Thuật Ngữ Solar, Wiki

MPPT – Maximum Power Point Tracking Là Gì?

Đăng vào bởi Việt Nam Solar News

TikTokFacebookYouTubeLinkedInXInstagramThreads

MPPT là gì? Nguyên lý & thuật toán

MPPT là gì?

Điểm công suất cực đại MPP

Nguyên lý mạch MPPT

Thuật toán P&O và IncCond

Hiệu suất MPPT & inverter

MPPT và PWM khác gì?

Dải điện áp MPPT inverter

MPPT đơn, kép và đa MPPT

MPPT hòa lưới và off-grid

Câu hỏi thường gặp về MPPT

Việt Nam Solar & danh sách cửa hàng

MPPT là gì? Nguyên lý & thuật toánMPPT là gì?Điểm công suất cực đại MPPNguyên lý mạch MPPTThuật toán P&O và IncCondHiệu suất MPPT & inverterMPPT và PWM khác gì?Dải điện áp MPPT inverterMPPT đơn, kép và đa MPPTMPPT hòa lưới và off-gridCâu hỏi thường gặp về MPPTViệt Nam Solar & danh sách cửa hàng

Xem mục lục
1MPPT là gì trong điện mặt trời2Điểm công suất cực đại MPP và Vmp3Mạch MPPT và nguyên lý hoạt động4Thuật toán MPPT P&O và IncCond5Hiệu suất MPPT và hiệu suất inverter6So sánh MPPT và PWM7Dải điện áp MPPT là gì81 MPPT, 2 MPPT, 3 MPPT và 4 MPPT9Sạc MPPT và MPPT trong inverter10Câu hỏi thường gặp về MPPT11Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng

MPPT, viết tắt của Maximum Power Point Tracking, là chức năng liên tục dò và giữ điện áp hoạt động của dàn pin tại điểm cho công suất lớn nhất.[4] Chức năng này được thực thi bởi mạch điện tử bên trong inverter hoặc bộ điều khiển sạc.[4][15][14]

Điểm công suất cực đại, gọi tắt là MPP, nằm trên đường cong I-V và P-V tại điện áp Vmp và dòng Imp, với Vmp xấp xỉ 0,9 lần điện áp hở mạch Voc.[1][2] MPP dịch chuyển liên tục theo bức xạ mặt trời và nhiệt độ tế bào nên bộ điều khiển phải dò lại nhiều lần.[4][7]

MPPT hoạt động trong cả inverter hòa lưới lẫn bộ điều khiển sạc off-grid, giúp khai thác thêm khoảng 5% đến 30% năng lượng so với công nghệ PWM.[15][14][11]

Điện áp tại điểm MPPVmp ≈ 0,9 × Voc[2]
Hiệu suất bộ sạc MPPT≈ 98%[13]
Hiệu suất inverter hòa lưới> 95%[5]
Thu hoạch thêm so với PWM+5% đến 30%[11]
MPPT (Maximum Power Point Tracking) cho biết cách một biến tần hoặc bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời, tức sạc MPPT, tự động dò đúng điện áp để lấy công suất lớn nhất từ dàn pin tại từng thời điểm.[4] Mạch MPPT nằm trong biến tần hòa lưới và trong sạc MPPT của hệ off-grid; điểm công suất cực đại liên tục dịch chuyển theo bức xạ và nhiệt độ nên MPPT phải đo và điều chỉnh liên tục bằng các thuật toán như P&O hoặc Incremental Conductance.[4][8] Bài viết giải thích MPPT trong inverter là gì, sạc MPPT là gì, mạch MPPT, dải điện áp MPPT, so sánh MPPT với PWM và vì sao có biến tần dùng 1, 2 hay nhiều kênh MPPT.[12][15]

1. MPPT là gì trong điện mặt trời và MPPT trong solar là gì Định nghĩa

MPPT là viết tắt của Maximum Power Point Tracking, nghĩa là dò tìm điểm công suất cực đại.[4] Đây là chức năng liên tục chỉnh điện áp dàn pin để khai thác công suất lớn nhất tại từng thời điểm.[4] Chức năng này được thực thi bởi một mạch điện tử, thường là bộ chuyển đổi DC-DC, đặt trong hầu hết inverter hiện đại.[15] Trên hệ off-grid, MPPT nằm trong bộ điều khiển sạc, cũng là bộ chuyển đổi DC-DC điều tiết điện áp và dòng từ dàn pin cho phù hợp yêu cầu sạc ắc quy.[14] Nhờ đó, hệ pin mặt trời khai thác nhiều điện hơn so với đấu nối trực tiếp.[4]

MPPT là chức năng dò điểm công suất cực đại

MPPT là chữ viết tắt của Maximum Power Point Tracking.[4] Chức năng này liên tục chỉnh điện áp hoạt động của dàn pin để lấy công suất lớn nhất tại thời điểm đo.[4] Đây không phải một thiết bị riêng lẻ mà là một chức năng điều khiển chạy bên trong mạch điện tử.[4] Mục tiêu cuối cùng là khai thác tối đa công suất sẵn có từ dàn pin ở mọi điều kiện bức xạ và nhiệt độ.[4]

