Mục lục · 11 phần
Hiệu suất MPPT (MPPT efficiency) là tỷ số giữa điện năng một chiều (DC) biến tần (inverter) lấy được từ dàn pin năng lượng mặt trời (PV) và điện năng sẵn có tại điểm công suất cực đại (MPP) trong cùng thời gian đo.[1][2] Phương pháp đo hiệu suất MPPT viết cho biến tần nối lưới, cũng dùng được cho bộ điều khiển sạc hoặc bộ tối ưu công suất.[3] Datasheet biến tần Deye SUN-5K-SG03LP1-AU ghi hiệu suất MPPT 99,90%.[4] Giả định dàn pin có thể cấp 1.000 kWh tại điểm công suất cực đại, với mức 99,9% biến tần lấy được 1.000 × 99,9 / 100 = 999 kWh. Hai tiêu chuẩn EN 50530 và IEC 62891 đo hiệu suất MPPT ở trạng thái tĩnh và trạng thái động.[5][6] Hiệu suất MPPT tĩnh nhân với hiệu suất chuyển đổi cho ra hiệu suất tổng của biến tần.[1][6]
Chức năng dò điểm công suất cực đại, tức bản thân MPPT, được giải thích ở bài MPPT.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | MPPT efficiency; còn gọi là tracking efficiency, MPPT accuracy[7][2] |
| Định nghĩa | Hiệu suất MPPT (MPPT efficiency) là tỷ số giữa điện năng một chiều (DC) biến tần (inverter) lấy được từ dàn pin năng lượng mặt trời (PV) và điện năng sẵn có tại điểm công suất cực đại (MPP) trong cùng thời gian đo[1][2] |
| Công thức | Hiệu suất MPPT (%) = Điện năng DC biến tần lấy được (kWh) / Điện năng sẵn có tại MPP (kWh) × 100[1][2] |
| Hai loại | Hiệu suất MPPT tĩnh đo khi nắng ổn định; hiệu suất MPPT động đo khi nắng tăng giảm theo dốc[8] |
| Tiêu chuẩn đo | EN 50530:2010 kèm sửa đổi A1:2013; IEC 62891:2020[9][6] |
| Hiệu suất tổng | Hiệu suất tổng = hiệu suất chuyển đổi × hiệu suất MPPT tĩnh[6][1] |
| Giá trị trên datasheet | Biến tần Deye SUN-5K-SG03LP1-AU: 99,90%[4] |
| Giá trị đo trên 26 biến tần | Trung vị 99,5% đến 99,7% ở điện áp MPP định mức[1] |
| Yếu tố làm giảm | Điện áp MPP ở biên dải, bóng che tạo nhiều đỉnh trên đường cong P-V[1][7] |
| Điều tiêu chuẩn chưa đo | Hiệu suất chuyển đổi của biến tần nhiều MPPT giảm khoảng 0,4% khi các đầu vào lệch nhau[10] |
1. Hiệu suất MPPT (MPPT efficiency) là gì?
Hiệu suất MPPT (MPPT efficiency) là tỷ số giữa điện năng một chiều (DC) biến tần (inverter) lấy được từ dàn pin năng lượng mặt trời (PV) và điện năng sẵn có tại điểm công suất cực đại (MPP) trong cùng thời gian đo.[1][2] Hiệu suất MPPT mô tả độ chính xác khi biến tần đặt điểm làm việc cho dàn pin.[8] Hiệu suất MPPT bằng 100% nghĩa là biến tần giữ dàn pin đúng tại điểm công suất cực đại trong suốt thời gian đo.[2]
Điểm công suất cực đại (MPP) là gì?
Điểm công suất cực đại (Maximum Power Point, MPP) là cặp điện áp Vmp và dòng điện Imp tại đó dàn pin cho công suất lớn nhất.[11] Tại điện áp Vmp, đạo hàm của công suất theo điện áp bằng không.[11] Trên đồ thị, điểm này nằm ở đỉnh đường cong công suất theo điện áp (P-V), cũng là chỗ gập của đường cong dòng điện theo điện áp (I-V).[12]
Vì sao biến tần phải bám theo điểm công suất cực đại
Đường cong I-V của tấm pin chỉ đúng cho một cặp nhiệt độ và bức xạ cụ thể.[12] Khi bức xạ tăng, đường cong I-V dịch lên cao hơn; khi nhiệt độ tăng, đường cong I-V xấu đi.[12] Quá trình dò lại điểm công suất cực đại mới gọi là bám điểm công suất cực đại (MPPT).[12] Bộ bám MPP chỉnh điện áp làm việc về giá trị Vmp mới để giữ công suất ra lớn nhất.[13]
Hiệu suất MPPT đo phần điện năng lấy vào, không đo phần đổi DC sang AC
Hiệu suất năng lượng của biến tần nối lưới gồm hiệu suất chuyển đổi, hiệu suất MPPT tĩnh và hiệu suất MPPT động.[1] Hiệu suất chuyển đổi (Conversion efficiency) đo phần công suất DC biến tần đổi được thành công suất xoay chiều (AC).[1][2] Hiệu suất MPPT xét bước trước đó: biến tần lấy được bao nhiêu phần trong công suất dàn pin có thể cấp.[1]
Các tên gọi khác của hiệu suất MPPT
Hiệu suất MPPT còn được gọi là hiệu suất bám (tracking efficiency), tức tỷ số giữa công suất bám được và công suất lý thuyết.[7] Giao thức thử biến tần năm 2004 của Sandia dùng tên độ chính xác MPPT (MPPT accuracy) cho phép đo tĩnh.[2] Với phép đo nắng thay đổi, giao thức này dùng tên mức tận dụng MPPT (MPPT utilization), tính bằng điện năng.[2] Bản tiếng Đức của EN 50530 gọi đại lượng này là Wirkungsgrad der MPP-Nachführung.[14]
Thiết bị nào có hiệu suất MPPT
IEC 62891 đo hiệu suất MPPT của biến tần dùng trong hệ điện mặt trời nối lưới.[6][15] Phương pháp đo của IEC 62891 cũng dùng được cho thiết bị khác có chức năng MPPT, như bộ điều khiển sạc hoặc bộ tối ưu công suất.[3] Chức năng MPPT được tích hợp trong các thiết bị khác của hệ, như biến tần và bộ điều khiển sạc.[12] Bộ tối ưu công suất gắn ở từng tấm pin được giải thích ở bài Bộ tối ưu công suất.
