Một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì?

Điện mặt trời đang được nhiều gia đình, cửa hàng, doanh nghiệp và nhà xưởng lựa chọn để giảm chi phí điện, chủ động nguồn năng lượng và hướng đến sử dụng năng lượng sạch. Tuy nhiên, trước khi đầu tư, nhiều khách hàng vẫn chưa biết một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì, từng thiết bị có chức năng ra sao và nên lựa chọn cấu hình như thế nào.

Về cơ bản, một hệ thống điện mặt trời hoàn chỉnh thường gồm tấm pin năng lượng mặt trời, inverter, khung giá đỡ, tủ điện, dây dẫn, thiết bị bảo vệ, hệ thống giám sát và pin lưu trữ nếu khách hàng có nhu cầu sử dụng điện dự phòng.

Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì, nguyên lý hoạt động và vai trò của từng bộ phận.

Một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì?

Để trả lời ngắn gọn câu hỏi một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì, hệ thống thường có các thành phần chính sau:

1. Tấm pin năng lượng mặt trời.
2. Inverter điện mặt trời.
3. Pin lưu trữ nếu sử dụng hệ thống hybrid hoặc độc lập.
4. Khung giá đỡ tấm pin.
5. Tủ điện DC và tủ điện AC.
6. Dây cáp điện mặt trời.
7. Đầu nối và phụ kiện.
8. Thiết bị chống sét và tiếp địa.
9. Công tơ hoặc thiết bị đo đếm điện.
10. Hệ thống giám sát sản lượng.
11. Thiết bị chống phát ngược nếu cần.
12. Bộ chuyển nguồn ATS hoặc tải dự phòng tùy phương án.

Mỗi thành phần đảm nhận một nhiệm vụ riêng. Các thiết bị cần được lựa chọn đồng bộ để hệ thống vận hành an toàn, ổn định và tạo ra sản lượng điện tối ưu.

1. Tấm pin năng lượng mặt trời

Khi tìm hiểu một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì, tấm pin là thiết bị đầu tiên cần nhắc đến. Tấm pin năng lượng mặt trời được lắp trên mái nhà, mái xưởng hoặc khu vực có khả năng đón ánh sáng tốt.

Tấm pin có nhiệm vụ hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển đổi thành dòng điện một chiều DC. Nhiều tấm pin được kết nối thành chuỗi để tạo ra công suất phù hợp với thiết kế của hệ thống.

Những thông số cần quan tâm khi chọn tấm pin

• Công suất của tấm pin.
• Hiệu suất chuyển đổi năng lượng.
• Loại tế bào quang điện.
• Điện áp và dòng điện hoạt động.
• Hệ số suy giảm công suất.
• Khả năng chịu gió và tải trọng.
• Chứng nhận chất lượng.
• Thời gian bảo hành sản phẩm.
• Chính sách bảo hành hiệu suất.
• Thương hiệu và nguồn gốc sản phẩm.

Công suất tấm pin càng cao không đồng nghĩa với hệ thống luôn tốt hơn. Đơn vị thiết kế cần tính toán số lượng tấm pin dựa trên diện tích mái, mức tiêu thụ điện, hướng mái và thông số đầu vào của inverter.

2. Inverter điện mặt trời

Inverter được xem là trung tâm điều khiển của hệ thống điện mặt trời. Điện do tấm pin tạo ra là điện một chiều DC, trong khi phần lớn thiết bị điện trong gia đình và doanh nghiệp sử dụng điện xoay chiều AC.

Inverter có nhiệm vụ:

• Chuyển đổi điện DC thành điện AC.
• Theo dõi điểm công suất tối đa của tấm pin.
• Kiểm soát quá trình vận hành của hệ thống.
• Đồng bộ điện mặt trời với điện lưới.
• Hiển thị sản lượng điện.
• Phát hiện và cảnh báo một số lỗi.
• Kết nối ứng dụng giám sát từ xa.
• Quản lý quá trình sạc, xả pin đối với inverter hybrid.

Theo thông tin từ EGO Solar, inverter là thiết bị chuyển đổi dòng điện từ dạng này sang dạng khác, phổ biến nhất trong hệ thống điện mặt trời là chuyển điện một chiều thành điện xoay chiều. Xem thêm về inverter điện mặt trời.

