Hệ thống ĐMT: Nên chọn cấu hình tấm pin & Inverter như thế nào để tối ưu hiệu quả?
#1. Những điều kiện không thể bỏ qua cho khi cấu hình tấm pin và inverter
Phối hợp tối ưu công suất giàn pin và inverter
Đây là công thức sử dụng để phối hợp công suất giàn pin và inverter tối ưu nhất dành cho bạn:
Ppv ≤ 1.2 x Pinv
Ppv : Tổng công suất của giàn pin (công suất tấm pin x số lượng tấm pin)
Pinv : Công suất của Inverter
Công suất giàn pin càng gần giá trị 1.2 x Pinv càng tốt.
Tại sao vậy nhỉ ? bạn tự hỏi
Điều này đưa lại cho bạn những lợi ích như sau :
Giúp tối ưu công suất ngõ ra của inverter.
Đạt được năng lượng đầu ra cần thiết khi lắp đặt inverter trong không gian hạn chế.
Tối đa hiệu quả điện năng vào ban ngày cho chủ sở hữu hệ thống
Giúp bạn dễ dàng lựa chọn cấu hình Inverter cho giàn pin trong trường hợp cần thay thế inverter mới..
Kiểm tra dải MPPT của hệ thống
Công thức kiểm tra dãy MPPT của hệ thống như sau:
Vmpptinv-min < Vmpp-pv < Vmpptinv-max
Vmpptinv-min : Điện áp tối thiểu để mạch MPPT hoạt động.
Vmpptinv-max : Điện áp tối đa cho phép của mạch MPPT.
Vmpp-pv : Điện áp hoạt động của giàn pin ( hay của 1 string )
Nghĩa là "điện áp hoạt động của giàn pin sẽ cần nằm trong dãy điện áp MPPT để giúp inverter chuyển đổi DC sang AC đạt hiệu suất cao nhất". Nếu nằm ngoài dãy MPPT inverter sẽ giảm công suất phát, hoặc không thể hoạt động.
Kiểm tra điện áp tối đa của hệ thống
Điều kiện điểm tra điện áp tối đa như sau :
Voc-pv < Vdcmax-inv
Voc - pv : Điện áp hở mạch tối đa của giàn pin
Vdcmax - inv : Điện áp DC cho phép tối đa ở ngõ vào của inverter.
Điều kiện này đảm bảo các linh kiện sẽ không bị hỏng hóc do quá áp ngõ vào từ giàn pin năng lượng mặt trời.
Kiểm tra dòng điện tối đa cho phép ngõ vào
Isc < Imax-input-inv
Isc : Dòng điện ngắn mạch tối đa của giàn pin mặt trời
Imax-input-inv : Dòng điện cho phép tối đa ngõ vào của inverter.
#2. Các dữ liệu cần thiết để chọn cấu hình tấm pin & Inverter hiệu quả nhất
Để tìm ra số lượng tấm pin lắp đặt phù hợp bạn sử dụng phương pháp như sau :
- Lấy tiền điện hàng tháng chia cho 2.000 ( đơn giá tiền điện trung bình )
- Dùng kết quả chia tiếp cho 30 ( tìm ra điện năng tiêu thụ trong 1 ngày )
- Tiếp tục lấy kết quả chia cho 4 ( số giờ nắng đỉnh trung bình ) sẽ được công suất hệ thống.
- Chia tiếp cho công suất của một tấm pin sẽ ra số lượng tấm pin.
VD1 : Hàng tháng khách hàng sử dụng 2 triệu tiền điện, tìm ra số lượng tấm pin 325W cần sử dụng ?
2.000.000/2.000 = 1000 ( KWh/tháng )
1000/30 = 33 ( KWh/ngày )
33/4 = 8.25 ( kWp )
Lựa chọn tấm pin 325 W > số lượng tấm pin là 8.25/0.325 = 25 tấm pin
Như vậy với số tiền điện là 2 triệu đồng 1 tháng, hệ thống điện mặt trời cần 25 tấm pin 325W, tổng công suất 8,125 kWp sẽ tạo ra lượng điện năng phù hợp với nhu cầu sử dụng của khách hàng.
