Sản lượng trung bình của một hệ thống điện mặt trời có thể hiểu là số kW mà hệ thống tạo ra trong một ngày dựa trên công suất lắp đặt. Ví dụ một hệ thống được lắp đặt với công suất 5kW sẽ sản sinh được trung bình từ 17kW đến 25kW tùy vào khu vực hệ thống được lắp đặt. Ngoài điều kiện thời tiết ra thì chất lượng vật tư của hệ thống cũng quyết định một phần không nhỏ đối với hiệu suất của toàn hệ thống. Để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống điện mặt trời, có thể thực hiện các biện pháp sau: Lắp đặt ở vị trí có nhiều ánh sáng mặt trời, điều chỉnh góc nghiêng của tấm pin, đảm bảo bảo trì định kỳ, sử dụng công nghệ pin tiên tiến, tối ưu hóa hệ thống điều khiển và cân nhắc sử dụng bộ lưu trữ năng lượng.
Cách tối ưu hóa hiệu suất hệ thống điện mặt trời
Yếu tố quyết định sản lượng của 1 hệ thống năng lượng mặt trời
Số giờ nắng
Trong lĩnh vực điện năng lượng mặt trời có một thuật ngữ được các chuyên gia, kĩ thuật hay sử dụng khi tư vấn cho khách hàng đó là “giờ nắng”. Vậy giờ nắng là gì? Là khoảng thời gian trung bình trong một ngày mà các tấm pin được lắp đặt trên hệ thống hấp thụ tối ưu ánh nắng từ mặt trời. Trung bình từ 3,5 đến 5h nắng tùy khu vực vùng miền của Việt Nam. Theo khảo sát từ trang NANGLUONGVIETNAM thì số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1.500 -1.700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2000 – 2600 giờ mỗi năm.
Trung bình hệ thống điện mặt trời sẽ đạt hiệu quả tốt nếu sản sinh ra 4,2 giờ nắng/ngày ở khu vực Nam bộ và 3,5 giờ nắng/ngày ở khu vực Bắc bộ (bao gồm cả những lúc ánh sáng yếu, mây che, trời râm,..). Ví dụ: Hệ thống điện mặt trời có công suất thiết kế là 10kWp, một giờ nắng sẽ tạo ra 10kWh. Giả sử hệ thống này được lắp đặt tại thành phố Hồ Chí Minh, nơi có lượng bức xạ mặt trời rất cao. Vào những ngày trời râm, ít nắng sẽ tạo ra khoảng 3,5 giờ nắng/ngày, tương đương 35kWh. Những ngày trời nắng đẹp, hệ thống hoạt động rất tốt có thể sản sinh ra 50kWh, tương đương 5 giờ nắng/ngày. Trung bình, hệ thống này sẽ tạo ra 4,2 giờ nắng/ngày tương đương 42kWh mỗi ngày.
Hướng nghiêng và vị trí lắp đặt của tấm pin
Hướng nghiêng:
Hướng nghiêng phụ thuộc vào địa hình, địa thế của khu vực được lắp đặt và điều kiện kinh tế của chủ đầu tư. Riêng ở Việt Nam, do đường xích đạo nằm ở phía Nam nên hướng Nam là hướng có tổng thời gian đón bức xạ mặt trời nhiều nhất trong năm. Do vậy, khi thi công hệ thống năng lượng mặt trời, nên lắp pin theo hướng Nam để tối ưu công suất. Trong trường hợp mái nhà hướng Đông – Tây, cần sự hỗ trợ của giàn khung để pin hướng về phía Nam.
Độ nghiêng:
Độ nghiêng là yếu tố quan trọng giúp cho tấm pin đón nắng tốt và thoát nước dễ dàng tránh trường hợp đọng nước lâu ngày làm hỏng mặt kính tấm pin. Độ nghiêng hợp lí để lắp đặt một tấm pin năng lượng mặt trời là từ 10º – 15°, điều này đã được các chuyên gia và các nhà thầu thi công có uy tín khảo sát và lắp đặt thực tế khẳng định.
Vị trí lắp đặt hợp lý:
Vị trí lắp đặt hợp lý của hệ thống điện mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống. Để đạt được hiệu suất tốt nhất, việc chọn vị trí lắp đặt phải được xem xét một cách cẩn thận và chi tiết. Đảm bảo rằng các tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt ở vị trí có ánh sáng mặt trời tốt nhất, tránh bị che khuất bởi cây cối, tòa nhà, hoặc bất kỳ cản trở nào khác.
- Hướng: Hệ thống điện mặt trời nên được lắp đặt ở hướng mặt trời chính để tận dụng ánh sáng mặt trời vào mức cao nhất. Đối với khu vực miền Bắc: hướng đông nam hoặc đông tốt nhất, trong khi ở miền Nam: hướng nam hoặc tây nam là lựa chọn phổ biến.
- Bóng cây và vật cản: Tránh lắp đặt hệ thống điện mặt trời dưới bóng cây, tòa nhà cao hoặc các vật cản khác có thể che phủ ánh sáng mặt trời, gây giảm hiệu suất hoạt động của hệ thống.
- Độ cao: Hệ thống điện mặt trời nên được lắp đặt ở độ cao vừa phải để tránh ảnh hưởng của đất đai hoặc vùng ngập nước.
