NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI

1- Nguyên lý hoạt động

+ Các tấm pin năng lượng mặt trời  (1)  sẽ hấp thụ bức xạ năng lượng mặt trời và chuyển hóa thành dòng điện 1 chiều (DC). Nguồn điện này sẽ được chuyển hóa thành dòng điện xoay chiều thông qua bộ INVERTER (2) -được trang bị thuật toán MPPT (Maximum power point tracking) nhằm tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi.
+ Nguồn điện AC từ hệ thống pin mặt trời sau đó sẽ được hòa vào hệ thống điện của tòa nhà  (3) và nguồn điện lưới  (4) . Nhờ có INVERTER mà hệ thống sẽ ưu tiên sử dụng điện từ năng lượng mặt trời trước:
+  Vào ban ngày, khi lượng bức xạ mặt trời tốt, tòa nhà sẽ sử dụng 100% điện năng từ điện mặt trời.
+  Vào buổi chiều, tối: Nếu điện năng từ điện mặt trời tạo ra < nhu cầu điện của tòa nhà, điện năng sẽ được lấy bổ sung từ điện lưới để bù vào lượng thiếu.
+ Khi không có điện lưới, hệ thống sẽ tự động được cách ly với lưới điện nhờ chế độ Anti-Islanding Protection. Đây là tính năng của Inverter nhằm đảm bảo an toàn cho lưới điện và  nhân viên sửa chữa điện.
+ Hệ thống giám sát được tích hợp trong Inverter giúp người sử dụng và vận hành có thể theo dõi toàn bộ hoạt động của hệ thống pin mặt trời tại chỗ hoặc từ xa trên máy tính, điện thoại thông minh… có kết nối với Internet.

+ Chú thích:
1: Các tấm pin mặt trời
2: Inverter hòa lưới
3: Tủ điện tổng tòa nhà
4: Công tơ 2 chiều

2- Sơ đồ đơn tuyến

2.1. Giàn pin năng lượng mặt trời

+ Các tấm pin lắp đặt cố định trên mái thông qua hệ thống khung giàn giá đỡ ( Rail nhôm / Giàn khung thép ). Nơi mà chúng thu được nhiều nắng nhất.
+ Chúng sẽ được kết nối thành chuỗi gọi là “string” thông qua cổng MC4 tích hợp sẵn ở phía sau.
+ Không cắm hai đầu +/- của 1 string lại với nhau vì khi bạn tháo ra sẽ dẫn đến phóng điện DC làm hư hại cổng MC4.

2.2 Tủ điện đóng cắt bảo vệ DC

Loại dây sử dụng từ giàn pin đến tủ điện và Inverter luôn là dây DC chuyên dụng Giàn pin kết nối song song với Thiết bị cắt lọc sét (SPD) DC cấp I ( Nếu giàn pin cách tủ điện DC > 10 mét ) trước khi đi đến tủ điện DC.

Hệ thống nhỏ tổng số string < 3 không cần cầu chì bảo vệ từng string.Tiếp đến string kết nối vào CB DC. Sau đó đấu song song với SPD cấp II. SPD cấp II kết nối với dây PE ( dây nối đất ) đi đến cọc tiếp địa dành riêng cho hệ thống điện mặt trời.

Hệ thống nhỏ từ 1-50kWp chỉ cần sử dụng 1 cọc tiếp địa bọc đồng đóng sâu xuống khỏi mặt đất 10cm. Mua kèm kẹp tiếp địa giúp cọc tiếp xúc tốt với dây PE ( tối thiểu 6mm² ).

2.3 Biến tần hòa lưới (Inverter hòa lưới)

Từ tủ điện DC các string kết nối với ngõ input của Inverter.

Bản thân Inverter có bộ tối ưu công suất cực đại ( MPPT ). Mỗi MPPT bao gồm 1 hoặc nhiều cặp ngõ vào +/-. MPPT hoạt động tối ưu khi tất cả tấm pin trên MPPT cùng hướng và độ nghiêng.

 Kiểm tra cực tính +/- của string trùng với +/- của input. Nếu kết nối sai cực tính inverter sẽ không hoạt động. Tuy nhiên không ảnh hưởng đến linh kiện nhờ chức năng bảo vệ chống ngược cực tính ngõ vào.Do đó bạn sẽ cần inverter n MPPT nếu lắp đặt theo n hướng khác nhau.

Chú ý : Không kết nối hai giàn pin khác hướng vào 1 MPPT – hiện tượng dòng điện quẩn sinh ra ( hai giàn pin khác điện áp do lượng nắng hai hướng thu được khác nhau ) sẽ làm ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ giàn pin.

2.4 Tủ điện đóng cắt bảo vệ phía AC

Ngõ ra của Inverter kết nối vào CB AC. Tiếp đến đấu song song với SPD AC.

SPD AC kết nối với dây PE ( dây nối đất ) kéo đến cọc tiếp địa dành riêng cho hệ thống điện mặt trời.

2.5 Thiết bị đo đếm điện năng tạo ra từ hệ thống