Hiệu suất MPPT 99,9% nghĩa là gì?
Hiệu suất MPPT 99,9% nghĩa là biến tần lấy được 99,9% điện năng dàn pin có thể cấp tại điểm công suất cực đại.[1] Giả định dàn pin có 500 kWh điện năng tại MPP trong một tháng, biến tần lấy được 500 × 99,9 / 100 = 499,5 kWh. Phần mất do bám điểm là 500 − 499,5 = 0,5 kWh. Con số 99,9% chưa tính tổn hao khi đổi DC sang AC.[6]
Định nghĩa ở mục 1 dựa trên hai đại lượng điện năng, nên hiệu suất MPPT được tính bằng một phép chia. Mục 2 trình bày công thức và nguồn của từng đại lượng.

2. Công thức tính hiệu suất MPPT
Công thức tính hiệu suất MPPT là điện năng DC biến tần lấy được chia điện năng sẵn có tại MPP, trong cùng thời gian đo.[1][2] Ở một điểm làm việc ổn định, công thức rút về tỷ số hai công suất.[1]
Công thức theo điện năng trong thời gian đo
Hiệu suất MPPT (%) = Điện năng DC biến tần lấy được (kWh) / Điện năng sẵn có tại MPP (kWh) × 100.[1][2] Hai đại lượng điện năng trong công thức được tính trong cùng một thời gian đo.[1] Điện năng DC biến tần lấy được bằng tổng các tích điện áp DC × dòng điện DC × khoảng thời gian lấy mẫu.[1] Điện năng tại MPP bằng tổng các tích công suất MPP × khoảng thời gian công suất đó được cấp.[1]
Công thức theo công suất tại một điểm làm việc
Hiệu suất MPPT tĩnh (%) = Công suất DC biến tần nhận (W) / Công suất MPP dàn pin có thể cấp (W) × 100.[1] Giao thức của Sandia viết cùng ý dưới dạng độ chính xác bằng giá trị đo chia giá trị kỳ vọng.[2] Giá trị kỳ vọng là công suất của mức công suất cực đại đặt trên bộ mô phỏng.[2]
Điện năng tại MPP lấy từ bộ mô phỏng dàn pin
Trong phép thử, dàn pin thật được thay bằng bộ mô phỏng dàn pin (PV simulator), một nguồn DC tạo được đường cong I-V điều chỉnh được.[1] Báo cáo thử ghi công suất MPP của bộ mô phỏng là PMPP,PVS, cùng công suất DC và công suất AC.[8] Phép đo trên 26 biến tần dùng một bộ mô phỏng dàn pin 18 kW.[1]

Ví dụ tính nhanh hiệu suất MPPT
Giả định bộ mô phỏng cấp 20,00 kWh tại MPP trong một lần đo, biến tần nhận 19,94 kWh phía DC. Hiệu suất MPPT là 19,94 / 20,00 × 100 = 99,7%, theo công thức điện năng.[1] Phần điện năng không lấy được là 20,00 − 19,94 = 0,06 kWh.

Hiệu suất MPPT tĩnh có trọng số
Báo cáo thử theo IEC 62891 tính thêm hiệu suất MPPT tĩnh có trọng số châu Âu và có trọng số CEC từ các mức công suất.[8] Hai bộ trọng số này giống bộ trọng số của hiệu suất châu Âu và hiệu suất CEC dùng cho hiệu suất chuyển đổi.[8][16] Cách lấy trọng số được trình bày ở bài Hiệu suất châu Âu và bài Hiệu suất CEC.
Mục 3 tách công thức trên thành hai trường hợp: hiệu suất MPPT tĩnh và hiệu suất MPPT động.
3. Hiệu suất MPPT tĩnh và hiệu suất MPPT động khác nhau ở điểm nào?
Hiệu suất MPPT tĩnh đo độ chính xác bám điểm trên đường cong cố định; hiệu suất MPPT động đo khả năng bám khi bức xạ thay đổi.[8] EN 50530 và IEC 62891 xét cả hai loại, và báo cáo riêng hiệu suất động.[5][6]
Hiệu suất MPPT tĩnh (Static MPPT efficiency) là gì?
