Cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời

Xét trên cơ sở lợi ích quốc gia thì điện mặt trời sẽ góp phần đảm bảo an ninh năng lượng (giảm sử dụng than nhập), bảo vệ môi trường (giảm phát thải khí nhà kính) và không ảnh hưởng đến quy hoạch sử dụng đất tại các địa phương.

Cùng Venergy tìm hiểu chi tiết nhé!

Điện mặt trời áp mái là gì?

Điện mặt trời áp mái là hệ thống các tấm pin mặt trời được lắp trên mái của một tòa nhà, công trình,… Các hệ thống pin mặt trời này thường có công suất nhỏ hơn so với các nhà máy điện mặt trời trên mặt đất. Các hệ thống điện mặt trời áp mái thường có công suất khoảng từ 5 – 20kW. Đây cũng là một giải pháp tuyệt vời để biến ngôi nhà trở thành một trạm phát điện dựa vào năng lượng mặt trời, cung cấp cho ngôi nhà một nguồn năng lượng xanh.

Thành phần cơ bản cấu tạo nên hệ thống điện mặt trời áp mái bao gồm: tấm pin mặt trời, biến tần chuyển đổi điện – Inverter, sạc năng lượng mặt trời, ắc quy lưu trữ. Mỗi bộ phận đều đóng vai trò quan trọng khác nhau giúp tạo nên một hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả.

• Hệ thống pin năng lượng mặt trời: Thành phần chính của các tấm pin là silic tinh khiết, trên bề mặt có chứa một lượng lớn các cảm biến ánh sáng là diot quang có nhiệm vụ thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện năng và cung cấp nguồn điện cho cả hệ thống hoạt động. ‘
• Bộ biến tần chuyển đổi điện Inverter: Có nhiệm vụ là chuyển đổi nguồn điện một chiều từ DC của pin mặt trời sang điện xoay chiều AC để sử dụng cho các thiết bị điện.
• Sạc năng lượng mặt trời: Có nhiệm vụ chính là đảm bảo sạc năng lượng từ pin mặt trời sang hệ thống ắc quy, giúp cho các ắc quy cũng như hệ thống hoạt động tốt hơn và nâng cao tuổi thọ.
• Hệ thống ắc quy lưu trữ: Vì điện mặt trời không sản xuất liên tục do thời gian chiếu sáng cố định, bởi vậy các bình ắc quy khi được sử dụng để lưu trữ nguồn điện. Điện lưới bị mất hoặc khi hệ thống điện mặt trời không sản xuất ra điện thì các bình ắc quy lưu trữ sẽ cung cấp cho các thiết bị tiêu thụ từ hệ thống điện lưới.

Phân loại hệ thống điện năng lượng mặt trời

Có 3 hình thức lắp điện năng lượng mặt trời gồm: Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On Grid), hệ thống điện mặt trời độc lập (Off Grid) và hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid).

• Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid): Là hệ thống hoạt động song song với điện lưới. Nguồn điện mặt trời tạo ra từ hệ thống On-grid được ưu tiên dùng cho các thiết bị điện. Khi nhu cầu sử dụng điện lớn hơn lượng điện từ hệ thống điện năng lượng mặt trời tạo ra, hệ thống sẽ lấy điện lưới quốc gia để sử dụng.

Trong trường hợp hệ thống sản xuất điện dư thừa so với mức tiêu thụ thì lượng điện dư thừa sẽ đẩy lại mạng lưới điện quốc gia. Số điện dư khi này sẽ được ghi lại thông qua đồng hồ 2 chiều và EVN sẽ thanh toán cho số điện này (nếu có chính sách giá FIT).

Tuy nhiên, hiện nay nhà nước vẫn chưa có chính sách mua điện mặt trời trở lại nên hệ thống sẽ tự động cân bằng lượng điện mặt trời tạo ra với nhu cầu sử dụng để không có điện dư thừa phát lên lưới (chế độ Zero Export).

• Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid): Đặc điểm của hệ thống này là hoàn toàn không phụ thuộc vào nguồn điện lưới. Với hệ thống điện mặt trời độc lập, hệ thống sẽ sản xuất ra điện sau đó dẫn điện đến các bình ắc quy để lưu trữ điện.
• Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid): Hệ thống này chính là sự kết hợp giữa 2 hệ On-grid và Off-grid, do đó nó vừa có thể hoà lưới điện quốc gia, vừa có ắc quy để lưu trữ điện phục vụ cho các nhu cầu cần thiết.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện trong vật lý.

Những tấm pin năng lượng được lắp trên mái nhà hoặc những nơi có thể đón được nhiều ánh sáng mặt trời nhất. Nó sẽ hấp thụ các photon có trong ánh sáng mặt trời mà sinh ra dòng điện một chiều.

Hệ thống biến tần sẽ chuyển đổi dòng điện một chiều này thành dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều này có cùng công suất và tần số với điện hòa lưới.

Hệ thống này sử dụng sạc năng lượng mặt trời để sạc đầy các bình ắc quy lưu trữ rồi hòa vào mạng lưới điện nhà nước. Từ đó, cả hai nguồn điện này sẽ cùng lúc cung cấp điện cho các tải tiêu thụ. Tuy nhiên thì hệ thống này sẽ tự động ưu tiên sử dụng nguồn điện mặt trời. Chỉ khi hệ thống điện mặt trời không sản sinh và cung cấp đủ nguồn điện thì mới chuyển sang sử dụng nguồn điện lưới.

Lợi ích khi sử dụng điện mặt trời mái nhà

Nguồn năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống như tạo hệ thống sưởi ấm, làm mát, thông gió; hệ thống lọc nước; sử dụng năng lượng mặt trời để đun nấu, phơi sấy, khử trùng, làm nóng nước; tạo ra điện với hệ thống điện năng lượng mặt trời…

Một số lợi ích nổi bật của hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể kể tới như:

• Tiết kiệm tối đa chi phí sử dụng điện hàng tháng
• Thời gian sử dụng hệ thống điện mặt trời có thể kéo dài tới hơn 30 năm. Đồng thời các chi phí bảo trì, bảo dưỡng cũng rất ít trong quá trình sử dụng.
• Giúp nâng cao tính thẩm mỹ và tăng giá trị cho công trình của bạn
• Hỗ trợ giảm gánh nặng từ các nhà máy nhiệt điện, giảm khí CO2 giúp bảo vệ môi trường sống bên cạnh việc sinh lời từ việc bán lượng điện dư thừa từ hệ thống điện mặt trời trực tiếp cho EVN.

Ứng dụng của năng lượng mặt trời

Ngày nay năng lượng mặt trời ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Đây là nguồn nguyên liệu quan trọng được dùng trong đời sống như hệ thống sưởi ấm, hệ thống thông gió, lọc nước, đèn năng lượng mặt trời,…

Ngoài ra năng lượng mặt trời còn được dùng để khử trùng, làm bình nước nóng lạnh, đun nấu, tạo ra điện nhờ hệ thống điện mặt trời.