Hệ thống điện mặt trời áp mái - hướng dẫn lắp đặt

Bài viết trình bày phương pháp đấu nối hệ thống các tấm pin mặt trời, hướng của hệ thống dàn pin, phương pháp đấu nối hệ thống các tấm pin với biến tần, lắp đặt các tấm solar trên mái nhà.

HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT (Bài 2) TS ĐẶNG MẠNH CƯỜNG Trường Cao đẳng Điện lực TP HCM I PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI HỆ THỐNG CÁC TẤM PIN MẠT TRỜI 1.1 Hướng hệ thống dàn pin Tối ưu vị trí đặt dàn pin những ưu tiên hàng đầu Những vấn đề vị trí lắp đặt dàn pin, chẳng hạn mái nhà khơng có vị trí lắp đặt tối ưu, cần có cân nhắc cách bố trí dàn pin tính thẩm mỹ cho cơng trình, yếu tố giúp cho người lắp đặt định vị trí đặt dàn pin tốt điều chỉnh hướng nghiêng hợp lý Hay nói cách khác, lượng lượng mặt trời hàng năm thu biến đổi có thay đổi góc phương vị góc nghiêng dàn pin Ở Việt Nam, pin quay hướng Nam đầu Bắc cao đầu Nam tùy theo vĩ độ vị trí lắp pin để nhận nguồn lượng lớn từ mặt trời Tuy nhiên, khơng phải tịa nhà xoay theo hướng mong muốn Do đó, tùy theo diện tích, vị trí vật thể đổ bóng lên vị trí lắp pin mà cần tính tốn góc xoay hệ thống pin cho phù hợp 1.2 Góc nghiêng dàn pin Khi lắp đặt dàn pin nên điều chỉnh hướng phía mặt trời để hấp thụ tối đa xạ mặt trời thời điểm Các pin tạo mức lượng tối đa chiếu trực diện vng góc với tia sáng mặt trời điều kiện khơng có đổ bóng pin Trên thực tế hệ thống pin mặt trời lắp đặt cố định muốn nhận lượng nhiều phải lắp nghiêng góc so với phương nằm ngang Đối với vị trí lắp đặt có vĩ độ lớn, góc nghiêng tối ưu cho dàn pin cao để tăng hiệu lượng thu Bảng cóc nghiêng dàn pin tham khảo cho số thành phố lớn Việt Nam Thành phố Hồ Chí Minh Phan thiết Đà lạt Đà Nẵng Hà Nội Mùa đông 34 34 36 40 44 Mùa xuân/ Mùa thu 11 11 12 16 21 1.3 Bóng đổ dàn pin Ngồi việc xác định góc nghiêng cần phân tích đổ bóng để đánh giá định lượng ảnh hưởng đổ bóng pin dàn pin Bóng đổ gây vật thể gần dàn pin làm cản trở xạ mặt trời, đặc biệt vật thể nằm đông, nam, tây dàn pin Chúng bao gồm cối, tòa tháp, đường dây lưới điện, tòa nhà kết cấu khác số vật thể ăng-ten, ống khói, cửa sổ mái hiên, bồn nước dàn pin gây đổ bóng cho Bụi bẩn tích lũy lâu ngày mảng pin ảnh hưởng tương tự đổ bóng Dàn pin nên chiếu Mùa hạ -12 -12 -12 -8 -2 Góc nghiêng trung bình 11 11 12 16 21 sáng lý tưởng khơng có đổ bóng khoảng thời gian từ 8h sáng đến 16h chiều, thời điểm xạ mặt trời cao ngày Tuy nhiên điều khó đạt nên cần cân nhắc đến vị trí cụ thể dàn pin giảm thiểu tối đa vật thể gây đổ bóng (VD: tỉa bớt chặt bớt cây) Đối với hệ thống nhiều dàn pin theo hàng song song, dàn pin đổ bóng lên dàn pin phía sau vào mùa đơng hàng gần Bóng đổ nhiều lên dàn pin dẫn đến phần chuỗi dàn pin ngưng hoạt động tùy theo hướng bóng đổ cách kết nối điện dàn pin Khoảng cách tối thiểu hàng pin phụ thuộc vào vị trí lắp đặt, chiều cao BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 