Góc nghiêng tối ưu:
Điều chỉnh góc nghiêng của tấm pin năng lượng mặt trời để tối đa hóa việc hấp thụ ánh sáng mặt trời là yếu tố quyết định để đảm bảo hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả.
- Góc nghiêng tối ưu: Góc nghiêng của tấm pin mặt trời cần được điều chỉnh sao cho phù hợp với mùa trong năm. Ở miền Bắc, góc nghiêng thường được lắp đặt khoảng 30-40 độ là lựa chọn phù hợp cho mùa đông, trong khi ở miền Nam, góc nghiêng thường được lắp đặt khoảng 10-20 độ thích hợp cho mùa hè.
- Tác động của góc nghiêng: Góc nghiêng càng gần với góc của ánh sáng mặt trời, hệ thống sẽ nhận được lượng ánh sáng tối đa và sản xuất năng lượng cao nhất. Góc nghiêng quá thấp hoặc quá cao đều có thể làm giảm hiệu suất hoạt động của hệ thống.
- Điều chỉnh theo mùa: Để tối ưu hóa hiệu suất, góc nghiêng của tấm pin mặt trời cũng cần được điều chỉnh theo mùa trong năm. Điều này giúp đảm bảo việc tiếp nhận ánh sáng mặt trời tốt nhất và năng lượng sản xuất cao nhất.
Bảo dưỡng và bão trì định kỳ:
Việc thực hiện các công việc bảo dưỡng và bảo trì định kỳ giúp người sử dụng phát hiện sớm các vấn đề trong hệ thống và ngăn chặn sự cố xảy ra.
- Đảm bảo thực hiện bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ để loại bỏ bụi bẩn, lá cây, tuyết, hoặc các vật liệu khác có thể che khuất tấm pin, từ đó giúp tăng cường hiệu suất hấp thụ ánh sáng mặt trời.
- Kiểm tra hệ thống dây điện đảm bảo rằng tất cả các dây điện và kết nối trong hệ thống đều được kiểm tra và bảo trì định kỳ để tránh sự cố ngắn mạch hoặc mất năng lượng.
- Kiểm tra hệ thống lưu trữ năng lượng: Nếu hệ thống sử dụng công nghệ lưu trữ năng lượng, cần kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.
Sử dụng bộ lưu trữ năng lượng:
Sử dụng bộ lưu trữ năng lượng (như pin lithium-ion hoặc hệ thống lưu trữ khác) để lưu trữ năng lượng dư thừa và sử dụng khi cần thiết, giúp tối ưu hóa sử dụng năng lượng. Sử dụng công nghệ lưu trữ năng lượng để tận dụng năng lượng dư thừa và tối ưu hóa sử dụng.
Hệ thống điện mặt trời tận dụng năng lượng dư thừa: là thường sản xuất năng lượng nhiều hơn nhu cầu tiêu thụ vào ban ngày, đặc biệt là trong những ngày có ánh sáng mặt trời mạnh. Bộ lưu trữ năng lượng giúp lưu trữ năng lượng dư thừa để sử dụng khi cần thiết, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm chi phí điện.
Bộ lưu trữ năng lượng giúp ổn định nguồn cung cấp năng lượng cho hệ thống, đặc biệt trong trường hợp mất điện hoặc khi nhu cầu tiêu thụ năng lượng vượt quá khả năng sản xuất từ ánh sáng mặt trời.
Sử dụng bộ lưu trữ năng lượng giúp giảm chi phí điện hàng tháng bằng cách sử dụng năng lượng từ bộ lưu trữ thay vì mua năng lượng từ lưới điện.
Sử dụng bộ lưu trữ năng lượng giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ từ nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ, giúp giảm lượng khí thải và bảo vệ môi trường.
Sử dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời tiên tiến:
Chọn lựa và sử dụng các loại pin năng lượng mặt trời mới nhất và hiệu suất cao để tăng cường khả năng thu hồi năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Sử dụng thiết bị và linh kiện chất lượng để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.
Tối ưu hóa hệ thống điều khiển và theo dõi:
Sử dụng công nghệ theo dõi và điều khiển thông minh để tối ưu hóa việc sản xuất năng lượng theo điều kiện thời tiết và môi trường xung quanh.
Giảm thiểu mất mát dây truyền:
Sử dụng dây dẫn năng lượng có hiệu suất cao và tối ưu hóa bố trí dây truyền để giảm thiểu mất mát năng lượng trong quá trình truyền tải. Xác định và giảm thiểu mất mát điện năng trong hệ thống để tăng hiệu suất.
Tận dụng hệ thống kết hợp:
Kết hợp năng lượng mặt trời với các nguồn năng lượng tái tạo khác như gió, thủy điện hoặc pin lưu trữ để tối ưu hóa hoạt động của cả hệ thống.
Giám sát và phân tích hiệu suất:
Thực hiện việc giám sát và phân tích hiệu suất để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của hệ thống và có thể thực hiện điều chỉnh hoặc nâng cấp nếu cần thiết. Theo dõi và đánh giá hiệu suất của hệ thống định kỳ để phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời. Xem xét việc cải thiện hệ thống thông qua việc nâng cấp linh kiện và công nghệ mới.
Đào tạo và hướng dẫn sử dụng:
Đảm bảo người sử dụng hoặc nhân viên có đủ kiến thức và kỹ năng để vận hành và bảo trì hệ thống một cách hiệu quả, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống.
Bình luận