NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Nguyên nhân gây tổn hao trong hệ thống điện mặt trời và giải pháp
Giám Đốc Dự Án: 0981.982.979
Trong hệ thống điện mặt trời, sự tổn hao là một vấn đề quan trọng mà người ta cần quan tâm. Sự tổn hao là quá trình mất mát của năng lượng trong quá trình chuyển đổi từ ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng. Cùng Việt Nam Solar tìm hiểu nguyên nhân của sự tổn hao trong hệ thống điện mặt trời.
Lắp đặt ban đầu gây ảnh hưởng đến sản lượng của hệ thống
Việc lắp đặt vị trí và góc nghiêng phù hợp là một nguyên nhân quan trọng dẫn đến sự tổn hao trong hệ thống điện mặt trời. Lượng bức xạ mặt trời mà hệ thống thu được phụ thuộc vào vị trí lắp đặt, độ nghiêng của các tấm pin mặt trời và các yếu tố khác như che phủ bởi cây cối, tòa nhà xung quanh và bất kỳ vật cản nào khác.
Nếu hệ thống không được lắp đặt ở vị trí phù hợp hoặc góc nghiêng không đúng, lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi tấm pin mặt trời sẽ giảm. Điều này dẫn đến tổn hao năng lượng, vì hệ thống không thể tận dụng hết tiềm năng năng lượng mặt trời có sẵn.
Để giảm tổn hao do lắp đặt không đúng, quan trọng để có một quá trình thiết kế và lựa chọn vị trí lắp đặt kỹ lưỡng. Cần xem xét các yếu tố như hướng hệ thống đối với ánh sáng mặt trời, độ nghiêng của tấm pin mặt trời và các rào cản có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Bằng cách lựa chọn vị trí và góc nghiêng phù hợp, bạn có thể đảm bảo rằng hệ thống điện mặt trời của mình có thể tận dụng được nhiều ánh sáng mặt trời nhất có thể và giảm tổn hao không đáng có.
Tấm pin mặt trời có đang gặp hiện tượng “bóng râm” không?
Là những người hoạt động trong ngành điện mặt trời, chúng ta thường gặp thuật ngữ “bóng râm” (shading). Bóng râm có thể được tạo ra bởi cây cối, lá, hoặc các công trình khác che khuất ánh sáng mặt trời. Hiện tượng này cũng có thể xảy ra trực tiếp trên các tấm pin mặt trời khi ánh sáng mặt trời chiếu vào và khi mặt trời mọc hoặc lặn, các hàng pin có thể che khuất lẫn nhau.
Khi một tấm pin bị che khuất, điều này dẫn đến tổn hao sản lượng điện – đây là một nguyên lý tự nhiên và không có công trình nào muốn gặp phải vấn đề này. Công suất của tấm pin có thể giảm đáng kể khi gặp hiệu ứng che khuất trên cell pin, do tác động của các diode chống ngược dòng trên tấm pin.
Hơn nữa, hiện tượng “bóng râm” không chỉ gây tổn hại cho sản lượng của pin mà còn có thể dẫn đến hiện tượng không khớp (mismatch) trong hệ thống, gây nguy hiểm cho cả hệ thống và các thiết bị tiêu thụ điện từ nguồn điện mặt trời.
Do đó, rất quan trọng để lựa chọn vị trí lắp đặt và thiết kế hệ thống điện mặt trời một cách cẩn thận để tránh hiện tượng “bóng râm” và đảm bảo hiệu suất hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống.
Những yếu tố tổn hao phía DC
Sụt giảm sản lượng do cáp DC
Khi kết nối các tấm pin thành một chuỗi PV, có thể sử dụng cáp điện DC để kết nối từ các chuỗi đến bộ chuyển đổi nếu bạn sử dụng hệ thống với bộ chuyển đổi nhiều chuỗi (COB), hoặc từ các chuỗi đến bộ chuyển đổi nếu thiết bị của bạn là bộ chuyển đổi tập trung. Sự khác biệt về chiều dài và kích thước dây cáp sẽ tạo ra sự khác biệt về mất áp, từ đó dẫn đến giảm hiệu suất do mất áp không mong muốn trên cáp DC.
Sản lượng bị sụt giảm do đấu nối
Ở các điểm kết nối giữa các tấm pin trong một chuỗi, từ PV đến COB hoặc đến biến tần, nếu điểm kết nối không được đảm bảo chất lượng, sẽ gây ra sự mất áp, tạo ra nhiệt và từ đó gây nguy hiểm cho hệ thống điện mặt trời.
