bộ điều khiển còn vận hành việc bảo vệ nạp quá điện thế (>13,8V) hoặc điện thế phải chăng (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ triển khai việc ngắt mạch lúc bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp của tấm pin mặt trời quá thấp.
3. Bộ kích điện DC-AC (Solar Inverter)

Bộ kích điện là một sản phẩm biến đổi điện áp một chiều (DC) của bình ắcquy (12V – 24V - 48V hoặc lên đến 240V) thành điện áp xoay chiều (AC) có tần số ham mê với lưới điện Việt Nam đang dùng là 220V, 50Hz. Bộ kích điện được thiết kế với đa dạng dòng công suất từ 300VA – 10kVA tuỳ yêu cầu sử dụng
Bộ kích điện mang hai dạng: sóng điện hình sin mô phỏng và hình sin thực. Loại đầu có điểm mạnh là giá rẻ, nhỏ gọn, thường dùng cho máy vi tính, đèn compact, tivi, đầu máy… Loại sau sử dụng tốt với các sản phẩm công nghệ điện dân dụng, nhưng có giá cao hơn.
4. ATS - Chuyển mạch tự động (Option)

Thiết bị này dùng để chuyển mạch từ điện lưới và điện từ năng lượng mặt trời tuỳ trạng thái lúc dùng tích hợp giữa hệ thống điện mặt trời với điện lưới. Những hệ thống điện mặt trời logic với thể vừa cấp điện cho lưới sau khi đã nạp đầy ắc quy hoặc chuyển sang dùng điện lưới lúc điện mặt trời không đủ cung cấp. Đơn giản nhất mang thể sử dụng cái cầu dao chuyển mạch thủ công hoặc muốn tự động hoàn toàn, phải dùng tủ điều khiển ATS.
5. Ắc quy (Battery)

Là đồ vật lưu trữ điện để dùng vào ban đêm hoặc lúc trời ít hoặc không còn ánh nắng. Ắc-quy có phổ biến chiếc như ắc quy nước axit, ắc quy miễn bảo dưỡng MF, ắc quy kín khí VRLA, ắc quy khô (gel, cadimi, niken) với kích thước và dung lượng (tính bằng AH) số đông khác nhau, tùy thuộc vào công suất và đặc điểm của hệ thống pin mặt trời. Hệ thống mang công suất càng to thì cần dùng ăc-quy sở hữu dung lượng khổng lồ hoặc sử dụng phổ biến bình ắc-quy kết nối lại với nhau.