Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập và hệ thống hòa lưới

Spread the love

Những lợi ích của các tấm pin mặt trời được kết nối lưới điện so với ngoài lưới điện là gì? Việc quyết định xem có nên nối lưới các tấm pin mặt trời của bạn thường khá đơn giản hay không – những lợi ích rõ ràng của việc thu hút sự ràng buộc về lưới đối với phần lớn các chủ nhà.

Tuy nhiên, có một số người chọn lắp đặt một hệ thống ngoài lưới điện. Điều gì sẽ là lựa chọn tốt nhất cho hệ thống năng lượng của bạn muốn lắp đặt? Ta hãy xem xét kỹ hơn những lợi ích và nhược điểm của sự rằng buộc của hệ thống năng lượng mặt trời hybrid, hòa lưới(nối lưới), độc lập.

Hệ thống năng lượng mặt trời gắn lưới

Lưới liên kết trên lưới điện, tương tác hữu ích, lưới liên lạc và lưới điện trở lại là tất cả các thuật ngữ được sử dụng để mô tả cùng một khái niệm – một hệ thống năng lượng mặt trời được kết nối với lưới điện tiện ích.

Hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới
Hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới

Ưu điểm của hệ thống gắn lưới

1. Tiết kiệm nhiều tiền hơn với đo lường thuần

Một hệ thống kết nối lưới sẽ cho phép bạn tiết kiệm nhiều tiền hơn với các tấm pin mặt trời thông qua tốc độ hiệu suất tốt hơn, cung với sự tính toán cộng với thiết bị và chi phí lắp đặt thấp hơn:

Pin và các thiết bị độc lập khác, được yêu cầu cho một hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới đầy đủ chức năng và thêm vào các chi phí cũng như bảo trì. Một hệ thống năng lượng mặt trời gắn lưới sẽ thường rẻ hơn và đơn giản hơn để  có thể cài đặt cho gia đình bạn.

Tấm pin mặt trời của bạn thường sẽ tạo ra nhiều điện hơn những gì bạn có khả năng mà các ứng ứng dụng tiêu thụ của bạn. Với sự đo đếm trong thời gian dài, chủ hộ có thể đặt điện dư thừa này vào lưới điện thay vì tự cất giữ chúng bằng hệ thống pin dự phòng.

Các hệ thống đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo năng lượng mặt trời được khuyến khích sử dụng như thế nào?. Nếu không có nó, hệ thống năng lượng mặt trời của chủ hộ sẽ ít khả thi hơn nhiều so với quan điểm tài chính.

2. Lưới điện là một nguồn năng lượng ảo

Điện phải được sử dụng trong thời gian thực. Tuy nhiên, nó có thể được lưu trữ tạm thời dưới dạng các dạng năng lượng khác nhau. (ví dụ năng lượng hóa học trong pin). Lưu trữ năng lượng thường sẽ đi kèm với tổn thất đáng kể trong việc hao hụt nguồn năng lượng không đáng có.

Sử dụng lưới điện cũng là một dụng pin dự phòng khi hệ thống điện của bạn đã sử dụng cạn, mà không cần phải bảo trì hoặc thay thế, và với tỷ lệ hiệu quả tốt hơn nhiều. Nói cách khác, nhiều điện hơn (và nhiều tiền hơn) bị lãng phí với các hệ thống pin thông thường.

Thiết bị cho hệ thống năng lượng mặt trời gắn lưới

Có một vài khác biệt chính giữa các thiết bị cần thiết cho các hệ thống năng lượng mặt trời gắn lưới, độc lập và hybrid. Hệ thống năng lượng mặt trời gắn lưới tiêu chuẩn dựa trên các thành phần sau:

  • Biến tần nối lưới (GTI) hoặc Micro-Inverters
  • Đồng hồ điện

Biến tần gắn lưới (GTI)

Công việc của một biến tần năng lượng mặt trời là gì? Chúng điều chỉnh điện áp và dòng điện nhận được từ các tấm pin mặt trời của bạn. Dòng điện trực tiếp (DC) từ các tấm pin mặt trời của bạn được chuyển thành dòng điện xoay chiều (AC), là loại dòng điện được sử dụng bởi phần lớn các thiết bị điện.

Thêm vào đó, các biến tần dạng lưới, còn được gọi là biến tần tương tác hoặc đồng bộ, đồng bộ hóa pha và tần số của dòng điện để phù hợp với lưới điện ích (danh nghĩa 60Hz). Điện áp đầu ra cũng được điều chỉnh cao hơn một chút so với điện áp lưới để cho điện dư thừa chảy ra ngoài vào lưới điện.

Micro-inverters

Micro-Inverter pin mặt trời là thiết bị biến đổi điện một chiều (DC) trực tiếp từ 1 tấm pin mặt trời ra điện xoay chiều (AC). Dòng điện từ rất nhiều bộ Micro-inverter sẽ được kết hợp và phát thẳng vào lưới điện. Bộ Micro-Inverter sẽ trái ngược với các bộ chuyển đổi dạng chuỗi hay trung tâm là kết nối đến nhiều tấm pin mặt trời.

Micro-Inverter pin mặt trời
Micro-Inverter pin mặt trời

Micro-inverters đi trên mặt sau của mỗi bảng điều khiển năng lượng mặt trời, như trái ngược với một biến tần trung tâm thường mất trên toàn bộ mảng năng lượng mặt trời.

Gần đây đã có rất nhiều cuộc tranh luận về việc liệu các biến tần vi mô có tốt hơn các biến tần trung tâm (chuỗi) hay không.

Micro-inverters chắc chắn là đắt hơn, nhưng trong nhiều trường hợp mang lại tỷ lệ hiệu quả cao hơn. Các chủ nhà nghi ngờ che chắn các vấn đề chắc chắn nên xem xét nếu các biến tần vi mô tốt hơn trong tình huống của chúng.

Đồng hồ điện

Hầu hết các chủ nhà sẽ cần phải thay thế đồng hồ điện hiện tại của họ với một trong đó là tương thích với công tơ hai chiều (Net metering). Thiết bị này, thường được gọi là đồng hồ đo lưới hoặc máy đo hai chiều, có khả năng đo công suất theo cả hai hướng, từ lưới điện đến nhà của bạn và ngược lại.

Bạn nên tham khảo ý kiến ​​với công ty điện ở địa phương của bạn và xem những gì bạn có tùy chọn công tơ điện cho mình. Ở một số nơi, công ty phát hành điện sẽ có đồng hồ đo điện miễn phí và trả giá đầy đủ cho điện bạn tạo ra. Tuy nhiên, đây không phải là luôn luôn như vậy.

Hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới

Một hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới (ngoài lưới điện, độc lập) là sự thay thế rõ ràng đối với hệ thống được nối lưới. Đối với các chủ nhà có quyền truy cập vào lưới điện, hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới điện thường không được đề cập đến. Đây là lý do tại sao:

Hệ thống năng lượng mặt trời độc lập
Hệ thống năng lượng điện mặt trời độc lập

Để đảm bảo truy cập vào điện mọi lúc, các hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới yêu cầu lưu trữ pin và máy phát dự phòng (nếu bạn sống ngoài lưới điện). Ngày đầu này, một ngân hàng pin thường cần phải được thay thế sau 10 năm. Pin rất phức tạp, tốn kém và giảm hiệu quả toàn bộ hệ thống.

Ưu điểm của hệ thống năng lượng mặt trời độc lập

1. Không có quyền truy cập vào lưới tiện ích

Các hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới có thể rẻ hơn việc mở rộng đường dây điện ở một số khu vực hẻo lánh.

2. Trở thành năng lượng tự cung tự cấp

Hoạt động ngoài lưới điện của các công ty và tự cảm thấy đủ tốt với số điện mình có. Đối với một số gia đình, cảm giác này có giá trị hơn vì họ có thể tiết kiệm một khoản tiền cho điện năng tiêu thụ. Năng lượng tự cung tự cấp cũng là một hình thức đảm bảo sự an toàn khi hệ thống lưới điện tắt không thể cung cấp điện cho hộ gia đình. Sự cố mất điện trên lưới điện của nhà cung cấp sẽ không ảnh hưởng đến hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới của gia đình.

Mặt khác, thì pin chỉ có thể lưu trữ một lượng năng lượng nhất định và trong thời gian nhiều mây, việc kết nối với lưới điện thực sự là điều an toàn khi bạn có thể sử dụng điện của họ. Bạn nên lắp đặt một bộ nguồn điện dự phòng để chuẩn bị cho các loại tình huống như thế này.

Thiết bị cho hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới

Hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới điển hình yêu cầu các thành phần phụ sau đây để có thể hoạt động tốt nhất:

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

  • Pin
  • Ngắt kết nối DC (bổ sung)
  • Biến tần ngoài lưới
  • Máy phát dự phòng (tùy chọn)

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời còn được gọi là bộ điều chỉnh phí hoặc chỉ bộ điều chỉnh pin sử dụng. Thuật ngữ cuối cùng có lẽ là tốt nhất để mô tả những gì thiết bị này thực sự làm: Bộ sạc pin năng lượng mặt trời giới hạn tỷ lệ hiện tại đang được chuyển đến nơi lưu trữ pin và bảo vệ pin không bị quá tải trong quá trình sử dụng.

Bộ điều khiển sạc tốt là rất quan trọng để giữ pin hoạt động tốt, đảm bảo tuổi thọ của pin được tối đa hóa. Nếu bạn có một biến tần dựa trên pin, rất có thể là bộ điều khiển sạc được tích hợp.

Pin

Nếu không có một ngân hàng pin (hoặc một máy phát điện), nó sẽ bị tắt sáng bởi hoàng hôn. Một nguồn năng pin dự trữ về bản chất là một nhóm pin có dây kết nối với nhau.

Công tắc ngắt DC

Cần ngắt kết nối an toàn AC và DC cho tất cả các hệ thống năng lượng mặt trời. Đối với các hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới, một thiết bị ngắt DC bổ sung được lắp đặt giữa pin và bộ biến tần. Nó được sử dụng để ngắt dòng chảy giữa các thành phần này với nhau. Điều này là quan trọng để việc bảo trì, hay xử lý sự cố và bảo vệ chống lại hỏa hoạn điện trogn quá trình sử dụng.

Biến tần ngoài lưới

Không cần biến tần nếu bạn chỉ thiết lập các tấm pin mặt trời cho thuyền của bạn, RV của bạn hoặc một cái gì đó khác chạy trên dòng điện DC. Bạn sẽ cần một biến tần để chuyển đổi DC sang AC cho tất cả các thiết bị điện khác.

Biến tần ngoài lưới không phải phù hợp với pha với sóng sin tiện ích như trái ngược với biến tần gắn lưới. Dòng điện chạy từ các tấm pin mặt trời thông qua bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời và ngân hàng pin ngân hàng trước khi nó được chuyển đổi thành AC bởi biến tần ngoài lưới.

Trình tạo sao lưu

Phải mất rất nhiều tiền và pin lớn để chuẩn bị cho một vài ngày liên tiếp mà không cần ánh nắng mặt trời chiếu sáng (hoặc truy cập vào lưới điện). Đây là nơi mà các máy phát điện dự phòng được đưa vào sử dụng trong quá trình hoạt động.

Trong hầu hết các trường hợp, việc cài đặt một hệ thống dự phòng chạy trên động cơ diesel là một lựa chọn tốt hơn so với đầu tư vào một nguồn năng lượng pin dự trữ quá khổ hiếm khi hoạt động ở tiềm năng đầy đủ của nó. Máy phát điện có thể chạy bằng propane, xăng dầu, xăng và nhiều loại nhiên liệu khác.

Sao lưu máy phát điện thường đầu ra AC, bạn có thể được gửi qua biến tần để sử dụng trực tiếp, hoặc nó có thể được chuyển đổi thành DC để lưu trữ vào pin dự phòng.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời hybrid

Các hệ thống năng lượng mặt trời lai kết hợp tốt nhất từ các hệ thống năng lượng mặt trời gắn lưới và không có lưới điện. Các hệ thống này có thể được mô tả dưới dạng năng lượng mặt trời ngoài lưới với công suất sao lưu tiện ích hoặc năng lượng mặt trời gắn lưới với bộ nhớ pin phụ.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid
Hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid

Ưu điểm của hệ thống Hybrid

1. Ít tốn kém hơn so với hệ thống năng lượng mặt trời độc lập

Hệ thống năng lượng mặt trời hybrid rẻ hơn các hệ thống năng lượng mặt trời độc lập. Bạn không thực sự cần một máy phát điện dự phòng, năng lực của nguồn pin dự trữ của bạn có thể được giảm kích thước.

2. Năng lượng mặt trời thông minh nắm giữ rất nhiều lời hứa

Việc giới thiệu các hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp đã mở ra cho nhiều sáng kiến ​​thú vị. Biến tần mới cho phép chủ nhà tận dụng những thay đổi về tỷ lệ điện ích trong suốt cả ngày sử dụng các ứng dụng.

Các tấm năng lượng mặt trời xảy ra để sản xuất năng lượng điện nhiều nhất vào buổi trưa – không lâu trước giá điện lên đỉnh điểm. Các thiết bị trong nhà và xe điện của bạn có thể được lập trình để tiêu thụ năng lượng trong giờ cao điểm (hoặc từ các tấm pin mặt trời).

Do đó, bạn có thể tạm thời lưu trữ bất cứ thứ gì dư thừa các tấm pin mặt trời của bạn bằng pin, và có thể đặt chuyển vào lưới điện công ty bạn sẽ được trả nhiều nhất cho mỗi kWh chuyển vào đó.

Năng lượng mặt trời thông minh nắm giữ rất nhiều hứa hẹn cho bạn sử dụng. Khái niệm này sẽ ngày càng trở nên phát triển và quan trọng khi chúng ta chuyển đổi sang lưới điện thông minh trong những năm sắp tới đây.

Thiết bị cho hệ thống năng lượng mặt trời hybrid

Hệ thống năng lượng mặt trời hybrid điển hình cần dựa trên các thành phần được bổ sung sau:

  • Bộ điều khiển sạc
  • Pin
  • Ngắt kết nối DC (bổ sung)
  • Biến tần dựa trên pin
  • Đồng hồ điện

Biến tần gắn lưới dựa trên pin

Các hệ thống năng lượng mặt trời lai sử dụng các bộ biến tần dạng lưới kết hợp. Các thiết bị này kết hợp có thể rút năng lượng điện đến và từ các ngân hàng pin, cũng có thể đồng bộ hóa với lưới điện của bạn mua khi cần sử dụng.

Điểm mấu chốt là: Ngay bây giờ, đối với đại đa số các chủ nhà hiện nay, khai thác lưới tiện ích để có thể lưu trữ điện và năng lượng là rẻ hơn và thực tế hơn nhiều so với việc sử dụng các pin dự trữ hoặc máy phát dự phòng khi cần đến.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *