Mục lục · 11 phần
Số chuỗi PV trên mỗi MPPT (Number of PV strings per MPPT) là số chuỗi tấm pin năng lượng mặt trời (PV) tối đa có thể đấu song song vào cùng một đầu vào MPPT của biến tần (inverter).[1][2] Một biến tần ghi 2 chuỗi mỗi MPPT cho phép đấu hai chuỗi song song vào mỗi đầu vào MPPT.[2] Nếu mỗi chuỗi có 18 tấm, một đầu vào MPPT nhận tối đa 36 tấm (số tự tính). Với người lắp đặt, con số này là mức trần khi gán chuỗi vào từng MPPT, còn đấu ít chuỗi hơn vẫn được phép.[3]
Mạch dò điểm công suất cực đại (MPPT) và các thuật toán dò điểm được giải thích ở bài MPPT.
| Tóm tắt nhanh | Thông tin chính |
|---|---|
| Định nghĩa | Số chuỗi PV tối đa đấu song song vào cùng một đầu vào MPPT của biến tần[1][2] |
| Chuỗi PV | Nhóm tấm pin nối tiếp nhau thành một mạch[1] |
| Giá trị thường gặp | Từ 1 đến 5 chuỗi mỗi MPPT ở các loại biến tần khảo sát[4][5] |
| Điện áp và dòng điện | Các chuỗi song song có chung điện áp, còn dòng điện cộng lại theo số chuỗi[6] |
| Điều kiện ghép chuỗi | Voc các chuỗi song song chênh không quá 5 %, cùng công nghệ;[1] cùng số tấm nối tiếp[7] |
| Cầu chì chuỗi | Hai chuỗi với cáp đúng cỡ không cần bảo vệ quá dòng; từ ba chuỗi song song cần bảo vệ[8][9] |
| Tiêu chuẩn Việt Nam | TCVN 12676:2020 (IEC 62548:2016) và TCVN 7447-7-712:2019 (IEC 60364-7-712:2017)[1][10] |
1. Số chuỗi PV trên mỗi MPPT (Number of PV strings per MPPT) là gì?
Số chuỗi PV trên mỗi MPPT (Number of PV strings per MPPT) là số chuỗi tấm pin năng lượng mặt trời (PV) tối đa có thể đấu song song vào cùng một đầu vào MPPT của biến tần (inverter).[1][2] Chuỗi PV (PV string) là nhóm tấm pin nối tiếp nhau thành một mạch.[1]
Số chuỗi PV trên mỗi MPPT do hãng biến tần công bố trong nhóm thông số đầu vào một chiều (DC) của datasheet.[11] Datasheet tiếng Anh in thông số này dưới nhiều tên, như "Number of Strings per MPPT" hoặc "Strings per MPP input".[11][12] Số chuỗi PV trên mỗi MPPT cho biết mỗi đầu vào MPPT nhận bao nhiêu chuỗi, không cho biết mỗi chuỗi dài bao nhiêu tấm. Số tấm trong một chuỗi bị chặn bởi điện áp vào tối đa của biến tần.[13]
Chuỗi PV, tấm pin và dàn pin là gì?
Môđun PV (PV module), tức tấm pin, là cụm nhỏ nhất gồm các tế bào quang điện nối với nhau, được bảo vệ khỏi tác động của môi trường.[1][10] Nhiều tấm nối tiếp tạo thành một chuỗi PV, và một chuỗi có thể chỉ gồm một tấm.[1]
Dàn con PV (PV sub-array) là một phần của dàn pin, gồm các chuỗi PV nối song song với nhau.[1][10] Dàn PV (PV array) là toàn bộ tấm pin, chuỗi pin hoặc dàn con được nối điện với nhau thành một khối.[10]
Có thể hình dung một mái nhà xưởng 36 tấm chia thành hai chuỗi, mỗi chuỗi 18 tấm nối tiếp. Hai chuỗi đó đấu song song vào cùng một đầu vào MPPT tạo thành một dàn con, và số chuỗi trên MPPT này bằng 2.
MPPT trong biến tần làm việc gì?
Bám điểm công suất lớn nhất (Maximum Power Point Tracking, MPPT) là cách điều khiển giữ dàn pin làm việc tại hoặc gần điểm cho công suất lớn nhất.[1] Tại điểm đó, tích của dòng điện (I) và điện áp (V) của dàn đạt giá trị lớn nhất.[1]
Dàn PV thường được nối với biến tần có nhiều đầu vào một chiều.[1] Mỗi đầu vào MPPT dò điểm công suất lớn nhất độc lập cho nhóm chuỗi nối vào nó.[2] Số đầu vào MPPT của một biến tần là chủ đề riêng của Số bộ MPPT.
