Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì?

Hệ thống điện mặt trời là gì?

Hệ thống điện mặt trời là hệ thống có tác dụng biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng thông qua các tấm pin mặt trời. Năng lượng mặt trời cung cấp một nguồn năng lượng vô hạn, không sinh ra khí thải CO2 và đặc biệt là không mất chi phí khi sử dụng, bởi vậy đây là nguồn năng lượng tái tạo vô cùng sạch, đáng tin cậy và mang lại nhiều giá trị cho con người.

Cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm các thành phần như:

• Tấm pin quang điện
• Bộ hòa lưới điện (thiết bị biến tần inverter)
• Tủ phân phối và bảo vệ DC/AC (tủ điện)
• Khung giá đỡ và các phụ kiện chuyên dụng
• Hệ thống đo đếm điện năng và giám sát từ xa
• Hệ thống lưu trữ điện năng (ESS) (trong hệ thống điện độc lập hoặc hòa lưới có dự trữ)

Hệ thống điện mặt trời có thể chia thành 3 loại: hệ thống hòa lưới, hệ thống độc lập và hệ thống hòa lưới có dự trữ (loại hỗn hợp). Trong đó, điện mặt trời hòa lưới là hình thức đang được áp dụng phổ biến nhất hiện nay, ở cả quy mô hộ gia đình, trên mái nhà xưởng doanh nghiệp, điện mặt trời kết hợp nông nghiệp và dụng cho nhà máy điện mặt trời quy mô lớn. Các hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời hòa lưới chia làm 4 trường hợp như sau:

• Trường hợp 1: Khi điện từ hệ thống năng lượng mặt trời sinh ra lớn hơn tải tiêu thụ của các thiết bị, thì 100% sản lượng điện tiêu thụ sẽ được lấy từ hệ thống mặt trời và phần còn dư sẽ hòa vào lưới điện EVN (bán điện thừa cho EVN bằng đồng hồ 2 chiều). Tuy nhiên trong giai đoạn hiện tại chưa có chính sách mua điện từ hệ thống điện năng lượng mặt trời chúng ta phải lắp thêm thiết bị chống phát ngược để đảm bảo không có điện thừa phát ngược lên lưới điện của EVN.
• Trường hợp 2: Khi điện từ hệ thống năng lượng mặt trời sinh ra ít hơn tải tiêu thụ của các thiết bị, thì 100% sản lượng điện tiêu thụ sẽ được lấy từ hệ thống mặt trời và phần còn thiếu sẽ lấy từ điện lưới EVN bù vào (mua điện từ EVN).  Ví dụ: nhu cầu sử dụng hiện tại 10kWh, tuy nhiên hệ thống điện mặt trời sinh ra chỉ 8kWh. Do đó, phần thiếu 2kWh sẽ được điện lưới của EVN bù vào để đủ tổng là 10kWh cung cấp cho các thiết bị điện trong nhà. Lưu ý tính năng bù lưới này là tự động nên không ảnh hưởng gì đến hoạt động của các thiết bị điện trong nhà do đó khách hàng hoàn toàn yên tâm sử dụng.

• Trường hợp 3: Khi điện lưới của EVN bị mất (cúp điện), thì hệ thống điện mặt trời sẽ dừng hoạt động. Đây là tính năng chống phát ngược (Anti – Islanding) nhằm giúp bảo vệ các thiết bị điện đang sử dụng và đảm bảo an toàn cho lưới điện (chống bị điện giật, …).
• Trường hợp 4: Khi ban đêm hoàn toàn không có điện từ hệ thống mặt trời sinh ra nên 100% điện cấp cho các thiết bị sử dụng sẽ được lấy từ điện lưới của EVN.

Vai trò của hệ thống điện mặt trời

Điện mặt trời hay năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng gần như vô tận và vô cùng quý giá, nó đóng một vai trò quan trọng và đa dạng trong nhiều khía cạnh khác nhau bao gồm kinh tế, xã hội và môi trường:

Nguồn cung cấp năng lượng sạch – bền vững

Năng lượng mặt trời được biết đến là một nguồn năng lượng sạch, có thể tái tạo, tận dụng ánh sáng mặt trời để chuyển đổi thành điện năng phục vụ các hoạt động trong xã hội. Nguồn năng lượng sạch khi khai thác không phát thải khí nhà kính và không bị cạn kiệt. Khai thác nguồn năng lượng này là cách tốt để không gây ra ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu, đóng góp quan trọng vào việc bảo vệ môi trường và tạo ra nguồn năng lượng bền vững cho tương lai.

Đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia

Hiện nay, năng lượng tái tạo đang là mối quan tâm của nhà nước, doanh nghiệp bởi khả năng phát triển bền vững của ngành này. Việc sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa thành điện năng đang là một trong những cách sản xuất điện có đóng góp không nhỏ vào an ninh năng lượng tại Việt Nam hiện nay. Tại nhiều quốc gia trên thế giới, năng lượng mặt trời đang được coi là nguồn năng lượng chính. Phát triển điện mặt trời sẽ giúp giảm phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Hạn chế khả năng biến động kinh tế khi giá nhiên liệu biến đổi.

Phát triển kinh tế

Với khả năng phát triển bền vững của ngành công nghiệp năng lượng điện mặt trời, thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà đầu tư, doanh nghiệp. Các dự án điện mặt trời trong tương lai sẽ ngày càng phát triển, tạo ra nhiều công ăn việc làm cho người lao động, từ khâu sản xuất, vận chuyển, lắp đặt đến vận hành, bảo dưỡng, bảo trì, sửa chữa đều sẽ cần người lao động, từ đó phát triển kinh tế.

Đa dạng hóa nguồn năng lượng

Việc tập trung phát triển và khai thác 1 nguồn năng lượng sẽ mang đến rủi ro rất lớn cho đất nước, bởi khi có sự cố hay biến đổi ngoài mong muốn sẽ ảnh hưởng rất lớn đến an ninh năng lượng quốc gia. Vì thế, việc đa dạng hóa các nguồn năng lượng chính là việc làm để giảm thiểu rủi ro này. Sử dụng năng lượng mặt trời là một phần của hệ thống năng lượng đa dạng, bao gồm cả năng lượng gió, thủy điện, và nhiều nguồn năng lượng tái tạo khác. Điều này giúp ổn định nguồn cung cấp năng lượng và giảm nguy cơ mất điện.

Tiết kiệm chi phí, phát triển xã hội

Mặc dù đầu tư ban đầu có thể khá cao, tuy nhiên với tính chất bền vững, trong dài hạn đây lại là nguồn năng lượng tiết kiệm nhiều chi phí. Doanh nghiệp, hộ gia đình hoàn toàn có thể đi theo phương án sản xuất điện “tự sản – tự tiêu”, phần điện dư thừa có thể hòa vào lưới điện bán lại cho nhà nước. Các dự án điện mặt trời thường được đặt tại những nơi ít dân cư, góp phần phát triển kinh tế khu vực và cung cấp điện đến những vùng xa xôi.