VD2 : Hàng tháng khách hàng sử dụng 600.000 tiền điện, tìm ra số lượng tấm pin 280W cần sử dụng ?
600.000/2000 = 300 (kWh/tháng)
300/30 = 10 (kWh/ ngày)
10/4 = 2.5 (kWp)
Lựa chọn tấm pin 280 W > số lượng tấm pin là 2.5/0.28 = 9 tấm pin
Như vậy với số tiền điện là 600.000 đồng 1 tháng, hệ thống điện mặt trời gồm 9 tấm pin 280W, tổng công suất 2,52 kWp sẽ tạo ra lượng điện năng phù hợp với nhu cầu sử dụng của khách hàng.
Công thức tính nhanh :
Tiền điện hàng tháng / (240.000* Ppv ) = Số lượng tấm pin cần lắp đặt.
Ppv : công suất của tấm pin lựa chọn
Vậy nếu như khách hàng chỉ cung cấp thông số về diện tích mái nhà, chúng ta sẽ làm thế nào ?
Diện tích sơ bộ mái nhà
Chỉ gồm 2 bước đơn giản bạn đã tìm ra được kết quả mong muốn :
- Lấy diện tích sơ bộ mái nhà / 7
- Sau đó lấy kết quả chia cho công suất tấm pin lựa chọn
VD1 : Mái nhà khách hàng có diện tích khoảng 30 m2, tính toán số lượng tấm pin 345W cần sử dụng để lắp đặt ?
- 30/7 = 4.3 (kWp)
- 4.3/0.345 = 12 ( tấm pin )
Hệ thống với 12 tấm pin 345W với tổng công suất là 4.14 kWp sẽ phù hợp với nhà khách hàng.
VD2 : Mái nhà khách hàng có tổng diện tích khoảng 60m2, tình toán số lượng tấm pin 325W cần sử dụng để lắp đặt ?
- 60/7 = 8.6 (kWp)
- 8.6/0.325 = 26 (tấm pin)
Hệ thống với 26 tấm pin 325W với tổng công suất là 8.45 kWp sẽ phù hợp với nhà khách hàng.
Số Kwp pin dự kiến lắp đặt
Bạn chỉ cần lấy tổng công suất lắp đặt chia cho công suất của tấm pin.
VD1: hệ thống 10kWP sẽ cần bao nhiêu tấm pin 360W ?
10/0.36 = 27 (tấm pin)
VD2 : hệ thống 200kWP sẽ cần bao nhiêu tấm pin 345W ?
200/0.345 = 580 (tấm pin)
#3. Những bước thang để dẫn bạn đến hệ thống cấu hình tối ưu
Tính toán số lượng tấm pin cần sử dụng
Sau khi đã tính toán xong số lượng tấm pin, hãy bắt đầu với những bậc thang thú vị tiếp theo.
Chọn inverter
Chúng ta lựa chọn inverter theo điều kiện sau :
Pinv = Ppv / 1.2
VD1 : Hệ thống 16 tấm pin 345W sẽ có tổng công suất là 5.52kWp từ đó ta tính công suất inverter như sau : Pinv = 5.52 / 1.2 = 4.6 (kW)
Lựa chọn cấp inverter gần nhất là 5kW
VD2 : Hệ thống 132 tấm pin 360W có tổng công suất là 47.52kWp từ đó ta tính chọn inverter như sau : Pinv = 47.52 / 1.2 = 39.6 (kW)
Lựa chọn inverter có công suất là 40kW.
Tính toán số lượng string cho inverter
Trong hệ thống điện mặt trời các tấm pin mắc nối tiếp nhau tạo thành 1 chuỗi được gọi là 1 string.
