Cách định cỡ chuỗi các tấm pin mặt trời cho một string

Xác định kích thước chuỗi là việc tính toán số lượng các tấm pin mặt trời cần lắp cho một string trong hệ thống điện mặt trời. Việc xác định kích thước chuỗi rất quan trọng, bởi nếu bạn kết nối quá nhiều tấm pin trên một string sẽ khiến cho biến tần có nguy cơ hỏng hóc. Mặt khác, nếu có quá ít các tấm pin trên chuỗi, biến tần có thể tắt trong những ngày nắng nóng nhất, khiến bạn không nhận được lợi ích to lớn từ hệ thống. Vậy câu hỏi đặt ra string là gì? Vai trò của việc định cỡ chuỗi pin trong hệ thống điện mặt trời ra sao? Cách xác định kích thước chuỗi như thế nào? Cùng SUNEMIT tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.

Định nghĩa String trong hệ thống điện mặt trời

Một string là một chuỗi các tấm pin mặt trời mắc nối tiếp nhau và được đấu nối với một cổng đầu vào của biến tần (inverter).

Biến tần hay Inverter là một thiết bị chính trong hệ thống điện mặt trời. Biến tần có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) được tạo ra từ các tấm pin thành dòng điện xoay chiều (AC) sử dụng cho các thiết bị điện.

Để biến tần có thể hoạt động, chúng cần được cung cấp mức điện áp phù hợp với dải điện áp hoạt động của biến tần. Trong đó, điện áp đầu vào của biến tần chính là tổng điện áp đầu ra của các tấm pin. Do đó, người dùng sẽ cần tính toán số lượng các tấm pin mắc nối tiếp cho một string để tạo ra mức điện áp phù hợp với dải điện áp của Inverter đó.

Các tấm pin được mắc nối tiếp sẽ tạo ra mức điện áp bằng tổng điện áp của các tấm pin. Một hệ thống điện mặt trời có thể bao gồm nhiều chuỗi pin (string). Các chuỗi pin sẽ mắc song song với nhau và cùng kết nối với biến tần (một biến tần có thể có nhiều đầu vào).

Vai trò của việc định cỡ chuỗi các tấm pin cho một string

Việc xác định có bao nhiêu tấm pin mặt trời cần lắp cho một string có ý nghĩa rất quan trọng. Bởi biến tần chỉ hoạt động khi nó được cung cấp mức điện áp phù hợp. Điều này đòi hỏi các tấm pin phải tạo ra mức điện áp cần thiết – nằm trong phạm vi dải điện áp giới hạn đó.

• Nếu các tấm pin tạo ra mức điện áp thấp hơn yêu cầu, biến tần sẽ không thể hoạt động.
• Nếu các tấm pin tạo ra mức điện áp lớn hơn mức điện áp giới hạn, biến tần có nguy cơ bị hỏng và bạn sẽ không nhận được bảo hành từ đơn vị sản xuất.
• Nếu các tấm pin tạo ra mức điện áp thuộc phạm vi điện áp của biến tần, biến tần sẽ hoạt động bình thường và cung cấp điện năng cho các thiết bị điện trong nhà. Tuy nhiên, với mức điện áp này, hiệu suất hoạt động Inverter chưa phải là tối ưu nhất.
• Nếu các tấm pin tạo ra mức điện áp gần với mức điện áp tối ưu, biến tần sẽ hoạt động với hiệu suất cao nhất.

Do đó, để biến tần cung cấp nguồn điện năng lớn nhất thì đòi hỏi bạn phải tìm cách đưa điện áp về mức gần nhất với điểm công suất tối đa (MPP). Thông thường, thông số này sẽ được nhà sản xuất in trên bảng thông số kỹ thuật của sản phẩm.

Cách tính kích cỡ của một chuỗi (string)

Việc tính toán kích cỡ của chuỗi sẽ phụ thuộc vào điện áp của tấm pin và điện áp của biến tần.

+ Đối với các tấm pin năng lượng bạn cần quan tâm đến hai chỉ số Voc và Vmp.

• Điện áp hở mạch (Voc): Là mức điện áp khi tấm pin năng lượng không có tải, không có dòng điện chạy qua. Trạng thái này xảy ra khi biến tần không được bật nguồn.
• Điện áp ở mức công suất cực đại (Vmp): Là mức điện áp khi pin tạo ra mức công suất đầu ra lớn nhất.

Xem thêm: Hiểu rõ thông số tấm pin năng lượng mặt trời trước khi lắp đặt

+ Trong khi đó, đối với biến tần năng lượng mặt trời, bạn cần quan tâm đến dải điện áp định mức MPP, điện áp đầu vào DC tối đa và điện áp đầu vào DC tối thiểu.

