Làm thế nào xác định hệ thống điện mặt trời hòa lưới hiệu quả nhất ?

Để xác định hệ thống điện mặt trời hòa lưới hiệu quả nhất.

Chúng ta hãy bắt đầu từ mặt trời, nguồn năng lượng thiết yếu cho trái đất trong hàng triệu năm qua.

#1: BỨC XẠ MẶT TRỜI

174,000,000kW là con số năng lượng khổng lồ mà mặt trời mang đến cho bầu khí quyển trong vòng một năm.

1/3 trong số này bị phản xạ lại ra ngoài vũ trụ.

Toàn bộ phần năng lượng còn lại 3,850,000,000,000 kJ tác động lên bầu không khí, mây, nước biển và mặt đất.

Năng lượng thu được tại trái đất trong vòng 1 giờ đủ để cung cấp điện cho toàn thế giới trong vòng 1 năm. Đây chính là lý do giúp cho mặt trời trở thành nguồn năng lượng lớn nhất trên trái đất hiện nay.

Tổng năng lượng mặt trời trong vòng 1 năm lớn gấp đôi tất cả các nguồn năng lượng khác gộp lại. Bao gồm cả năng lượng hóa thạch và năng lượng nguyên tử.

Lượng năng lượng mặt trời tác động lên trái đất mỗi giây đủ để chiếu sáng 4 tỉ bóng đèn 100W trong cùng một thời điểm.

Những con số thật sự rất đáng ấn tượng về nguồn năng lượng tái tạo này.

Trước khi ánh sáng xuyên qua bầu khí quyển. Bức xạ trung bình trái đất nhận được từ mặt trời là 1367W/m².

Những ngày trời quang mây. Lượng bức xạ buổi trưa đạt khoảng 1000W/m² ( Giá trị bức xạ dùng trong điều kiện thí nghiệm STC để kiểm tra tấm pin ).

Chúng ta luôn thắc mắc làm thế nào để đo lường công suất điện mặt trời tại một vị trí ?

Làm thế nào để nhận biết nơi nào sẽ nhận được nhiều bức xạ hơn ?

#2: GIỜ NẮNG ĐỈNH 

Với bức xạ 1000 W/m² chiếu vào bề mặt 1 m² trong vòng 1 giờ. Chúng ta thu được công suất là 1000Wh (hoặc 1kWh). Giá trị này gọi là 1 giờ nắng đỉnh.

Giờ nắng đỉnh là đại lượng quy đổi tổng công suất bức xạ thu được trên 1m² mặt đất trong một ngày, về mức tham chiếu 1kW/m².

Quy đổi theo mức tham chiếu giúp chúng ta so sánh được lượng bức xạ giữa các khu vực.

Dưới đây là biểu đồ giờ nắng đỉnh tại từng khu vực của Việt Nam.

Khu vực Ninh Thuận và Bình Thuận có giờ nắng đỉnh lên đến 5h. Đây là hai khu vực tập trung Solar Farm ( nhà máy điện mặt trời công suất lớn ) nhiều nhất cả nước.

Trong khi đó khu vực miền Bắc thấp nhất, trung bình chỉ đạt 3.2-3.6h

#3: NĂNG SUẤT CỤ THỂ (SPECIFIC YEILD)

Nếu như giờ nắng đỉnh dùng để đánh giá lượng bức xạ tại khu vực. Specific Yield ( tạm dịch là năng suất cụ thể ) dùng để đánh giá hiệu quả phát điện của hệ thống điện mặt trời.

"Năng suất cụ thể"  sử dụng để so sánh các khu vực, phân tích các phương án thiết kế hệ thống điện mặt trời tối ưu.

Năng suất cụ thể được tính toán như sau :

Tổng lượng điện năng ( thực tế hoặc dự kiến ) hệ thống tạo ra trong 1 năm (kWh) / tổng kWp giàn pin lắp đặt.

"Năng suất cụ thể" càng lớn, hiệu quả hoạt động của hệ thống càng cao.

#4: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SPECIFIC YEILD

Địa điểm : Nơi lắp đặt quyết định lượng bức xạ của mặt trời nhận được. Bức xạ quyết định đến hiệu quả hoạt động của hệ thống. 

Lượng bức xạ thu được phụ thuộc vào hướng của giàn pin, tỉ lệ giàn pin bị che bóng, mật độ bụi bẩn.

Một số khu vực ở miền Bắc nước ta xuất hiện tuyết trên bề mặt tấm pin vào mùa đông. Tuyết sẽ làm cản trở tấm pin nhận ánh sáng từ mặt trời.

Dữ liệu thời tiết: Mây, mưa, nhiệt độ môi trường, gió ảnh hưởng đến lượng bức xạ thu được và hiệu năng của hệ thống

Dữ liệu được thu thập bao gồm : Bức xạ, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió... là thành phần không thể thiếu trong các phần mềm thiết kế.

Thông tin được thu thập từ trạm khí tượng học và tổng hợp thành cơ sở dữ liệu. Đây là cơ sở để phần mềm thực hiện tính toán sản lượng điện hệ thống dự kiến tạo ra.

Tấm pin sẽ bị giảm hiệu suất khi nhiệt độ tăng hoặc trong điều kiện ánh sáng yếu.

Tùy theo công nghệ và chất lượng, mỗi tấm pin có mức độ suy hao khác nhau. Hệ số suy giảm theo nhiệt độ cho biết độ suy giảm công suất thay đổi theo nhiệt độ.

Tổn hao của hệ thống : bao gồm hiệu suất inverter, tổn hao MPPT, tổn hao dây dẫn AC và DC....

Dây dẫn DC/AC luôn tồn tại nội trở ( ký hiệu là R ). Nội trở sinh ra tổn hao trên dây dẫn ( P=I2.R ) khi hệ thống hoạt động.

Điều này làm giảm lượng điện năng thu được.

Trong khi đó tổn hao của Inverter giao động từ 3-4% ( Hiệu suất đạt từ 96-97% )

#5: TÍNH TOÁN ĐIỆN NĂNG TẠO RA CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

Năng suất cụ thể (kWh/kWp) giúp chúng ta dễ dàng tính được lượng điện năng trong 1 năm tạo ra từ hệ thống điện năng lượng mặt trời.

Cách tính toán như sau :

Điện năng thu được = Tổng dung lượng pin năng lượng mặt trời (kWp) X Năng suất cụ thể ( kWh / kWp )

#6: CÁCH XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT CỤ THỂ CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

Cách đơn giản nhất chúng ta sẽ sử dụng phần mềm PV*SOL online

Chúng ta truy cập vào địa chỉ sau : http://pvsol-online.valentin-software.com/#/

Làm thế nào xác định hệ thống điện mặt trời hòa lưới hiệu quả nhất - pvsol-1

Sau khi lựa chọn địa điểm trên bản đồ, chúng ta kéo xuống mục PV Modules

Tại đây chúng ta lựa chọn loại tấm pin và công suất lắp đặt, góc nghiêng, hướng xoay của giàn pin.

Làm thế nào xác định hệ thống điện mặt trời hòa lưới hiệu quả nhất - pvsol-2

Sau đó lựa chọn loại Inverter sử dụng.

Nhấn chọn "Get best cofiguration"

Tích chọn "I'm not a robot"

Tiếp đó chúng ta nhấn "Simulate PV system". Quá trình tính toán sẽ bắt đầu

Ở mục result các bạn sẽ thấy giá trị "Năng suất cụ thể" ở mục "Spec. annual yield".

Làm-thế-nào-xác-định-hệ-thống-điện-mặt-trời-hòa-lưới-hiệu-quả-nhất-pvsol-3

#7: LÀ KHÁCH HÀNG BẠN SẼ QUAN TÂM ĐẾN YẾU TỐ NÀO CỦA HỆ THỐNG

Là khách hàng, chúng ta đứng trước hàng ngàn lựa chọn về sản phẩm.

Không ai muốn mua một sản phẩm ít giá trị.

Không ai muốn mua một sản phẩm quá đắt.

Những công ty hiện nay đang chào bán vô số sản phẩm khác nhau với những cam kết.

Những lời hứa có cánh để họ có thể lắp đặt hệ thống cho gia đình bạn, doanh nghiệp của bạn.

Nếu đã biết về thông số này, hãy thắc mắc với nhà thiết kế & lắp đặt. Hãy yêu cầu họ cung cấp cho bạn con số cụ thể.

Hãy là người chủ động yêu cầu đội ngũ tư vấn lắp đặt cam kết với bạn sản lượng thiết kế.

Chúng ta hãy trang bị kiến thức cho bản thân. Không cần chuyên sâu, nhưng ít nhất để bạn biết họ đang nói điều gì với bạn. Biết được rằng bạn đang có những lựa chọn đúng đắn và hiệu quả.

Như câu nói của cựu Hoàng đế La Mã Charlemagne:

Hành động đúng tốt hơn tri thức; nhưng để làm được điều đúng, chúng ta phải biết điều gì đúng.

(Charlemagne)

Về tác giả: Hồng Phúc là một kỹ sư điện mặt trời, từng làm việc tại JESCO ASIA, VIETSTAR VÀ DATSOLAR. Người đã sáng lập ra chuỗi video hướng dẫn sử dụng PVsyst trên youtube. Anh là người truyền lửa cho những anh em mới vào ngành, sinh viên, kỹ thuật viên phá tan những trở ngại, lo lắng ban đầu khi tiếp xúc với điện mặt trời một cách nhẹ nhàng nhất.

>