TẠI SAO NÊN THIẾT KẾ OVERSIZE CHO HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI
27 02/2021
Tại sao bạn nên thiết kế Oversize hệ thống pin năng lượng mặt trời so với công suất thực của biến tần?
Khi thiết kế một hệ thống điện năng lượng mặt trời, một cách thông tính toán thông minh là tổng công suất của các tấm pin năng lượng mặt trời cao hơn từ 10 – 20 % so với công suất định mức (Công suất thực) của biến tần. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách làm thế nào và tại sao cần phải thiết kế như vậy?
Trong bài viết này chúng tôi sẽ đề cập tới một khái niệm có thể tạo ra nhiều sự nhầm lẫn và nghi ngờ với khái niệm Oversize hệ thống PV (hệ thống các tấm pin năng lượng mặt trời) cho biến tần của bạn, bởi vì nhiều người có thể lo ngại rằng nếu công suất PV vào lớn hơn công suất định mức của biến tần có thể sẽ làm hư hỏng và lãng phí.
Khi thiết kế một hệ thống điện năng lượng mặt trời, một cách thông tính toán thông minh là tổng công suất của các tấm pin năng lượng mặt trời cao hơn từ 10 – 20 % so với công suất định mức (Công suất thực) của biến tần. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách làm thế nào và tại sao cần phải thiết kế như vậy?
Trong bài viết này chúng tôi sẽ đề cập tới một khái niệm có thể tạo ra nhiều sự nhầm lẫn và nghi ngờ với khái niệm Oversize hệ thống PV (hệ thống các tấm pin năng lượng mặt trời) cho biến tần của bạn, bởi vì nhiều người có thể lo ngại rằng nếu công suất PV vào lớn hơn công suất định mức của biến tần có thể sẽ làm hư hỏng và lãng phí.
Đầu tiên chúng ta cùng tìm hiểu, cả biến tần và các tấm pin năng lượng mặt trời đều có một công suất định mức. Ví dụ, một hệ thống điện năng lượng mặt trời ghép nối tiếp 12 tấm pin năng lượng mặt trời của hãng Canadian solar có công suất Pmax = 445W => tổng công suất PV là: 5,34KW, và một biến tần năng lượng mặt trời hòa lưới có công suất 5KW.
Như vậy các bạn sẽ nghĩ rằng công suất PV không nên vượt quá công suất biến tần vì nó có thể gây hư hỏng hoặc làm lãng phí điện năng nói chung phải không?
Nhưng điều đó không hoàn toàn đúng
Khi thiết kế một thế thống điện năng lượng mặt trời, việc tăng công suất hệ thống PV cao hơn 10 – 20% so với công suất biến tần sẽ mang lại nhiều lợi ích. Nó giống như phỏng đoán nhưng nó lại là sự thật, đây là lý do tại sao:
Tại sao bạn nên Oversize hệ thống PV?
Lưu ý: Nguyên tắc này chỉ áp dụng cho các hệ thống hòa lưới, các hệ thống không hoà lưới khác như: off-grid, hybrid cần phải cân nhắc và tính toán với tải tối đa sử dụng trong gia đình để trảnh các trường hợp tính toán sai và ngoài ra cần phải đọc kỹ các thông số của các loại biến tần năng lượng mặt trời.
Trong thực tế, các tấm pin năng lượng mặt trời hiếm có khi nào tạo ra được công suất định mức Pmax của nó, có hai lý do chính cho điều đó:
- Giảm hiệu suất: Các yếu tố trong thực tế như nhiệt độ, bóng râm và ôi nhiễm ảnh hưởng đến lượng ánh sáng chiếu vào các tấm pin năng lượng mặt trời. Điều này có thể khiến các tấm pin năng lượng mặt trời không tạo ra được công suất tối đa Pmax mà như nhà cung cấp đã ghi trong thông số kỹ thuật.
- Đường cong công suất: Các tấm pin năng lượng mặt trời không thể tạo ra một lượng điện năng ổn định trong suốt cả ngày, công suất được tạo ra là một đường cong với sản lượng ít hơn vào buổi sáng và buổi chiều tối và sản lượng cao nhất là vào buổi trưa. Trong thời gian thấp điểm, các tấm pin năng lượng mặt trời không tạo ra nhiều điện năng như như các thông số đã của nhà sản xuất.
Bây giờ chúng ta hãy cùng nhìn vào từng luận điểm trên một cách chi tiết hơn:
Điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn so với điều kiện thực tế
Khi các nhà sản xuất kiểm tra các tấm pin năng lượng mặt trời của họ để đưa ra đánh giá, họ sẽ làm trong điều kiện tiêu chuẩn:
- Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt độ luôn được kiểm soát ở nhiệt độ 25oC
- Với một lượng bức xạ mặt trời nhất định ( 1000W/m2)
- Ở góc tới lý tưởng 90o (Ánh sáng chiếu trực tiếp vào bảng điều khiển)
Các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn này đã dùng để đo lường và đánh giá những gì tấm pin năng lượng mặt trời có khả năng tạo ra trong một môi trường hoàn hảo. Nhưng, trong thực tế hiếm khi chúng ta có thể bắt được những khoảnh khắc này.