Hiệu suất MPPT tĩnh (Static MPPT efficiency) là hiệu suất MPPT đo trên đường cong I-V cố định, tức nắng và nhiệt độ không đổi.[8][12] Hiệu suất MPPT tĩnh cho biết hệ điều khiển của biến tần tìm điểm làm việc tối ưu chính xác tới đâu.[1] Mỗi điểm đo tĩnh theo IEC 62891 kéo dài 10 phút.[8]
Hiệu suất MPPT động (Dynamic MPPT efficiency) là gì?
Hiệu suất MPPT động (Dynamic MPPT efficiency) là hiệu suất MPPT đo khi bức xạ tăng giảm theo dốc, gồm lúc biến tần chuyển sang điểm làm việc mới.[8] Hiệu suất MPPT động phản ánh tốc độ biến tần đặt lại điểm làm việc có công suất lớn nhất.[1] Hiệu suất MPPT động tính bằng điện năng DC biến tần nhận chia điện năng sẵn có trong cả chuỗi thử.[1]
Vì sao nắng thay đổi làm điểm làm việc phải dịch chuyển
Bức xạ đổi làm đường cong I-V đổi, nên điểm MPP cũ không còn đúng.[12] Bộ bám MPP phải chỉnh điện áp làm việc về giá trị Vmp mới để giữ công suất lớn nhất.[13] Với thuật toán nhiễu loạn và quan sát (Perturb and Observe, P&O), điểm làm việc không bao giờ đứng yên tại MPP, luôn dao động quanh vùng MPP.[12] Thuật toán P&O bước cố định 0,5% có thể không bám được MPP do hiện tượng trôi khi bám.[17]
Bảng so sánh hiệu suất MPPT tĩnh và động
Bảng dưới đây so hai loại theo phép thử của IEC 62891 và kết quả của một biến tần 33 kW đã thử theo EN 50530.
| Tiêu chí | Hiệu suất MPPT tĩnh | Hiệu suất MPPT động |
|---|---|---|
| Điều kiện bức xạ | Không đổi trong từng lần đo[8] | Tăng giảm theo dốc, có thời gian nghỉ[8] |
| Thời gian đo mỗi điểm | 10 phút, sau thời gian ổn định[8] | Một chuỗi dốc lên và dốc xuống, nghỉ 10 giây giữa các dốc[8] |
| Số điều kiện | 8 mức công suất ở 3 mức điện áp MPP[8][18] | Ba nhóm dốc: 10% đến 50%, 30% đến 100%, khởi động và dừng máy[8] |
| Dùng tính hiệu suất tổng | Có[6] | Không, ghi riêng[6] |
| Kết quả biến tần 33 kW | 99,12% đến 99,87% (trọng số châu Âu, đường cong silic tinh thể)[19] | 99,13% và 98,95% cho hai nhóm dốc[19] |

Tiêu chuẩn ghi riêng hiệu suất MPPT động
EN 50530 tính hiệu suất tổng từ hiệu suất MPPT tĩnh và hiệu suất chuyển đổi, còn hiệu suất MPPT động được ghi riêng.[5] IEC 62891 giữ cùng cách làm này.[6] Kết quả động của một biến tần là trung bình các hiệu suất động đo ở từng chuỗi dốc.[8]
Hiệu suất MPPT động phụ thuộc thuật toán
Trong phép thử động theo EN 50530 trên một hệ nhỏ, thuật toán P&O lấy được từ 95,13% đến 99,91% công suất sẵn có.[18] Thuật toán đối chứng trong cùng nghiên cứu lấy được từ 99,01% đến 99,91%.[18] Trong một so sánh khác dùng hai chuỗi động EN 50530, thuật toán beta có hiệu suất bám cao nhất ở cả hai chuỗi.[17]
4. Đo hiệu suất MPPT theo EN 50530 và IEC 62891
EN 50530 và IEC 62891 là hai tiêu chuẩn quy định cách đo hiệu suất MPPT của biến tần nối lưới, gồm phép đo tĩnh và phép đo động.[5][6] Hai tiêu chuẩn đo bằng bộ mô phỏng dàn pin, theo mô hình đường cong I-V và các chuỗi dốc bức xạ quy định sẵn.[8][3]
EN 50530 và IEC 62891 ra đời khi nào
EN 50530:2010 có hiệu lực từ ngày 07/06/2010; sửa đổi A1:2013 có hiệu lực từ ngày 02/04/2013.[5] Bản tiếng Đức DIN EN 50530 (VDE 0126-12):2013-12 gộp EN 50530:2010 và sửa đổi A1:2013.[9] IEC 62891 ấn bản 1.0 phát hành ngày 15/07/2020.[6] IEC 61683 là tiêu chuẩn đo hiệu suất chuyển đổi đi kèm,[6] được giải thích ở bài IEC 61683.
