Biến tần đóng vai trò gì trong hệ thống năng lượng mặt trời?

Biến tần đóng vai trò gì trong hệ thống năng lượng mặt trời

Inverter (còn được gọi là bộ biến đổi hoặc biến tần PV) là thiết bị chuyển đổi đầu ra dòng điện trực tiếp (DC) của hệ thống thành dòng điện xoay chiều (AC), để cung cấp điện sử dụng cho gia đình. Ngoài các tấm pin, bộ biến tần được cho là yếu tố quan trọng nhất trong hệ thống năng lượng mặt trời của bạn. Hiểu được biến tần năng lượng mặt trời sẽ giúp bạn phát triển một hệ thống đáp ứng tốt nhất nhu cầu năng lượng của bạn.

Vai trò của biến tần:

Chúng sẽ làm nhiều hơn là chỉ chuyển đổi DC thành AC. Biến tần hiện đại phục vụ nhiều chức năng hữu ích và quan trọng trong hệ thống năng lượng mặt trời của bạn, bao gồm:

Biến tần đóng vai trò gì trong hệ thống năng lượng mặt trời 1

  • Tối ưu hóa năng lượng: chúng có thể tối đa hóa việc thu hoạch năng lượng từ các tấm pin mặt trời. Điều này rất hữu ích trong trường hợp một bảng điều khiển bị che khuất bởi cây, mảnh vụn hoặc các biến thể gây ra bởi quá trình sản xuất làm cho một bảng điều khiển chúng thu năng lượng ít hơn hoặc kém hiệu quả hơn. Bằng cách tối ưu hóa việc sản xuất năng lượng của các bảng riêng lẻ, biến tần cải thiện hiệu năng của hệ thống tổng thể.
  • Giám sát và bảo vệ hệ thống: Chúng theo dõi sản lượng năng lượng của hệ thống, các hoạt động điện và tín hiệu của nó khi có sự cố. Chẳng hạn, nếu công suất tối đa gần bị vượt quá thì nó sẽ tự động giảm lượng điện năng được sản xuất. Biến tần được gắn vào lưới sẽ tự động tắt khi mất điện, ngăn không cho nguồn điện trở lại vào đường dây điện.

Biến tần cần loại công suất nào?

Chúng có khả năng tạo ra hai loại công suất: liên tục (hay “trạng thái ổn định”) hay đột biến ( công suất “đỉnh”). Công suất đột biến đề cập đến năng lượng cần thiết cho các thiết bị cần thêm năng lượng khi chúng được bật. Công suất liên tục đề cập đến việc sử dụng năng lượng của các thiết bị khi chúng hoạt động.

Biến tần đóng vai trò gì trong hệ thống năng lượng mặt trời 2

Ví dụ: một bóng đèn 60 watt cần 60 watt khi được bật và khi nó hoạt động, do đó, công suất tăng đột biến và xếp hạng công suất liên tục của nó là như nhau. Mặt khác, một lò vi sóng, cần 750 watt chỉ để bật (công suất tăng đột biến của nó), và sau đó sử dụng 1.000 watt trong khi nó sử dụng (công suất liên tục của nó).

Biến tần của bạn cần có khả năng khớp hoặc vượt quá tổng nhu cầu năng lượng của cả hai loại công suất cho tất cả các thiết bị của bạn

Ngoài ra, chúng sẽ hoạt động hiệu quả nhất nếu công suất của nó nhỏ hơn khoảng 30% so với công suất tối đa được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời mà biến tần được kết nối. Tuy nhiên, nếu bạn đang cân nhắc việc mở rộng kích thước của hệ thống trong tương lai, bạn có thể muốn có một biến tần có công suất tối đa lớn hơn so với hệ thống hiện tại.

Biến tần nên được đặt ở đâu?

Hầu hết các bộ biến tần có thể được đặt trong nhà hoặc ngoài trời, nhưng giữ chúng bên trong có lẽ là lựa chọn tốt nhất vì thời tiết nóng có thể làm giảm hiệu quả của nó. Nếu bạn đặt ngoài trời, nó nên ở trong bóng râm và tránh ánh nắng trực tiếp để tránh quá nóng. Đối với Micro-inverters cần lưu ý phải luôn được đặt bên ngoài bên dưới hệ thống pin để chúng kết nối.

