1. Điện mặt trời là gì? Hệ thống điện năng lượng mặt trời mạng lại lợi ích gì?

Điện mặt trời là sự chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng , hoặc trực tiếp sử dụng quang điện (PV), gián tiếp sử dụng điện mặt trời tập trung hoặc kết hợp. Hệ thống năng lượng mặt trời tập trung sử dụng thấu kính hoặc gương và hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời để tập trung một vùng lớn ánh sáng mặt trời thành một chùm tia nhỏ. Pin quang điện biến đổi ánh sáng thành dòng điện nhờ hiệu ứng quang điện.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời thay thế giải pháp năng lượng truyền thống, có thể cung cấp điện năng giúp giảm thiểu các tác động xấu như: gây biến đổi khí hậu, ảnh hưởng đến môi trường sống do việc sản xuất điện từ các nguồn năng lượng hóa thạch. Đây cũng là xu hướng sản xuất và sử dụng điện được ứng dụng phổ biến tại nhiều nước trên thế giới. Vậy thực tiễn ứng dụng điện mặt trời tại Việt Nam như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu về vấn đề này trong nội dung bài viết dưới đây của GSE nhé!

2. Tổng quan về hệ thống điện năng lượng mặt trời (Solar)

Năng lượng mặt trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt nguyên tử khác được các tấm Cell hấp thụ và tạo ra điện. Năng lượng mặt trời cung cấp một nguồn năng lượng vô hạn, không sản sinh ra khí thải Carbon dioxide  (CO2) và đặc biệt là không mất chi phí khi sử dụng.

Với vị trí cận xích đạo, Việt Nam có số giờ nắng chiếu trong ngày cao, và lượng bức xạ lớn. Khu vực Miền Trung từ Đà Nẵng trở vào và các tỉnh miền Nam có số giờ nắng trong năm thuộc vào nhóm cao nhất thế giới, trên 2000 – 2800 giờ. Khu vực miền Bắc Trung Bộ và miền Bắc có lượng bức xạ thấp hơn (1500 – 1700 giờ). Tuy nhiên mặt bằng chung vẫn cao hơn rất nhiều so với các nước Châu Âu. Với cách tính theo số giờ nắng trên, cứ 100m2 diện tích chúng ta đã bỏ phí 74.000.000đ/ năm.

2.1 Cấu tạo của hệ thống điện mặt trời

Các thành phần cơ bản cấu tạo nên hệ thống điện năng lượng mặt trời bao gồm:

• Các tấm pin mặt trời: Pin năng lượng mặt trời được chia làm 8 bộ phận gồm: khung nhôm, kính cường lực, lớp màng EVA, solar cell, tấm nền pin (phía sau), hộp đấu dây (junction box), cáp điện, Jack kết nối MC4.
• Biến tần chuyển đổi điện (inverter)
• Sạc năng lượng mặt trời
• Hệ thống ắc quy lưu trữ.

Mỗi bộ phận này đóng một vai trò quan trọng khác nhau giúp tạo nên một hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả nhất, cụ thể:

• Hệ thống pin năng lượng mặt trời: Thành phần chính trong pin mặt trời là silic tinh khiết – có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang có nhiệm vụ thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện năng, sau đó cung cấp nguồn điện cho cả hệ thống hoạt động.
• Bộ biến tần Inverter: Có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn điện một chiều DC của pin mặt trời sang điện xoay chiều AC để sử dụng cho các thiết bị điện.
• Sạc năng lượng mặt trời: Có nhiệm vụ đảm bảo sạc năng lượng từ pin mặt trời sang hệ thống ắc quy, giúp cho ắc quy cũng như hệ thống hoạt động tốt hơn và nâng cao tuổi thọ.
• Hệ thông ắc quy lưu trữ: Vì điện mặt trời không được sản xuất liên tục do thời gian chiếu sáng cố định, bởi vậy các bình ắc quy khi này được sử dụng để lưu trữ nguồn điện. Khi điện lưới bị mất hoặc hệ thống điện mặt trời không sản xuất ra điện thì các bình ắc quy lưu trữ này sẽ cung cấp cho các tải tiêu thụ từ hệ thống điện lưới.

2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Nhìn vào cấu tạo ta có thể thấy cơ chế hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện trong vật lý học. Hệ thống những tấm pin năng lượng mặt trời được lắp lên mái nhà hoặc những vị trí có nhiều ánh sáng mặt trời nhiều nhất. Những tấm pin sẽ có tác dụng hấp thu các photon trong ánh sáng mặt trời và sản sinh thành dòng điện một chiều.

Dòng điện một chiều này thông qua bộ chuyển đổi inverter sẽ chuyển dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều này có cùng công suất và cùng tần số với điện hòa lưới.

Tiếp đến, hệ thống này sử dụng sạc năng lượng mặt trời để sạc đầy các ắc quy lưu trữ, rồi hòa vào mạng lưới điện của nhà nước. Từ đó, cả hai nguồn điện này sẽ cùng lúc cung cấp điện cho các tải tiêu thụ. Tuy nhiên hệ thống sẽ tự động ưu tiên sử dụng nguồn điện mặt trời chỉ khi hệ thống điện mặt trời không sản sinh và cung cấp đủ nguồn điện sử dụng thì sẽ chuyển sang sử dụng nguồn điện lưới.

2.3 Phân loại điện năng lượng mặt trời

Có 3 hình thức lắp đặt điện năng lượng mặt trời là On Grid, Off Grid và Hybrid.

2.3.1 Điện năng lượng mặt trời hòa lưới (On Grid)

Khi ánh sáng mặt trời (hạt photon) chiếu vào các tấm Pin quang điện sẽ giải phóng ra các hạt Electron, tạo ra dòng điện một chiều DC. Sau đó, thiết bị Inverter sẽ chuyển đổi dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC dùng trong sinh hoạt và sản xuất. Nguồn điện AC từ điện năng lượng mặt trời sẽ được kết nối với tủ điện chính của khu vực, cung cấp điện song song với lưới điện quốc gia..

• Nếu điện năng lượng mặt trời thấp hơn điện sinh hoạt:  Tải sẽ ưu tiên sử dụng điện năng lượng mặt trời sau đó mới sử dụng điện từ lưới điện quốc gia.

 

• Nếu điện năng lượng mặt trời bằng điện sinh hoạt: Bạn sẽ không phải trả bất cứ chi phí tiền điện nào.

 

• Nếu điện năng lượng mặt trời lớn hơn điện sinh hoạt: Bạn sẽ bán điện ngược lại cho EVN, tạo thu nhập thụ động lên đến 30%

 

• Nếu điện năng lượng mặt trời không hoạt động hoặc trường hợp mất điện: Do buổi tối điện năng lượng mặt trời không hoạt động, điện sản xuất hầu như bằng 0, tải sẽ lấy điện từ lưới điện. Khi lưới điện bị mất điện, Inverter sẽ nhanh chóng ngắt kết nối với lưới điện.  Điều này đảm bảo hệ thống điện và bảo vệ an toàn cho nhân viên sửa chữa.

Điện năng lượng mặt trời On Grid giúp tiết kiệm tối đa chi phí tiền điện, chi phí lắp đặt thấp nhất trong 3 hệ thống vì không sử dụng hệ thống lưu trữ.Thời gian hoàn vốn ngắn nhất. Khi điện sản xuất không đủ, Inverter có thể lấy điện từ lưới điện quốc gia. Bảo trì nhanh, gọn và dễ dàng. Tuy nhiên vì không có hệ thống lưu trữ, nên khi lưới điện quốc gia bị mất điện, hệ thống On Grid cũng sẽ ngưng hoạt động.

2.3.2 Điện năng lượng mặt trời độc lập lưới (Off Grid)

Off Grid là gì ? Đây là hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập lưới (OFF Grid) là hệ thống tạo ra nguồn điện và lưu trữ để cung cấp điện cho các tải mà không cần nối với lưới điện quốc gia.

Các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ chuyển đổi bức xạ mặt trời thành dòng điện một chiều (DC).  Sau đó dòng điện DC sẽ được nạp vào hệ thống lưu trữ (ắc quy) thông qua bộ điều khiển sạc.Cuối cùng Iverter sẽ chuyển đổi dòng điện DC thành dòng điện xoay chiều AC phục vụ cho các hoạt động sinh hoạt, sản xuất.

Cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập lưới bao gồm: tấm pin năng lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ (Ắc Quy), Bộ điều khiển sạc, Bộ chuyển đổi điện áp DC – AC (Inverter). Điện năng lượng mặt trời Off Gird phù hợp với những nơi không có điện lưới, điện chập chờn, thường xuyên mất điện.

Điện năng lượng mặt trời độc lập lưới (Off Grid) giúp bạn tự chủ nguồn điện, không phụ thuộc vào lưới điện. Vì vậy khi nguồn điện từ lưới bị mất hay không ổn định thì nguồn điện của bạn cũng sẽ không bị ảnh hưởng. Hệ thống dễ dàng di chuyển và lắp đặt, không bị vướng mắc vì không kết nối với điện lưới.  Không cần phải trả tiền điện và góp phần bảo vệ môi trường.

Bởi vì cấu tạo của hệ thống có thêm hệ thống lưu trữ, vì thế giá thành của hệ thống Off Grid sẽ cao hơn so với hệ thống On Gird và bị giới hạn về tải tiêu thụ. Không những vậy, đối với nhiều ngày trời nhiều mây, nguồn lưu trữ năng lượng sẽ bị hạn chế và có thể bị hết điện. Đồng nghĩa với việc bạn sẽ có nguy cơ không đủ năng lượng cung cấp cho ngôi nhà của mình.

2.3.3 Hệ thống điện năng lượng mặt trời tương tác lưới (Hybrid)

Điện năng lượng mặt trời tương tác lưới (Hybrid) là giải pháp sử dụng hệ thống lưu trữ (Ắc quy) vừa hòa lưới điện quốc gia để duy trì nguồn điện liên tục 24/7 cho các thiết bị quan trọng phải có điện liên tục. Hệ thống sẽ ưu tiên sử dụng năng lượng mặt trời chuyển hóa thành điện xoay chiều (AC) dùng trong sinh hoạt, đồng thời sạc cho ắc quy. Nếu điện năng lượng mặt trời dư sẽ đẩy lên lưới điện, và ngược lại tải sẽ lấy điện từ lưới điện quốc gia. Trường hợp cúp điện, hệ thống sẽ sử dụng nguồn điện trong ắc quy để cung cấp cho các thiết bị điện.

Hybrid bao gồm: Tấm pin năng lượng mặt trời, bộ biến tần lai (hybrid Inverter), bộ chuyển mạch, hệ thống lưu trữ (Ắc quy). Điện năng lượng mặt trời Hybrid được xem là giá cao nhất vì kết hợp cả On grid và Off Grid.

Điện năng lượng mặt trời Hybrid cho phép lưu trữ phần điện năng dư thừa vào ban ngày (Ưu tiên lữu trữ, sau đó mới đến hòa lưới). Có thể sử dụng vào buổi tối và thời gian lưới điện quốc gia mất điện. Đảm bảo cung cấp điện liên tục 24/7. Hệ thống cũng giúp kéo dài tuổi thọ của ắc quy,giảm chi phí bảo trì, thay thế.

Tuy nhiên, vì có Ắc quy nên giá thành cao nhất trong 3 hệ thống. Thời gian hoàn vốn dài hơn, cài đặt phức tạp và chi phí cài đặt ban đầu cao. Tuổi thọ pin chỉ từ 7 – 15 năm, nguồn điện dự phòng có thể giới hạn số lượng thiết bị bạn có thể chạy cùng 1 lúc.

3. So Sánh giữa 3 loại điện năng lượng mặt trời

Để mọi người có cái nhìn tổng quan và biết được mình nên sử dụng hệ thống nào phù hợp nhất, mình sẽ so sánh một số vấn đề chính của cả 3 hệ thống.

Về các thành phần cơ bản: cả 3 hệ thống đều sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời (Solar Panel) tuy nhiên Bộ kích điện (Inverter sẽ khác theo từng hệ thống).  On Grid xài đồng hồ điện, Off Grid xài bộ điều khiển. Hybrid sẽ xài luôn cả đồng hồ điện và bộ điều khiển.

Về hiệu quả tiết kiệm năng lượng:  On Gird đạt hiệu qua cao nhất, còn hai hệ thống còn lại vì sử dụng  bình ắc quy lưu trữ nên bị giảm công suất.

Vể đầu tư giá cả: On Gird có chi phí thấp nhất, tiếp theo đến Off Grid vì có bình ắc quy dự trữ nên giá cao gấp đôi. Chi phí cao nhất là Hybrid vì kết hợp cả hai hệ thống trên.

