Hiện nay, Việt Nam có 3 dạng mô hình hệ thống NLMT đang đƣợc áp dụng, đó là: mô hình hệ thống NLMT cấp điện độc lập, mô hình hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT và các nguồn NL khác và mô hình NLMT kết nối lưới quốc gia.
3.3.1. Mô hình hệ thống NLM cấp điện cô l p:
Mô hình hệ thống NLMT cấp điện cô lập là hệ không nối lưới, tự phát điện và cung cấp trực tiếp cho hộ tiêu thụ. Công suất của các tấm pin NLMT và ắc quy phụ
50
thuộc nhu cầu điện hàng ngày của phụ tải, tình hình bức xạ mặt trời tại nơi lắp đặt hệ thống.
Hình 3.3 Sơ đồ điển hình của hệ thống NLM cô l p
Hình 3.4 Sơ đồ minh họa hệ thống NLM cô l p Nguyên lý hoạt động:
Từ giàn pin mặt trời solar ells , ánh sáng đƣợc biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng điện một chiều (DC Power). Dòng điện này đƣợc dẫn tới bộ điều khiển (charge controller) là một thiết bị có chứ năng tự động điều hòa dòng điện từ pin mặt trời và dòng điện nạp cho acquy (Battery). Thông qua bộ đổi điện DC/AC (Inverter) tạo ra dòng điện xoay chiều chuẩn 220V/50Hz cấp điện cho phụ tải.
Ƣu điểm:
Tạo ra một nguồn điện cô lập. Vì thế, có thể lắp đặt để cung cấp điện cho những vùng xa, nơi hưa ó điện lưới quốc gia.
51
Hình 3.6: Mô hình hệ thống cô l p kết hợp gi a NLM - gió- Diesel Tận dụng được nguồn NLMT có sẵn, vô tận. Không gây tác hại tới m i trường, không xả chất thải nguy hiểm, không gây ô nhiễm nguồn nước, không khí và hoàn toàn miễn phí, thiết thực
Nhƣợc điểm:
Không chủ động đƣợc công suất cấp điện cho phụ tải vì phụ thuộ vào ƣờng độ mặt trời nơi lắp đặt hệ thống. Vào mùa hè, lƣợng điện năng hệ thống NLMT sinh ra lớn, ngƣợc lại vào mùa đ ng lƣợng điện năng sinh ra nhỏ có khả năng kh ng đáp ứng đủ nhu cầu phụ tải tiêu thụ.
3.3.2. Mô hình hệ thống cô l p kết hợp gi a NLM và nguồn NL khác
Hình 3.5 Mô hình hệ thống cô l p kết hợp gi a NLM - Diesel
52
Hình 3.7: - Sơ đồ điển hình hệ thống NLM kết nối lư i không dự tr Nguyên lý hoạt động:
Mô hình này là sự kết hợi giữa NLMT và các nguồn năng lƣợng khác: gió, thủy điện nhỏ, Diesel…. Sự kết hợp các nguồn nói trên tùy thuộc nhu cầu, đặ điểm phụ tải, tiềm năng á nguồn năng lƣợng tại chỗ.
Ƣu điểm: Hệ thống vận hành linh hoạt, với độ tin cậy cao.
M hình này ó đủ lợi thế của tất cả các nguồn năng lƣợng tiềm năng hiện có tại địa phương và đặc biệt phù hợp ở những nơi mà điện lưới khó vươn tới.
Nhƣợc điểm: Giá thành đầu tƣ ao.
3.3.3. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lư i
3.3.3.1. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ
Hình 3.8: Sơ đồ minh họa hệ thống NLM kết nối lư i không dự tr
53
Nguyên lý hoạt động:
Khi không có mặt trời, hệ thống pin mặt trời không sản sinh ra điện. Do đó, điện năng ấp cho các phụ tải sẽ được lấy từ điện lưới một á h ình thường. Khi trời có nắng, các tấm pin mặt trời sẽ sản sinh ra nguồn điện để hòa với lưới điện cung cấp cho phụ tải. Khi mất điện lưới, hệ thống ngưng hoạt động đảm bảo sự an toàn ho lưới điện.
Ƣu điểm: Không sử dụng bình acquy: giảm đƣợ đáng kể hi phí đầu tƣ và ảo dƣỡng cho hệ thống a quy. Khai thá điện năng hiệu quả nhất từ nguồn NLMT do có ơ ấu nổi bật là thu nhận, biến đổi và bổ sung trực tiếp ngay vào lưới điện và không bị tổn hao trên ắc quy dự trữ. Do hệ thống pin lu n được vận hành song song với lưới điện nên mọi đột biến của tải hay điện áp trên đường dây và nguồn điện đều không thể tá động trực tiếp vào hệ thống pin. Vì thế, tuổi thọ của hệ thống sẽ nâng cao. Ứng dụng rộng rãi cho mọi nơi như: á hộ d n, ơ quan, đơn vị đang ó điện lưới quốc gia. Việc lắp đặt và sử dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dƣỡng thấp, gần nhƣ ằng không, nên thời gian thu hồi vốn đƣợc rút ngắn tối đa và hắc chắn theo dự tính đầu tƣ an đầu. Hệ thống này đặc biệt thích hợp để đầu tƣ ho á đơn vị là văn phòng, khá h sạn, siêu thị hoặ nhà máy… ó nhu ầu sử dụng điện cao vào các giờ ao điểm từ 7 giờ sáng đến 5 giờ chiều.
Nhƣợc điểm: Ngành Điện hoặc chủ đầu tƣ phải chủ động một nguồn điện khác tương ứng để đảm bảo cấp điện khi hệ thống mặt trời không hoạt động.
3.3.3.2. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ
Hình 3.9 Sơ đồ minh họa hệ thống NLM kết nối lư i có dự tr
54
Hình 3.10: Mô hình hệ thống sản uất điện mặt trời hòa lư i có dự Nguyên lý hoạt động: tr
Đ y là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống bao gồm:
Hệ thống on - grid (hệ thống nối lưới): Sản xuất điện năng từ các tấm pin mặt trời thành điện 220V AC /50Hz để hòa vào điện lưới.
Hệ thống off - grid (hệ thống độc lập : Lưu trữ điện năng từ các tấm pin mặt trời vào A quy để sẵn sàng biến đổi thành điện 220VAC /50Hz để cung cấp cho tải khi kh ng ó điện lưới.
Khi khởi động hệ thống, Acquy luôn đƣợ ƣu tiên nạp điện từ Mặt trời ho đến khi đầy. Lúc này hệ thống On Grid hƣa làm việc.
Khi a quy đầy, hệ thống sẽ tự động biến đổi điện DC từ tấm pin thành điện AC 220V để hòa với điện lưới.
Khi mất điện lưới, hệ thống sẽ tự động lấy điện DC từ Acquy và pin mặt trời để biến đổi thành điện AC- 220V cung cấp cho tải ƣu tiên.
Ƣu điểm:
Độ tin cậy ao vì đƣợc cấp điện từ 2 nguồn.
Việc sử dụng NLMT trong những giờ mặt trời chiếu sáng cho phép giảm sự phụ thuộ vào lưới điện trong ngày.
Nhƣợc điểm: Giá thành đầu tƣ và ảo dƣỡng hệ thống ắc quy cao.