MPPT nằm trong inverter hòa lưới hiện đại

Ở hệ hòa lưới, MPPT là một mạch bên trong inverter, thường dùng bộ chuyển đổi DC-DC.[15] Đa số inverter hiện đại trên thị trường đều tích hợp sẵn chức năng này.[15] Mạch MPPT làm việc trước tầng nghịch lưu, tối ưu điện áp DC trước khi đổi sang AC.[15] Vì MPPT gắn liền với mạch inverter, phần lớn hệ hòa lưới hiện nay đều được trang bị sẵn chức năng này.[15]

MPPT trong bộ điều khiển sạc off-grid

Ở hệ độc lập không nối lưới, MPPT nằm trong bộ điều khiển sạc.[14] Đây cũng là một bộ chuyển đổi DC-DC, có nhiệm vụ điều tiết điện áp và dòng từ dàn pin.[14] Bộ điều khiển sạc MPPT khớp đầu ra dàn pin với yêu cầu sạc của bình ắc quy.[14] Cách vận hành này khác với inverter hòa lưới, vốn xuất điện thẳng ra lưới sau khi đổi từ DC sang AC.[6]

MPPT là gì trong điện mặt trời, Maximum Power Point Tracking

2. Điểm công suất cực đại MPP trên đường cong I-V và giá trị Vmp Imp Đường cong I-V

Đường cong I-V mô tả quan hệ giữa dòng điện và điện áp của tấm pin tại một mức bức xạ và nhiệt độ cố định.[1] Trên đường cong công suất suy ra từ đó, MPP là điểm cho công suất lớn nhất, ký hiệu Pmax hoặc Pmp.[1][2] Tại MPP, điện áp là Vmp và dòng là Imp, với Pmax bằng Vmp nhân Imp.[1][2] Vmp là nơi đạo hàm công suất theo điện áp bằng 0, xấp xỉ 0,9 lần điện áp hở mạch Voc.[2] Hệ số lấp đầy FF bằng Pmax chia cho tích Voc và Isc, mô tả độ vuông đường cong, với pin silic thương mại đạt tối đa khoảng 0,83.[3]

Đường cong I-V xác định vị trí điểm MPP

Đường cong I-V vẽ dòng điện theo điện áp của tấm pin ở một điều kiện bức xạ và nhiệt độ nhất định.[1] Từ đường cong này, công suất tại mỗi điểm bằng dòng nhân điện áp.[1] Điểm cho công suất lớn nhất trên đường cong chính là MPP.[1] Đồ thị P-V thể hiện rõ đỉnh công suất này bằng một điểm lồi duy nhất.[2]

Vmp và Imp tại điểm công suất cực đại

Tại MPP, điện áp mang tên Vmp và dòng điện mang tên Imp.[1][2] Công suất cực đại Pmax bằng tích của Vmp và Imp.[1] Vmp là điểm mà đạo hàm công suất theo điện áp bằng 0.[2] Giá trị Vmp thường xấp xỉ 0,9 lần điện áp hở mạch Voc của tấm pin.[2]

Hệ số lấp đầy FF mô tả độ vuông đường cong

Hệ số lấp đầy FF bằng Pmax chia cho tích của Voc và Isc.[3] Công thức tương đương là FF bằng tích Vmp và Imp chia cho tích Voc và Isc.[3] Pin silic thương mại thường đạt FF tối đa khoảng 0,83, trong khi mẫu phòng lab đạt tới khoảng 0,85.[3] FF càng cao, đường cong I-V càng vuông và tấm pin càng hiệu quả.[3]

Điểm công suất cực đại MPP trên đường cong I-V và P-V

3. Mạch MPPT là gì và nguyên lý hoạt động trong biến tần và bộ sạc Nguyên lý

MPP không cố định mà dịch chuyển liên tục theo bức xạ mặt trời và nhiệt độ tế bào.[4] Khi nhiệt độ tế bào tăng trên 25°C, cả Vmp lẫn Voc đều giảm, còn khi trời lạnh cả hai giá trị này lại tăng.[7] Vì MPP luôn thay đổi, bộ điều khiển MPPT phải liên tục dò lại vị trí điểm công suất cực đại mới.[4] Mạch MPPT, thường là một bộ chuyển đổi DC-DC, nằm trong inverter hòa lưới hoặc bộ điều khiển sạc off-grid.[15][14] Nguyên lý chung là đo điện áp và dòng đầu vào rồi điều chỉnh để bám theo điểm công suất lớn nhất.[4]

MPP dịch chuyển theo bức xạ mặt trời

Khi mây che hoặc góc nắng thay đổi, mức bức xạ tới dàn pin thay đổi liên tục.[4] Mỗi mức bức xạ khác nhau lại cho một đường cong I-V khác nhau với vị trí MPP khác nhau.[4] Vì vậy bộ điều khiển phải dò lại điểm công suất cực đại nhiều lần trong ngày.[4] Đây là lý do MPPT cần hoạt động liên tục thay vì chỉ đặt cố định một lần.[4]

Nhiệt độ tế bào làm dịch chuyển MPP

Khi nhiệt độ tế bào vượt mốc 25°C, cả điện áp Vmp và điện áp hở mạch Voc đều giảm.[7] Ngược lại khi trời lạnh, nhiệt độ tế bào thấp hơn 25°C khiến Vmp và Voc tăng lên.[7] Sự thay đổi này làm vị trí MPP trên đường cong dịch theo nhiệt độ suốt cả ngày.[7] MPPT cần tính đến biến động nhiệt độ này song song với biến động bức xạ.[7][4]