Mỗi đầu vào MPPT là một dàn PV riêng
Với biến tần có các đầu vào MPPT riêng rẽ, phần dàn pin nối với mỗi đầu vào được xem như một dàn PV riêng.[1] Bảo vệ quá dòng của từng phần dàn đó phải tính đến dòng điện cấp ngược, và mỗi dàn cần thiết bị đóng cắt cách ly riêng.[1]
Số chuỗi song song (NS) là tổng số chuỗi PV nối song song trong một dàn PV.[1] Số tấm nối tiếp (M) là tổng số tấm nối tiếp trong một chuỗi bất kỳ của dàn.[1] Ghép quy tắc dàn riêng với định nghĩa NS, số chuỗi đấu vào một đầu vào MPPT chính là NS của dàn nối với đầu vào đó.[1] Số chuỗi PV trên mỗi MPPT là giá trị NS lớn nhất hãng biến tần cho phép ở mỗi đầu vào.[2]
Tổng số chuỗi biến tần nhận được
Khi mọi MPPT nhận số chuỗi bằng nhau, tổng số chuỗi tối đa bằng số MPPT nhân số chuỗi mỗi MPPT (số tự tính). Một biến tần 50 kW có 5 MPPT, mỗi MPPT nhận 2 chuỗi, nên nhận tối đa 10 chuỗi.[11] Có biến tần cho các MPPT nhận số chuỗi khác nhau, như 4 hoặc 5 chuỗi; tổng số chuỗi khi đó là tổng của từng MPPT.[5]
Số MPPT và số chuỗi vì vậy là hai con số khác nhau: máy 5 MPPT nói trên nhận 10 chuỗi (số tự tính). Bảng so sánh các con số dễ nhầm này có ở phần đọc datasheet.
2. Đấu nhiều chuỗi vào một MPPT làm thay đổi điện áp và dòng điện thế nào?
Mỗi đầu vào MPPT nhận một nhóm chuỗi song song, nên điện áp và dòng điện của đầu vào đó do M và NS quyết định.[1]
Nối tiếp trong một chuỗi: điện áp cộng lại
Điện áp hở mạch của dàn bằng điện áp hở mạch (Voc) của một tấm nhân số tấm nối tiếp M.[1] Ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC), tấm pin 590 W dùng trong ví dụ có Voc 52,37 V.[14] Điện áp tại điểm công suất cực đại (Vmp) của tấm này là 44,43 V.[14]
Chuỗi 18 tấm loại này có Voc 942,66 V và Vmp 799,74 V (số tự tính). Thêm một tấm vào chuỗi làm Voc của chuỗi tăng thêm 52,37 V (số tự tính). Ý nghĩa của Voc được giải thích ở bài Voc.
Song song giữa các chuỗi: điện áp chung, dòng điện cộng lại
Các phần tử đấu song song luôn có điện áp bằng nhau, còn dòng tổng bằng tổng dòng của từng phần tử.[6] Dòng ngắn mạch của dàn bằng dòng ngắn mạch (Isc) của một tấm nhân số chuỗi song song NS.[1] Dòng ngắn mạch của tấm pin được giải thích ở bài Dòng ngắn mạch Isc.
Khi đấu thêm chuỗi vào một MPPT, điện áp vào MPPT giữ nguyên, còn dòng điện vào MPPT tăng thêm dòng của một chuỗi.[6] Số chuỗi trên mỗi MPPT vì vậy là thông số về dòng điện, còn số tấm mỗi chuỗi là thông số về điện áp.[1]
Một, hai và ba chuỗi trên một MPPT
Tấm pin 590 W nói trên có dòng tại điểm công suất cực đại (Imp) 13,28 A và Isc 13,94 A ở STC.[14] Bảng dưới áp hai quy tắc nối tiếp và song song cho chuỗi 18 tấm loại này. Mọi giá trị trong bảng là số tự tính.
| Số chuỗi trên một MPPT | Vmp của nhóm | Imp tổng | Isc tổng | Số tấm trên MPPT |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 799,74 V | 13,28 A | 13,94 A | 18 |
| 2 | 799,74 V | 26,56 A | 27,88 A | 36 |
| 3 | 799,74 V | 39,84 A | 41,82 A | 54 |
Cột điện áp giữ nguyên ở cả ba dòng, còn hai cột dòng điện tăng theo số chuỗi. Dòng của nhóm chuỗi vì vậy là đại lượng phải so với giới hạn dòng vào của biến tần.[13]
Vì sao phải chia tấm pin thành nhiều chuỗi?
Voc của dàn vào ngày lạnh nhất theo thống kê không được vượt điện áp vào tối đa của biến tần.[13] Voc của dàn bằng Voc một tấm nhân M, nên giới hạn điện áp này đặt trần cho số tấm trong một chuỗi.[1]
Số tấm vượt trần phải chuyển sang chuỗi khác, đấu song song trên cùng MPPT hoặc đưa vào MPPT khác. Cách tính Voc lúc trời lạnh có ở bài Điện áp DC đầu vào tối đa. Quan hệ giữa điện áp chuỗi và khoảng điện áp làm việc của MPPT là chủ đề riêng của Dải điện áp MPPT.
3. Vì sao các chuỗi đấu chung một MPPT phải giống nhau?
Các chuỗi trên một MPPT luôn chung điện áp, nên với chuỗi song song, điện áp là đại lượng cần khớp nhau, không phải dòng điện.[6][15]
Chuỗi lệch điện áp tạo dòng chạy vòng giữa các chuỗi
Khi hai phần tử có Voc khác nhau đấu song song, Voc chung nằm giữa Voc của từng phần tử.[6] Lệch điện áp giữa các chuỗi làm dòng ngược chạy vào chuỗi có điện thế thấp hơn.[16]
Trong một phép đo dàn bốn chuỗi song song khi biến tần dừng, ba tấm của một chuỗi hỏng điốt rẽ nhánh. Dòng ngược khoảng 12 A chạy vào chuỗi đó, và dòng quá mức này có thể làm cháy cầu chì, giảm sản lượng nhà máy.[16]
Các chuỗi khác điện áp đấu song song tạo dòng lưu thông bên trong dàn. Tiêu chuẩn thiết kế dàn PV xếp việc ngăn dòng này vào vấn đề an toàn quan trọng.[1]
Quy tắc Voc chênh không quá 5 %
TCVN 12676:2020, mục 5.1.6, yêu cầu dàn PV được thiết kế để ngăn dòng điện lưu thông bên trong dàn. Các chuỗi nối song song phải có Voc chênh nhau không quá 5 %. Các chuỗi đó cũng phải cùng công nghệ và có đặc tính điện danh định tương tự, gồm Voc, Vmp ở STC và hệ số nhiệt. Sai khác chỉ được chấp nhận khi có kỹ sư giám sát và được phê duyệt.[1]
Kiểm quy tắc này gồm ba bước:
- Tính Voc của từng chuỗi bằng Voc một tấm nhân số tấm nối tiếp của chuỗi đó.[1]
- Lấy hiệu Voc giữa chuỗi cao nhất và chuỗi thấp nhất, chia cho Voc của chuỗi cao nhất (số tự tính).