Mắc nối tiếp các tấm pin nhằm đưa điện áp của dãy pin nằm trong khoảng MPPT giúp inverter hoạt động ổn định và đạt hiệu suất cao ( khi mắc nối tiếp các tấm pin, điện áp sẽ là tổng điện áp các tấm pin mắc nối tiếp )
Việc tính toán String giúp bạn xác định số lượng tấm pin mắc nối tiếp để kết nối vào inverter
Chúng ta sẽ tính toán số lượng string theo quy trình đơn giản như sau :
1.Tính toán số lượng tấm pin tối đa trên 1 string có thể đấu vào inverter :
PVmax = Vmppt-max-inv / Vmpp-pv
PVmax : số lượng tấm pin tối đa
Vmppt-max-inv : điện áp tối đa dải MPPT của inverter
Vmpp-pv : điện áp hoạt động của 1 tấm pin
2. Tính toán và làm tròn số lượng string
Nstring = Npv/PVmax
Sau đó làm tròn lên con số nguyên gần nhất
VD : Hệ thống 16 tấm pin 345W (Vmpp = 38.8) tổng công suất là 5.52kWp đấu nối vào inverter 5kW có Vmppt-max-inv = 500V sẽ như thế nào ?
PVmax = 500 / 38.8 = 12.88
Nstring = 16/12.88 = 1.24
Chúng ta làm tròn lên 2
Như vậy 16 tấm pin sẽ chia làm 2 string ( Mỗi string 8 tấm pin ) để kết nối vào inverter.
Kiểm tra dòng điện tối đa cho phép ngõ vào
Mỗi cổng ngõ vào của inverter sẽ có quy định dòng điện cho phép tối đa ngõ vào
Nhà sản xuất đưa ra con số trên để quy định mỗi ngõ vào sẽ kết nối tối đa bao nhiêu string.
Quá trình kiểm tra dòng điện tối đa cho phép của hệ thống dựa trên công thức sau :
Isc < Imax-input-inv
Isc : Dòng điện ngắn mạch tối đa của tấm pin
Imax-inout-inv : Dòng điện tối đa cho phép ngõ vào của inverter
VD1 : Kết nối 16 tấm pin 345W ( Isc = 9.43 A ) vào Inverter 5kW có Imax-input-inv = 15A. Kiểm tra dòng điện tối đa của hệ thống ?
Chúng ta đã tính toán chia 16 tấm pin thành 2 string. Nếu kết nối 2 string chung ở một ngõ vào sẽ gây quá dòng cho phép của inverter ( 9.43 x 2 >15 ) do đó mỗi string sẽ kết nối vào một ngõ vào riêng biệt.
Trên inverter, nhà sản xuất đã tính toán và chia sẵn các cặp cổng ngõ vào DC.
Thông thường mỗi string sẽ kết nối vào một cổng.
Kiểm tra điện áp tối đa của hệ thống
Sử dụng điều kiện sau :
Voc-pv < Vdcmax-inv
VD : Inverter 5kWp có điện áp ngõ vào tối đa là 600V, một string của bạn gồm 8 tấm pin ( mỗi tấm có Voc = 46.4 ) kiểm tra điện áp tối đa của hệ thống
Theo công thức ta sẽ có : 46.4 x 8 = 371.2 (V) < 600V
Như vậy hệ thống thỏa mãn điều kiện điện áp tối đa.
Sau bước này bạn đã có cấu hình hoàn chỉnh, thỏa mãn tất cả điều kiện và đạt mức tối ưu cho hệ thống.
(Nguồn: Tham khảo & chọn lọc)
Với những chia sẻ và tài liệu trong bài viết này, bây giờ bạn đã được trang bị những kiến thức, bạn biết những bước để chuẩn bị, bạn biết những thứ nằm sâu bên trong một hệ thống tối ưu, và bạn có một số công cụ & cách làm hữu hiệu nhất. Nếu quý khách hàng đang muốn tìm đối tác tư vấn, thiết kế và thi công hệ thống điện mặt trời trên mái thì STC rất hân hạnh hỗ trợ. Liên hệ hotline STC tư vấn miễn phí: 090 191 8338