Vòng lặp đo và điều chỉnh liên tục

Mạch MPPT đo điện áp và dòng điện đầu ra của dàn pin theo thời gian thực.[4] Dựa trên phép đo, mạch điều chỉnh điểm làm việc để công suất thu về luôn ở mức cao nhất có thể.[4] Chức năng này được đặt bên trong inverter hòa lưới ở dạng bộ chuyển đổi DC-DC.[15] Ở hệ off-grid, cùng nguyên lý này nằm trong bộ điều khiển sạc trước khi nạp cho ắc quy.[14]

Nguyên lý hoạt động của mạch MPPT trong biến tần và bộ sạc

4. Thuật toán MPPT gồm P&O và Incremental Conductance hoạt động thế nào Thuật toán

Hai thuật toán MPPT phổ biến nhất là Perturb & Observe, viết tắt P&O, và Incremental Conductance, viết tắt IncCond.[8] P&O nhiễu loạn điện áp rồi quan sát công suất thay đổi ra sao.[8] Nếu công suất mới lớn hơn công suất cũ, thuật toán tăng chu kỳ PWM, còn nếu nhỏ hơn thì giảm theo hướng ngược lại.[10] IncCond so sánh độ dẫn nạp gia tăng với độ dẫn tức thời để xác định hướng điều chỉnh.[8] Khác với P&O, IncCond giữ điện áp ổn định khi đã đến MPP, và đây là hai thuật toán dùng nhiều nhất trong bộ điều khiển MPPT thương mại.[8][10][9]

Thuật toán P&O nhiễu loạn rồi quan sát

P&O là viết tắt của Perturb & Observe, tức nhiễu loạn rồi quan sát.[8] Thuật toán thay đổi nhẹ điện áp làm việc rồi đo lại công suất đầu ra.[8] Nếu công suất mới cao hơn công suất trước, chu kỳ PWM tiếp tục tăng theo hướng cũ.[10] Nếu công suất mới thấp hơn, chu kỳ PWM giảm để đổi hướng dò tìm.[10]

Thuật toán Incremental Conductance bám MPP

IncCond là viết tắt của Incremental Conductance, tức độ dẫn nạp gia tăng.[8] Thuật toán so sánh độ dẫn nạp gia tăng với độ dẫn nạp tức thời của dàn pin.[8] Kết quả so sánh cho biết cần tăng hay giảm điện áp để tiến gần MPP hơn.[8] Khi đã đến đúng MPP, IncCond giữ điện áp ổn định thay vì tiếp tục dao động như P&O.[8]

So sánh mức độ phổ biến hai thuật toán

P&O và IncCond là hai thuật toán MPPT được dùng nhiều nhất trong công nghiệp.[10][9] P&O có cấu trúc tính toán đơn giản hơn.[8] IncCond phức tạp hơn nhưng giữ điện áp ổn định ngay khi đã bám tới MPP, khác với P&O vẫn tiếp tục dao động nhẹ quanh điểm này.[8] Cả hai vẫn là nền tảng cho phần lớn thuật toán MPPT thương mại hiện nay.[10][9]

Vai trò chu kỳ PWM trong thuật toán MPPT

Chu kỳ PWM là chu kỳ đóng ngắt của mạch chuyển đổi DC-DC bên trong bộ điều khiển MPPT.[10] Thuật toán MPPT điều chỉnh chu kỳ này để dịch điện áp làm việc trên đường cong công suất.[10] Tăng hoặc giảm chu kỳ PWM sẽ kéo điện áp đặt lên dàn pin lên hoặc xuống.[10] Thuật toán lặp lại phép đo và điều chỉnh này liên tục để bám sát điểm MPP.[8]

Các thuật toán MPPT gồm P&O và Incremental Conductance

5. Hiệu suất MPPT và hiệu suất inverter năng lượng mặt trời đạt bao nhiêu Hiệu suất

MPPT được đánh giá qua hai chỉ số khác nhau là hiệu suất bám điểm công suất cực đại và hiệu suất chuyển đổi điện.[4][5] Hiệu suất bám MPP lý tưởng của thuật toán có thể tiệm cận 100%, tức thuật toán tìm đúng điểm công suất cực đại gần như mọi lúc.[4] Đây là chỉ số khác với hiệu suất chuyển đổi DC sang AC của cả inverter.[5] Theo phép thử CEC weighted efficiency của Sandia, hiệu suất inverter hòa lưới hiện nay thường vượt 95%.[5] Với bộ sạc MPPT dùng cho hệ off-grid, hãng Victron công bố hiệu suất chuyển đổi tối đa khoảng 98% trên datasheet dòng SmartSolar.[13]

Hiệu suất bám điểm công suất cực đại

Hiệu suất bám MPP đo mức độ chính xác của thuật toán khi tìm đúng điểm công suất cực đại thực tế của dàn pin.[4] Thuật toán MPPT lý tưởng có thể bám sát điểm này gần như tuyệt đối, tiệm cận 100%.[4] Đây là chỉ số của riêng thuật toán dò điểm, tách biệt với hiệu suất chuyển đổi điện của mạch công suất.[4][5] Anh chị không nên gộp chung hai chỉ số bám MPP và hiệu suất chuyển đổi làm một.[4][5]

Hiệu suất chuyển đổi của inverter hòa lưới

Hiệu suất chuyển đổi đo phần năng lượng DC được đổi thành AC sau khi qua inverter.[5] Sandia dùng phép thử CEC weighted efficiency để đánh giá chỉ số này trên các dải công suất khác nhau.[5] Theo phép thử này, hiệu suất inverter hòa lưới hiện nay thường vượt mốc 95%.[5] Đây là chỉ số phản ánh mức tổn hao chung của inverter khi chuyển đổi điện.[5]