Các loại inverter phổ biến

Inverter hòa lưới

Inverter hòa lưới phù hợp với công trình muốn sử dụng điện mặt trời song song với điện lưới. Hệ thống ưu tiên sử dụng điện mặt trời, khi thiếu sẽ tự động lấy thêm điện từ lưới.

Inverter hybrid

Inverter hybrid có khả năng quản lý đồng thời tấm pin, điện lưới và pin lưu trữ. Thiết bị phù hợp với khách hàng muốn sử dụng điện mặt trời vào buổi tối hoặc cần nguồn dự phòng khi mất điện.

Inverter độc lập

Inverter độc lập thường được sử dụng tại những nơi không có điện lưới hoặc điện lưới không ổn định. Hệ thống cần kết hợp pin lưu trữ để duy trì nguồn điện.

3. Pin lưu trữ điện mặt trời

Pin lưu trữ là một phần quan trọng khi trả lời câu hỏi một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì đối với hệ thống hybrid hoặc độc lập.

Pin có nhiệm vụ lưu lại lượng điện chưa sử dụng hết để cấp cho thiết bị vào:

• Buổi tối.
• Thời điểm thiếu nắng.
• Giờ cao điểm.
• Khi điện lưới mất.
• Khi khách hàng muốn giảm lượng điện mua từ lưới.

Hiện nay, nhiều hệ thống sử dụng pin lithium sắt phosphate – LFP nhờ khả năng vận hành ổn định và phù hợp với nhu cầu lưu trữ điện năng. Pin thường tích hợp hệ thống quản lý BMS để kiểm soát nhiệt độ, điện áp, dòng điện, trạng thái sạc và xả.

Thông số cần xem khi chọn pin lưu trữ

• Dung lượng danh định.
• Dung lượng sử dụng thực tế.
• Điện áp hoạt động.
• Công suất sạc và xả.
• Độ sâu xả.
• Số chu kỳ hoạt động.
• Khả năng kết nối mở rộng.
• Loại cell pin.
• Hệ thống quản lý BMS.
• Khả năng tương thích với inverter.
• Tiêu chuẩn an toàn.
• Thời gian bảo hành.

EGO Solar hiện cung cấp nhiều nhóm thiết bị điện mặt trời, bao gồm inverter, tấm pin và pin lưu trữ phục vụ các hệ thống dân dụng và doanh nghiệp. Tham khảo sản phẩm tại EGO Solar.

4. Khung giá đỡ tấm pin

Khung giá đỡ giúp cố định tấm pin trên mái, tạo góc nghiêng phù hợp và bảo đảm hệ thống chịu được tác động của gió, mưa và điều kiện thời tiết.

Một hệ khung điện mặt trời thường gồm:

• Thanh ray nhôm.
• Kẹp giữa tấm pin.
• Kẹp biên tấm pin.
• Chân L hoặc chân đỡ.
• Bu lông và ốc vít.
• Móc mái ngói nếu lắp trên mái ngói.
• Phụ kiện liên kết mái tôn.
• Hệ khung thép đối với công trình đặc biệt.

Thiết kế khung cần phù hợp với từng loại mái như mái tôn, mái ngói, mái bê tông hoặc mái nhà xưởng. Quá trình thi công phải hạn chế nguy cơ dột mái, ăn mòn và mất an toàn khi có gió lớn.

5. Tủ điện DC

Tủ điện DC được lắp ở phía dòng điện một chiều, giữa tấm pin và inverter. Tủ có nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ và hỗ trợ kiểm soát nguồn điện DC từ các chuỗi tấm pin.

Tùy quy mô hệ thống, tủ điện DC có thể gồm:

• Cầu dao hoặc thiết bị đóng cắt DC.
• Cầu chì DC.
• Thiết bị chống sét lan truyền DC.
• Thanh đấu nối.
• Đầu nối chuỗi tấm pin.
• Hộp bảo vệ.
• Thiết bị giám sát chuỗi pin nếu có.

Thiết bị trong tủ DC phải có thông số điện áp và dòng điện phù hợp với thiết kế của hệ thống.