Tấm pin mặt trời cũng chính là yếu tố dẫn đến sự sụt giảm sản lượng
Một tấm pin mặt trời có thể gặp nhiều tổn hao do các yếu tố sau: bụi bẩn có trong không khí khi không được vệ sinh đều đặn, chất lượng tấm pin không đảm bảo, và nhiệt độ tấm pin quá cao gây giảm hiệu suất sản xuất điện. Điều này có thể được giải thích từ góc độ vật lý: nhiệt độ ảnh hưởng đến điện áp trong module, với nhiệt độ thấp, điện áp tăng còn với nhiệt độ cao, điện áp giảm.
Trong trường hợp hệ thống điện mặt trời được kết nối với lưới điện, trong quá trình vận hành, hệ thống sẽ phải chịu áp lực từ nguồn điện lưới, gây ra các tổn hao khác và dẫn đến giảm sản lượng điện.
Những yếu tố tổn hao phía AC
Tổn thất trong quá trình chuyển đổi dòng điện
Hiệu suất chuyển đổi của biến tần có thể biến đổi tùy thuộc vào điện áp hoạt động. Nguyên nhân dẫn đến sự giảm hiệu suất này là do tổn hao nhiệt, chẳng hạn như tổn hao trong quá trình hoạt động của các bộ IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) hoặc do hiệu ứng đóng ngắt của chúng.
Tổn hao do công suất DC vượt ngưỡng (clipping)
Tỉ lệ chuyển đổi DC/AC thông thường trong hệ thống năng lượng mặt trời thường nằm trong khoảng từ 1.25 đến 1.3. Lý do cho tỉ lệ này là do công suất DC phát ra từ tấm pin mặt trời không luôn đạt công suất cực đại và tấm pin có thể bị giảm sản lượng như đã trình bày trước đó.
Tuy nhiên, trong trường hợp tỉ lệ DC/AC quá cao, hiệu suất của hệ thống có thể bị tổn hao. Khi đó, biến tần chỉ sử dụng công suất định mức của nó để chuyển đổi DC thành AC, trong khi lượng năng lượng còn lại không được sử dụng. Điều này dẫn đến mất đi hiệu suất và sự lãng phí năng lượng trong hệ thống.
Tổn thất bởi ngưỡng điện áp
Mỗi biến tần điều khiển được bởi MPPT (Maximum Power Point Tracking) – điểm công suất cực đại, và tương ứng với nó là một dải điện áp MPP. Trong quá trình thiết kế hoặc vận hành trong điều kiện thời tiết không thuận lợi, điện áp của chuỗi PV kết nối vào biến tần có thể vượt quá ngưỡng điện áp MPP.
Khi điều này xảy ra, hiệu suất của hệ thống sẽ giảm xuống. Khi đạt đến một giới hạn nhất định, biến tần trong hệ thống sẽ tự động ngắt chuỗi PV vì không đủ điện áp để hoạt động, hoặc biến tần sẽ tự động ngắt thiết bị để đảm bảo an toàn, dẫn đến mất điện và giảm sản lượng của hệ thống.
Tổn hao trên cáp AC
Cáp AC được sử dụng để kết nối từ biến tần đến tủ phân phối tổng hoặc đến trạm biến áp trung thế. Trong quá trình thực hiện chức năng này, cáp AC có thể gây ra tổn thất lớn do hai nguyên nhân chính: tổn thất nhiệt và tổn thất điện áp trên cáp.
Tổn thất nhiệt xảy ra do điện trở của cáp, khi dòng điện chạy qua cáp, tạo ra mất năng lượng dưới dạng nhiệt. Điều này có thể dẫn đến tổn thất năng lượng và làm tăng nhiệt độ của cáp.
Tổn thất điện áp trên cáp xảy ra do trở kháng của cáp, khi dòng điện chạy qua cáp, gây ra mất áp. Điều này có thể làm giảm điện áp đầu ra so với điện áp đầu vào, dẫn đến tổn thất điện áp và giảm hiệu suất của hệ thống.
Do đó, việc lựa chọn cáp AC chất lượng tốt và có kích thước phù hợp, cùng việc kiểm tra và bảo trì định kỳ, là rất quan trọng để giảm thiểu tổn thất và đảm bảo hiệu suất tối đa của hệ thống.
Tổn thất trên đấu nối
Như đã giải thích ở mặt DC, các đấu nối cũng là một nguyên nhân gây ra sự giảm điện trong hệ thống. Tại các vị trí đấu nối cáp điện, chẳng hạn như đấu nối cáp từ biến tần đến tủ phân phối, tổn thất nhiệt và tổn thất điện áp trên các đầu cos đấu cáp có thể là rất đáng kể nếu kết nối không đảm bảo chất lượng.