Hiệu suất bộ sạc MPPT cho hệ off-grid

Với hệ off-grid, hiệu suất được công bố trên datasheet của từng dòng bộ sạc MPPT.[13] Hãng Victron công bố hiệu suất chuyển đổi tối đa khoảng 98% cho dòng SmartSolar MPPT.[13] Con số này phản ánh mức tổn hao thấp của mạch chuyển đổi DC-DC bên trong bộ sạc.[13] Anh chị nên xem hiệu suất tối đa trong datasheet là mốc tham chiếu, không phải mức đạt được ở mọi thời điểm.[13]

Hiệu suất của MPPT và hiệu suất inverter năng lượng mặt trời

6. So sánh MPPT và PWM cho bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT vs PWM

MPPT và PWM là hai công nghệ bộ điều khiển sạc khác nhau về bản chất.[11][12] PWM hoạt động như một công tắc, kéo điện áp dàn pin xuống gần bằng điện áp bình ắc quy.[12] MPPT hoạt động như một biến áp DC-DC, hạ điện áp cao của dàn pin xuống điện áp bình và tăng dòng sạc tương ứng.[12] Victron đưa ví dụ ở 25°C, bộ PWM chỉ thu 81 W trong khi bộ MPPT thu đủ 100 W từ cùng dàn pin, tức PWM hụt khoảng 19%.[12] Nhìn chung MPPT giúp tăng thu hoạch khoảng 5% đến 30% so với PWM tùy khí hậu.[11]

Bộ điều khiển PWM hoạt động như công tắc

PWM là kiểu bộ điều khiển sạc dùng cơ chế đơn giản hơn MPPT.[12] Bộ PWM hoạt động như một công tắc điện tử, đấu gần như trực tiếp dàn pin với bình ắc quy.[12] Điện áp dàn pin bị kéo xuống gần bằng điện áp bình, phần chênh lệch điện áp không được khai thác.[12] Vì không dò điểm công suất cực đại, bộ PWM khai thác dàn pin kém hiệu quả hơn MPPT.[12][11]

Bộ điều khiển MPPT hoạt động như biến áp DC-DC

Bộ điều khiển MPPT hoạt động như một bộ biến áp DC-DC thực thụ.[12] Mạch này hạ điện áp cao của dàn pin xuống điện áp phù hợp với bình ắc quy.[12] Đồng thời, dòng sạc được tăng lên tương ứng để bảo toàn công suất truyền qua.[12] Nhờ vậy MPPT khai thác gần hết công suất sẵn có của dàn pin thay vì bỏ phí phần điện áp dư.[12]

Ví dụ chênh lệch công suất thực tế

Victron đưa ví dụ minh họa ở nhiệt độ dàn pin 25°C.[12] Trong ví dụ này, bộ PWM chỉ thu được 81 W từ dàn pin.[12] Cùng dàn pin đó, bộ MPPT thu đủ 100 W, tức PWM hụt khoảng 19% so với MPPT.[12] Ở nhiệt độ dàn pin khoảng 75°C, chênh lệch giữa hai công nghệ gần như không đáng kể.[12]

Mức tăng thu hoạch tùy khí hậu lắp đặt

MPPT giúp tăng thu hoạch năng lượng khoảng 5% đến 30% so với PWM tùy khí hậu.[11] Với bộ MPPT cơ bản, mức tăng thêm thường vào khoảng 10% đến 15%.[11] MPPT có lợi nhất ở khí hậu lạnh hoặc ôn đới, nơi điện áp Vmp của dàn pin cao hơn.[11][14] Ở khí hậu nhiệt đới, chênh lệch giữa MPPT và PWM thu hẹp lại đáng kể.[11][12]

MPPT và PWM là hai loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

7. Dải điện áp MPPT là gì và cửa sổ làm việc của inverter Dải điện áp

Mỗi inverter hòa lưới có một dải điện áp MPPT hoạt động, giới hạn bởi mức tối thiểu và mức tối đa.[7] Điện áp Vmp của dàn pin ở mọi mức nhiệt độ phải nằm trong dải này thì MPPT mới bám đúng MPP.[7] Ví dụ minh họa cho một inverter có dải MPPT từ 250V đến 480V, điện áp hệ tối đa 600V và khởi động 300V.[7] Quy tắc thiết kế yêu cầu Vmp ở nhiệt độ cao nhất trong năm không thấp hơn mức tối thiểu của dải MPPT.[7] Ngược lại, Vmp ở nhiệt độ thấp nhất trong năm không được vượt mức tối đa của dải này.[7]

Dải điện áp MPPT tối thiểu và tối đa

Mỗi inverter công bố một dải điện áp MPPT hoạt động, gồm mức tối thiểu và mức tối đa.[7] Trong ví dụ minh họa, dải này trải từ 250V đến 480V.[7] Điện áp hệ tối đa của cùng inverter là 600V, cao hơn trần của dải MPPT.[7] Điện áp khởi động, mức tối thiểu để inverter bắt đầu hoạt động, là 300V trong ví dụ này.[7]