6. Tủ điện AC

Sau khi inverter chuyển đổi điện DC thành AC, nguồn điện được đưa qua tủ điện AC trước khi cấp cho tải hoặc kết nối với hệ thống điện của công trình.

Tủ điện AC thường gồm:

• Aptomat đóng cắt AC.
• Thiết bị chống sét lan truyền AC.
• Thiết bị bảo vệ quá dòng.
• Thiết bị bảo vệ rò điện nếu cần.
• Thanh cái và đầu đấu nối.
• Đồng hồ đo điện.
• Thiết bị chuyển nguồn.
• Các thiết bị điều khiển khác.

Tủ điện cần được thiết kế rõ ràng, có nhãn nhận diện, sơ đồ đấu nối và không gian phù hợp để kiểm tra, bảo trì.

7. Dây cáp điện mặt trời

Dây dẫn là thành phần không thể thiếu trong danh sách một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì. Hệ thống sử dụng cả dây DC và dây AC.

Dây cáp DC

Dây DC kết nối các tấm pin với inverter hoặc tủ điện DC. Loại dây này cần có khả năng chịu tia cực tím, nhiệt độ cao, độ ẩm và điều kiện ngoài trời.

Dây cáp AC

Dây AC dẫn điện từ inverter đến tủ điện hoặc điểm đấu nối của công trình. Tiết diện dây cần được tính theo công suất, dòng điện, chiều dài và mức sụt áp cho phép.

Sử dụng dây dẫn không đúng tiêu chuẩn hoặc tiết diện quá nhỏ có thể gây nóng dây, thất thoát điện và tăng nguy cơ mất an toàn.

8. Đầu nối và phụ kiện điện mặt trời

Đầu nối chuyên dụng được sử dụng để liên kết dây DC và các chuỗi tấm pin. Phụ kiện phải có khả năng chống nước, chịu nhiệt và phù hợp với dòng điện của hệ thống.

Một số phụ kiện thường dùng gồm:

• Đầu nối MC4 hoặc loại tương thích.
• Đầu cos điện.
• Ống luồn dây.
• Máng cáp.
• Kẹp giữ dây.
• Hộp đấu nối.
• Dây rút chịu tia UV.
• Nhãn cảnh báo.
• Phụ kiện chống nước.

Không nên sử dụng đầu nối khác thương hiệu hoặc không tương thích nếu chưa được kiểm tra kỹ, vì có thể làm tăng điện trở tiếp xúc và phát sinh nhiệt.

9. Hệ thống chống sét và tiếp địa

Hệ thống điện mặt trời được lắp ngoài trời nên cần có giải pháp chống sét và tiếp địa phù hợp.

Các hạng mục có thể bao gồm:

• Chống sét lan truyền phía DC.
• Chống sét lan truyền phía AC.
• Dây tiếp địa khung tấm pin.
• Tiếp địa inverter.
• Tiếp địa tủ điện.
• Cọc tiếp địa.
• Dây dẫn tiếp địa.
• Hệ thống chống sét trực tiếp nếu công trình yêu cầu.

Giải pháp chống sét và tiếp địa cần được thiết kế theo điều kiện thực tế của công trình, không nên đấu nối tùy tiện.

10. Thiết bị chống phát ngược

Thiết bị chống phát ngược được sử dụng khi chủ đầu tư muốn hệ thống chỉ sản xuất điện để tự tiêu thụ và không đưa lượng điện dư lên lưới điện.

Hệ thống chống phát ngược thường gồm:

• Công tơ hoặc cảm biến đo dòng điện.
• Bộ điều khiển.
• Kết nối truyền thông với inverter.
• Phần mềm cấu hình giới hạn công suất.

Khi tải của công trình giảm, thiết bị gửi dữ liệu về inverter để điều chỉnh công suất phát, hạn chế điện dư đi ngược lên lưới.

11. Bộ chuyển nguồn ATS

ATS là thiết bị chuyển đổi nguồn điện tự động. Trong hệ thống điện mặt trời hybrid, ATS có thể được sử dụng để chuyển đổi giữa:

• Điện lưới.
• Nguồn điện dự phòng từ inverter.
• Máy phát điện nếu có.
• Nguồn cấp cho tải ưu tiên.

Không phải hệ thống nào cũng cần lắp ATS. Việc sử dụng thiết bị này phụ thuộc vào cấu hình inverter, yêu cầu dự phòng và sơ đồ điện của công trình.

12. Hệ thống giám sát sản lượng điện

Nhiều inverter hiện nay hỗ trợ kết nối Wi-Fi, mạng LAN hoặc 4G để truyền dữ liệu lên ứng dụng.

Hệ thống giám sát giúp khách hàng theo dõi:

• Công suất điện mặt trời tức thời.
• Sản lượng theo ngày, tháng và năm.
• Lượng điện đang sử dụng.
• Lượng điện lấy từ lưới.
• Lượng điện sạc hoặc xả từ pin.
• Trạng thái hoạt động của inverter.
• Cảnh báo và mã lỗi.
• Hiệu quả vận hành của hệ thống.

Theo dõi sản lượng thường xuyên giúp phát hiện sớm tình trạng tấm pin bị che bóng, bám bụi, inverter mất kết nối hoặc hệ thống phát điện thấp bất thường.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Sau khi biết một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì, khách hàng cần hiểu cách các thiết bị phối hợp với nhau.

Quá trình hoạt động cơ bản như sau:

1. Tấm pin hấp thụ ánh sáng mặt trời.
2. Tế bào quang điện tạo ra điện một chiều DC.
3. Điện DC được đưa đến inverter.
4. Inverter chuyển đổi điện DC thành điện xoay chiều AC.
5. Điện AC được ưu tiên cấp cho thiết bị trong công trình.
6. Nếu thiếu điện, hệ thống lấy thêm từ lưới hoặc pin lưu trữ.
7. Nếu dư điện, hệ thống có thể sạc pin, giới hạn công suất hoặc xử lý theo phương án đấu nối.
8. Dữ liệu vận hành được gửi đến ứng dụng giám sát.

Cấu tạo từng loại hệ thống điện mặt trời

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới gồm những gì?

Một hệ thống hòa lưới thường gồm:

• Tấm pin năng lượng mặt trời.
• Inverter hòa lưới.
• Khung giá đỡ.
• Tủ điện DC và AC.
• Dây dẫn và phụ kiện.
• Thiết bị chống sét, tiếp địa.
• Hệ thống giám sát.
• Thiết bị chống phát ngược nếu cần.

Hệ hòa lưới thông thường không có pin lưu trữ. Khi mất điện lưới, inverter hòa lưới sẽ ngừng hoạt động để bảo đảm an toàn.

Hệ thống điện mặt trời hybrid gồm những gì?

Hệ thống hybrid thường có:

• Tấm pin năng lượng mặt trời.
• Inverter hybrid.
• Pin lưu trữ.
• Tủ điện DC và AC.
• Khung giá đỡ.
• Hệ thống chống sét, tiếp địa.
• Tủ tải ưu tiên.
• ATS hoặc thiết bị chuyển nguồn nếu cần.
• Hệ thống giám sát.

Hệ thống hybrid phù hợp với khách hàng muốn sử dụng điện mặt trời vào buổi tối hoặc cần nguồn điện dự phòng.

Hệ thống điện mặt trời độc lập gồm những gì?

Hệ thống độc lập thường gồm:

• Tấm pin năng lượng mặt trời.
• Inverter độc lập.
• Pin lưu trữ.
• Bộ điều khiển sạc nếu inverter chưa tích hợp.
• Tủ điện.
• Dây dẫn và thiết bị bảo vệ.
• Khung giá đỡ.
• Nguồn máy phát dự phòng nếu cần.

Thiết bị nào quyết định chất lượng hệ thống điện mặt trời?

Không có một thiết bị duy nhất quyết định toàn bộ chất lượng hệ thống. Hiệu quả phụ thuộc vào sự đồng bộ giữa:

• Chất lượng tấm pin.
• Hiệu suất và độ ổn định của inverter.
• Khả năng tương thích của pin lưu trữ.
• Chất lượng khung và vật tư.
• Thiết kế dây dẫn.
• Thiết bị bảo vệ.
• Kỹ thuật thi công.
• Phương án vận hành.
• Dịch vụ bảo hành và bảo trì.

Một hệ thống sử dụng tấm pin tốt nhưng inverter không phù hợp hoặc thi công dây dẫn không đúng kỹ thuật vẫn có thể hoạt động kém hiệu quả.