- So kết quả với mức 5 % của TCVN 12676:2020.[1]
Cùng số tấm nối tiếp và cùng loại tấm pin
Tài liệu thiết kế của hãng biến tần yêu cầu các chuỗi song song có cùng số tấm nối tiếp, cùng công nghệ và cùng Vmp.[7] Các tài liệu này khuyến nghị chỉ đấu một loại tấm pin vào cùng một MPPT.[7][13] Hướng dẫn lắp đặt của một dòng biến tần còn khuyến nghị mọi tấm được đặt cùng hướng và cùng góc nghiêng.[13]
Cùng số tấm và cùng loại tấm cho các chuỗi cùng Voc, vì Voc của chuỗi bằng Voc một tấm nhân M.[1]
Chuỗi 16 tấm và chuỗi 18 tấm có đấu chung một MPPT được không?
Chuỗi 18 tấm 590 W có Voc 942,66 V, chuỗi 16 tấm có Voc 837,92 V (số tự tính). Hai chuỗi chênh 104,74 V, khoảng 11 % Voc của chuỗi dài (số tự tính). Mức chênh này vượt giới hạn 5 %, nên hai chuỗi không đáp ứng điều kiện đấu song song của TCVN 12676:2020.[1]
Với chuỗi 18 tấm loại này, lệch dù chỉ một tấm đã làm Voc chênh 52,37 V, khoảng 5,6 %, vượt mức 5 % (số tự tính). Phần ví dụ đặt chuỗi ngắn hơn lên một đầu vào MPPT riêng.
4. Chuỗi khác hướng mái có đấu chung một MPPT được không?
Các điều kiện giống nhau ở trên nói về điện áp và số tấm. Hướng mái là điều kiện tiếp theo, áp dụng khác nhau bên trong một chuỗi và giữa các chuỗi.
Trong một chuỗi, mọi tấm phải cùng hướng
TCVN 12676:2020 yêu cầu các tấm trong cùng một chuỗi hướng về cùng một phía, sai lệch trong khoảng ±5°, kể cả góc nghiêng.[1] Tài liệu thiết kế của hãng biến tần cũng yêu cầu mọi tấm nối tiếp trong một chuỗi có cùng hướng.[7] Ở hệ hộ gia đình, tấm trong một chuỗi lệch hướng được ước tính gây tổn thất từ 1 % đến 20 %.[15]
Giữa các chuỗi: khác hướng vẫn có thể đấu song song
Tài liệu thiết kế của một hãng biến tần cho phép chuỗi khác hướng đấu song song trên một MPPT và gọi cách đấu này là polystring.[7] Điều kiện là các chuỗi cùng số tấm, cùng công nghệ và cùng Vmp.[7] Cách đấu này dùng cho mái có nhiều mặt khác nhau về kích thước và hướng.[7]
Một ví dụ là hệ 6 kW gồm hai chuỗi 3 kW đấu song song, một chuỗi hướng Đông và một chuỗi hướng Tây.[17] Hai chuỗi đó vẫn phải đáp ứng điều kiện Voc chênh không quá 5 % của TCVN 12676:2020.[1]
Vì sao điện áp MPP gần như không đổi theo hướng mái?
Dòng ngắn mạch của tế bào quang điện tăng tuyến tính theo cường độ sáng, còn Voc chỉ tăng theo hàm logarit của cường độ sáng.[18] Tấm pin chỉ cần ít ánh sáng để đạt điện áp một chiều danh định.[17]
Dòng điện của chuỗi Đông và chuỗi Tây vì vậy thay đổi nhiều trong ngày, còn điện áp tại MPP gần như bằng nhau.[17] Hai chuỗi đạt công suất đỉnh vào hai thời điểm khác nhau trong ngày.[17]
Sản lượng mất bao nhiêu khi chuỗi Đông và Tây dùng chung MPPT?
Một nghiên cứu mô phỏng đã so biến tần một MPPT với biến tần nhiều MPPT trên hệ mái 60 kVA và hệ mặt đất 165 kVA.[19] Với hệ mái Đông Tây nghiêng 20°, biến tần nhiều MPPT chỉ tăng sản lượng dưới 0,1 % ở mọi cấu hình.[19] Góc nghiêng lệch tới 20° tạo mức tăng tối đa 0,01 %.[19]
Một phép thử với chuỗi chính Đông và chính Tây cho biến tần một MPPT mất 0,25 % sản lượng.[17] Tổn thất lệch lớn nhất trong mô phỏng, khoảng 1,05 %, xuất hiện khi 4 chuỗi 18 tấm và 4 chuỗi 19 tấm đấu chung.[19] Mức tăng nhờ nhiều MPPT lên 1,0 % khi một cái cây che dàn pin mái từ phía Nam.[19]
Với hệ đồng đều, ít bóng che và chuỗi đối xứng, biến tần một MPPT có thể cho sản lượng cao hơn.[19] Các chuỗi lệch hướng đáng kể vẫn không phải thiết kế tối ưu.[17]
5. Vì sao biến tần giới hạn số chuỗi trên mỗi MPPT?
Mỗi chuỗi thêm vào một MPPT làm dòng của nhóm tăng thêm dòng một chuỗi.[1] Số chuỗi trên mỗi MPPT vì vậy gắn với các giới hạn dòng điện và bảo vệ quá dòng dưới đây.
Dòng của nhóm chuỗi phải nằm trong giới hạn dòng mỗi MPPT
Bộ luật điện quốc gia Hoa Kỳ (National Electrical Code, NEC) lấy dòng lớn nhất của mạch gộp bằng tổng dòng lớn nhất của các chuỗi song song.[20] Dòng lớn nhất của một chuỗi được lấy bằng 1,25 lần Isc của tấm pin.[20] Tổng dòng này phải nằm trong ngưỡng dòng vào của biến tần.[13]
Với tấm 590 W, dòng lớn nhất của hai chuỗi là 1,25 × 27,88 = 34,85 A (số tự tính). Ba chuỗi cho 1,25 × 41,82 = 52,28 A, tăng thêm 17,43 A so với hai chuỗi (số tự tính).
Một datasheet biến tần 50 kW ghi hai giới hạn cho mỗi MPPT: dòng vào tối đa 30 A và dòng ngắn mạch tối đa 37,5 A.[11] Hai giới hạn đó là chủ đề riêng của Dòng điện đầu vào tối đa mỗi MPPT và Dòng ngắn mạch tối đa trên mỗi MPPT. Dòng vào tối đa của biến tần nói chung có ở bài dòng điện tối đa.
Dòng qua từng đầu vào và đầu nối một chiều
Một số datasheet ghi thêm dòng tối đa cho từng đầu vào, ngoài giới hạn mỗi MPPT. Datasheet của một biến tần 100 kW ghi 30 A mỗi MPPT và 20 A mỗi đầu vào, kèm chú thích mỗi đầu vào nhận một chuỗi.[21] Dòng của mỗi chuỗi cũng không được vượt dòng định mức của đầu nối một chiều.[13]
Một nhóm chuỗi vì vậy có thể phải nằm trong ba giới hạn dòng cùng lúc: của cả MPPT, của từng đầu vào và của đầu nối.[21][13]
Dòng ngược dồn vào chuỗi sự cố
Dòng điện ngược (reverse current) là dòng chạy ngược vào một chuỗi hoặc dàn con từ các chuỗi, dàn con nối song song với nó khi có sự cố.[10] Các chuỗi lành cấp dòng ngược vào chuỗi sự cố, với độ lớn bằng tổng dòng lớn nhất của các chuỗi lành.[8]
Dòng ngược được tính theo công thức IR = (NS − 1) × 1,25 × Isc.[8] Bảng dưới áp công thức này cho tấm có Isc 13,94 A.[14] Cột cuối là số tự tính.
| Số chuỗi song song NS | Dòng ngược theo Isc | Dòng ngược với Isc 13,94 A |
|---|---|---|
| 2 | 1,25 × Isc | 17,43 A |
| 3 | 2,5 × Isc | 34,85 A |
| 4 | 3,75 × Isc | 52,28 A |
Dòng ngược tăng thêm 1,25 lần Isc với mỗi chuỗi song song thêm vào.[8] Số chuỗi trên một MPPT vì vậy quyết định mức dòng sự cố một chuỗi phải chịu.
Hai chuỗi và ba chuỗi khác nhau ở nhu cầu cầu chì
Với hai chuỗi song song, dòng ngược bằng dòng thiết kế của cáp chuỗi, tức 1,25 lần Isc.[8] Khi cáp chuỗi được chọn đúng cỡ, nhóm hai chuỗi không bị quá tải và không cần bảo vệ quá dòng.[8]
Với ba chuỗi, dòng ngược bằng 2,5 lần Isc, gấp đôi dòng thiết kế của cáp, nên cần bảo vệ quá dòng.[8] Tài liệu cầu chì PV cũng yêu cầu cầu chì cho từng chuỗi khi có từ ba chuỗi song song trở lên.[20][9]
Hai datasheet biến tần thương mại ghi tối đa 2 chuỗi mỗi MPPT cũng ghi thiết kế không cầu chì, kèm giám sát dòng chuỗi.[2][11] Dồn thêm chuỗi vào các máy này bằng đầu nối chữ Y sẽ vượt mức 2 chuỗi mỗi MPPT in trên datasheet.
6. Khi số chuỗi nhiều hơn số đầu vào của biến tần, đấu thế nào?
Giới hạn dòng và điều kiện cầu chì ở trên vẫn áp dụng khi các chuỗi được gộp trước đầu vào biến tần. Số chuỗi song song được đếm theo cơ cấu bảo vệ quá dòng gần nhất, không theo số đầu vào của biến tần.[10]
Chuỗi gộp trước đầu vào vẫn được đếm vào số chuỗi song song
Các chuỗi được gộp trước đầu vào biến tần bằng đầu nối chữ Y hoặc hộp kết hợp chuỗi.[22] Số chuỗi song song Ns trong quy định về cầu chì chuỗi là tổng số chuỗi được bảo vệ bởi cơ cấu bảo vệ quá dòng gần nhất.[10]
Một MPPT có hai đầu vào, mỗi đầu vào nhận hai chuỗi đã gộp bằng đầu nối chữ Y, có tất cả bốn chuỗi song song (số tự tính). Với tấm Isc 13,94 A, dòng ngược vào một chuỗi sự cố khi đó là 52,28 A, như bảng ở phần trước (số tự tính).