Điều kiện chung của phép thử
EN 50530 áp cho biến tần cấp điện vào lưới hạ áp có điện áp AC ổn định và tần số không đổi.[5] Phép đo tĩnh theo IEC 62891 dùng điện áp lưới định mức, nhiệt độ môi trường khuyến nghị 25 °C ± 5 °C.[8] Điện áp và dòng điện DC phải lấy mẫu cùng một thời điểm trong phép đo động.[8]
Bộ mô phỏng dàn pin và hai mô hình đường cong
Tiêu chuẩn có mô hình đường cong I-V cho tấm silic tinh thể và mô hình riêng cho tấm màng mỏng.[14][8] Phép đo động lấy mô hình silic tinh thể làm cơ sở, mô hình màng mỏng là tùy chọn.[8] Chứng nhận của biến tần 33 kW ghi kết quả tĩnh riêng cho đường cong silic tinh thể và đường cong màng mỏng.[19]
Phép đo hiệu suất MPPT tĩnh: 8 mức công suất, 3 mức điện áp
Phép đo tĩnh dùng 8 mức công suất MPP: 5%, 10%, 20%, 25%, 30%, 50%, 75% và 100% công suất DC định mức.[8][18] Mỗi mức đo ở ba điện áp MPP: điện áp MPP tối đa, điện áp DC định mức và điện áp MPP tối thiểu.[8] Với tấm silic tinh thể, điện áp MPP tối đa lấy theo giá trị của biến tần hoặc 0,8 lần điện áp DC tối đa.[8] Mỗi điểm đo 10 phút; sau khi đổi mức công suất, phép đo dùng thời gian ổn định chung 2 phút.[8]

Phép đo hiệu suất MPPT động: dốc bức xạ 10% đến 50% và 30% đến 100%
Phép đo động lấy bức xạ 1.000 W/m² tương ứng công suất DC định mức của biến tần.[8] Phép đo động thực hiện ở điện áp DC định mức của biến tần.[8] Nhóm thứ nhất đổi bức xạ giữa 100 W/m² và 500 W/m², với dốc từ 0,5 W/m²/s đến 50 W/m²/s.[8] Nhóm thứ hai đổi bức xạ giữa 300 W/m² và 1.000 W/m², với dốc từ 10 W/m²/s đến 100 W/m²/s.[8] Mỗi chuỗi bắt đầu bằng 300 giây chờ, giữa các dốc nghỉ 10 giây.[8][18]

Phép thử khởi động và dừng máy với dốc chậm
Nhóm dốc thứ ba dùng cho phép thử khởi động và dừng máy, đổi bức xạ giữa 10 W/m² và 100 W/m².[8] Dốc của nhóm này chỉ 0,1 W/m²/s, thời gian nghỉ 30 giây.[8][18] Phép thử này nằm ở mục B.4 của IEC 62891, cùng phụ lục B với hai nhóm dốc kia.[3]
Giao thức thử của Sandia tại Hoa Kỳ
Giao thức thử biến tần năm 2004 của Sandia có phép đo độ chính xác MPPT bằng bộ mô phỏng dàn pin.[2] Giao thức thử ba hệ số lấp đầy 0,55, 0,68 và 0,80, ở 105% điện áp tối thiểu, điện áp định mức và 95% điện áp tối đa.[2] Phép thử đáp ứng động của giao thức này đánh giá MPPT khi thời tiết thay đổi.[2]
Phép đo ở mục 4 cho ra hiệu suất MPPT tĩnh ở từng điểm. Mục 5 dùng con số này để tính hiệu suất tổng của biến tần.
5. Hiệu suất tổng bằng hiệu suất chuyển đổi nhân hiệu suất MPPT
Hiệu suất tổng (Overall efficiency) của biến tần bằng hiệu suất chuyển đổi nhân hiệu suất MPPT tĩnh.[6][1]
Công thức hiệu suất tổng
Hiệu suất tổng (%) = Hiệu suất chuyển đổi (%) × Hiệu suất MPPT tĩnh (%) / 100.[1][16] Viết theo công suất, hiệu suất tổng bằng công suất AC chia công suất MPP của bộ mô phỏng dàn pin.[8] Công suất DC biến tần nhận bằng hiệu suất MPPT tĩnh nhân công suất MPP của bộ mô phỏng.[8] EN 50530 và IEC 62891 cùng tính hiệu suất tổng theo cách này.[5][6]
Kiểm công thức trên số đo của một biến tần 33 kW
Chứng nhận EN 50530 của biến tần ABB PRO-33.0-TL-OUTD ghi ở 50% công suất, điện áp 580 V: hiệu suất MPPT tĩnh 99,26%, hiệu suất chuyển đổi 98,16%.[19] Nhân hai số: 99,26 × 98,16 / 100 ≈ 97,43%, đúng bằng hiệu suất tổng chứng nhận ghi.[19] Ở 5% công suất, 850 V: 99,10 × 88,30 / 100 ≈ 87,51%, cũng khớp số trong chứng nhận.[19]

Hiệu suất chuyển đổi (Conversion efficiency) là gì?
Hiệu suất chuyển đổi (Conversion efficiency) là tỷ số giữa điện năng AC biến tần cấp ra và điện năng DC biến tần nhận vào trong thời gian đo.[1] Giao thức Sandia tính hiệu suất này bằng công suất AC trung bình chia công suất DC trung bình.[2] IEC 61683 hướng dẫn đo hiệu suất của bộ biến đổi công suất trong hệ điện mặt trời.[20] Hiệu suất chuyển đổi của biến tần phụ thuộc mạnh vào điện áp DC đầu vào và tổng công suất DC đầu vào.[16]
Hiệu suất MPPT và hiệu suất tối đa là hai dòng riêng trên datasheet
Datasheet Deye SUN-5K-SG03LP1-AU in riêng ba dòng: hiệu suất tối đa 97,60%, hiệu suất châu Âu 96,50% và hiệu suất MPPT 99,90%.[4] Hiệu suất tối đa được trình bày ở bài Hiệu suất tối đa.