Kinh nghiệm lựa chọn hệ thống điện mặt trời

Trước khi quyết định lắp đặt, khách hàng nên:

• Cung cấp hóa đơn điện gần nhất.
• Xác định khung giờ sử dụng điện.
• Khảo sát diện tích và kết cấu mái.
• Kiểm tra mức độ che bóng.
• Xác định nhu cầu dự phòng khi mất điện.
• Lựa chọn công suất vừa với nhu cầu.
• Kiểm tra sự tương thích giữa inverter và pin.
• Yêu cầu báo giá ghi rõ model thiết bị.
• Kiểm tra chính sách bảo hành.
• Yêu cầu sơ đồ nguyên lý của hệ thống.
• Lựa chọn đơn vị có đội ngũ kỹ thuật và hỗ trợ sau lắp đặt.

EGO Solar cung cấp hệ thống điện mặt trời trọn gói

EGO Solar cung cấp giải pháp điện mặt trời cho hộ gia đình, cửa hàng, doanh nghiệp, nhà xưởng và công trình quy mô lớn. Các nhóm sản phẩm gồm tấm pin năng lượng mặt trời, inverter, pin lưu trữ và phụ kiện đồng bộ.

Quy trình triển khai gồm:

1. Tiếp nhận nhu cầu sử dụng điện.
2. Khảo sát công trình.
3. Phân tích hóa đơn tiền điện.
4. Tính toán công suất.
5. Thiết kế phương án kỹ thuật.
6. Báo giá chi tiết thiết bị và thi công.
7. Lắp đặt hệ thống.
8. Kiểm tra và vận hành thử.
9. Cài đặt ứng dụng giám sát.
10. Bàn giao và hướng dẫn sử dụng.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống điện mặt trời có bắt buộc phải có pin lưu trữ không?

Không. Hệ thống hòa lưới có thể hoạt động mà không cần pin lưu trữ. Pin chỉ cần thiết khi khách hàng muốn tích điện để sử dụng vào buổi tối hoặc cần nguồn dự phòng.

Mất điện thì hệ thống điện mặt trời có hoạt động không?

Hệ thống hòa lưới thông thường sẽ ngừng hoạt động khi mất điện. Hệ thống hybrid có pin lưu trữ và được thiết kế đúng phương án dự phòng có thể tiếp tục cấp điện cho tải ưu tiên.

Có cần lắp thiết bị chống phát ngược không?

Việc lắp thiết bị chống phát ngược phụ thuộc vào cấu hình hệ thống, nhu cầu sử dụng và yêu cầu đấu nối tại địa phương.

Tất cả thiết bị có cần cùng thương hiệu không?

Không bắt buộc, nhưng các thiết bị phải tương thích về điện áp, dòng điện, giao tiếp và chức năng điều khiển. Đặc biệt, inverter hybrid và pin lưu trữ cần nằm trong danh sách tương thích của nhà sản xuất.

Hệ thống điện mặt trời có cần bảo trì không?

Có. Khách hàng nên kiểm tra sản lượng, vệ sinh tấm pin và kiểm tra tủ điện, dây dẫn, khung giá đỡ, inverter, pin lưu trữ cùng hệ thống tiếp địa định kỳ.

Kết luận

Qua bài viết trên, bạn đã có câu trả lời chi tiết cho vấn đề một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì. Một hệ thống hoàn chỉnh không chỉ có tấm pin và inverter mà còn gồm khung giá đỡ, tủ điện, dây dẫn, thiết bị bảo vệ, hệ thống giám sát và pin lưu trữ tùy nhu cầu.

Việc lựa chọn đúng thiết bị và thi công đồng bộ sẽ giúp hệ thống hoạt động an toàn, ổn định và đạt hiệu quả lâu dài. Nếu bạn vẫn chưa xác định được một hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì phù hợp với công trình của mình, hãy liên hệ EGO Solar để được khảo sát và tư vấn:

• Hotline kinh doanh: 0981.789.640
• Hotline kỹ thuật: 0963.147.005
• Email: cskh@egosolar.vn
• Địa chỉ: 26 Đường Số 24B, Phường An Phú, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
• Website: egosolar.com.vn