Đầu nối chữ Y và quy tắc an toàn khi dùng
Đầu nối chữ Y (Y-connector, branch connector) là đầu nối có hai đầu vào và một đầu ra, dùng để đấu song song hai chuỗi bằng cách cắm nhanh.[22] Mối nối song song trong dàn pin thường cần cụm đầu nối chữ Y có cầu chì trên dây.[22] Dây từ đầu nối chữ Y tới hộp kết hợp hoặc đầu vào biến tần phải được kiểm khả năng tải dòng đã cộng.[22]
Hướng dẫn lắp đặt của một dòng biến tần đặt thêm ba quy tắc cho đầu nối chữ Y[13]:
- Không dùng đầu nối chữ Y để ngắt mạch một chiều.
- Không đặt đầu nối chữ Y ngay sát biến tần.
- Không để đầu nối chữ Y lộ ra ngoài hoặc ở nơi người khác tiếp cận tự do.
Hộp kết hợp chuỗi PV
Hộp kết hợp chuỗi PV (PV string combiner box) là hộp đấu dây nơi các chuỗi pin được nối chung với nhau.[1] Hộp kết hợp có thể kèm cơ cấu bảo vệ quá dòng và thiết bị đóng cắt cách ly.[1]
Khi nhiều đầu vào của biến tần nối chung một thanh cái một chiều, các phần PV kết hợp phải được phân cấp như một dàn PV hoàn chỉnh.[1] Thanh cái nối các đế cầu chì không phải lúc nào cũng tải được 30 A, nên cần kiểm lại với hãng hộp kết hợp hoặc hãng biến tần.[22]
Chọn dòng định mức cầu chì chuỗi
Dòng định mức In của cầu chì chuỗi phải lớn hơn 1,5 lần và nhỏ hơn 2,4 lần Isc của tấm pin.[10] In cũng không được vượt IMOD_MAX_OCPR, tức thông số bảo vệ quá dòng lớn nhất của tấm pin.[10] Hệ số 1,5 ở cận dưới tính đến lúc bức xạ tăng cao.[8]
Cơ cấu bảo vệ quá dòng của tấm pin và dây dẫn phải tác động tin cậy trong 2 h khi dòng bằng 135 % dòng danh định.[10] Với tấm 590 W, dải chọn In được tính theo bốn bước:
Điốt chặn không thay được cầu chì chuỗi
Điốt chặn (blocking diode) là điốt mắc nối tiếp với tấm pin, chuỗi hoặc dàn con, chỉ cho dòng đi một chiều để chặn dòng điện ngược.[10] Điốt chặn dùng để nối các chuỗi song song không được xem là phương tiện bảo vệ chống quá dòng.[10] Điốt chặn cũng không được xem là cách bảo vệ tin cậy chống dòng ngược.[8]
7. Đọc số chuỗi PV trên mỗi MPPT trên datasheet biến tần thế nào?
Các phép kiểm điện áp, dòng điện và cầu chì ở trên đều bắt đầu từ vài con số in trong nhóm đầu vào DC của datasheet biến tần.
Vị trí thông số trong nhóm đầu vào DC
Số chuỗi PV trên mỗi MPPT nằm cạnh số MPPT, dải điện áp MPPT và các giới hạn dòng mỗi MPPT. Bảng dưới trích nhóm đầu vào DC trên datasheet của một biến tần 50 kW.
| Dòng trên datasheet biến tần 50 kW[11] | Giá trị in |
|---|---|
| Điện áp vào tối đa | 1.100 V |
| Dải điện áp MPPT | 200 V đến 950 V |
| Number of MPP Trackers | 5 |
| Number of Strings per MPPT | 2 |
| Dòng vào tối đa mỗi MPPT | 30 A |
| Dòng ngắn mạch tối đa mỗi MPPT | 37,5 A |
Hai dòng đầu liên quan tới số tấm nối tiếp trong một chuỗi, vì điện áp của chuỗi tăng theo M.[1] Bốn dòng sau liên quan tới số nhóm chuỗi và dòng điện của mỗi nhóm, vì dòng của nhóm tăng theo NS.[1]
Tên gọi khác nhau và chữ "Max."
Tên dòng thông số khác nhau giữa các hãng, ví dụ "Strings per MPP input" hoặc "Max. input number per MPP tracker".[12][21] Một số datasheet ghi chữ "Max." trước con số, ví dụ "Max. number of PV strings per MPPT 2".[2] Chữ "Max." cho biết đây là mức lớn nhất được phép, nên một MPPT có thể nhận ít chuỗi hơn.
Khi không dùng hết đầu vào, hướng dẫn lắp đặt của một dòng biến tần 90 kW đến 105 kW yêu cầu đấu vào nhiều MPPT nhất có thể.[3] Có datasheet ghi riêng số chuỗi của từng MPPT, ví dụ "4 / 5 / 5 / 4 / 5 / 5" cho 6 MPPT.[5] Một datasheet khác ghi "5 / 10" ở dòng số MPPT và số chuỗi đầu vào tối đa, trong đó 10 là tổng của cả máy.[23]
Bốn con số dễ nhầm trên datasheet
Bảng dưới so bốn con số người mới hay đọc lẫn, dùng nhóm đầu vào DC vừa trích.
| Con số | Đếm cái gì | Biến tần 50 kW[11] |
|---|---|---|
| Số MPPT | Số mạch dò điểm công suất cực đại độc lập trong biến tần | 5 |
| Số chuỗi trên mỗi MPPT | Số chuỗi tối đa đấu song song vào một đầu vào MPPT | 2 |
| Tổng số chuỗi tối đa | Số MPPT nhân số chuỗi mỗi MPPT, khi các MPPT giống nhau | 10 (số tự tính) |
| Số tấm trong một chuỗi | Số tấm nối tiếp M, chặn bởi điện áp vào tối đa | Tự tính theo tấm pin |
Số đầu vào chuỗi trên thân máy cũng có thể khác số MPPT. Biến tần 100 kW nêu ở phần giới hạn dòng có 10 MPPT, mỗi MPPT tối đa 2 đầu vào.[21] Máy đó có 20 đầu vào chuỗi cho 10 MPPT (số tự tính).
Giá trị thường gặp theo loại biến tần
| Loại biến tần | Số MPPT | Số chuỗi mỗi MPPT | Dòng vào tối đa mỗi MPPT |
|---|---|---|---|
| Vi biến tần[24] | 4 | 1 đầu vào, mỗi đầu vào một tấm pin | 16 A |
| Hộ gia đình, 1 chuỗi mỗi MPPT[4] | 2 | 1 | 13,5 A |
| Hộ gia đình, 2 chuỗi mỗi MPPT[12] | 2 | 2 | 15 A |
| Thương mại[2] | 9 | 2 | 26 A |
| Công suất lớn, 1.500 V[5] | 6 | 4 hoặc 5 | 65 A |
Trong bảng, biến tần hộ gia đình nhận 1 hoặc 2 chuỗi mỗi MPPT, biến tần thương mại nhận 2 chuỗi. Biến tần 1.500 V nhận 4 hoặc 5 chuỗi mỗi MPPT. Một vi biến tần loại này nối tối đa 4 tấm pin.[24]
Số chuỗi cho phép chưa đủ để kết luận một nhóm chuỗi đạt yêu cầu. Biến tần hộ gia đình 2 chuỗi trong bảng ghi dòng ngắn mạch tối đa 20 A mỗi đầu vào.[12] Hai chuỗi tấm 590 W có Isc tổng 27,88 A, vượt mức này (số tự tính).
8. Ví dụ: chia chuỗi mái nhà xưởng hướng Đông Tây vào biến tần 50 kW
Ví dụ dưới gom các phép kiểm ở trên vào một bài toán, dùng biến tần GoodWe GW50KS-MT có datasheet vừa trích và tấm pin JA Solar JAM72D40-590/MB. Mọi kết quả là số tự tính; số tấm trên từng mặt mái là giả định.
Bước 1: lấy dữ liệu tấm pin và biến tần
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Voc và Vmp của tấm ở STC[14] | 52,37 V và 44,43 V |
| Isc và Imp của tấm ở STC[14] | 13,94 A và 13,28 A |
| Cầu chì nối tiếp tối đa của tấm[14] | 30 A |
| Số MPPT và số chuỗi mỗi MPPT[11] | 5 MPPT, 2 chuỗi mỗi MPPT |
| Dải điện áp MPPT và điện áp vào tối đa[11] | 200 V đến 950 V; 1.100 V |
| Dòng vào tối đa và dòng ngắn mạch tối đa mỗi MPPT[11] | 30 A; 37,5 A |
Bước 2: đếm tấm và chia chuỗi bằng nhau
- Giả định mái Đông đặt được 54 tấm, mái Tây đặt được 52 tấm, tổng 106 tấm, tương ứng 62,54 kWp.
- Giả định mỗi mặt mái phẳng, có một hướng và một góc nghiêng, nên đáp ứng yêu cầu cùng hướng ±5°.[1]
- Chọn chuỗi 18 tấm: Vmp 799,74 V nằm trong dải MPPT 200 V đến 950 V, còn Voc 942,66 V dưới 1.100 V ở STC.
- Mái Đông chia đúng 3 chuỗi 18 tấm.
- Mái Tây chia được 2 chuỗi 18 tấm và còn 16 tấm, ghép thành một chuỗi 16 tấm có Vmp 710,88 V.
Kiểm Voc lúc trời lạnh dùng cách tính ở bài Điện áp DC đầu vào tối đa.
Bước 3: gán chuỗi vào từng MPPT
| MPPT | Chuỗi đấu vào | Số tấm mỗi chuỗi | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| MPPT1 | Đông 1, Đông 2 | 18 và 18 | Hai chuỗi giống nhau |
| MPPT2 | Đông 3 | 18 | Một chuỗi |
| MPPT3 | Tây 1, Tây 2 | 18 và 18 | Hai chuỗi giống nhau |
| MPPT4 | Tây 3 | 16 | Chuỗi ngắn đứng riêng |
| MPPT5 | Để trống | Không có | Dự phòng mở rộng |
Mỗi MPPT nhận tối đa 2 chuỗi, đúng mức in trên datasheet. Biến tần dùng 6 trong tổng 10 chuỗi tối đa. Chuỗi 16 tấm đứng riêng vì Voc chênh khoảng 11 % so với chuỗi 18 tấm, vượt mức 5 %.[1]
Bước 4: kiểm dòng và cầu chì của mỗi MPPT
- MPPT1 và MPPT3 nhận Imp tổng 26,56 A, dưới dòng vào tối đa 30 A mỗi MPPT.
- Dòng lớn nhất của hai chuỗi là 1,25 × 27,88 = 34,85 A, dưới dòng ngắn mạch tối đa 37,5 A mỗi MPPT.[20]
- Dòng ngược vào chuỗi sự cố là (2 − 1) × 1,25 × 13,94 = 17,43 A, dưới mức cầu chì nối tiếp tối đa 30 A của tấm.[8]
- Nhóm hai chuỗi với cáp đúng cỡ không cần bảo vệ quá dòng.[8] Biến tần trong ví dụ cũng được công bố có thiết kế không cầu chì.[11]
Bước 5: hai phương án không đạt điều kiện
- Ghép chuỗi 16 tấm với một chuỗi 18 tấm trên MPPT4: Voc chênh khoảng 11 %, vượt mức 5 % của TCVN 12676:2020.[1]
- Dùng đầu nối chữ Y dồn 3 chuỗi Đông vào MPPT1: nhóm vượt mức 2 chuỗi mỗi MPPT, và Imp tổng 39,84 A vượt 30 A.
- Cũng với 3 chuỗi đó, dòng lớn nhất 52,28 A vượt 37,5 A, còn dòng ngược 34,85 A vượt 30 A, nên phải có cầu chì chuỗi.[8]
9. Ở Việt Nam, kiểm số chuỗi trên mỗi MPPT theo tiêu chuẩn nào?
Các điều kiện trong ví dụ lấy từ hai tiêu chuẩn quốc gia, còn giá trị số chuỗi tối đa mỗi MPPT vẫn lấy từ datasheet của hãng biến tần.
TCVN 12676:2020, tương đương IEC 62548:2016
TCVN 12676:2020 hoàn toàn tương đương IEC 62548:2016 và đặt yêu cầu thiết kế cho dàn PV.[1] Bảng dưới liệt kê các điều khoản dùng ở trên.
| Điều khoản TCVN 12676:2020[1] | Nội dung |
|---|---|
| 3.1.26 | Định nghĩa MPPT |
| 3.1.39 và 3.1.42 | Chuỗi PV và dàn con PV |
| 3.1.18 | Dòng ngắn mạch của dàn bằng Isc một tấm nhân NS |
| 5.1.4 | Bảo vệ quá dòng và cỡ cáp phụ thuộc giới hạn dòng cấp ngược từ đầu vào biến tần |
| 5.1.4.2 | Phần dàn nối với mỗi đầu vào MPPT riêng là một dàn riêng |
| 5.1.6 | Voc các chuỗi song song chênh không quá 5 %; tấm trong một chuỗi cùng hướng ±5° |
TCVN 7447-7-712:2019, tương đương IEC 60364-7-712:2017
TCVN 7447-7-712:2019 hoàn toàn tương đương IEC 60364-7-712:2017.[10] TCVN 7447-7-712:2019 chứa các quy định về dòng ngược, cầu chì chuỗi và điốt chặn dùng ở trên:
- Định nghĩa dòng điện ngược và điốt chặn.[10]
- Số chuỗi song song Ns tính theo cơ cấu bảo vệ quá dòng gần nhất.[10]
- Dòng định mức In của cầu chì chuỗi lớn hơn 1,5 lần và nhỏ hơn 2,4 lần Isc, không vượt IMOD_MAX_OCPR.[10]
- Điốt chặn nối các chuỗi song song không được xem là phương tiện bảo vệ chống quá dòng.[10]
Ấn bản IEC mới đã thay bản gốc của hai TCVN
IEC 62548-1:2023 phát hành ngày 07/12/2023, hủy và thay IEC 62548 bản 2016.[25] IEC đã có bản hợp nhất của ấn bản này kèm Sửa đổi 1 năm 2025.[25] IEC 60364-7-712:2025, ấn bản 3.0, phát hành ngày 21/10/2025 và thay ấn bản 2017.[26] Các điều khoản dẫn ở trên lấy theo bản TCVN, tức nội dung IEC 62548:2016 và IEC 60364-7-712:2017.
Thông số cần hỏi nhà cung cấp biến tần và tấm pin
Các phép kiểm ở trên cần các giá trị sau từ hồ sơ của hãng:
- Số MPPT và số chuỗi tối đa mỗi MPPT, để xác định NS của từng dàn.[1]
- Giới hạn dòng cấp ngược từ đầu vào biến tần, vì bảo vệ quá dòng và cỡ cáp phụ thuộc giới hạn này.[1]
- IMOD_MAX_OCPR và Isc của tấm pin, để chọn In của cầu chì chuỗi.[10]
- Dòng vào tối đa mỗi MPPT, dòng tối đa mỗi đầu vào và dòng định mức của đầu nối một chiều.[13]
- Bảng chọn đầu vào khi dùng ít chuỗi hơn số đầu vào, nếu hãng có ban hành.[3]
10. Câu hỏi thường gặp về số chuỗi PV trên mỗi MPPT
Q1Mỗi MPPT đấu mấy chuỗi?
Q2Number of PV strings per MPPT là gì, có giống number of inputs per MPPT không?
Q3MPPT ghi 2 chuỗi có được đấu chỉ 1 chuỗi không?
Q4Các chuỗi trên hai MPPT khác nhau có cần cùng số tấm không?
Q5Có được ghép tấm pin khác công suất trong các chuỗi song song không?
Q6Các chuỗi song song có cần cùng dòng điện không?