19 vật thể gây bóng khoảng thời gian cần tránh bóng đổ ngày năm Do đó, cần phải bố trí giàn pin mô phần mềm thiết kế để có kết xác 1.4 Các phương pháp để đấu nối pin lượng mặt trời Phương pháp 1: Đấu song song Khi đấu nối song song pin, điện áp làm việc dàn pin điện áp pin, dịng điện làm việc dàn pin tổng dòng điện pin Phương pháp có hạn chế dịng điện cao dẫn đến dây dẫn lớn Phương pháp 2: Đấu nối tiếp – Chuỗi (1 String) Khi đấu nối tiếp string điện áp làm việc dàn pin tổng điện áp tất pin string, dòng điện làm việc dàn pin dòng điện qua pin Phương pháp có hạn chế điện áp cao dẫn đến nguy hiểm chạm chập, ngồi có pin sản sinh dịng điện thấp dịng điện dàn thấp theo Ví dụ có bóng đổ vài pin string làm dòng điện sinh giảm dẫn đến dòng điện dàn sinh giảm theo Phương pháp 3: Đấu nối tiếp – Nhiều chuỗi (N String) Khi đấu nối tiếp N string điện áp làm việc string tổng điện áp tất pin string đó, dịng điện làm việc string dòng điện qua pin Phương pháp có hạn chế điện áp cao dẫn đến nguy hiểm chạm chập Ưu điểm phương pháp string làm việc độc lập không bị ảnh hưởng nhaun, string giảm dịng khơng làm string khác giảm dịng điện, ngồi string làm việc điểm tối ưu công suất (MPPT) khác hiệu cho toàn hệ thống Phương pháp 4: Kết hợp song song nối tiếp trong hệ thống tấm pin mặt trời Khi đấu hỗn hợp song song nối tiếp, điện áp dàn pin điện áp tổng pin mắc nối tiếp, dòng điện dàn pin tổng dòng điện nhánh mắc song song Phương pháp hài hòa dòng điện điện áp, tùy theo thực tế yêu cầu inverter 20 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 II PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI HỆ THỐNG CÁC TẤM PIN VỚI BIẾN TẦN Một hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới thơng thường gồm thiết bị sau: - Các pin lượng mặt trời - Inverter chuyển đổi DC/AC - Tủ điện đóng cắt, bảo vệ DC AC - Điện kế - Các thiết bị tải xoay chiều AC Nguyên tắc làm việc thiết bị sau: Điện  NLMT thu từ pin (Solar Panel) điện DC, qua chuyển đổi hòa lưới (Grid-tie inverter), có chức đổi từ điện DC – AC pha tần số với điện lưới, sau hệ thống hòa chung với điện lưới quốc gia Hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới khơng cần dùng ắc-quy lưu trữ Khi cơng suất hịa lưới cơng suất tải tải tiêu thụ điện hồn tồn từ pin mặt trời - Khi công suất tải tiêu thụ lớn cơng suất hịa lưới tải nhận thêm công suất lưới bù vào Buổi tối dùng lượng điện từ lưới điện quốc gia (vì khơng có xạ mặt trời) - Các pin lắp mái nhà Cần có đồng hồ đo điện hai chiều lắp thêm vào để tính tốn lượng điện lượng mặt trời sản xuất từ pin điện nhận từ lưới Khi xác định vị trí lắp Inverter phải xem xét số yếu tố sau: - Đảm bảo tính thẩm mỹ cho cơng trình, khu vực lắp thiết bị - Vị trí lắp inverter gần với giàn pin tốt (khơng nên xa q 50m) - Phải có gió tự nhiên, thống mát để đảm bảo mức tản nhiệt cho thiết bị đủ không gian để lắp thiết bị hệ thống - Chọn