Một đầu cos không tiếp xúc tốt sẽ gây ra hiện tượng phát nhiệt và sụt áp, cũng như tạo ra khả năng nguy hiểm về cháy nổ cho hệ thống nói chung. Nếu đầu cos không được kết nối chắc chắn và không có tiếp xúc tốt, nó sẽ tạo ra điện trở và tạo nhiệt do mất năng lượng trong quá trình dẫn điện. Điều này có thể gây ra tăng nhiệt độ, sụt áp và làm giảm hiệu suất của hệ thống. Hơn nữa, tình trạng kết nối không đáng tin cậy và không an toàn có thể tạo ra nguy cơ cháy nổ và gây hại cho hệ thống và các thành phần liên quan khác.
Do đó, việc đảm bảo chất lượng kết nối, bao gồm sự chắc chắn và tiếp xúc tốt của các đầu cos, là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn của hệ thống điện. Các đấu nối nên được kiểm tra và bảo trì định kỳ để đảm bảo chúng hoạt động tốt và tránh các sự cố không mong muốn.
Tổn thất trên các máy biến áp
Các hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng MBA (máy biến áp) để nâng áp cũng có tổn hao cần được xem xét.
Tổn hao trên các MBA bao gồm hai phần chính: tổn hao do sắt từ (tổn hao không tải) và tổn thất đồng (tổn hao có tải). Tổn hao do sắt từ xảy ra khi MBA hoạt động dưới tải nhẹ hoặc không tải, và nó được gây ra bởi dòng điện đi qua các lõi sắt từ, tạo ra mất năng lượng dưới dạng nhiệt. Tổn thất đồng xảy ra khi MBA hoạt động dưới tải, và nó được gây ra bởi điện trở của dây đồng trong MBA, tạo ra mất điện năng.
Tổn hao này có thể gây ra sự giảm sản lượng điện của hệ thống. Sản lượng điện tổn hao do các MBA có thể lên đến khoảng 0.1% tổng sản lượng. Điều này có nghĩa là một phần nhỏ điện năng được tạo ra từ tấm pin mặt trời sẽ bị mất do tổn hao trong quá trình chuyển đổi và nâng áp bởi các MBA.
Để giảm tổn hao trên các MBA, việc lựa chọn MBA chất lượng cao và hiệu suất tốt là quan trọng. Đồng thời, việc kiểm tra và bảo trì định kỳ cũng giúp đảm bảo MBA hoạt động hiệu quả và giảm tổn hao năng lượng.
Cách khắc phục sự sụt giảm sản lượng
Như đã phân tích ở trên, có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự giảm hiệu suất của hệ thống điện mặt trời, làm giảm lên đến 60%. Các nguyên nhân chủ yếu bao gồm chất lượng thiết bị, lỗi trong quá trình thi công và tác động từ môi trường. Do đó, đầu tư vào các thiết bị chất lượng và lựa chọn nhà cung cấp đáng tin cậy là rất quan trọng để đạt được mục tiêu sử dụng điện mặt trời hiệu quả trong tương lai.
Trong quá trình vận hành, không thể tránh khỏi các rủi ro và tổn thất. Tuy nhiên, để giảm tổn hao, bạn nên xem xét vị trí lắp đặt để chọn phương án tối ưu nhất, giúp giảm thiểu tổn hao kỹ thuật và kinh tế cho dự án.
Bên cạnh đó, sử dụng các dịch vụ quản lý dự án và kiểm tra, bảo trì chuyên nghiệp cũng là một cách để khắc phục các lỗi hệ thống và đảm bảo hiệu quả cho dự án điện mặt trời của bạn. Điều này đảm bảo rằng hệ thống được giám sát và duy trì đúng cách, và các vấn đề có thể được phát hiện và khắc phục kịp thời.
Lời kết
Để giảm tổn hao trong hệ thống điện mặt trời, rất quan trọng để đầu tư vào thiết bị chất lượng, lựa chọn nhà cung cấp đáng tin cậy và tuân thủ quy trình thi công đúng quy định. Ngoài ra, việc duy trì và vận hành hệ thống một cách chính xác, định kỳ kiểm tra và bảo trì cũng rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối đa và giảm tổn hao trong hệ thống điện mặt trời.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
- CÔNG TY TNHH VIỆT NAM SOLAR
- MST: 0315209693
- Địa chỉ: 56A Hồ Bá Phấn, Khu phố 4, Phường Phước Long A, TP. Thủ Đức, TP.HCM
- Trung tâm bảo hành: 188 Đông Hưng Thuận 41, Phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, TP.HCM
- Kho chứa hàng: Lô B14-15 Đường số 2, KCN Hải Sơn, Xã Đức Hòa Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An
- Hotline: 0981.982.979 – 088.60.60.660
- Email: [email protected]
- Website: https://vietnamsolar.vn
Giấy Chứng Nhận ISO 9001:2015 Công Ty TNHH Việt Nam Solar
Xem Thêm Một Số Sản Phẩm Điện Năng Lượng Mặt Trời
Vui lòng đăng nhập để đánh giá!