Quy tắc chọn Vmp ở nhiệt độ cao nhất

Ở nhiệt độ cao nhất trong năm, điện áp Vmp của dàn pin giảm xuống mức thấp nhất trong năm.[7] Quy tắc thiết kế yêu cầu Vmp ở thời điểm này không được thấp hơn mức tối thiểu của dải MPPT.[7] Nếu Vmp tụt dưới ngưỡng tối thiểu, inverter không còn bám đúng điểm công suất cực đại của dàn pin.[7] Đây là mốc nhiệt độ đầu tiên anh chị cần kiểm tra khi tính dải điện áp cho một chuỗi pin.[7]

Quy tắc chọn Vmp ở nhiệt độ thấp nhất

Ở nhiệt độ thấp nhất trong năm, điện áp Vmp của dàn pin tăng lên mức cao nhất trong năm.[7] Quy tắc thiết kế yêu cầu Vmp ở thời điểm này không được vượt mức tối đa của dải MPPT.[7] Nếu vượt ngưỡng tối đa, điện áp có thể vượt giới hạn an toàn mà inverter cho phép.[7] Đây là mốc nhiệt độ thứ hai anh chị cần kiểm tra bên cạnh mốc nhiệt độ cao nhất.[7]

Dải điện áp MPPT và cửa sổ làm việc của inverter

8. MPPT đơn, MPPT kép và đa MPPT với 1 MPPT, 2 MPPT, 3 MPPT hay 4 MPPT Phân loại MPPT

Inverter có thể trang bị một hoặc nhiều bộ MPPT độc lập, gọi chung là đa MPPT hoặc MPPT kép khi có hai bộ.[15] Mỗi bộ MPPT điều khiển một hoặc một nhóm chuỗi pin riêng, tách biệt với các bộ MPPT khác trên cùng inverter.[15] Thiết kế đa MPPT cho phép nối các dàn pin khác góc phương vị, khác góc nghiêng hoặc khác chiều dài chuỗi vào cùng một inverter.[15] Khi một chuỗi bị che bóng hoặc gặp sự cố, các kênh MPPT còn lại vẫn phát đủ công suất.[15] Nhiều inverter còn cho phép giám sát riêng theo từng kênh MPPT để phát hiện sớm chuỗi hoạt động kém.[15] Trên tem và tài liệu thông số, các kênh này được đánh số MPPT1 MPPT2 và biến tần công suất lớn có thể có 3 MPPT hoặc 4 MPPT.[15]

MPPT đơn phù hợp mái đồng nhất

Inverter MPPT đơn chỉ có một bộ điều khiển bám điểm công suất cực đại cho toàn bộ dàn pin.[15] Thiết kế này phù hợp khi mọi tấm pin trong hệ cùng góc phương vị, cùng góc nghiêng và không bị che bóng khác nhau.[15] Toàn bộ dàn pin khi đó được xem như một chuỗi thống nhất dưới một kênh MPPT.[15] Nếu một phần dàn pin bị che, cả chuỗi chung MPPT đơn sẽ bị ảnh hưởng theo phần bị che đó.[15]

MPPT kép và đa MPPT xử lý mái phức tạp

MPPT kép có hai bộ điều khiển độc lập, còn đa MPPT có thể có nhiều hơn hai bộ trên cùng một inverter.[15] Thiết kế này cho phép nối các dàn pin khác góc phương vị, khác góc nghiêng hoặc khác chiều dài chuỗi vào cùng một thiết bị.[15] Đây là lựa chọn phù hợp cho mái có nhiều hướng hoặc bị che một phần trong ngày.[15] Mỗi kênh MPPT tự tối ưu riêng cho dàn pin mà nó phụ trách.[15]

Lợi ích khi một chuỗi gặp sự cố

Khi đa MPPT được dùng, các kênh MPPT hoạt động độc lập với nhau.[15] Nếu một chuỗi pin bị che bóng hoặc hư hỏng, các kênh MPPT còn lại vẫn phát đủ công suất của phần dàn pin mình phụ trách.[15] Nhờ đó tổng sản lượng của cả hệ ít bị ảnh hưởng bởi sự cố cục bộ.[15] Nhiều inverter còn hỗ trợ giám sát riêng theo từng kênh MPPT để phát hiện sớm chuỗi hoạt động kém.[15]

MPPT đơn, MPPT kép và đa MPPT với 1 MPPT, 2 MPPT hay 3 MPPT

9. Sạc MPPT là gì và MPPT trong inverter hòa lưới khác bộ sạc off-grid Ứng dụng

Sạc MPPT là cách gọi quen thuộc của bộ điều khiển sạc MPPT, tức thiết bị nạp điện từ dàn pin vào ắc quy trong hệ off-grid.[14] MPPT xuất hiện ở cả hai loại hệ thống là hòa lưới và off-grid, nhưng đặt trong hai thiết bị khác nhau.[15][14] Ở hệ hòa lưới, MPPT là mạch bên trong inverter, tối ưu điện áp DC trước khi đổi sang AC để hòa lưới.[15][6] Ở hệ off-grid, MPPT nằm trong bộ điều khiển sạc, một bộ chuyển đổi DC-DC riêng biệt với inverter độc lập nếu có.[14] Bộ điều khiển sạc MPPT hạ điện áp cao của dàn pin xuống điện áp bình ắc quy, phổ biến trong khoảng 12V đến 48V.[14][11] Dù đặt khác vị trí, cả hai đều dùng chung nguyên lý bám điểm công suất cực đại.[4]