Các chuỗi song song cần khớp điện áp, không cần khớp dòng điện, vì các chuỗi này chung một điện áp.[15] Chuỗi khác hướng đấu song song vẫn được phép dù dòng điện thay đổi nhiều trong ngày.[17] Điều kiện đặt ra là cùng số tấm, cùng công nghệ và cùng Vmp.[7]
Q7Số chuỗi trên mỗi MPPT giúp tính số tấm pin tối đa như thế nào?
Số tấm tối đa theo số đầu vào bằng tổng số chuỗi nhân số tấm mỗi chuỗi. Biến tần 50 kW trong ví dụ nhận 10 chuỗi, nên với chuỗi 18 tấm, giới hạn theo đầu vào là 180 tấm (số tự tính). Con số thực tế còn bị chặn bởi công suất đầu vào tối đa của biến tần.
Q8Một chuỗi bị hở mạch ảnh hưởng gì tới dàn?
Q9Biến tần một MPPT nhiều chuỗi hay nhiều MPPT cho sản lượng cao hơn?
Q10Đầu nối chữ Y có cần cầu chì không?
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
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 chia chuỗi và gán chuỗi vào từng MPPT của biến tần theo mái và tấm pin của từng dự án. Khách hàng được hỗ trợ khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt trọn gói. Hệ thống cửa hàng trải ba miền giúp khách hàng xem sản phẩm thật và nhận báo giá nhanh.
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[28]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Bộ Khoa học và Công nghệ. (2020). TCVN 12676:2020 (IEC 62548:2016) Dàn quang điện, Yêu cầu thiết kế. Thư Viện Pháp Luật.
- 2Sungrow Power Supply. (n.d.). SG110CX Datasheet, Version 1.4. Sungrow.
- 3Huawei Technologies. (2020). SUN2000-(90KTL, 95KTL, 100KTL, 105KTL) Series Quick Guide, Issue 09. Huawei.
- 4Huawei Digital Power. (n.d.). SUN2000-3/4/5/6/8/10KTL-M1 Specs. Huawei.
- 5Huawei Digital Power. (n.d.). SUN2000-330KTL-H1/H2 Specs. Huawei.
- 6Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Mismatch for Cells Connected in Parallel. PVEducation.
- 7SMA Solar Technology AG. (n.d.). Polystring operation, Planning guidelines for business systems. SMA.
- 8Mitolo, M. (2025). Protection Against Fault Currents in Photovoltaic Arrays: A Comprehensive Review. Distributed Generation and Alternative Energy Journal, 40(4), DOI 10.13052/dgaej2156-3306.4041. River Publishers.
- 9ETI Elektroelement. (n.d.). Green protect DC, PV fuse catalogue. ETI.
- 10Bộ Khoa học và Công nghệ. (2019). TCVN 7447-7-712:2019 (IEC 60364-7-712:2017) Hệ thống lắp đặt điện hạ áp, Phần 7-712. Thư Viện Pháp Luật.
- 11GoodWe Technologies. (2026). GW SMT Series 50 to 60 kW datasheet, GoodWe-Single page-20260512-EN-V2.1. GoodWe.
- 12SMA Solar Technology AG. (n.d.). Sunny Boy 5.0/6.0, Technical data, SBxx-1AV-41. SMA.
- 13SMA Solar Technology AG. (n.d.). Sunny Tripower X, Requirements for the PV modules per input. SMA.
- 14JA Solar. (2024). JAM72D40 580 to 605/MB datasheet, DeepBlue 4.0, Global-EN-20241105A. JA Solar.
- 15Deline, C., Marion, B., Granata, J., & Gonzalez, S. (2011). A Performance and Economic Analysis of Distributed Power Electronics in Photovoltaic Systems, NREL/TP-5200-50003. National Renewable Energy Laboratory.
- 16Shin, W. G., Lim, J. R., Kang, G. H., Ju, Y. C., Hwang, H. M., & Ko, S. W. (2019). Current Flow Analysis of PV Arrays under Voltage Mismatch Conditions and an Inverter Failure. Applied Sciences, 9(23), 5163. MDPI.
- 17Borowiec, N. (2012). Sunny Design: Polystring Configuration. SMA Solar Technology AG.
- 18Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Effect of Light Intensity. PVEducation.
- 19KACO new energy. (2022). Study on the possible yield gain by inverters with multi-MPPT compared to single-MPPT inverters, Fraunhofer ISE, study essence. KACO new energy GmbH.
- 20Mersen. (2018). Photovoltaic Protection Note 5: Sizing Fuses for Photovoltaic Systems per the National Electrical Code, TT-PVPN5-002. Mersen.
- 21Huawei Digital Power. (n.d.). SUN2000-100KTL-M2 Datasheet. Huawei.
- 22Every, E. (2016). Using Y-Connectors in String Inverter Systems. SolarPro, Yaskawa Solectria Solar.
- 23Ginlong (Solis) Technologies. (2024). Solis datasheet S5-GC(50-60)K, V1.6, 202409. Solis.
- 24Hoymiles Power Electronics. (2024). Datasheet HMS-1600/1800/2000-4T, EU EN, V202402. Hoymiles.
- 25International Electrotechnical Commission. (2023). IEC 62548-1:2023 Photovoltaic (PV) arrays, Part 1: Design requirements. IEC Webstore.
- 26International Electrotechnical Commission. (2025). IEC 60364-7-712:2025 Low-voltage electrical installations, Part 7-712: Requirements for special installations or locations, Solar photovoltaic (PV) power supply installations. IEC Webstore.
- 27Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Mismatch Effects in Arrays. PVEducation.
- 28Việt 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.