Hiệu suất MPPT trong mô hình tính sản lượng
Hiệu suất MPPT của phần lớn biến tần nằm trong khoảng từ 98% đến gần 100%.[16] Mô hình hiệu năng của Sandia (SNL) không đưa hiệu suất MPPT vào một cách tường minh.[16] Tổn hao bám MPP vì vậy được tính bằng mức giảm 1% hiệu năng hệ, tức hệ số 0,990.[16] Công suất AC trong mô hình bằng tích diện tích, bức xạ, hiệu suất tấm pin, hiệu suất biến tần, hiệu suất MPPT và các hệ số khác.[16]
Hiệu suất MPPT tĩnh đo trong phòng thử thường trên 99%.[21] Mục 6 xét trường hợp dàn pin bị bóng che một phần.
6. Vì sao bóng che một phần và đường cong nhiều đỉnh làm giảm hiệu suất MPPT?
Bóng che một phần làm đường cong P-V có nhiều đỉnh, và thuật toán leo dốc có thể dừng ở đỉnh đầu tiên thay vì đỉnh lớn nhất.[7]
Bóng che một phần tạo nhiều đỉnh trên đường cong P-V
Bóng che một phần (Partial shading) làm tăng số điểm MPP trên đường cong P-V.[7] Trong các đỉnh đó, một đỉnh là điểm công suất cực đại toàn cục (GMPP), các đỉnh còn lại là đỉnh cục bộ.[7]

Diode bypass quyết định số đỉnh tối đa
Diode bypass được nối song song, ngược cực với một nhóm cell, để dòng điện của các cell tốt đi vòng qua cell bị che.[22] Số điểm MPP tối đa trên đường cong bằng số diode bypass trong tấm pin.[7] Trên tấm pin có nhóm 18 cell mỗi diode bypass, che một nửa cell có thể làm mất toàn bộ công suất của nhóm đó.[23]
Thuật toán leo dốc dừng ở đỉnh đầu tiên
Thuật toán leo dốc (Hill climbing, HC) có thể không tìm được GMPP vì dừng bám khi gặp điểm MPP đầu tiên.[7] Lệch giữa các tấm pin làm đường cong I-V của cả hệ không còn lồi.[24]
Quét toàn đường cong đổi lại thời gian hội tụ
Muốn tìm GMPP, thuật toán phải quét toàn bộ đường cong P-V.[7] Quét toàn đường cong làm thời gian hội tụ tăng, khiến chất lượng bám MPP giảm.[7] Cách biến tần quét định kỳ để tìm đỉnh lớn nhất được trình bày ở bài Quét đa đỉnh MPPT.
Tổn hao do bóng che một phần trên hệ thực tế
Bóng che một phần có thể làm hệ dân dụng mất từ 10% đến 20% hiệu năng mỗi năm, hoặc hơn.[24] Phân tích dữ liệu của 542 hệ ghi nhận mức mất công suất 8,3% do bóng che một phần.[24] Bám MPP phân tán chỉ lấy lại được phần tổn hao do lệch giữa các tấm pin.[24] Thiết bị điện tử cấp tấm pin đã lấy lại được khoảng 30% đến 40% công suất mất do bóng che một phần.[24] Với MPPT tập trung, bóng che một phần tác động lớn; một hướng xử lý là MPPT riêng cho từng tấm pin.[10]
Mục 7 xét các yếu tố khác làm hiệu suất MPPT thay đổi khi dàn pin không bị che.

7. Những yếu tố khác làm hiệu suất MPPT thay đổi
Hiệu suất MPPT đo được thay đổi theo điện áp MPP, mức công suất và loại đường cong I-V.[1][19] Báo cáo thử theo IEC 62891 ghi hiệu suất MPPT theo từng mức công suất và từng điện áp.[8]
Điện áp MPP ở biên dải làm việc
Ở điện áp MPP định mức, trung vị hiệu suất MPPT tĩnh của 26 biến tần là 99,7% (ba pha) và 99,5% đến 99,7% (một pha).[1] Ở điện áp MPP tối đa, hiệu suất MPPT tĩnh giảm có hệ thống, tới 7%.[1] Ở điện áp MPP tối thiểu, độ phân tán giữa các biến tần lên tới 15% đến 25%.[1] Khoảng điện áp biến tần bám được điểm MPP được giải thích ở bài Dải điện áp MPPT.
Mức công suất thấp
Biến tần 33 kW đạt hiệu suất MPPT tĩnh 99,97% ở 25% công suất, điện áp 850 V.[19] Ở 5% công suất cùng điện áp, hiệu suất MPPT tĩnh chỉ còn 99,10%.[19] Ở 100% công suất, 580 V, hiệu suất MPPT tĩnh là 98,60%.[19]

Bước dò của thuật toán và dao động quanh MPP
Với cách dò kiểu nhiễu loạn và quan sát, biến tần đổi điện trở trong một chút theo chu kỳ cố định.[21] Khi công suất tăng, biến tần giữ điện áp và dòng điện mới; khi công suất giảm, biến tần quay về giá trị cũ.[21] Giao thức Sandia coi điểm làm việc đã ổn định khi dao động (dither) dưới 3 bước lên hoặc xuống trước khi đổi chiều.[2]

Hình dạng đường cong của tấm silic tinh thể và tấm màng mỏng
Đường công suất của tấm màng mỏng dẹt hơn nhiều theo điện áp, nên việc tìm MPP khó hơn so với tấm silic tinh thể.[21] Ở 580 V, biến tần 33 kW đạt hiệu suất MPPT tĩnh trọng số châu Âu 99,12% với đường cong silic tinh thể.[19] Cùng điện áp với đường cong màng mỏng, con số này là 98,80%.[19]
Biến tần nhiều MPPT khi các đầu vào lệch nhau
Biến tần nhiều MPPT tốt cần bám được MPP trên từng đầu vào, kể cả khi các MPP có điện áp hoặc dòng điện khác nhau.[10] Khi ba điện áp đầu vào không còn bằng nhau, hiệu suất chuyển đổi của biến tần nhiều MPPT giảm khoảng 0,4%.[10] Tổn hao này nằm ở khâu chuyển đổi, và các tiêu chuẩn thử hiện hành không phát hiện được.[10] Số đầu vào MPPT độc lập của biến tần được giải thích ở bài Số bộ MPPT.
Mục 8 đọc một chứng nhận có bảng hiệu suất MPPT theo từng điều kiện và tính ra điện năng.
8. Ví dụ tính hiệu suất tổng từ chứng nhận EN 50530 của biến tần 33 kW
Ví dụ dùng chứng nhận của Bureau Veritas cho biến tần ABB PRO-33.0-TL-OUTD-400, công suất định mức 33 kW.[19] Công thức áp dụng là hiệu suất tổng bằng hiệu suất chuyển đổi nhân hiệu suất MPPT tĩnh.[6][1] Mọi số quy đổi đều ghi phép tính ngay trong câu.
Bước 1: đọc thông tin của chứng nhận
Chứng nhận số U15-0132 do Bureau Veritas cấp ngày 24/04/2015, theo IEC 61683:1999 và EN 50530:2010.[19] Chứng nhận ghi hiệu suất MPPT tĩnh, chuyển đổi và tổng ở 8 mức công suất, hai loại đường cong, mỗi loại hai điện áp.[19]
Bước 2: đọc hiệu suất MPPT tĩnh ở 50% công suất
Ở 50% công suất, đường cong silic tinh thể, hiệu suất MPPT tĩnh là 99,91% ở 850 V và 99,26% ở 580 V.[19] Điện áp 850 V là điện áp MPP tối đa, 580 V là điện áp MPP tối thiểu của phép thử.[19]
Bước 3: nhân hai hiệu suất ra hiệu suất tổng
Ở 850 V: 99,91 × 97,42 / 100 ≈ 97,33%. Ở 580 V: 99,26 × 98,16 / 100 ≈ 97,43%. Hai kết quả trùng hiệu suất tổng chứng nhận ghi.[19]
Bước 4: đổi ra điện năng với 100 kWh tại MPP
Giả định dàn pin có thể cấp 100 kWh tại MPP ở điểm làm việc 580 V, 50% công suất. Biến tần lấy được 100 × 99,26 / 100 = 99,26 kWh DC, mất 100 − 99,26 = 0,74 kWh do bám điểm. Sau khâu chuyển đổi còn 99,26 × 98,16 / 100 ≈ 97,43 kWh AC.
Bước 5: so hai điện áp
Ở 850 V, biến tần lấy được 100 × 99,91 / 100 = 99,91 kWh DC, chỉ mất 100 − 99,91 = 0,09 kWh do bám điểm. Khâu chuyển đổi ở 850 V còn 99,91 × 97,42 / 100 ≈ 97,33 kWh AC, thấp hơn mức 97,43 kWh ở 580 V. Trong chứng nhận này, điểm 850 V có hiệu suất MPPT cao hơn nhưng hiệu suất tổng thấp hơn điểm 580 V.[19]

Bước 6: đọc kết quả hiệu suất MPPT động
Chứng nhận ghi hiệu suất MPPT động 99,13% cho nhóm dốc 10% đến 50%, và 98,95% cho nhóm dốc 30% đến 100%.[19] Các lần thử dốc riêng lẻ của nhóm 10% đến 50% cho kết quả từ 98,96% đến 99,22%.[19] Hai kết quả động không được nhân vào hiệu suất tổng, theo cách tính của EN 50530.[5]
Ví dụ trên dùng một chứng nhận đầy đủ. Mục 9 chỉ cách đọc khi datasheet chỉ in một dòng hiệu suất MPPT.
9. Cách đọc hiệu suất MPPT trên datasheet và báo cáo thử khi chọn biến tần
Báo cáo thử ghi hiệu suất MPPT kèm điều kiện đo: tĩnh hay động, mức công suất, điện áp và tiêu chuẩn.[8][19] Datasheet Deye SUN-5K-SG03LP1-AU in một con số, còn chứng nhận EN 50530 của biến tần 33 kW ghi cả bảng.[4][19]
Dòng MPPT efficiency trên datasheet
Datasheet biến tần hybrid Deye SUN-5K-SG03LP1-AU in mục hiệu suất gồm hiệu suất tối đa 97,60%, hiệu suất châu Âu 96,50% và hiệu suất MPPT 99,90%.[4] Cùng datasheet ghi dải điện áp MPPT từ 150 V đến 425 V và 2 bộ MPPT.[4] Dòng hiệu suất MPPT trên datasheet này không ghi rõ là hiệu suất tĩnh hay động, cũng không ghi tiêu chuẩn đo.[4]
Bảng giá trị hiệu suất MPPT điển hình
| Trường hợp | Hiệu suất MPPT |
|---|---|
| Datasheet biến tần Deye SUN-5K-SG03LP1-AU | 99,90%[4] |
| Hiệu suất MPPT tĩnh trong phòng thử | Thường trên 99%[21] |
| Trung vị hiệu suất tĩnh của 26 biến tần, điện áp MPP định mức | 99,5% đến 99,7%[1] |
| Khoảng hiệu suất MPPT của phần lớn biến tần | Từ 98% đến gần 100%[16] |

Đọc báo cáo thử EN 50530 hoặc IEC 62891
Báo cáo thử theo IEC 62891 có bảng hiệu suất MPPT tĩnh theo từng mức công suất và từng điện áp, cùng bảng kết quả động.[8] Chứng nhận EN 50530 của biến tần 33 kW ghi riêng kết quả cho đường cong silic tinh thể và màng mỏng.[19] Hiệu suất MPPT tĩnh trong phòng thử thường trên 99%, nhưng phép đo tĩnh không xét thay đổi thời tiết đột ngột.[21] Chất lượng bám MPP phụ thuộc mạnh vào điều kiện bức xạ.[21]
Hiệu suất MPPT và hiệu suất châu Âu, hiệu suất CEC
Hiệu suất châu Âu trên datasheet là trung bình có trọng số của hiệu suất biến tần ở nhiều mức tải.[16] Hiệu suất CEC dùng một bộ trọng số khác,[8] trình bày ở bài Hiệu suất CEC.
Những gì một con số hiệu suất MPPT chưa nói
Hiệu suất MPPT tĩnh không tính lúc nắng thay đổi; hiệu suất động được ghi riêng.[6] Mức giảm khoảng 0,4% hiệu suất chuyển đổi của biến tần nhiều MPPT khi các đầu vào lệch nhau không hiện ra trong phép thử hiện hành.[10] Phạm vi công bố của EN 50530 và IEC 62891 không nhắc tới bóng che một phần.[5][6] Hiệu suất khi sạc và xả pin lưu trữ được trình bày ở bài Hiệu suất sạc xả pin.
Các mục trên trả lời phần lớn câu hỏi về định nghĩa, cách đo và cách đọc. Mục 10 gom các câu hỏi người dùng hay đặt ra.
10. Câu hỏi thường gặp về hiệu suất MPPT
Q1Hiệu suất MPPT (MPPT efficiency) là gì?
Hiệu suất MPPT (MPPT efficiency) là tỷ số giữa điện năng một chiều (DC) biến tần (inverter) lấy được từ dàn pin năng lượng mặt trời (PV) và điện năng sẵn có tại điểm công suất cực đại (MPP) trong cùng thời gian đo.[1][2] Hiệu suất MPPT ghi bằng phần trăm, ví dụ 99,90% trên datasheet Deye SUN-5K-SG03LP1-AU.[4]
Q2Hiệu suất MPPT 99,9% có nghĩa là biến tần chỉ mất 0,1% điện năng không?
Q3Hiệu suất MPPT khác hiệu suất tối đa của biến tần ở điểm nào?
Hiệu suất MPPT đo phần điện năng biến tần lấy được từ dàn pin, còn hiệu suất chuyển đổi đo phần DC biến tần đổi thành AC.[1] Datasheet Deye SUN-5K-SG03LP1-AU in hiệu suất tối đa 97,60% và hiệu suất MPPT 99,90% thành hai dòng riêng.[4] Chi tiết về hiệu suất tối đa có ở bài Hiệu suất tối đa.
Q4Hiệu suất MPPT ảnh hưởng thế nào tới sản lượng điện hằng năm?
Q5Biến tần nhiều MPPT có hiệu suất MPPT cao hơn biến tần một MPPT không?
Biến tần nhiều MPPT cho phép bám MPP riêng trên từng đầu vào khi các dàn pin có đường cong I-V khác nhau.[13][10] Khi các đầu vào lệch nhau, hiệu suất chuyển đổi của biến tần nhiều MPPT giảm khoảng 0,4%, tức tổn hao chuyển đổi tăng 25%.[10] Mức giảm này thuộc khâu chuyển đổi, không phải khâu bám điểm.[10]
Q6Bật quét đa đỉnh có làm tăng hiệu suất MPPT không?
Quét đa đỉnh giúp thuật toán tìm được GMPP khi đường cong có nhiều đỉnh.[7] Đổi lại, quét toàn đường cong làm thời gian hội tụ tăng, khiến chất lượng bám MPP giảm.[7] Cách cài chu kỳ quét có ở bài Quét đa đỉnh MPPT.
Q7Hiệu suất MPPT có thay đổi theo điện áp chuỗi pin không?
Q8Tiêu chuẩn nào quy định cách đo hiệu suất MPPT?
Q9Hiệu suất MPPT tĩnh có trọng số châu Âu (European weighted static MPPT efficiency) là gì?
Hiệu suất MPPT tĩnh có trọng số châu Âu (European weighted static MPPT efficiency) là trung bình trọng số của hiệu suất MPPT tĩnh ở sáu mức công suất.[8] Sáu mức này là 5%, 10%, 20%, 30%, 50% và 100% công suất.[8] Trọng số lớn nhất là 0,48 ở mức 50% công suất.[8] Bộ trọng số này được giải thích ở bài Hiệu suất châu Âu.