Về tải tiêu thụ:  On Grid và Hybrid không bị giới hạn trong khi đó Off Grid bị giới hạn.

Hiệu quả về kinh tế: cao nhất là On Grid, kế tiếp là hybrid và thấp nhất là Off Grid.

Ngoài ra hệ thống On Grid có chi phí tiết kiệm cao nhất, thời gian hoàn vốn ngắn nhất , chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp nhất, tính ổn định của hệ thống cao nhất. Hai hệ thống còn lại có khả năng dự phòng sự cố mất điện cao hơn.

Hệ thống On Grid được ứng dụng vào khu vực có điện tương đối ổn định, hệ thống Off Grid thích hợp cho vùng sâu vùng xa chưa có điện lưới và hệ thống Hybrid thích hợp cho vùng thường xuyên bị mất điện.

4. Lợi ích của hệ thống điện mặt trời

Nguồn năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống như tạo hệ thống sưởi ấm, làm mát, thông gió; hệ thống lọc nước; sử dụng năng lượng mặt trời để đun nấu, phơi sấy, khử trùng, làm nóng nước; tạo ra điện với hệ thống điện năng lượng mặt trời…

Một số lợi ích nổi bật của hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể kể tới như:

• Tiết kiệm tối đa chi phí sử dụng điện hàng tháng
• Thời gian sử dụng hệ thống điện mặt trời có thể kéo dài tới hơn 30 năm. Đồng thời các chi phí bảo trì, bảo dưỡng cũng rất ít trong quá trình sử dụng.
• Giúp nâng cao tính thẩm mỹ và tăng giá trị cho công trình của bạn
• Hỗ trợ giảm gánh nặng từ các nhà máy nhiệt điện, giảm khí CO2 giúp bảo vệ môi trường sống bên cạnh việc sinh lời từ việc bán lượng điện dư thừa từ hệ thống điện mặt trời trực tiếp cho EVN.

5. Doanh nghiệp sản xuất nên đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời?

Doanh nghiệp có nhiều lợi thế như mặt bằng mái có sẳn, đường dây và trạm điện đã có sẳn vì vậy đầu tư rẩt tiện lợi và các lợi ích như sau : trước tiên bổ sung thêm nguồn điện mặt trời vì vậy trong nhiều năm không lo thiếu điện sản xuất, thay vì tốn tiền đầu tư xây thêm trạm biến áp thì nay chuyển qua lắp điện mặt trời.

Lợi ích khác là chắc chắn giảm hóa đơn tiền điện đáng kể, đồng thời lượng điện không tiêu thụ hết (chủ nhật, lễ, tết, những lúc không sản xuẩt) phát lên lưới sẽ bán với giá cao, bên cạnh đó lắp lên mái tole sẽ làm giảm nhiệt độ cho nhà xưởng đồng nghĩa giảm tiêu thụ điện cho điều hòa giúp tiết kiệm thêm chi phí. Có một số doanh nghiệp, xưởng sản xuất sau khi so sánh đã quyết định đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời cho xưởng sản xuất nhằm tiết kiệm chi phí vận hành doanh nghiệp, vừa góp phần bảo vệ môi trường xanh..

6.  Nên chọn đơn vị lắp đặt điện năng lượng mặt trời ở đâu?

Việc lựa chọn đơn vị lắp đặt điện mặt trời là vô cùng quan trọng. Nó ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của hệ thống điện sau này. GSE – Solar  là đơn vị lắp đặt điện năng lượng mặt trời hàng đầu trên cả nước. Trải qua 5 năm phát triển, các kĩ sư cơ điện có chuyên môn tay nghề cao đã đồng hành cùng GSE đã lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời  cho các nhà máy, các trạm BTS của Viettel tại các thị trường Mozambic,……

Khi có nhu cầu lắp đặt hoặc tư vấn giải pháp năng lượng cho nhà xưởng bạn hãy liên hệ ngay hotline  0911 249 333 – 0981 249 888 để được tư vấn miễn phí, giải pháp hệ thống điện mặt trời

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

CÔNG TY TNHH GIẢI PHÁP VÀ THIẾT BỊ TOÀN CẦU

Địa chỉ: Số 90 ngõ 203 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

Wensite: www.gse.vn – Hotline: 0911 249 333 – 0981 249 888