Hướng dẫn chi tiết tính kích thước inverter năng lượng mặt trời

Bạn đang tìm hiểu về các hệ thống điện mặt trời và phân vân về kích thước inverter phù hợp? Việc lựa chọn inverter đúng công suất là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống. Bài viết này Saigon Sinco sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về kích thước phổ biến của Inverter, các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn, cũng như cách tính toán để lựa chọn inverter phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

Cách tính toán kích thước inverter cho hệ thống điện mặt trời

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn kích thước inverter phù hợp, bao gồm:

• Kích thước hệ thống (công suất tấm pin): Công suất tổng của hệ thống tấm pin là yếu tố quyết định chính công suất inverter. Inverter cần có công suất lớn hơn hoặc bằng công suất hệ thống tấm pin để đảm bảo hoạt động hiệu quả. Tuy nhiên, thông thường người ta sẽ chọn inverter có công suất lớn hơn một chút so với công suất hệ thống (ví dụ 110% hoặc 120%) để tạo dung lượng dự phòng và đảm bảo hoạt động ổn định.

• Điện áp và dòng điện của tấm pin (Voc, Isc, Vmpp): Điện áp mạch hở (Voc - Open Circuit Voltage), dòng điện ngắn mạch (Isc - Short Circuit Current) và điện áp và dòng điện tại điểm công suất cực đại (Vmpp - Maximum Power Point Voltage and Current) của tấm pin là những thông số quan trọng để tính toán số lượng tấm pin trong mỗi chuỗi và số lượng chuỗi trong hệ thống. Các thông số này thường được cung cấp trong thông số kỹ thuật của tấm pin.

• Dải điện áp và dòng điện đầu vào của inverter: Inverter có giới hạn về điện áp và dòng điện đầu vào. Điện áp và dòng điện của tấm pin không được vượt quá giới hạn này để tránh hư hỏng inverter. Giới hạn này được nhà sản xuất inverter cung cấp trong thông số kỹ thuật.

• Bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường: Bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin. Nhiệt độ cao sẽ làm giảm hiệu suất của tấm pin, dẫn đến điện áp và dòng điện đầu ra thấp hơn. Bức xạ mặt trời thấp cũng làm giảm hiệu suất của tấm pin. Cần xem xét các điều kiện thời tiết địa phương để lựa chọn inverter phù hợp.

• Hiệu suất mong muốn của hệ thống: Hiệu suất mong muốn của hệ thống cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn inverter. Nếu yêu cầu hiệu suất cao, cần lựa chọn inverter có hiệu suất chuyển đổi cao. Hiệu suất inverter thường được nhà sản xuất cung cấp trong thông số kỹ thuật.

Các bước tính toán:

Để tính toán kích thước inverter phù hợp, cần thực hiện các bước sau:

• Xác định công suất và điện áp của hệ thống tấm pin: Tổng công suất của hệ thống tấm pin sẽ quyết định công suất inverter cần thiết.

• Xác định điện áp và dòng điện tối đa của tấm pin ở nhiệt độ thấp nhất (Tmin): Nhiệt độ thấp làm tăng điện áp mạch hở (Voc).

Voc (Tmin) = Voc (STC) * [1 + Hệ số nhiệt độ Voc * (Tmin - 25)]

Isc (Tmin) = Isc (STC) * [1 + Hệ số nhiệt độ Isc * (Tmin - 25)]

(STC: Standard Test Condition - Điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, thường là 25°C, 1000W/m², AM1.5)

Xác định điện áp và dòng điện tối thiểu của tấm pin ở nhiệt độ cao nhất (Tmax):

Vmpp (Tmax) = Vmpp (STC) * [1 + Hệ số nhiệt độ Vmpp * (Tmax - 25)]

Isc (Tmax) = Isc (STC) * [1 + Hệ số nhiệt độ Isc * (Tmax - 25)]

Tính toán số lượng tấm pin tối đa trên mỗi chuỗi: 

Số lượng tấm pin tối đa/chuỗi = Điện áp đầu vào tối đa inverter / Voc (Tmin)

Tính toán số lượng chuỗi tối đa: 

Số lượng chuỗi tối đa = Dòng điện đầu vào tối đa inverter / Isc (Tmax)

Chọn inverter có công suất và dải điện áp phù hợp: Công suất inverter cần lớn hơn hoặc bằng tổng công suất hệ thống tấm pin, và dải điện áp đầu vào phải phù hợp với điện áp của chuỗi tấm pin.

Ví dụ minh họa:

Một hệ thống 5kW với tấm pin 320W, Voc (STC) = 37.8V, Isc (STC) = 9.13A, Vmpp (STC) = 30.6V, hệ số nhiệt độ Voc = -0.3%/°C, hệ số nhiệt độ Isc = 0.05%/°C, hệ số nhiệt độ Vmpp = -0.26%/°C, Tmin = -5°C, Tmax = 45°C.

Sau khi tính toán, bạn sẽ lựa chọn inverter có công suất phù hợp và dải điện áp đầu vào đáp ứng được yêu cầu của hệ thống.

Cách tính toán kích thước inverter cho hệ thống điện mặt trời

Lựa chọn inverter phù hợp với hệ thống điện mặt trời

Inverter được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, giúp người dùng lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu và điều kiện lắp đặt. Một số phân loại phổ biến gồm:

• Inverter 1 pha và 3 pha: Inverter 1 pha được sử dụng cho các hệ thống điện mặt trời nhỏ, công suất thấp, thường dùng cho hộ gia đình. Inverter 3 pha được sử dụng cho các hệ thống điện mặt trời lớn hơn, công suất cao, thường dùng cho doanh nghiệp hoặc các công trình công nghiệp. Việc lựa chọn inverter 1 pha hay 3 pha phụ thuộc vào loại nguồn điện sử dụng trong công trình.

• Inverter chuỗi (String Inverter) và inverter trung tâm (Central Inverter): Inverter chuỗi kết nối trực tiếp với một hoặc nhiều chuỗi tấm pin. Inverter trung tâm kết nối với nhiều chuỗi tấm pin thông qua một bảng điện trung gian (combiner box). Inverter chuỗi thường có công suất nhỏ hơn, giá thành thấp hơn, dễ lắp đặt và bảo trì. Inverter trung tâm thường có công suất lớn hơn, hiệu suất cao hơn, nhưng phức tạp hơn về lắp đặt và bảo trì. Việc lựa chọn loại inverter này phụ thuộc vào quy mô và cấu trúc của hệ thống điện mặt trời.

• Inverter có biến áp và inverter không biến áp: Inverter có biến áp sử dụng biến áp để cô lập điện áp đầu ra khỏi điện áp đầu vào. Inverter không biến áp không sử dụng biến áp, giúp giảm kích thước, trọng lượng và tăng hiệu suất. Inverter không biến áp thường có giá thành cao hơn và có thể nhạy cảm hơn với sự thay đổi điện áp. Sự lựa chọn phụ thuộc vào yếu tố kỹ thuật và yêu cầu về hiệu suất, kích thước của hệ thống.

Các tiêu chí lựa chọn:

• Công suất và dải điện áp phù hợp: Công suất inverter cần lớn hơn hoặc bằng tổng công suất của hệ thống tấm pin, với một phần dung lượng dự phòng. Dải điện áp đầu vào phải phù hợp với điện áp của hệ thống tấm pin. Việc lựa chọn công suất và dải điện áp phù hợp đảm bảo inverter hoạt động ổn định và hiệu quả.

• Hiệu suất chuyển đổi cao: Hiệu suất chuyển đổi của inverter là tỷ lệ phần trăm điện năng DC được chuyển đổi thành điện năng AC. Càng cao càng tốt, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng mặt trời.

• Các tính năng bảo vệ: Inverter cần được trang bị các tính năng bảo vệ như bảo vệ quá tải, ngắn mạch, quá nhiệt, sét… Các tính năng bảo vệ này rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho hệ thống và kéo dài tuổi thọ của inverter.

• Độ bền và độ tin cậy: Lựa chọn inverter từ các thương hiệu uy tín, có độ bền và độ tin cậy cao, giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí bảo trì, sửa chữa.

• Giá cả và bảo hành: Giá cả inverter rất đa dạng, tùy thuộc vào công suất, thương hiệu và các tính năng. Cần cân nhắc giữa giá cả và chất lượng sản phẩm. Chế độ bảo hành của nhà sản xuất cũng là yếu tố quan trọng cần được xem xét.

So sánh các hãng inverter phổ biến:

Trên thị trường hiện nay có nhiều hãng inverter nổi tiếng, mỗi hãng có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Một số hãng inverter phổ biến bao gồm: Huawei, Sungrow, SMA, Growatt, Solis, Enphase… Việc so sánh các hãng inverter dựa trên các tiêu chí như hiệu suất, độ tin cậy, giá cả và chế độ bảo hành là rất quan trọng để lựa chọn được sản phẩm phù hợp.

Lựa chọn inverter phù hợp với hệ thống điện mặt trời

Xem thêm: Inverter là gì? Nguyên lý, Ưu điểm & Ứng dụng của Inverter thực tế

Tối ưu hóa hiệu suất hệ thống điện mặt trời với inverter

Kích thước inverter, cụ thể là công suất định mức của nó, có ảnh hưởng trực tiếp và quan trọng đến hiệu suất của hệ thống điện mặt trời. Việc lựa chọn không phù hợp có thể dẫn đến hai vấn đề chính:

• Inverter quá nhỏ: Nếu công suất inverter nhỏ hơn công suất tổng của các tấm pin mặt trời, inverter sẽ không thể xử lý toàn bộ điện năng được tạo ra. Điều này dẫn đến hiện tượng "cắt bớt điện năng" (clipping), làm giảm đáng kể năng lượng mà hệ thống có thể sản xuất. Điện năng dư thừa bị cắt bỏ, không được chuyển đổi thành điện AC sử dụng được. Đây là một sự lãng phí năng lượng nghiêm trọng, làm giảm hiệu quả đầu tư và lợi nhuận thu được từ hệ thống.

• Inverter quá lớn: Ngược lại, việc sử dụng inverter có công suất lớn hơn nhiều so với công suất của hệ thống tấm pin cũng không hiệu quả. Inverter sẽ hoạt động ở công suất thấp hơn công suất định mức, dẫn đến hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp hơn. Điều này làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng và làm tăng chi phí đầu tư ban đầu không cần thiết. Ngoài ra, inverter hoạt động ở công suất thấp hơn mức tối ưu có thể làm tăng nguy cơ quá nhiệt và giảm tuổi thọ của thiết bị.

Lựa chọn điểm công suất tối đa (MPP) phù hợp:

Mỗi tấm pin mặt trời có một điểm công suất tối đa (Maximum Power Point - MPP), là điểm hoạt động mà tại đó tấm pin sản xuất ra công suất lớn nhất. Việc vận hành tấm pin ở điểm MPP là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.

Sử dụng tính năng theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT - Maximum Power Point Tracking): Hầu hết các inverter hiện đại đều được tích hợp tính năng MPPT. Tính năng này giúp inverter tự động điều chỉnh điện áp và dòng điện để vận hành tấm pin ở điểm MPP, bất kể điều kiện thời tiết như cường độ ánh sáng và nhiệt độ thay đổi. MPPT giúp tối đa hóa lượng điện năng được thu thập từ tấm pin, nâng cao hiệu suất hệ thống.

Giảm thiểu tổn thất năng lượng:

Ngoài việc lựa chọn inverter phù hợp, việc giảm thiểu tổn thất năng lượng trong hệ thống cũng rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất:

• Sử dụng dây dẫn chất lượng cao: Dây dẫn chất lượng cao với tiết diện phù hợp sẽ giảm thiểu tổn thất năng lượng do điện trở của dây dẫn. Dây dẫn chất lượng kém sẽ gây ra tổn thất điện năng đáng kể dưới dạng nhiệt, làm giảm hiệu suất hệ thống.

• Lắp đặt inverter ở nơi thoáng mát: Inverter hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ môi trường lý tưởng. Việc lắp đặt inverter ở nơi thoáng mát giúp giảm thiểu quá nhiệt, nâng cao hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Quá nhiệt có thể làm giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng của inverter và thậm chí gây hư hỏng thiết bị.

• Vệ sinh tấm pin thường xuyên: Bụi bẩn, lá cây và các chất bẩn khác bám trên bề mặt tấm pin sẽ làm giảm lượng ánh sáng mặt trời đến được tấm pin, dẫn đến giảm hiệu suất. Việc vệ sinh tấm pin thường xuyên giúp loại bỏ bụi bẩn, tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng và nâng cao hiệu suất của hệ thống.

Tối ưu hóa hiệu suất hệ thống điện mặt trời với inverter

Các vấn đề thường gặp khi sử dụng inverter năng lượng mặt trời

Hiểu rõ các vấn đề thường gặp và cách khắc phục sẽ giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả và kéo dài tuổi thọ.

Quá tải:

Quá tải là một trong những vấn đề thường gặp nhất khi sử dụng inverter năng lượng mặt trời. Điều này xảy ra khi công suất điện năng được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời vượt quá công suất định mức của inverter.

• Nguyên nhân: Quá tải có thể do nhiều nguyên nhân gây ra, bao gồm: lựa chọn inverter có công suất quá nhỏ so với hệ thống tấm pin, môi trường hoạt động lý tưởng (nhiệt độ thấp, bức xạ mặt trời cao), bụi bẩn bám trên tấm pin làm giảm hiệu suất, sự cố kỹ thuật trong hệ thống tấm pin.

• Cách khắc phục: Nếu inverter báo quá tải, cần kiểm tra công suất hệ thống tấm pin và công suất định mức của inverter. Nếu công suất inverter quá nhỏ, cần thay thế bằng inverter có công suất lớn hơn. Vệ sinh tấm pin thường xuyên để loại bỏ bụi bẩn, đảm bảo hệ thống hoạt động ở hiệu suất tối ưu. Kiểm tra các kết nối điện để đảm bảo không có sự cố nào xảy ra. Trong trường hợp vẫn xảy ra quá tải sau khi đã thực hiện các biện pháp trên, cần liên hệ với kỹ thuật viên để được hỗ trợ.

Ngắn mạch:

Ngắn mạch là hiện tượng dòng điện đi qua đường ngắn mạch có điện trở thấp, gây ra dòng điện quá tải đột ngột.

• Nguyên nhân: Ngắn mạch có thể do nhiều nguyên nhân gây ra, bao gồm: sự cố kết nối điện, hư hỏng dây dẫn, thiệt hại do sét đánh, sự cố trong tấm pin hoặc inverter.

• Cách khắc phục: Nếu xảy ra ngắn mạch, cần ngắt ngay nguồn điện để đảm bảo an toàn. Kiểm tra toàn bộ hệ thống điện để tìm ra vị trí ngắn mạch. Sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận bị hư hỏng. Lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sét để bảo vệ hệ thống khỏi bị hư hỏng do sét đánh. Trong trường hợp không tự khắc phục được, nên liên hệ với kỹ thuật viên chuyên nghiệp.

Quá nhiệt:

• Nguyên nhân: Quá nhiệt có thể do nhiều nguyên nhân gây ra, bao gồm: lắp đặt inverter ở nơi không thoáng mát, hoạt động liên tục ở công suất cao, sự cố hệ thống tản nhiệt, lượng bụi bẩn tích tụ trong inverter.

• Cách khắc phục: Đảm bảo inverter được lắp đặt ở nơi thoáng mát, có đủ không gian để tản nhiệt. Vệ sinh inverter thường xuyên để loại bỏ bụi bẩn. Kiểm tra hệ thống tản nhiệt của inverter để đảm bảo hoạt động bình thường. Trong trường hợp inverter quá nóng, cần ngắt nguồn điện và để cho inverter nguội bớt trước khi vận hành lại. Nếu vấn đề vẫn tiếp diễn, cần liên hệ với kỹ thuật viên để được hỗ trợ.

Lỗi kết nối:

• Nguyên nhân: Lỗi kết nối có thể do nhiều nguyên nhân gây ra, bao gồm: kết nối dây dẫn không đúng, hư hỏng đầu nối, lỏng kết nối, sự cố trong hệ thống giám sát.

• Cách khắc phục: Kiểm tra tất cả các kết nối dây dẫn, đầu nối để đảm bảo chúng được kết nối chắc chắn. Sửa chữa hoặc thay thế các đầu nối bị hư hỏng. Kiểm tra hệ thống giám sát và các thiết bị liên quan. Nếu vấn đề vẫn tiếp diễn, cần liên hệ với kỹ thuật viên để được hỗ trợ.

Bảo trì và sửa chữa inverter:

Bảo trì định kỳ giúp kéo dài tuổi thọ và đảm bảo hiệu suất hoạt động của inverter.

• Các bước bảo trì cơ bản: Vệ sinh inverter thường xuyên để loại bỏ bụi bẩn. Kiểm tra các kết nối điện để đảm bảo chúng được kết nối chắc chắn. Kiểm tra hệ thống tản nhiệt để đảm bảo hoạt động bình thường. Kiểm tra các thông số hoạt động của inverter để đảm bảo nó hoạt động trong phạm vi cho phép.

• Khi nào cần liên hệ với dịch vụ sửa chữa: Nếu inverter báo lỗi, không hoạt động hoặc có dấu hiệu bất thường, cần liên hệ với dịch vụ sửa chữa chuyên nghiệp. Không nên tự ý sửa chữa inverter nếu không có kiến thức chuyên môn.

Kích thước phổ biến của inverter phụ thuộc vào việc hiểu rõ các vấn đề thường gặp khi sử dụng inverter năng lượng mặt trời và cách khắc phục là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và bền vững. Bảo trì định kỳ và liên hệ với dịch vụ sửa chữa chuyên nghiệp khi cần thiết sẽ giúp kéo dài tuổi thọ và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của inverter. Hy vọng bài viết của Saigon Sinco đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về cấu tạo, nguyên lý hoạt động. Hãy trang bị kiến thức này để lựa chọn và sử dụng một cách hiệu quả, bảo vệ hệ thống điện của gia đình và doanh nghiệp bạn!

CTY TNHH TM XÂY LẮP CÔNG NGHIỆP SÀI GÒN (SINCO ENGINEERING): 

Công Ty TNHH Thương Mại Xây Lắp Công Nghiệp SÀI GÒN Sinco - nhà sản xuất và phân phối thiết bị điện hàng đầu tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp tủ điện, máy biến áp và nhiều sản phẩm chất lượng khác.

• Địa chỉ: 489/9 Mã Lò, Khu phố 1, Phường Bình Hưng Hòa A, Bình Tân, Hồ Chí Minh

• Hotline: 0946556058 - 0914510058

• Email: saigonsinco@gmail.com

• Website: https://www.saigonsinco.com

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: