Nguyên nhân của sự tổn hao trong hệ thống điện mặt trời và cách khắc phục

Trong một hệ thống điện mặt trời, tổn hao hệ thống là một việc tuy không mong muốn nhưng lại dễ xảy ra và khiến sụt giảm công suất của cả hệ thống. Hãy cùng Solar Top tìm hiểu những lý do mà bạn không để ý đang làm tổn hại đến hệ thống điện mặt trời của bạn, và một số cách khắc phục.

 

Việc lắp đặt ban đầu có thể ảnh hưởng đến sản lượng của hệ thống

Đọc những thông số kỹ thuật cùng rất nhiều lý thuyết từ nhà sản xuất, có lẽ bạn không thể biết rằng ngay khi hệ thống điện mặt trời của bạn hoàn thiện và được đưa vào sử dụng, chúng đã bị tác động dẫn đến một số hao tổn nhất định.

Có thể thấy, lượng bức xạ tấm pin mặt trời hấp thụ không giống với lượng bức xạ lý tưởng trên lý thuyết. Đây là mức thực tế hệ thống thu được do cách lắp đặt trên mái, độ nghiêng,… mà đơn vị thi công lựa chọn cho dự án của bạn. Bạn nên nắm chắc thông tin này để lựa chọn hướng lắp đặt hệ thống mặt trời tránh những tổn hao không đáng có.

Do đó, ta có thể rút ra nguyên nhân đầu tiên dẫn đến sự tổn hao của hệ thống: việc lắp đặt vị trí phù hợp và góc nghiêng hợp lý. Điều này sẽ giúp bạn xác định tổn hao thực tế và đánh giá đúng hiệu suất của hệ thống. Như vậy, lượng bức xạ mà thực tế hệ thống thu được sẽ khác với lượng bức xạ lớn nhất trên lý thuyết mà hệ thống có thể thu được tại cùng vị trí do cách lắp đặt mà chúng ta lựa chọn.



 

Những tấm pin của bạn có đang gặp hiện tượng “bóng râm” không?

Là những người hoạt động trong ngành điện mặt trời, thuật ngữ “bóng râm” (shading) có lẽ khá quen thuộc. Bóng râm có thể là cây cối, lá,… từ bên ngoài, cũng có thể là một số công trình gây khuất nắng của hướng mặt trời chiếu. Song hiện tượng che bóng còn có thể xảy ra ngay trên tấm pin khi hướng chiếu của mặt trời, việc mọc lặn của mặt trời khiến các dãy pin che mất bóng của nhau.

Một tấm pin khi bị che bóng sẽ dẫn đến việc hao tổn sản lượng điện – đây là một nguyên lý hiển nhiên và không công trình nào muốn mắc phải lỗi này. Công suất của tấm pin có thể bị giảm đến vài chục phần trăm khi gặp hiệu ứng che bóng lên cell pin, do tác động của các diode chống ngược dòng của tấm pin.

Đồng thời, không chỉ gây tổn hại đến sản lượng pin, hiện tượng “bóng râm” có thể khiến các thiết bị trong hệ thống phải trải qua hiện tượng Mismatch (quá nhiệt), gây nguy hiểm cho hệ thống nói riêng cũng như các thiết bị tiêu thụ điện từ nguồn điện mặt trời nói chung.

 

Những yếu tố tổn hao phía DC

Sụt giảm sản lượng do cáp DC

Khi kết nối các tấm pin thành 1 chuỗi PV, cáp điện DC có thể kết nối từ các chuỗi về COB nếu sử dụng biến tần chuỗi hoặc nối từ các chuỗi về biến tần nếu thiết bị của bạn là biến tần tập trung. Chính sự khách biệt về chiều dài và kích thước dây cáp sẽ gây nên sự khác nhau về sụt áp, từ đó gây sụt giảm sản lượng do cáp DC không mong muốn.

Sản lượng bị sụt giảm do đấu nối

Ở những vị trí đấu nối giữa các tấm pin trong một chuỗi, từ PV tới COB hay về biến tần, nếu điểm đấu nối không được đảm bảo sẽ gây ra hiện tượng sụt áp, phát nóng và từ đó gây nguy hiểm cho cả hệ thống điện mặt trời.

Tấm pin mặt trời cũng chính là yếu tố dẫn đến sự sụt giảm sản lượng

Một tấm pin có thể phải nhiều tổn hao do bụi bẩn trong không khí do không được vệ sinh thường xuyên, chất lượng tấm pin không đảm bảo, nhiệt độ tấm pin nóng quá cao dẫn đến khả năng sản xuất điện giảm. Điều này có thể thể hiện dưới góc độ vật lý: nhiệt độ gây ảnh hưởng đến điện áp trong module, nếu nhiệt độ thấp thì điện áp tăng còn nhiệt độ cao sẽ làm điện áp giảm.

Trong trường hợp điện mặt trời là điện hòa lưới, trong quá trình vận hành sẽ chịu áp lực từ nguồn lưới, gây ra những hao tổn khác dẫn đến sự sụt giảm sản lượng điện.

 

Những yếu tố tổn hao phía AC

Những tổn hao phía AC bắt nguồn từ biến tần – thiết bị đảm nhiệm vai trò chuyển đổi năng lượng điện một chiều DC sang điện xoay chiều AC. Trong quá trình chuyển đổi, dù hệ thống biến tần có hiệu suất cao đến mấy nhưng vẫn sẽ tồn tại một số yếu tố gây tổn thất như tổn thất của hiệu suất chuyển đổi, tổn hao quá công suất DC, tổn thất do ngưỡng điện áp,…

Tổn thất trong quá trình chuyển đổi dòng điện

Hiệu suất chuyển đổi của biến tần có thể thay đổi do điện áp hoạt động; nguyên nhân dẫn đến sự sụt giảm này là bởi các tổn hao nhiệt, do đóng ngắt của các bộ IGBT,…

Tổn hao do công suất DC vượt ngưỡng (clipping)

Tỉ số chuyển đổi DC/AC thường nằm ở mức 1.25 – 1.3 trong một hệ thống năng lượng mặt trời. Sở dĩ có tỷ lệ như vậy bởi công suất DC phát ra của pin mặt trời không phải khi nào cũng ở công suất cực đại, mà chính tấm pin cũng có thể bị sụt giảm sản lượng như đã trình bày ở trên.

Tuy nhiên, trong trường hợp tỉ số DC/AC quá cao, hiệu suất của hệ thống có thể bị tổn hao. Lúc này, biến tần chỉ phát lên phía AC với công suất định mức và lượng năng lượng còn lại không được sử dụng.



Tổn thất bởi ngưỡng điện áp

Mỗi biến tần đều có MPPT - điểm công suất cực đại và tương ứng một dãy điện áp MPP của mỗi biến tần.

Trong quá trình thiết kế, hoặc vận hành trong điều kiện thời tiết không thuận lợi, điện áp của chuỗi PV đấu nối vào biến tần có thể vượt ra khỏi ngưỡng điện áp MPP.

Từ đây, hiệu suất của hệ thống sẽ sụt giảm. Đến một ngưỡng nhất định, biến tần trong hệ thống sẽ tự ngắt chuỗi PV vì không đủ điện áp để hoạt động, hoặc biến tần sẽ tự ngắt thiết bị để đảm bảo an toàn, gây ra tổn thất sản lượng của hệ thống.

Tổn hao trên cáp AC

Cáp AC đóng vai trò kết nối từ biến tần đến tủ phân phối tổng hoặc đến trạm biến áp trung thế. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, cáp AC có thể gây ra các tổn thất lớn do tỏa nhiệt và tổn thất điện áp trên cáp.




Tổn thất trên đấu nối

Như đã giải thích ở phía DC, các đấu nối cũng là nguyên nhân dẫn đến sự sụt giảm điện của hệ thống. Tại các vị trí đấu nối cáp điện như là đấu nối cáp từ biến tần đến tủ phân phối, tổn hao nhiệt và tổn thất điện áp trên các đầu cos đấu cáp cũng rất đáng kể nếu kết nối không đảm bảo chất lượng.

Một đầu cos không tiếp xúc tốt gây ra hiện tượng phát nhiệt, sụt áp và đem đến nguy cơ gây ra những sự cố cháy, nổ nguy hiểm cho cả hệ thống nói chung.

Tổn thất trên các máy biến áp

Các hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng MBA nâng áp cần phải kể đến tổn hao trên các MBA này.

Tổn hao trên các MBA bao gồm tổn hao do sắt từ (tổn hao không tải) và tổn thất đồng (tổn hao có tải), sản lượng điện tổn hao do các MBA có thể lên đến 0.1% tổng sản lượng.

 

Làm cách nào để khắc phục sự sụt giảm sản lượng?

Như đã phân tích ở trên, những nguyên nhân khiến hệ thống điện mặt trời của bạn sụt giảm lên đến 60% hiệu suất phần lớn nằm ở chất lượng thiết bị, lỗi do thi công và một phần do tác động từ môi trường. Vì vậy, nếu bạn mong chờ một hệ thống pin mặt trời tồn tại hàng chục năm, hoàn vốn nhanh và nhanh chóng kiếm được nguồn tiền đầu tư, thì việc ngăn chặn sự hao hụt hiệu suất là việc vô cùng quan trọng và cấp thiết. Đồng nghĩa với việc, đầu tư xứng tầm cho những thiết bị ban đầu và lựa chọn nhà cung cấp đáng tin cậy chính là bước đầu để tiến đến những mục tiêu sử dụng điện mặt trời thuận lợi cho sau này. Song song với đó, trong quá trình vận hành chắc chắn không thể tránh được các rủi ro, do không thể cắt giảm các tổn thất trong một lần, bạn nên lưu ý đến vị trí lắp đặt để lựa chọn phương án tối ưu nhất giúp cắt giảm tổn hao sao cho phù hợp về cả kỹ thuật lẫn kinh tế cho dự án.




Solar Top là nhà phân phối chính hãng của các thương hiệu vật tư điện mặt trời số 1 thế giới như Jinko Solar, SMA, KBE. Chỉ trong 2 năm qua, công ty chúng tôi đã thực hiện thành công nhiều dự án lớn, cung cấp nhiều gói vật tư chất lượng, với hơn 1000 hệ thống điện mặt trời với tổng công suất lên đến hơn 13MW trên toàn quốc.

Với sự nỗ lực, lòng nhiệt thành cống hiến của đội ngũ nhân viên công ty, Solar Top mong muốn sẽ mang những sản phẩm chất lượng nhất đến với người tiêu dùng, đồng thời truyền tải tới khách hàng và đối tác những giá trị tốt đẹp về một thế giới sạch và bền vững, thiết lập một hệ sinh thái an toàn cho tương lai. 

 

THÔNG TIN LIÊN HỆ

CÔNG TY TNHH SOLAR TOP

Địa chỉ: LK11-29 Khu đô thị Văn Khê, Phường La Khê, Quận Hà Đông, TP Hà Nội

Hotline: 0988.345.842

Email: info@solartop.vn

Website: https://solartop.vn

Bình luận

Để lại bình luận và chúng tôi sẽ phản hồi lại sớm nhất.