phương án dây dễ dàng từ pin đến inverter từ inverter đến điểm hòa lưới - Xác định đo chiều dài từ vị trí lắp pin đến vị trí lắp inverter - Xác định phương pháp dây điện từ giàn pin đến vị trí inverter - Phải có vẽ thể vị trí lăp inverter Hướng dẫn lắp đặt Inverter pha: BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 21 22 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 Hướng dẫn lắp đặt Inverter pha: BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 23 24 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 25 III LẮP ĐẶT CÁC TẤM SOLAR TRÊN MÁI NHÀ Những điểm cần ý lắp đặt mái tole: - Tùy thuộc vào mức độ đổ bóng, hướng mái, độ nghiêng mái trình khoan để gia cố đỡ khung giàn - Sử dụng bass nẹp để cố định pin khung giàn đỡ lắp áp sát mái, bass nẹp không cao so với mặt pin gây đổ bóng vào cell làm giảm hiệu suất hệ thống 3.1 Lắp áp sát mái tole Rail nhôm bố trí vng góc với xà gồ mái tơn Hình 3.1: Cách lắp bass nẹp 02 pin bass nẹp pin cuối dãy Hình 3.5: Lắp đặt bass hook mái ngói Hinh 3.2: Cách lắp pin áp sát mái mái tole pin cố định với giàn khung hình bên dưới: Lắp giàn khung mái tôn: mà phương án lắp đặt áp sát mái tôn hay dựng giàn khung mái tôn - Chú ý đến vấn đề chống thấm mái tole thực Hình 3.6: Lắp đặt rail nhơm lên bass hook Hình 3.3: Cách lắp đặt pin giàn khung mái tôn 26 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 - Lắp đặt ấm pin giàn khung mái tôn tương tự lắp đặt mái bê tơng Các bảng liên kết giàn Hình 3.7: Lắp đặt pin giàn khung sắt mái ngói Hình 3.7: Lắp đặt pin giàn khung sắt mái ngói khung với xà gồ mái cần làm cẩn thận, đảm bảo chống thấm gia cố chắn 3.2 Lắp mái ngói Tùy thuộc vào mức độ đổ bóng, hướng mái, độ nghiêng mái mà phương án lắp đặt áp sát mái ngói hay dựng giàn khung mái ngói Chú ý đến vấn đề chống thấm mái ngói thực lắp đặt giàn khung Sử dụng bass nẹp để cố định pin khung giàn đỡ lắp áp sát mái, bass nẹp không cao so với mặt pin gây đổ bóng vào cell làm giảm hiệu suất hệ thống - Lắp áp sát mái ngói: - Lắp đặt giàn khung mái ngói Đối với phương án lắp đặt giàn khung mái ngói, cần đảm bảo xà gồ mái đủ lớn để chịu tải trọng giàn khung Ngoài phải lưu ý phương pháp chống thấm gia cơng khí cần đảm bảo mức độ cao BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 27 ... giàn đỡ lắp áp sát mái, bass nẹp khơng q cao so với mặt pin gây đổ bóng vào cell làm giảm hiệu suất hệ thống - Lắp áp sát mái ngói: - Lắp đặt giàn khung mái ngói Đối với phương án lắp đặt giàn... BIẾN TẦN Một hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới thơng thường gồm thiết bị sau: - Các pin lượng mặt trời - Inverter chuyển đổi DC/AC - Tủ điện đóng cắt, bảo vệ DC AC - Điện kế - Các thiết bị... dãy Hình 3.5: Lắp đặt bass hook mái ngói Hinh 3.2: Cách lắp pin áp sát mái mái tole pin cố định với giàn khung hình bên dưới: Lắp giàn khung mái tôn: mà phương án lắp đặt áp sát mái tôn hay dựng