MPPT bên trong inverter hòa lưới

Ở hệ hòa lưới, MPPT là một mạch điện tử nằm bên trong inverter.[15] Mạch này tối ưu điện áp phía DC trước khi tầng nghịch lưu đổi sang AC.[15] Sau khi qua MPPT và nghịch lưu, dòng điện AC được đưa thẳng vào lưới điện.[6] Toàn bộ quá trình diễn ra tự động, không cần người dùng can thiệp.[15]

MPPT bên trong bộ điều khiển sạc off-grid

Ở hệ off-grid, MPPT nằm trong bộ điều khiển sạc, tách biệt khỏi inverter độc lập nếu có.[14] Bộ điều khiển sạc MPPT hạ điện áp cao của dàn pin xuống điện áp bình ắc quy, phổ biến trong khoảng 12V đến 48V.[14] Cùng lúc, dòng sạc được tăng lên tương ứng để bảo toàn công suất.[14][11] Đây là thiết bị bắt buộc phải có giữa dàn pin và bình ắc quy trong hệ off-grid.[14]

Điểm chung giữa hai loại thiết bị

Dù đặt trong inverter hòa lưới hay bộ điều khiển sạc off-grid, MPPT đều dùng chung nguyên lý bám điểm công suất cực đại.[4] Cả hai đều liên tục đo điện áp và dòng để tìm điểm cho công suất lớn nhất từ dàn pin.[4] Khác biệt chính nằm ở đầu ra, một bên đổi sang AC cho lưới, một bên nạp cho bình ắc quy.[6][14] Vì vậy anh chị cần chọn đúng loại thiết bị theo kiểu hệ thống đang lắp.[15][14]

