GIẢI PHÁP ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI

(GRID TIE SOLAR)

Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới (hay còn gọi là điện năng lượng mặt trời bám lưới hay nối lưới) được xem là giải pháp lựa chọn mang lại hiệu quả nhất cho gia đình và doanh nghiệp, giúp tiết kiệm điện năng và giảm thải khí CO2 ra môi trường.

Lợi ích của điện mặt trời hòa lưới:

+Là hệ thống đơn giản nhất, tối ưu nhất về chi phí đầu tư và hiệu quả kinh tế.

+ Vận hành, bảo trì, bảo dưỡng đơn giản và chi phí thấp trong suốt quá trình sử dụng.

+Lợi ích kinh tế lớn nhất.

+ Hệ thống đơn giản nên lắp đặt nhanh chóng, thời gian hoàn vốn nhanh và bắt đầu sinh lời ngắn nhất.

Ngoài ra, lợi ích cho cá nhân người lắp đặt hệ thống NLMT hòa lưới, việc lắp đặt còn được Nhà nước khuyến khích tham gia vì lợi ích chung. Tình trạng nguy cơ thiếu điện hiện nay tại Việt Nam đang có nguy cơ trầm trọng hơn, nên EVN phải tăng giá điện khá đáng kể do thiếu hụt điện và sự gia tăng sử dụng điện trong mùa hè. Vì vậy, sử dụng hệ thống NLMT hòa lưới là cần thiết để giảm thiểu chi phí cho cá nhân cũng như doanh nghiệp, đồng thời giải quyết tình trạng thiếu hụt điện chung của nhà nước, vừa giúp gia đình bạn có thêm nguồn năng lượng và sinh lợi, vừa giúp lưới điện Nhà nước dồi dào và ổn định hơn.

Nguyên lý hoạt động của điện năng lượng mặt trời hòa lưới:

Các tấm pin năng lượng mặt trời (solar panel) sẽ hấp thụ ánh nắng mặt trời và tạo ra dòng điện một chiều (DC). Sau đó, dòng điện này đi qua bộ chuyển đổi điện (bộ biến tần) hay còn gọi là inverter nối lưới (DC/AC inverter on grid) để tiến hành biến đổi dòng DC thành điện xoay chiều AC dùng cho các tải (thiết bị sử dụng).

Dòng điện xoay chiều AC tạo ra được hòa vào điện lưới quốc gia, với điện áp, pha và tần số trùng với điện lưới  và an toàn cho các thiết bị sử dụng.

Với điện mặt trời hòa lưới, điện tạo ra sẽ ưu tiên sử dụng cho các thiết bị cho gia đình hoặc doanh nghiệp. Cụ thể:

• Khi công suất hệ thống điện NLMT bằng tổng công suất tải sử dụng (các thiết bị) thì tải sẽ tiêu thụ hoàn toàn điện từ hệ thống điện NLMT.
• Khi tổng công suất tải sử dụng lớn hơn công suất hệ thống điện NLMT thì tải sẽ lấy thêm điện ở lưới để đủ điện năng tiêu thụ.
• Khi tổng công suất tải sử dụng nhỏ hơn công suất hệ thồng điện NLMT, lượng điện thừa sẽ đẩy lên công tơ điện và được công tơ điện 2 chiều ghi nhận.

Lượng điện dư này sẽ bán lại cho EVN theo chính sách đã được nhà nước quy định (theo chính sách mua bán điện mặt trời mới nhất của nhà nước). Đây cũng chính là hiệu quả nổi bật của hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới. Chính vì vậy, sử dụng điện mặt trời không chỉ tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường mà còn được xem là giải pháp tiết kiệm điện năng đáng đầu tư và mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể trong thời điểm hiện nay.

Các thành phần chính của hệ thống hòa lưới:

1/Các tấm Pin NLMT:

Được tạo thành từ nhiều tế bào quang điện mắc nối tiếp với nhau. Tấm pin năng lượng mặt trời là thiết bị có chức năng chuyển hóa quang năng thành điện năng (hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời chuyển đổi thành dòng điện DC). Có 2 loại Pin NLMT chính được dùng:

+Tấm Pin Mono ( đơn tinh thể):

Được cấu thành từ tế bào quang điện đơn tinh thể Silic. Đặc điểm là cho hiệu suất cao hơn vì các tế bào chứa đơn tinh thể nên các electron tạo ra dòng điện có nhiều chỗ để di chuyển hơn. Tiết kiệm không gian lắp đặt vì các chúng mang lại sản lượng điện cao nhất. Do đó, các tấm pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể có hiệu quả hơn loại đa tinh thể. Nhưng đổi lại thì giá thành tương đối cao. Pin Mono được sử dụng tại các khu vực với bức xạ mặt trời thấp, ít nắng và không liên tục.Tất cả các loại pin mặt trời sản xuất lượng điện giảm khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, vấn đề này ít nghiêm trọng hơn ở tấm Mono so với Poly. Tuy nhiên, trong thực tế sự khác biệt là rất nhỏ.

