Tích toán và thiết kế hệ thống điện mặt trời ápmái 4,5kw cho hộ gia đình

Nguyên nhân gây tổn hao trong hệ thống điện mặt trời và cách khắc phục

Như vậy, lượng bức xạ mà thực tế hệ thống thu được sẽ khác với lượng bức xạ lớn nhất trên lý thuyết mà hệ thống có thể thu được tại cùng vị trí do cách lắp đặt mà chúng ta lựa chọn. Đồng thời, không chỉ gây tổn hại đến sản lượng pin, hiện tượng “bóng râm” có thể khiến các thiết bị trong hệ thống phải trải qua hiện tượng Mismatch (quá nhiệt), gây nguy hiểm cho hệ thống nói riêng cũng như các thiết bị tiêu thụ điện từ nguồn điện mặt trời nói chung. Khi kết nối các tấm pin thành 1 chuỗi PV, cáp điện DC có thể kết nối từ các chuỗi về COB nếu sử dụng biến tần chuỗi hoặc nối từ các chuỗi về biến tần nếu thiết bị của bạn là biến tần tập trung.

Ở những vị trí đấu nối giữa các tấm pin trong một chuỗi, từ PV tới COB hay về biến tần, nếu điểm đấu nối không được đảm bảo sẽ gây ra hiện tượng sụt áp, phát nóng và từ đó gây nguy hiểm cho cả hệ thống điện mặt trời. Một tấm pin có thể phải nhiều tổn hao do bụi bẩn trong không khí do không được vệ sinh thường xuyên, chất lượng tấm pin không đảm bảo, nhiệt độ tấm pin nóng quá cao dẫn đến khả năng sản xuất điện giảm. Trong quá trình chuyển đổi, dù hệ thống biến tần có hiệu suất cao đến mấy nhưng vẫn sẽ tồn tại một số yếu tố gây tổn thất như tổn thất của hiệu suất chuyển đổi, tổn hao quá công suất DC, tổn thất do ngưỡng điện áp,….

Sở dĩ có tỷ lệ như vậy bởi công suất DC phát ra của pin mặt trời không phải khi nào cũng ở công suất cực đại, mà chính tấm pin cũng có thể bị sụt giảm sản lượng như đã trình bày ở trên. Đến một ngưỡng nhất định, biến tần trong hệ thống sẽ tự ngắt chuỗi PV vì không đủ điện áp để hoạt động, hoặc biến tần sẽ tự ngắt thiết bị để đảm bảo an toàn, gây ra tổn thất sản lượng của hệ thống. Tại các vị trí đấu nối cáp điện như là đấu nối cáp từ biến tần đến tủ phân phối, tổn hao nhiệt và tổn thất điện áp trên các đầu cos đấu cáp cũng rất đáng kể nếu kết nối không đảm bảo chất lượng.

Vì vậy, đầu tư xứng tầm cho những thiết bị ban đầu và lựa chọn nhà cung cấp đáng tin cậy chính là bước đầu để tiến đến những mục tiêu sử dụng điện mặt trời thuận lợi cho sau này. Đồng thời, trong quá trình vận hành chắc chắn không thể tránh được các rủi ro, do không thể cắt giảm các tổn thất trong một lần, bạn nên lưu ý đến vị trí lắp đặt để lựa chọn phương án tối ưu nhất giúp cắt giảm tổn hao sao cho phù hợp về cả kỹ thuật lẫn kinh tế cho dự án. Bên cạnh đó, hãy sử dụng các dịch vụ quản lý dự án và kiểm tra, bảo trì dự án chuyên nghiệp để có thể khắc phục những lỗi hệ thống, đảm bảo hiệu quả cho dự án điện mặt trời của bạn.

Công suất hao phí

+ Các hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng MBA nâng áp cần phải kể đến tổn hao trên các MBA này. + Tổn hao trên các MBA bao gồm tổn hao do sắt từ (tổn hao không tải) và tổn thất đồng (tổn hao có tải), sản lượng điện tổn hao do các MBA có thể lên đến 0.1% tổng sản lượng. Như đã phân tích ở trên, những nguyên nhân khiến hệ thống điện mặt trời của bạn sụt giảm lên đến 60% hiệu suất.

+ Do phần lớn nằm ở chất lượng thiết bị + Lỗi do thi công và lắp đặt hệ thống + Một phần do tác động từ môi trường. Việc giảm thiểu tối đa lượng công suất hao phí trong quá trình máy móc hoạt động, truyền tải điện năng sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc, tối ưu tuổi thọ máy móc, thiết bị.