• Dải điện áp định mức MPP: Là phạm vi điện áp mà biến tần hoạt động với hiệu suất cao nhất để tạo ra sản lượng điện tối đa.
• Điện áp đầu vào DC tối đa: Là mức điện áp giới hạn được phép cung cấp cho biến tần. Nếu vượt quá mức giới hạn này, biến tần sẽ bị quá tải và có nguy cơ cháy, hỏng. Ngoài ra, vượt quá điện áp tối đa cũng sẽ làm mất hiệu lực bảo hành đối với biến tần của bạn.
• Điện áp đầu vào DC tối thiểu: Là mức điện áp yêu cầu để kích hoạt và bật biến tần.

Ví dụ trường hợp bạn muốn lắp đặt một hệ thống điện mặt trời hòa lưới sử dụng các tấm pin mặt trời SU-02 và Inverter Hòa lưới 1 pha STS-5000.

Các tấm pin mặt trời SU-02 công suất 450W có Vmp là 38.3 và Voc là 42.7, như được liệt kê trên bảng thông số kỹ thuật:

Biến tần Hòa lưới 1 pha STS-5000 công suất 5Kw có dải điện áp định mức MPP là 80 – 520V và phạm vi điện áp hoạt động là 70 – 600V. Bạn có thể xem thông tin trong bảng thông số của biến tần:

Khi đó, để xác định kích thước chuỗi, bạn cần thực hiện hai bước chính sau:

Bước 1: Tính kích thước chuỗi tối thiểu

Trước tiên, chúng ta cần tính số lượng tấm pin tối thiểu cần lắp cho một chuỗi. Để tính toán, bạn hãy lấy mức thấp nhất của dải điện áp MPP (trong trường hợp này là 80V) và chia cho Vmp của tấm pin (38.3V).

80V ÷ 38.3V = 2.09

Kết quả cho thấy, số tấm pin cần lắp tối thiểu cho một chuỗi là 3 tấm (vì số lượng tấm pin là số nguyên nên cần làm tròn lên).

Bước 2: Tính kích thước chuỗi tối đa không vượt quá điện áp hoạt động

Đối với kích thước chuỗi tối đa, bạn cần tính toán dựa trên mức điện áp đầu vào DC tối đa. Khi đó, bạn cần lấy điện áp đầu vào tối đa của biến tần (600V) và chia cho Voc của tấm pin năng lượng (42.7V).

600V ÷ 42.7V = 14.05

Với kết quả này, số tấm pin tối đa có thể lắp cho một chuỗi là 14 tấm (vì điện áp cần duy trì ở dưới ngưỡng tối đa nên cần làm tròn xuống).

=> Như vậy có thể thấy trong trường hợp trên, người dùng cần lắp từ 3 đến 14 tấm cho một string trong hệ thống năng lượng mặt trời.

Trên đây là các hướng dẫn chi tiết nhất về cách xác định kích thước chuỗi cho một string trong hệ thống điện mặt trời. Từ kết quả tính toán chuỗi và điều kiện thực tế (hệ thống có công suất lớn cần số lượng tấm pin nhiều hơn), người dùng sẽ cần chọn số lượng tấm pin hợp lý cho một string. Nếu số lượng tấm pin quá lớn, cần chia thành nhiều string để đảm bảo biến tần được cung cấp mức điện áp phù hợp.

Hiện nay, các hệ thống điện mặt trời đang ngày càng trở nên phổ biến tại Việt Nam. Do đó, có rất nhiều khách hàng muốn lắp đặt và sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên này. Tuy nhiên, việc tính toán và lắp đặt điện mặt trời thường yêu cầu các kỹ thuật chuyên môn cao, đòi hỏi bạn phải thực hiện chính xác để đảm bảo hệ thống hoạt động một cách an toàn, tránh những rủi ro không đáng có khi lắp đặt điện mặt trời sai cách.

Do đó, nếu không phải là người có chuyên môn trong lĩnh vực điện mặt trời. Bạn cần tìm đến những đơn vị lắp điện mặt trời uy tín, đã hoạt động lâu trong ngành và có đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp, trình độ cao. Đáp ứng các tiêu chí này, SUNEMIT là nơi bạn hoàn toàn có thể tin tưởng và lựa chọn lắp đặt. Chúng tôi cam kết sẽ mang đến cho khách hàng giải pháp điện mặt trời chất lượng, an toàn và hiệu quả nhất.

Hãy liên hệ SUNEMIT khi có nhu cầu lắp đặt hệ thống điện mặt trời bạn nhé!

Phạm Hân

Phạm Hân là chuyên viên marketing tại Công ty điện mặt trời Sunemit. Với nhiều năm làm việc trong ngành marketing và 3 năm tìm hiểu về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Hân hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống để lựa chọn giải pháp điện mặt trời tối ưu.