Biến tần có cần bảo trì không?

Biến tần thường có vây tản nhiệt để giúp làm mát thiết bị. Những vây nhiệt này nên được duy trì theo hướng dẫn của nhà sản xuất, họ cũng có thể khuyên bạn nên vặn lại các ốc vít dẫn mang dòng điện và làm sạch hoặc thay thế bộ lọc khí.

Chúng thường cần được thay thế sau 10 đến 15 năm; Bảo hành 5 năm là tiêu chuẩn.

Có các loại biến tần mặt trời nào?

Có ba loại chính: string inverters (chuỗi), central inverters (trung tâm) và micro-inverters. Theo báo cáo năm 2017 của Viện năng lượng mặt trời Fraunhofer, loại chuỗi và trung tâm chiếm 96% tổng số bộ biến tần mặt trời đang sử dụng hiện nay. Tất cả ba loại đều chuyển đổi dòng điện trực tiếp thành dòng điện xoay chiều, nhưng mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Biến tần trung tâm:

Đây được xem là loại phổ biến nhất. Về cơ bản, chúng giống như các bộ biến đổi chuỗi, ngoại trừ việc chúng có thể hỗ trợ nhiều chuỗi các tấm pin mặt trời hơn một bộ biến tần chuỗi thông thường. Loại này thường được sử dụng cho các mảng năng lượng mặt trời thương mại lớn hơn và các hệ thống quy mô tiện ích.

Ưu điểm chính của loại này là chúng tiết kiệm không gian, vì bạn có thể liên kết nhiều bảng hơn trên mỗi biến tần. Nhưng sự tiện lợi tiết kiệm không gian lại có điều khác là chúng đắt hơn một chút so với loại chuỗi.

Biến tần chuỗi:

Còn được gọi là biến tần tiêu chuẩn, đây là loại phổ biến thứ hai. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống dành cho hộ gia đình và trong một số lắp đặt cho thương mại quy mô nhỏ. Tên của chúng xuất phát từ cách các tấm pin mặt trời được sắp xếp theo hàng, hoặc các chuỗi. Mỗi chuỗi các tấm pin yêu cầu biến tần chuỗi riêng. Đây là tốt nhất cho các mảng năng lượng mặt trời trong đó tất cả các tấm đều cùng hướng và không bị che bởi bóng râm.

Biến tần chuỗi có mức tiêu thụ điện năng thấp, tác động của sự cố thấp và thuận tiện để thay thế và bảo trì. Vì chúng đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ, nên được các thợ điện hiểu rõ. Biến tần chuỗi cũng rẻ hơn so với bộ chuyển đổi vi mô. Khi được kết hợp với bộ tối ưu hóa nguồn DC (DCPM), chúng có thể tăng cường sản xuất năng lượng của các tấm riêng lẻ. Bạn chỉ cần một biến tần chuỗi cho mỗi lần cài đặt, trong khi đối với các bộ chuyển đổi vi mô, bạn sẽ cần một biến tần cho mỗi bảng.

Về nhược điểm, nếu biến tần bị hỏng, toàn bộ hệ mặt trời sẽ bị vô hiệu hóa. Và nếu bạn muốn mở rộng số lượng tấm pin mặt trời trong mảng của mình, bạn sẽ cần mua thêm một bộ khác

Khi được gắn vào lưới, bộ chuyển đổi chuỗi thường được gọi là bộ chuyển đổi nối lưới của mạng. Điều này phân biệt chúng với bộ biến đổi pin của bộ điện tử Bộ biến tần độc lập hoặc không được kết nối với lưới.

Bộ chuyển đổi vi mô

Trong khi các bộ biến tần chuỗi và trung tâm liên kết nhiều tấm pin mặt trời theo trình tự, bộ chuyển đổi vi mô được lắp đặt bên dưới mỗi bảng riêng lẻ trên mái nhà của bạn. Điều này cho phép giám sát bảng điều khiển riêng lẻ và có nghĩa là các sự cố hoặc hỏng hóc của 1 tấm pin sẽ không ảnh hướng đến hiệu quả các tấm khác.

Tìm hiểu chi tiết hơn về: Phân loại các loại biến tần

Trên đây là những thông tin cần biết về biến tần sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời để hiểu hơn cách hoạt động, vai trò của chúng.