Q10Bộ sạc MPPT và bộ tối ưu công suất có dùng chỉ số hiệu suất MPPT không?
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn biến tần dựa trên hiệu suất MPPT, hiệu suất chuyển đổi và báo cáo thử của từng thiết bị trong dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.

| Chi nhánh | Địa chỉ | Kho | Đường dây nóng |
|---|---|---|---|
| Trụ sở chính Hồ Chí Minh | 188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 088.60.60.660 |
| Chi nhánh Cần Thơ | 41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần Thơ | Khu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ | 094.42.44.424 |
| Chi nhánh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | 081.60.60.660 |
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[25]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Chmielowiec, K., Topolski, Ł., Piszczek, A., Rodziewicz, T., & Hanzelka, Z. (2022). Study on Energy Efficiency and Harmonic Emission of Photovoltaic Inverters. Energies, 15(8), 2857. MDPI.
- 2Bower, W., Whitaker, C., Erdman, W., Behnke, M., & Fitzgerald, M. (2004). Performance Test Protocol for Evaluating Inverters Used in Grid-Connected Photovoltaic Systems. Sandia National Laboratories, California Energy Commission.
- 3International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 62891 Ed. 1.0, Maximum power point tracking efficiency of grid connected photovoltaic inverters, preview. VDE Verlag.
- 4Ningbo Deye Inverter Technology. (2024). SUN-3K, 3.6K, 5K, 6K-SG03LP1-AU datasheet, 240203. Deye.
- 5European Committee for Electrotechnical Standardization. (2010). EVS-EN 50530:2010 Overall efficiency of photovoltaic inverters. Estonian Centre for Standardisation and Accreditation.
- 6International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 62891:2020 Maximum power point tracking efficiency of grid connected photovoltaic inverters. IEC Webstore.
- 7Başoğlu, M. E. (2019). A Fast GMPPT Algorithm Based on PV Characteristic for Partial Shading Conditions. Electronics, 8(10), 1142. MDPI.
- 8Bureau of Indian Standards. (n.d.). Test report form, IS 17980:2022 / IEC 62891:2020, Maximum Power Point Tracking Efficiency of Grid Connected Photovoltaic Inverters. BIS.
- 9DKE German Commission for Electrical, Electronic and Information Technologies. (2013). DIN EN 50530 (VDE 0126-12):2013-12, Gesamtwirkungsgrad von Photovoltaik-Wechselrichtern, Deutsche Fassung EN 50530:2010 + A1:2013. VDE Verlag.
- 10Littwin, M., Baumgartner, F. P., Green, M., & van Sark, W. (2021). Performance of New Photovoltaic System Designs, Report IEA-PVPS T13-15:2021. IEA PVPS.
- 11Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Fill Factor. PVEducation.
- 12Delft University of Technology. (n.d.). ET3034TUx Solar Energy, Week 7.3, lecture transcript. TU Delft.
- 13Penn State College of Earth and Mineral Sciences. (n.d.). EME 812, 6.7 DC/DC Conversion. The Pennsylvania State University.
- 14DKE German Commission for Electrical, Electronic and Information Technologies. (2013). DIN EN 50530 (VDE 0126-12):2013-12, table of contents, preview. VDE Verlag.
- 15European Commission Joint Research Centre. (2020). Maximum power point tracking efficiency of grid connected photovoltaic inverters, IEC 62891:2020. EIRIE.
- 16Delft University of Technology. (n.d.). Solar Energy, Section 20.4, PV System Design. TU Delft OpenCourseWare.
- 17Li, X., Wen, H., Hu, Y., Du, Y., & Yang, Y. (2021). A comparative study on photovoltaic MPPT algorithms under EN50530 dynamic test procedure. IEEE Transactions on Power Electronics, 36(4), 4153-4168. James Cook University.
- 18Ortiz, A., Mendez, E., Macias, I., & Molina, A. (2022). Earthquake Algorithm-Based Voltage Referenced MPPT Implementation through a Standardized Validation Frame. Energies, 15(23), 8971. MDPI.
- 19Bureau Veritas Consumer Products Services Germany. (2015). Certificate of compliance U15-0132, ABB PRO-33.0-TL-OUTD-400, IEC 61683 and EN 50530. FIMER.
- 20International Electrotechnical Commission. (1999). IEC 61683:1999 Photovoltaic systems, Power conditioners, Procedure for measuring efficiency. IEC Webstore.
- 21SMA Solar Technology. (n.d.). OptiTrac, Optimized MPP tracking for a higher energy yield, Technology Brochure 7, TECHOPTITRAC-AEN082412. SMA.
- 22Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Bypass Diodes. PVEducation.
- 23Deline, C. (2009). Partially Shaded Operation of a Grid-Tied PV System, NREL/CP-520-46001. National Renewable Energy Laboratory.
- 24Hanson, A., Deline, C., MacAlpine, S., Stauth, J., & Sullivan, C. R. (2015). Partial-Shading Assessment of Photovoltaic Installations via Module-Level Monitoring, NREL/CP-5J00-63765. National Renewable Energy Laboratory.
- 25Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.
Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.
Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.




































