Một mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời được cấu tạo từ 5 bộ phận cơ bản .
Tấm pin mặt trời là bộ phận hấp thụ và chuyển hóa bức xạ mặt trời thành dòng điện một chiều DC. Vì thế, những tấm pin này thường được đặt trên giá đỡ và ở những nơi có thể đón được bức xạ mặt trời nhiều nhất.
Một tấm pin mặt trời thường gồm 6 bộ phận chính. Đó là :
- Lớp kính trước: Làm bằng kính cường lực, có độ dày 2 – 4mm, giúp bảo vệ Solar Cell khỏi sự va đập và tác động từ thời tiết bên ngoài (nhiệt độ, nắng, mưa, bụi, tuyến, mưa đá dưới 2,5cm). Đồng thời, lớp kính này trong suốt giúp cho ánh sáng ít bị phản xạ, khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời của tấm pin tốt.
- Lớp Eva (ethylene vinyl acetate, chất kết kính): Gồm 2 lớp màng polymer trong suốt nằm trên và dưới lớp Solar Cell có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và độ bền cực kỳ cao. Lớp Eva có tác dụng kết dính lớp kính cường lực, lớp Solar Cell, tấm nền pin với nhau. Đồng thời, lớp Eva cũng giúp bảo vệ lớp Solar Cell, tránh bám bẩn, hơi ẩm, rung động.
- Lớp Solar Cell (tế bào quang điện): Pin mặt trời mono và poly đều được làm từ silic (một chất bán dẫn phổ biến). Một tế bào quang điện gồm lớp silic loại N và loại P. Trong một cell, tinh thể silic nằm giữa hai lớp dẫn điện (ribbon và các thanh busbar). Lớp Solar Cell có tác dụng chính trong việc hấp thu bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành dòng điện.
- Tấm nền pin: Làm bằng polymer, nhựa PET, PP, PVF. Tấm nền có tác dụng chống ẩm, bảo vệ cơ học và cách điện.
- Khung pin: Thường làm bằng nhôm nên nhẹ, cứng cáp, giúp cố định và bảo vệ các thành phần bên trong trước tác động ngoại lực từ bên ngoài và tải trọng của gió.
- Hợp mạch điện (junction box): Bộ phận này được thiết kế bảo vệ khá chắc chắn và nằm phía dưới cùng. Đây là nơi tập hợp và trung chuyển nguồn điện được tạo ra từ tấm pin mặt trời ra ngoài.
Hiện nay, có nhiều loại pin mặt trời nhưng thông dụng nhất là pin làm từ tinh thể mono và tinh thể poly .
- Tinh thể Mono: Hoạt động tốt ngay cả trong điều kiện ánh sáng cường độ yếu và tạo ra nhiều điện năng hơn nhưng giá cao hơn.
- Tinh thể Poly: Giá thành rẻ, giúp người dùng tối ưu chi phí nhưng hoạt động yếu hơn và sản sinh ít điện năng hơn.
1.2. Inverter (biến tần)
Biến tần là 1 thành phần quan trọng trong cấu tạo mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời. Inverter được đặt giữa tủ điện DC và AC. Đây là bộ phận có tính năng :
- Chuyển hóa dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC cung cấp cho các thiết bị điện.
- Theo dõi công suất cực đại của các tấm pin mặt trời.
- Chống sự xâm nhập của dòng ngược DC.
Hiện nay có 2 loại inverter điển hình nổi bật, được dùng nhiều trên thị trường, đó là :
- Inverter Growatt: Hiệu suất tốt, phù hợp với mọi vùng miền và điều kiện thời tiết.
- Inverter SMA: Độ bền cao
1.3. Ứng dụng Giám sát hệ thống điện mặt trời từ xa
Ứng dụng này gồm có những module cảm ứng dưới mỗi tấm pin mặt trời và ứng dụng theo dõi trên máy tính hoặc điện thoại thông minh .Ứng dụng update liên tục và nghiên cứu và phân tích những thông số kỹ thuật quản lý và vận hành của mạng lưới hệ thống như nguồn điện, hiệu suất, trạng thái quản lý và vận hành … Thông qua đó, người dùng hoàn toàn có thể giám sát mọi lúc và tinh chỉnh và điều khiển từ xa, chỉ cần có liên kết internet .
Ứng dụng thông báo cho người dùng tất cả các thông số sau:
- Năng lượng được tạo ra bởi hệ mặt trời kết nối lưới (kW)
- Công suất tải yêu cầu (kWh)
- Hiển thị các thông số năng lượng với biểu đồ
- Điện áp của hệ thống bảng năng lượng mặt trời (V)
- Trạng thái của inverter
- Dòng điện của hệ thống pin mặt trời (A)
- Giảm phát thải CO2 (kg)
- Tình trạng của bảng
- Điện xoay chiều
- Dòng điện xoay chiều
- Hệ số công suất AC (hệ số công suất AC)
- Biểu đồ công suất phát mỗi ngày
- Tổng sản lượng điện tích lũy trong ngày, tháng và năm
1.4. Hệ thống giá đỡ
Khung đỡ tấm pin thường làm từ nhôm hoặc thép có khối lượng nhẹ, độ bền cao, năng lực chống mòi mòn. Bộ phận này có tính năng chính là liên kết, nâng đỡ những tấm pin mặt trời. Cố định tấm pin và bảo vệ giàn pin bảo đảm an toàn khỏi những tác động ảnh hưởng của thời tiết .
1.5. Phụ kiện, vật tư năng lượng mặt trời khác
Ngoài những bộ phận trên, cấu tạo mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời còn có :
- Cáp điện DC: Kết nối và dẫn dòng điện một chiều DC từ tấm pin mặt trời sang tủ điện DC, inverter.
- Cáp điện AC: Kết nối và dẫn dòng điện xoay chiều AC từ inverter sang tủ điện, công tơ, thiết bị điện…
- Tủ điện DC: Truyền tải dòng điện một chiều DC từ tấm pin mặt trời vào bộ biến tần.
- Tủ điện AC: Truyền tải dòng điện từ inverter vào các thiết bị điện, lưới điện quốc gia.
- Jack nối MC4: Là đầu nối điện, giúp kết nối các tấm pin mặt trời
- Đồng hồ điện 2 chiều: Dùng để đo đếm điện năng
2. Nguyên lý hoạt động điện mặt trời
Hệ thống hoạt động giải trí theo nguyên tắc hiệu ứng quang điện – biến bức xạ mặt trời thành điện năng :
- Những tấm pin mặt trời hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành dòng điện một chiều DC
- Dòng điện một chiều DC đi qua inverter và được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều AC cung cấp cho các thiết bị điện và dự trữ trên lưới điện quốc gia
Các mạng lưới hệ thống ĐMT cùng có chung nguyên tắc này nhưng vẫn có sự độc lạ về cách hoạt động giải trí, cấu tạo và lắp ráp. Nếu muốn biết rõ hơn về nguyên tắc và cấu tạo từng mạng lưới hệ thống bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm tại đây .
3. Sơ đồ lắp đặt hệ thống điện mặt trời
Để hoàn thành xong mạng lưới hệ thống điện mặt trời, người ta thường lắp ráp như sau :
- Những tấm pin mặt trời được lắp đặt trên giá đỡ và được cố định trên mái nhà/mặt đất/mặt nước.
- Các tấm pin mặt trời được kết nối với nhau qua các cổng MC4
- Giàn pin được kết nối với tủ điện DC
- Tủ điện DC kết nối với inverter
- Inverter kết nối với tủ điện AC
- Tủ điện AC nối tiếp với các tải tiêu thụ, đồng hồ điện 2 chiều và lưới điện quốc gia
Các thiết bị được liên kết với nhau để tạo thành mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời hoàn hảo .
Đọc ngay: Các bước lắp điện mặt trời tiêu chuẩn
Như vậy, cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm nhiều bộ phận khác nhau. Các bộ phận này kết nối, liên kết chặt chẽ với nhau để biến bức xạ mặt trời thành điện năng. Đây chính là hệ thống năng lượng nhân tạo đầy tiện ích, mang lại nhiều lợi ích cho người dùng.
Để tìm hiểu và khám phá hay lắp ráp mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời tự tạo, bạn hãy liên hệ với FreeSolar để được tư vấn chi tiết cụ thể :