MPPT trong inverter hòa lưới và bộ điều khiển sạc off-grid

10. Câu hỏi thường gặp về MPPT, sạc MPPT và mạch MPPT Hỏi đáp

Phần này tổng hợp các câu hỏi anh chị hay gặp khi tìm hiểu về MPPT.[4] Nội dung bám sát định nghĩa kỹ thuật từ tài liệu PVEducation, Sandia và các hãng thiết bị.[1][4] MPPT là chức năng dò điểm công suất cực đại của dàn pin, còn MPP là chính điểm công suất đó trên đường cong I-V.[4][1] Hai thuật toán phổ biến nhất là P&O và Incremental Conductance, mỗi thuật toán có cách dò điểm khác nhau.[8] Các câu trả lời dưới đây còn so sánh MPPT với PWM và giải thích vì sao một số inverter dùng nhiều kênh MPPT.[12][15]
Q1MPPT là gì?
MPPT là viết tắt của Maximum Power Point Tracking, tức dò điểm công suất cực đại.[4] Đây là chức năng liên tục chỉnh điện áp dàn pin để lấy công suất lớn nhất, thực thi trong inverter hoặc bộ điều khiển sạc.[4][15]
Q2MPP là gì?
MPP là điểm trên đường cong công suất có công suất lớn nhất, ký hiệu Pmax hoặc Pmp.[1][2] Tại điểm này, điện áp là Vmp và dòng là Imp, với Pmax bằng Vmp nhân Imp.[1][2]
Q3P&O và Incremental Conductance khác nhau thế nào?
P&O nhiễu loạn điện áp rồi quan sát công suất thay đổi để chọn hướng điều chỉnh tiếp theo.[8] IncCond so sánh độ dẫn nạp gia tăng với độ dẫn tức thời và giữ điện áp ổn định khi đã tới MPP, khác với P&O vẫn tiếp tục dao động nhẹ.[8]
Q4MPPT khác PWM ở điểm nào?
Bộ điều khiển PWM hoạt động như công tắc, kéo điện áp dàn pin gần bằng điện áp bình ắc quy.[12] Bộ điều khiển MPPT hoạt động như biến áp DC-DC, hạ điện áp cao xuống điện áp bình và tăng dòng sạc, giúp thu thêm khoảng 5% đến 30% năng lượng so với PWM.[12][11]
Q5MPPT kép hay đa MPPT dùng để làm gì?
Đa MPPT cho phép một inverter nối nhiều dàn pin khác góc phương vị, khác góc nghiêng hoặc khác chiều dài chuỗi.[15] Khi một chuỗi bị che hoặc hỏng, các kênh MPPT còn lại vẫn phát đủ công suất phần mình phụ trách.[15]
Q6Hiệu suất MPPT là bao nhiêu?
Hiệu suất bám điểm công suất cực đại của thuật toán MPPT lý tưởng có thể tiệm cận 100%, khác với hiệu suất chuyển đổi điện của thiết bị.[4] Hiệu suất inverter hòa lưới hiện nay thường vượt 95% theo phép thử CEC của Sandia, còn bộ sạc MPPT off-grid như dòng Victron SmartSolar công bố tối đa khoảng 98%.[5][13]
Q7Vì sao MPP lại dịch chuyển liên tục?
MPP dịch chuyển theo bức xạ mặt trời và theo nhiệt độ tế bào trong suốt cả ngày.[4] Khi nhiệt độ tế bào vượt 25°C, cả Vmp lẫn Voc đều giảm, còn khi trời lạnh cả hai giá trị này tăng lên.[7]
Q8Điện áp Vmp của dàn pin cần nằm trong khoảng nào?
Điện áp Vmp của dàn pin ở mọi mức nhiệt độ trong năm phải nằm trong dải điện áp MPPT mà inverter công bố.[7] Ví dụ minh họa cho một inverter có dải MPPT từ 250V đến 480V và điện áp khởi động 300V.[7]
Q9Sạc MPPT là gì?
Sạc MPPT, hay bộ điều khiển sạc MPPT, là thiết bị dùng trong hệ off-grid, chứa mạch chuyển đổi DC-DC hạ điện áp cao của dàn pin xuống đúng điện áp pin và tăng dòng sạc.[14][11] Nhờ luôn bám điểm công suất cực đại, sạc MPPT cho thu hoạch cao hơn bộ sạc PWM, nhất là khi trời lạnh.[12][11]
Q10Mạch MPPT là gì?
Mạch MPPT là bộ chuyển đổi DC-DC có trong hầu hết biến tần và bộ điều khiển sạc hiện đại, giữ nhiệm vụ dò và duy trì điểm công suất cực đại của dàn pin.[15][4]
Q11MPPT trong biến tần là gì?
MPPT trong inverter, hay MPPT trong biến tần, là chức năng để biến tần tự dò điện áp tối ưu của dàn pin trước khi đổi điện một chiều thành xoay chiều; mỗi kênh MPPT theo dõi một nhóm chuỗi riêng.[4][15]
Q12Dải điện áp MPPT là gì?
Dải điện áp MPPT là khoảng điện áp một chiều mà biến tần có thể bám điểm công suất cực đại; điện áp Vmp của dàn pin phải nằm trong dải này thì sạc MPPT mới hoạt động tối ưu.[7]
Q13MPPT trong solar là gì? MPPT trong điện mặt trời là gì?
MPPT trong solar là gì thì đó chính là chức năng dò điểm công suất cực đại mà biến tần hoặc bộ sạc thực hiện trên dàn pin.[4] MPPT năng lượng mặt trời giúp hệ thống luôn khai thác được công suất lớn nhất theo điều kiện nắng và nhiệt độ tại thời điểm đó.[4]
Q14Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT là gì?
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT, còn gọi là bộ sạc năng lượng mặt trời MPPT, sạc NLMT MPPT hay thiết bị điều khiển năng lượng mặt trời, là thiết bị nạp điện từ dàn pin vào ắc quy trong hệ off-grid.[14] Trên thị trường thiết bị này còn được gọi theo tiếng Anh là MPPT solar charge controller hoặc MPPT controller.[11]
Q15Sạc MPPT áp cao và mạch sạc MPPT hoạt động ra sao?
Sạc MPPT áp cao là loại bộ sạc nhận được điện áp dàn pin cao rồi hạ xuống điện áp ắc quy, nhờ đó nối được nhiều tấm nối tiếp hơn.[12] Mạch sạc MPPT bên trong là một bộ chuyển đổi DC-DC kiểu giảm áp, cho dòng nạp lớn hơn so với bộ sạc PWM.[12]
Q16Hybrid MPPT và MPPT solar inverter khác gì nhau?
MPPT solar inverter là biến tần hòa lưới có sẵn kênh MPPT để bám công suất dàn pin.[15] Hybrid MPPT chỉ biến tần hybrid vừa bám MPPT vừa quản lý pin lưu trữ, nên vừa hòa lưới vừa nạp cho ắc quy được.[15]
Q17Ký hiệu MPPT1 MPPT2 trên biến tần nghĩa là gì?
Trên tem và datasheet, các kênh dò công suất độc lập thường được đánh số MPPT1 MPPT2 để phân biệt từng ngõ vào.[15] Một biến tần 3 MPPT inverter có ba kênh như vậy, mỗi kênh nhận một nhóm chuỗi riêng và bám công suất độc lập.[15]
Q18Các tên gọi tiếng Anh của sạc MPPT solar là gì?
Solar charge controller là gì thì đó chính là bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời, còn gọi tắt là solar controller hoặc MPPT controller.[11] Anh chị sẽ gặp thêm MPPT range là dải điện áp MPPT, MPPT current là dòng qua kênh MPPT, MPPT string là chuỗi pin đấu vào một kênh MPPT và MPPT charge là quá trình nạp của sạc MPPT solar.[12][14] Các model ghi kèm điện áp ắc quy như MPPT solar charge controller 12V hoặc MPPT inverter 12V để chỉ hệ dùng bình 12V.[14] Tài liệu tiếng Anh còn gọi mạch MPPT là MPPT circuit, gọi chức năng dò công suất là MPPT function hay MPPT tracker solar, và gọi bộ sạc là MPPT charger.[14][15]
Câu hỏi thường gặp về MPPT

11. Việt Nam Solar phân phối thiết bị MPPT và danh sách cửa hàng Nhà phân phối

Việt Nam Solar là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu điện mặt trời hàng đầu thế giới. Công ty hoạt động từ năm 2018, giữ vai trò tổng thầu EPC và đơn vị ESCO cho nhiều dự án. Đội ngũ kỹ thuật tư vấn chọn đúng loại MPPT, số kênh và dải điện áp phù hợp với dàn pin và nhu cầu của anh chị. Anh chị được hỗ trợ khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt trọn gói với inverter có MPPT đạt chuẩn. Hệ thống cửa hàng trải ba miền giúp anh chị xem sản phẩm thật và nhận báo giá nhanh.