Thật vậy: Có một số yếu tố có thể làm giảm hiệu suất của các tấm pin năng lượng mặt trời :
- Nhiệt độ cao
- Góc nghiêng của hệ thống pin mặt trời
- Thời gian trong ngày / vị trí của mặt trời trên bầu trời
- Mây che phủ và ô nhiễm không khí
Trong thực tế một tấm pin năng lượng mặt trời công suất 445W hiếm khi tạo ra được công suất tức thời 445W.
Vì vậy nguyên tắc chung của các kỹ sư thiết kế điện mặt trời là bù vào 10% có sự suy giảm hiệu suất do các điều kiện trong thực tế. Con số này có thể thay đổi tuỳ thuộc vào mỗi khi vực và vùng miền nhưng 10% là con số đã được ước tính cơ bản tốt nhất.
Giờ nắng đỉnh điểm (Pick Hours)
Để một tấm pin năng lượng mặt trời đạt được sản lượng cực đại, thì các tấm pin năng lượng mặt trời phải được đặt ở một góc sao cho nó vuông góc so với ánh sáng từ mặt trời để cho nó có thể hấp thụ được ánh sáng tối đa có thể.
Điều này chỉ có thể xảy ra trong một khung giờ hẹp trong ngày. khi mặt trời di chuyển trên bầu trời (xét trong hệ quy chiếu trái đất) góc ánh sáng thay đổi liên tục, điều này làm cho các tấm pin sản xuất được ít năng lượng hơn khi vào các giờ thấp điểm
Đây là bản đồ bức xạ ánh sáng năng lượng mặt trời ở Việt Nam
Chúng tôi sử dụng thuật ngữ “giờ mặt trời” để mô tả khái niệm này. Giờ mặt trời đề cập đến khoảng thời gian mặt trời ở đúng vị trí trên bầu trời để các tấm pin năng lượng mặt trời có thể tạo ra được công suất tối đa Pmax. Giờ mặt trời được đo dựa trên mức bức xạ 1000W/m2 cùng mức đánh giá được sử dụng để kiểm tra các tấm pin năng lượng mặt trời trong điều kiện tiêu chuẩn.
Hầu hết các khu vực ở Việt nam có trung bình từ 4-5 giờ nắng mỗi ngày. Biểu đồ hiệu suất là một đường con trong đó hiệu suất tăng lên khi trời ló dạng, đạt cực đại khi nó ở trên đỉnh đầu và sau đó lại tụt giảm khi về chiều
Mục tiêu của chúng tôi khi thiết kế hệ thống là cân bằng được sản lượng bị cắt xén với lượng sản xuất tiềm năng của biến tần. Như trên bản đồ chúng ta có thể thấy diện tích sản lượng bị cắt xén và bị thiếu hụt là gần bằng nhau.
Bằng cách oversize hệ thống tấm pin năng lượng mặt trời, bạn sẽ sử dụng tốt hơn công suất biến tần của bạn tạo ra tổng công suất cao hơn!
CÔNG TY CỔ PHẦN HITECONS VIỆT NAM
Hotline: 08.677.12.113
Website: http://hiteconsvn.com/
Email: Hitecons.jsc@gmail.com
Trụ sở chính: Số 16, ngõ 120 đường Kim Giang, phường Đại Kim , quận Hoàng Mai, Hà Nội
VPĐD: SAV8-22.09 , The Sun Avenue, 28 Mai Chí Thọ, phường An Phú, TP. Thủ Đức, TP.HCM
Như vậy các bạn sẽ nghĩ rằng công suất PV không nên vượt quá công suất biến tần vì nó có thể gây hư hỏng hoặc làm lãng phí điện năng nói chung phải không?
Nhưng điều đó không hoàn toàn đúng
Khi thiết kế một thế thống điện năng lượng mặt trời, việc tăng công suất hệ thống PV cao hơn 10 – 20% so với công suất biến tần sẽ mang lại nhiều lợi ích. Nó giống như phỏng đoán nhưng nó lại là sự thật, đây là lý do tại sao:
Tại sao bạn nên Oversize hệ thống PV?
Lưu ý: Nguyên tắc này chỉ áp dụng cho các hệ thống hòa lưới, các hệ thống không hoà lưới khác như: off-grid, hybrid cần phải cân nhắc và tính toán với tải tối đa sử dụng trong gia đình để trảnh các trường hợp tính toán sai và ngoài ra cần phải đọc kỹ các thông số của các loại biến tần năng lượng mặt trời.
Trong thực tế, các tấm pin năng lượng mặt trời hiếm có khi nào tạo ra được công suất định mức Pmax của nó, có hai lý do chính cho điều đó:
- Giảm hiệu suất: Các yếu tố trong thực tế như nhiệt độ, bóng râm và ôi nhiễm ảnh hưởng đến lượng ánh sáng chiếu vào các tấm pin năng lượng mặt trời. Điều này có thể khiến các tấm pin năng lượng mặt trời không tạo ra được công suất tối đa Pmax mà như nhà cung cấp đã ghi trong thông số kỹ thuật.
- Đường cong công suất: Các tấm pin năng lượng mặt trời không thể tạo ra một lượng điện năng ổn định trong suốt cả ngày, công suất được tạo ra là một đường cong với sản lượng ít hơn vào buổi sáng và buổi chiều tối và sản lượng cao nhất là vào buổi trưa. Trong thời gian thấp điểm, các tấm pin năng lượng mặt trời không tạo ra nhiều điện năng như như các thông số đã của nhà sản xuất.
Bây giờ chúng ta hãy cùng nhìn vào từng luận điểm trên một cách chi tiết hơn:
Điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn so với điều kiện thực tế
Khi các nhà sản xuất kiểm tra các tấm pin năng lượng mặt trời của họ để đưa ra đánh giá, họ sẽ làm trong điều kiện tiêu chuẩn:
- Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt độ luôn được kiểm soát ở nhiệt độ 25oC
- Với một lượng bức xạ mặt trời nhất định ( 1000W/m2)
- Ở góc tới lý tưởng 90o (Ánh sáng chiếu trực tiếp vào bảng điều khiển)
Các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn này đã dùng để đo lường và đánh giá những gì tấm pin năng lượng mặt trời có khả năng tạo ra trong một môi trường hoàn hảo. Nhưng, trong thực tế hiếm khi chúng ta có thể bắt được những khoảnh khắc này.
Thật vậy: Có một số yếu tố có thể làm giảm hiệu suất của các tấm pin năng lượng mặt trời :
- Nhiệt độ cao
- Góc nghiêng của hệ thống pin mặt trời
- Thời gian trong ngày / vị trí của mặt trời trên bầu trời
- Mây che phủ và ô nhiễm không khí
Trong thực tế một tấm pin năng lượng mặt trời công suất 445W hiếm khi tạo ra được công suất tức thời 445W.
Vì vậy nguyên tắc chung của các kỹ sư thiết kế điện mặt trời là bù vào 10% có sự suy giảm hiệu suất do các điều kiện trong thực tế. Con số này có thể thay đổi tuỳ thuộc vào mỗi khi vực và vùng miền nhưng 10% là con số đã được ước tính cơ bản tốt nhất.
Giờ nắng đỉnh điểm (Pick Hours)
Để một tấm pin năng lượng mặt trời đạt được sản lượng cực đại, thì các tấm pin năng lượng mặt trời phải được đặt ở một góc sao cho nó vuông góc so với ánh sáng từ mặt trời để cho nó có thể hấp thụ được ánh sáng tối đa có thể.
Điều này chỉ có thể xảy ra trong một khung giờ hẹp trong ngày. khi mặt trời di chuyển trên bầu trời (xét trong hệ quy chiếu trái đất) góc ánh sáng thay đổi liên tục, điều này làm cho các tấm pin sản xuất được ít năng lượng hơn khi vào các giờ thấp điểm
Chúng tôi sử dụng thuật ngữ “giờ mặt trời” để mô tả khái niệm này. Giờ mặt trời đề cập đến khoảng thời gian mặt trời ở đúng vị trí trên bầu trời để các tấm pin năng lượng mặt trời có thể tạo ra được công suất tối đa Pmax. Giờ mặt trời được đo dựa trên mức bức xạ 1000W/m2 cùng mức đánh giá được sử dụng để kiểm tra các tấm pin năng lượng mặt trời trong điều kiện tiêu chuẩn.
Hầu hết các khu vực ở Việt nam có trung bình từ 4-5 giờ nắng mỗi ngày. Biểu đồ hiệu suất là một đường con trong đó hiệu suất tăng lên khi trời ló dạng, đạt cực đại khi nó ở trên đỉnh đầu và sau đó lại tụt giảm khi về chiều
Mục tiêu của chúng tôi khi thiết kế hệ thống là cân bằng được sản lượng bị cắt xén với lượng sản xuất tiềm năng của biến tần. Như trên bản đồ chúng ta có thể thấy diện tích sản lượng bị cắt xén và bị thiếu hụt là gần bằng nhau.
Bằng cách oversize hệ thống tấm pin năng lượng mặt trời, bạn sẽ sử dụng tốt hơn công suất biến tần của bạn tạo ra tổng công suất cao hơn!
CÔNG TY CỔ PHẦN HITECONS VIỆT NAM
Hotline: 08.677.12.113
Website: http://hiteconsvn.com/
Email: Hitecons.jsc@gmail.com
Trụ sở chính: Số 16, ngõ 120 đường Kim Giang, phường Đại Kim , quận Hoàng Mai, Hà Nội
VPĐD: SAV8-22.09 , The Sun Avenue, 28 Mai Chí Thọ, phường An Phú, TP. Thủ Đức, TP.HCM
Giải pháp và sản phẩm