Cơ sở thiết kế

- IEC 62116: Quy trình thử nghiệm các biện pháp ngăn chặn cô lập cho các bộ phận nghịch lưu của pin mặt trời đã liên kết với nhà. Yêu cầu đối với hệ thống lắp đặt đặc biệt hoặc khu vực đặc biệt - Hệ thống nguồn quang điện sử dụng năng lượng mặt trời (PV). Tủ điện được thử nghiệm điển hình và tủ điện được thử nghiệm điển hình từng phần.

- VB 3288/C07-P4: Hướng dẫn công tác thẩm duyệt thiết kế về PCCC đối với nhà máy điện mặt trời và hệ thống điện mặt trời mái nhà. - NĐ 79/2014/NĐ-CP: Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Phòng cháy và chữa cháy và Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Phòng cháy và chữa cháy.

Thiết kế hệ thống

Qua thông tin khách hàng tại Bình Thuận có nhu cầu lắp đặt điện năng lượng mặt trời với diện tích mái là 120 m2, chúng ta sẽ liên lạc với khách hàng để lấy thông số các phụ tải và mức tiêu thụ điện của khách hàng. Vmppt-min-inv: Điện áp tối thiểu MPP Vmpp-PV: Điện áp tại điểm tối đa PV Vmppt-max-inv: Điện áp tối đa MPP. Sau khi làm tròn kết quả, ta có số module pin NLMT tối thiếu trên 1 string là 7 tấm và số module pin tối đa là 16 tấm.

Như vậy, ta chọn thiết kế hệ thống gồm 2 string với mỗi string gồm 8 tấm. - Kiểm tra dũng điện tối đa cho phộp ngừ vào Isc < Imax (input-inv). Theo nhu cầu của khách hàng lựa chọn hệ thống điện mặt trời độc lập nên chúng ta cần tính thêm bộ accu lưu trữ trong 3 ngày để đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng điện năng của khách hàng.

Nếu nhiệt độ tăng quá cao thì chúng có thể bị hư hỏng cách điện hoặc giảm tuổi thọ và độ bền cơ học của kim loại dẫn điện. Khi dây / cáp được chọn theo điều kiện phát nóng sẽ đảm bảo cách điện của dây dẫn không bị phá hủy do nhiệt độ của dây dẫn đạt đến trị số nguy hiểm cho cách điện của dây. Để đạt yêu cầu này thì dòng điện phát nóng cho phép của dây/cáp phải lớn hơn dòng điệnlàm việc lâu dài cực đại chạy trong dây dẫn.

Do vậy mà nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép với mỗi loại dây/cáp. Do thực tế dây/cáp được lựa chọn lắp đặt khác với điều kiện định mức do các nhà. Hệ số hiệu chỉnh K được xác định trên cơ sở loại dây cáp, phương pháp lắp đặt, nhiệt độ môi trường thực tế tại nơi lắp đặt.

Việc lựa chọn cầu chì trong 1 hệ thống PV nhằm bảo vệ các thiết bị như biến tần, PV modules khỏi các sự cố đoản mạch và những hư hỏng do dòng ngắn mạch ngược, quá dòng gây ra. Đánh giá danh định của bảo vệ quá dòng (cầu chì hoặc bộ ngắt mạch) của thiết bị bảo vệ quá dòng trong chuỗi: 1,5 ISC_MOD ≤ In ≤ 2,4 ISC_MOD, trong đó In là dòng danh định hoặc dòng thiết lập của cơ cấu bảo vệ tải chuỗi.

Mô phỏng hệ thống

Ta chọn tấm pin và inverter có thông số giống ở phần tính toán trước, cho ra kết quả gần giống với kết quả chúng ta đã tính toán ở trên. Vào các thao tác cơ bản, nhóm cũng mô phỏng được căn nhà của khách hàng và hệ thống điện mặt trời áp mái. Thiết kế với 16 tấm pin (mỗi dãy 8 tấm), dây cáp DC được đi trong máng cáp tới inverter.

Thiết kế giá đỡ cao từ 1m giúp cho phía dưới của tấm pin NLMT thoáng hơn, tấm pin mát hơn, giúp nâng cao hiệu suất của hệ thống. Bộ biến tần inverter vách tường phía sau ngôi nhà, vị trí gần với tủ điện AC.