Trụ sở chính tại TP.HCM

Văn phòng 188 ĐHT41, P. Đông Hưng Thuận, Q.12, TP.HCM. Kho hàng 2939 QL1A, P. Tân Thới Nhất, TP.HCM.Hotline 088.60.60.660

GọiChỉ đường

Chi nhánh miền Tây Cần Thơ

Showroom 41D Mậu Thân, P. Cái Khế, TP. Cần Thơ. Tổng kho Trạng Thọ A, P. Trung Nhứt, TP. Cần Thơ.Hotline 094.42.44.424

GọiChỉ đường

Kho và showroom tại Khánh Hòa

Kho và showroom Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Khánh Hòa.Hotline 081.60.60.660

GọiChỉ đường
Hotline 088.60.60.660 · Email [email protected] · Danh sách cửa hàng Việt Nam Solar
Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Anh chị cần tư vấn chọn inverter có MPPT phù hợp cho mái nhà hoặc nhà xưởng? Đội ngũ kỹ sư Việt Nam Solar khảo sát và tính toán dải điện áp MPPT theo dàn pin thực tế của anh chị. Gọi hotline 088.60.60.660 hoặc truy cập vietnamsolar.vn để được hỗ trợ.

VNS

Biên soạn & Kiểm duyệtĐội ngũ kỹ sư Công ty TNHH Việt Nam Solar

Bài viết này được biên soạn và kiểm duyệt bởi đội ngũ 50 kỹ sư Công ty TNHH Việt Nam Solar, đơn vị đã triển khai hàng chục nghìn dự án điện mặt trời khắp Việt Nam kể từ năm 2016, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu inverter, tấm pin và pin lưu trữ lithium hàng đầu thế giới. Toàn bộ kỹ sư của công ty đều có chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng được cơ quan Nhà nước cấp. Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân và năng lực hành nghề: 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 được công bố trên Cổng thông tin điện tử Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền VN-4-0604703 được Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam cấp văn bằng bảo hộ. Hệ thống quản lý của công ty đạt đồng thời ba chứng nhận quốc tế ISO 9001:2015 (Quản lý chất lượng), ISO 14001:2018 (Quản lý môi trường) và ISO 45001:2018 (An toàn & Sức khỏe nghề nghiệp), xác minh trên IAF CertSearch. Mọi thông tin kỹ thuật và số liệu trong bài đều được đối chiếu với tài liệu gốc của nhà sản xuất và tổ chức nghiên cứu trước khi xuất bản.

MST: 0315209693
Hotline: 088.60.60.660
Website: vietnamsolar.vn
LinkedIn

Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế

  1. 1Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). IV Curve. PVEducation, Arizona State University.
  2. 2Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Voltage at the maximum power point (Vmp). PVEducation, ASU.
  3. 3Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Fill Factor. PVEducation, ASU.
  4. 4Sandia National Laboratories. (n.d.). Array Utilization. PV Performance Modeling Collaborative.
  5. 5Sandia National Laboratories. (n.d.). CEC Inverter Test Protocol. PVPMC.
  6. 6U.S. Department of Energy, SETO. (n.d.). Solar Integration: Inverters and Grid Services Basics.
  7. 7Penn State University. (n.d.). Stringing PV inverter (AE 868).
  8. 8MathWorks. (n.d.). MPPT Algorithm.
  9. 9IEEE (ICEEOT). (2016). Comparison of ‘perturb & observe’ and ‘incremental conductance’ MPPT algorithms on real environmental conditions. IEEE Xplore.
  10. 10IntechOpen. (n.d.). MPPT Simulation for PV Systems Using Perturb and Observe Algorithm.
  11. 11Morningstar Corporation. (n.d.). What are the different types of solar charge controllers? (MPPT vs PWM).
  12. 12Victron Energy. (2014). Which solar charge controller: PWM or MPPT?
  13. 13Victron Energy. (n.d.). SmartSolar Charge Controller MPPT 150/35 & 150/45 Datasheet.
  14. 14Clean Energy Reviews. (n.d.). MPPT Solar Charge Controllers Explained.
  15. 15Solar Power World. (2014). Dual MPPT Defined: Understanding MPPT.
  16. 16Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.

Việt Nam Solar News

Việt Nam Solar tự hào là một trong những nhà phân phối hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Hiện nay, chúng tôi là đối tác phân phối chính thức của hơn 20 thương hiệu hàng đầu thế giới, tiêu biểu như Huawei, BYD, Sigenergy, Panasonic, Risen, Solis, Pylontech cùng nhiều thương hiệu quốc tế uy tín khác. Được hơn 1.000 đối tác và 2.000 đơn vị lắp đặt trên toàn quốc tin tưởng lựa chọn, Việt Nam Solar không ngừng khẳng định vị thế trên thị trường bằng năng lực cung ứng mạnh mẽ, dịch vụ chuyên nghiệp và cam kết đồng hành lâu dài. Với đội ngũ hơn 50 kỹ sư giàu kinh nghiệm cùng hệ thống hơn 10 chi nhánh phủ khắp cả nước, Việt Nam Solar cam kết mang đến những giải pháp năng lượng sạch hiệu quả, an toàn và bền vững, đáp ứng tối ưu nhu cầu của khách hàng và đối tác trong hành trình hướng tới tương lai xanh. Cam kết của chúng tôi

“Chữ tín quý hơn vàng”. Việt Nam Solar vô cùng trân trọng sự tín nhiệm của Quý khách hàng. Chúng tôi đặt sự nghiệp của mình trong tay Quý vị bằng chất lượng, uy tín, tính chuyên nghiệp và giá cả cạnh tranh hàng đầu. Hãy tới và trải nghiệm!
CEO VIỆT NAM SOLAR