+ Tấm Pin Poly (đa tinh thể):

Được tạo nên từ silicon đa tinh thể đơn. Vì có nhiều tinh thể trong tế bào nên các khoảng trống ít hơn làm cho các phân tử điện electron di chuyển cũng khó khăn hơn. Do đó các tấm pin năng lượng mặt trời Poly có hiện suất thấp hơn Pin Mono. Quá trình sản xuất Pin Poly đơn giản và ít tốn kém hơn nên giá thành cũng thấp hơn so với Pin Mono, được sử dụng tại các khu vực có bức xạ ánh sáng mặt trời trung bình và lớn. Tuy hiệu suất có giảm hơn so với Pin Mono nhưng do giá thành thấp và chất lượng ổn định nên được sử dụng rộng rãi trên thị trường.

2/Bộ chuyển đổi điện hòa lưới (Inverter, biến tần):

Bộ chuyển đổi điện hòa lưới làm nhiệm vụ chuyển đổi điện một chiều DC từ hệ thống Pin NLMT sau đó lấy điện mẫu từ lưới điện, chuyển đổi thành điện xoay chiều AC cùng pha (1 pha hoặc 3 pha), cùng tần số và cùng điện áp để hòa vào lưới điện quốc gia, cung cấp điện cho các thiết bị điện trong tòa nhà. Khi điện lưới bị mất, inverter sẽ nhanh chóng ngắt kết nối với lưới điện. Điều này đảm bảo chắc chắn trong trường hợp lưới mất điện, hệ thống pin năng lượng mặt trời không phát vào lưới điện gây nguy hiểm.

Bộ chuyển đổi điện hòa lưới là thành phần quyết định đến hiệu suất của toàn hệ thống, là trái tim của hệ thống nên việc chọn Inverter chất lượng và phù hợp với hệ thống được xem là quan trọng nhất.

Bộ chuyển đổi điện thường được đặt ở vị trí dễ tiếp cận, gần với các mô-đun. Thường được gắn vào bên ngoài của ngôi nhà gần bảng điện chính hoặc bảng phụ. Vì các bộ biến tần có thể tạo ra một ít tiếng ồn, vì vậy nên được xem xét khi chọn vị trí.

3/Hệ thống giám sát từ xa (thiết bị giám sát qua Internet, sử dụng App điện thoại):

Hệ thống giám sát từ xa cho phép người sử dụng xem các thông số của hệ thống như số điện tạo ra, trạng thái hoạt động, các thông số được giám sát liên tục. Khi gặp sự cố sẽ thông báo trực tiếp đến người sử dụng.

Hệ thống cho phép giám sát hoạt động của toàn bộ hệ thống tại chổ hoặc từ xa thông qua điện thoại thông minh, máy tính… kết nối với internet  giúp người vận hành dễ dàng giám sát hoạt động của toàn bộ hệ thống điện mặt trời.

4/Hệ thống khung giàn đỡ, hệ thống cắt sét lan truyền và tiếp địa, cáp điện và phụ kiện trong hệ thống:

5/Đồng hồ đo đếm điện 2 chiều:

Các dự án điện mặt trời trên mái nhà được thực hiện cơ chế bù trừ điện năng (net-metering) nên sử dụng công tơ hai chiều. Trong một chu kỳ thanh toán, nếu lượng điện phát ra từ các dự án điện mặt trời trên mái nhà lớn hơn lượng điện tiêu thụ sẽ được chuyển sang chu kỳ thanh toán kế tiếp. Khi kết thúc năm hoặc tháng hoặc khi kết thúc hợp đồng mua bán điện, lượng điện phát dư từ hệ thống NLMT sẽ được bán cho bên mua điện với giá bán theo hợp đồng.

Ưu nhược điểm của hệ thống điện NLMT hòa lưới không lưu trữ

Ưu điểm:

• Mức chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống này là thấp nhất so với hệ thống điện NLMT độc lậpvà hệ thống điện NLMT hòa lưới có dự trữ. Do đó thời gian hoàn vốn và bắt đầu sinh lời ngắn nhất.
• Sử dụng tối đa nguồn điện NLMT, tiết kiệm điện năng và không giới hạn mức tải tiêu thụ điện cần sử dụng.
• Vừa sử dụng vừa có thể bán điện cho lưới điện quốc gia. Nên có thêm nguồn thutừ bán lượng điện dư khi công ty điện lực mua lại.
• Là một trong những giải pháp tối ưu dành cho các doanh nghiệp cũng như hộ gia đình nhằm tận dụng tối đa nguồn năng lượng xanh, từ đó giảm chi phí sản xuất thu lại lợi nhuận cao.
• Vận hành, bảo trì và bảo dưỡng đơn giản nên chi phí cho công việc này thấp nhất so với các hệ thống còn lại (các hệ thống khác cần đầu tư thêm hệ thống Ắc quy dự trữ nguồn điện).
• Được vận hành song song với lưới điện quốc gia nên sẽ không gây ảnh hưởng đến hệ thống vào những ngày không thu được nguồn điện (trời mù, mưa, ban đêm).
• Là nguồn năng lượng sạch, góp phần bảo vệ môi trường sống, giảm thải khí CO2 ra môi trường. Theo ước tính mỗi 1 kWh điện tạo ra từ mặt trời sẽ giúp giảm thải 0.688 Kg/CO2 ra môi trường.
• Hệ thống có thể giám sát từ xa thông qua điện thoại thông minh, máy tính… kết nối với internet  giúp người vận hành dễ dàng giám sát hoạt động của toàn bộ hệ thống điện NLMT.

Nhược điểm:

• Ngừng cấp điện toàn hệ thống khi điện lưới bị mất điện.
• Nên sử dụng tại các khu vực có điện lưới tương đối ổn định.