Lắp điện mặt trời tạo ra một nguồn phát điện miễn phí. Chúng ta sử dụng nguồn điện này cho các thiết bị điện gia đình, máy móc sản xuất. Để lắp đặt một hệ thống điện mặt trời, ta cần lập kế hoạch, thiết kế, chọn vật tư…Công việc này đòi hỏi người kỹ sư cần am hiểu các kiến thức về điện mặt trời.
Đánh giá tính khả thi trước khi lắp điện mặt trời
Hiện nay chi phí điện năng tiêu thụ trung bình tăng 7-10%/năm (theo số liệu thống kê EVN). Hơn nữa, chi phí thiết bị giảm 3 lần so với năm 2014. Lắp điện mặt trời là một phương án đầu tư hiệu quả với các doanh nghiệp và gia đình. Đánh giá tính khả thi trước khi lắp điện mặt trời là công việc quan trọng. Nó giúp chúng ta dự báo được hiệu quả của hệ thống điện mặt trời tại khu vực lắp đặt.
Đánh giá tiềm năng điện mặt trời khu vực
Việc ước tính sản lượng điện tạo ra tại từng khu vực là điều hết sức cần thiết. Chúng ta có nhiều đại lượng để ước tính con số trên như:
- KWh/m2/day: sản lượng đo được trên một đơn vị diện tích trong ngày
- Daily peak sun hours (PSH): Số giờ nắng trong ngày đạt được so với công suất tính toán (W/h). Hệ số này được tính toán trên sản lượng điện trung bình của hệ thống điện năng lượng mặt trời. Sau khi đã loại bỏ các tổn hao về khí tượng, đường dây,…
Đơn vị tính PSH là đơn vị được tính toán nhiều nhất. PSH được hiểu là số giờ nắng trong ngày mà hệ thống điện mặt trời đạt được đỉnh công suất.(công suất đỉnh là công suất lắp đặt hay chính bằng “công suất tấm pin” x “số lượng tấm pin”). Vì vậy, để tính được sản lượng điện tạo ra của hệ thống theo tháng (năm) chúng ta có thể tính theo công thức:
P = Hệ số h nắng (tại khu vực khảo sát) x (Công suất lắp đặt hệ thống) x (Số ngày).
Có nhiều website để tham khảo hệ số h nắng của từng khu vực. Dưới đây là một website được World Bank xây dựng: https://globalsolaratlas.info/map
Hình 1: Biểu đồ tiềm năng điện mặt trời khu vực TP. Hồ Chí Minh
Khảo sát địa hình thực tế
Nguồn năng lượng mặt trời phụ thuộc rất lớn vào vị trí địa lý và thời điểm trong năm. Vì vậy, để xem xét, đánh giá được vị trí lắp đặt cần tính toán đến các yếu tố sau:
Yếu tố gây đổ bóng dàn pin
Lựa chọn vị trí lắp đặt cần đảm bảo không bị các yêu tố che chắn. Chẳng hạn như cây cối, tòa nhà xung quanh, chân tường. Với các dự án điện mặt trời tại Việt Nam, do vị trí địa lý của đất nước nằm tại bán cầu Bắc, chính vì vậy yếu tố ảnh hưởng che bóng tới vị trí thường được tính toán tại các hướng Đông, Tây và Nam.
Mặt bằng lắp đặt
Hiện nay, chúng ta có những phương án phù hợp để lắp đặt trên các loại mái khác nhau. Để có hiệu suất tốt nhất, các tấm pin được lắp vào hướng đón được bức xạ nhiều nhất. Hạn chế lắp trên nhiều mái với độ dốc, hướng khác nhau. Điều này làm ảnh hưởng tới hiệu suất hoạt động của hệ thống. Đối với các hệ thống lắp đặt áp mái, hướng lắp đặt tấm pin quay về phía nam và độ dốc từ 13-180 là hiệu quả nhất.
Vị trí điểm hòa lưới
Sau khi xem xét tính toán vị trí lắp đặt. Xác định điểm hòa lưới cũng là một trong những yếu tố đảm bảo tính hiệu quả của dự án. Thông thường, có thể hòa lưới tại điểm gần nhất nếu như công suất hệ thống phù hợp với kích thước dây cáp tại điểm hòa lưới. Với các địa điểm có máy phát cần xác định vị trí tủ ATS để đấu nối đảm bảo an toàn trong quá trình xảy ra mất điện.
Tính toán công suất lắp đặt hệ thống điện mặt trời
Đây là công việc quan trọng khi lên kế hoạch lắp điện mặt trời. Dựa theo nhu cầu sử dụng năng lượng để tính toán được công suất lắp điện năng lượng măt trời. Dựa trên số liệu từ hóa đơn tiền điện để tính toán công suất phụ tải trung bình/ngày.
- Nhu cầu năng lượng phủ tải = Công suất phụ tải x Thời gian sử dụng trong ngày.
- Công suất thiết kế sẽ được tính toán đảm bảo hiệu suất tiết kiệm từ 75-80% nhu cầu phụ tải.
Ví dụ: Nhà xưởng A tại khu vực Hà Nội có hệ số h nắng là 3h/ngày. Nhu cầu năng lượng cho phụ tải trung bình trung bình tháng 12,900kWh/tháng, trung bình ngày 430kWh/ngày. Công suất lắp đặt phù hợp: (430kWh x 80%)/3h = 115kWp.
Tấm pin năng lượng mặt trời
Tấm pin năng lượng mặt trời phổ biến trên thị trường hiện nay gồm có: Jinko, JA Solar, Canadian, Longi. Đây là các thương hiệu pin lớn, có sản lượng sản xuất cao và hiệu suất ổn định.
Pin năng lượng mặt trời cũng giống như các thiết bị điện tử khác, chịu ảnh hưởng rất lớn bởi nhiệt độ. Thông thường, hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời sẽ giảm theo chiều tăng của nhiệt độ. Dưới đây là một số thông số phổ biến của tấm pin năng lượng mặt trời.
| Thông Số Tấm Pin | Ý Nghĩa |
|---|---|
Maxium Power (Pmax) | Công suất đỉnh của tấm pin năng lượng mặt trời tại điều kiện chuẩn. |
Power Tolerance | Độ sai lệch so với mức công suất chuẩn |
Module Efficiency | Hiệu suất chuyển đổi quang năng của tấm pin mặt trời, giả sử tấm pin mặt trời có diện tích 1m2 với hiệu suất 20-21% thì có thể tạo ra công suất phát 530W – 550W ở điều kiện kiểm định tiêu chuẩn. |
Maximum Power Current (Imp) | Dòng điện của tấm pin mặt trời ở mức công suất tối đa |
Maximum Power Voltage (Vmp) | Điện áp của tấm pin mặt trời ở mức công suất tối đa |
Short Circuit Current | Dòng điện ngắn mạch |
Open Circuit Voltage | Điện áp hở mạch |
Bộ chuyển đổi dòng điện – Inverter
Inverter là thiết bị biến đổi năng lượng mặt trời thành điện xoay chiều hòa trực tiếp vào lưới điện. Inverter – hòa lưới có chế độ thông minh, tự dò tìm và đồng bộ pha . Kết nối giữa điện năng tạo ra từ hệ pin NLMT và điện lưới. Khi mất điện lưới thì hệ thống cũng tự động ngắt kết nối với lưới điện. Do vậy, Khi lưới mất điện thì hệ thống điện năng lượng mặt trời không phát vào lưới điện. Không gây nguy hiểm cho công nhân đang sửa chữa.
Hiệu suất chuyển đổi năng lượng có thể được tăng lên nếu chọn inverter và tấm pin có hiệu quả cao. Thông thường lựa chọn inverter được căn cứ theo công suất lắp đặt. Tuy nhiên, đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời rất ít khi đặt được đỉnh công suất thiết kế trong thời gian dài. Vì vậy đối với các dòng inverter có thể chạy được công suất tinh toán vượt 10-20%. Xem xét trong trường hợp bên trên với công suất lắp đặt là 115kWp có thể lựa chọn dòng inverter 100kW.
Dây cáp điện DC và AC
Dây dẫn DC: Từ hệ thống pin NLMT đến bộ hòa lưới (Inverter). Sử dụng dây đồng bọc chuyên dụng CXV 1x4mm2 hoặc 1x6mm2 (đối với các string có chiều dài dây DC lớn). Dây dẫn được bảo vệ trong ống nhựa xoắn HDPE hoặc gom về đi trong máng điện mạ kẽm về inverter.
Dây dẫn AC: Từ bộ hòa lưới inverter đến tủ điện AC và từ tủ điện AC đến MCCB lưới điện hạ thế sử dụng dây đồng bọc 3 pha cỡ thích hợp. Dây dẫn được bảo vệ trong ống nhựa xoắn HDPE hoặc ống gen đi dây điện. Dây dẫn phía sau tủ AC được bảo vệ trong máng điện loại thích hợp đến lưới điện hạ thế.
Nối đất: Vỏ thiết bị, chống sét, các cấu kiện sắt thép của khung pin được nối đất. Nối đất an toàn, nối đất làm việc và nối đất chống sét được đấu nối vào lưới nối đất bằng dây nhánh riêng. Dây tiếp đất cho hệ thống làm việc và an toàn được nối với dây tiếp đất hiện hữu của tòa nhà.
Giàn khung đỡ tấm pin năng lượng mặt trời
Tùy theo địa hình lắp đặt mà chúng ta thiết kế dàn khung đỡ tấm pin. Thông thường nếu lắp đặt trên mái tôn sẽ dùng các thanh ray tạo hình sẵn để cố định. Nếu trên mái bằng cần thiết kế thêm hệ khung đỡ bằng thép hộp mạ kẽm.
Các bước triển khai lắp đặt hệ thống điện mặt trời
- Tập kết PV đến vị trí lắp đặt, phân bố PV gần và dọc theo hệ khung.
- Liên kết các hệ giằng, xà gồ của mái với hệ giàn khung đỡ bằng nhôm định hình với chi tiết chân L.
- Xử lý các mối khoan chân L bằng silicon để đảm bảo chống nước mưa.
- Lắp lỏng Pát Z và Pát Ω vào thanh rail đỡ PV.
- Lắp PV khung và xiết cố định PV trên khung, lần lượt tiến hành lắp cho các khung và hệ khung PV còn lại.
- Các dãy PV dùng 1 dãy phải thẳng hàng và vuông gốc với hệ khung.
- Trong quá trình lắp PV chú khi mang vác PV tránh làm vỡ mắt kính và sự cản gió khi di chuyển vì diện tích 1 tấm PV cũng tương đối lớn.
- Định vị khung PV và các vị trí lắp Pát Ω cố định thanh đỡ PV.
- Tấm PV cố định trên khung bằng đai kẹp chữ Z và đai chữ Omega.
- Sau khi lắp đặt, kiêm tra lại độ cứng vững, chắc chắn của tấm PIN, đảm bảo vị trí tấm PIN không được xê dịch.
Trên đây là các bước để tiến hành lắp đặt một hệ thống điện mặt trời. Để được tư vấn và lên báo giá, dự toán được chi tiết và rõ ràng hơn quý khách hàng xin liên hệ MAG theo số Hotline bên dưới.
