Kết nối AC của pin là gì?

Khi các hệ thống lưu trữ năng lượng ngày càng trở nên phổ biến trong các ứng dụng dân dụng, thương mại và công nghiệp, ngày càng có nhiều người dùng bắt đầu quan tâm đến một câu hỏi tưởng chừng đơn giản nhưng vô cùng quan trọng: Cụ thể, pin được tích hợp vào hệ thống năng lượng mặt trời như thế nào?

Trong các dự án thực tế, pin không phải là thứ có thể đơn giản “cắm vào và sử dụng”. Cách pin kết nối với các tấm pin mặt trời, bộ biến tần và lưới điện công cộng có ảnh hưởng trực tiếp đến tính linh hoạt của hệ thống, hiệu suất tổng thể và khả năng mở rộng trong tương lai. Trong số các kiến trúc có sẵn, Kết nối AC của Pin là một trong những giải pháp được áp dụng rộng rãi và được chấp nhận phổ biến nhất hiện nay.

Kết nối AC xác định liệu pin được kết nối ở phía AC hay phía DC của hệ thống, cũng như cách năng lượng điện được chuyển đổi trong quá trình sạc và xả. Hiểu rõ khái niệm này không chỉ giúp xác định liệu kết nối AC có phù hợp với dự án của bạn hay không, mà còn cho phép so sánh một cách có căn cứ giữa kết nối AC và kết nối DC.

Trong các phần tiếp theo, chúng tôi sẽ giải thích khái niệm Kết nối AC của pin là gì, cách nó hoạt động, sự khác biệt so với kết nối DC, và các ứng dụng mà nó phù hợp nhất, giúp bạn đưa ra quyết định rõ ràng và đáng tin cậy hơn.

Battery AC Coupling là gì?

Kết nối AC của pin đề cập đến kiến trúc hệ thống trong đó pin được kết nối với phía AC của hệ thống năng lượng mặt trời hoặc hệ thống điện thông qua một bộ biến tần lưu trữ năng lượng chuyên dụng.

Nói một cách đơn giản, hệ thống quang điện và hệ thống lưu trữ năng lượng hoạt động độc lập nhưng được kết nối với cùng một đường dây AC. Pin không được kết nối trực tiếp với phía DC của các mô-đun năng lượng mặt trời; thay vào đó, nó sạc và xả thông qua nguồn điện AC.

Do kiến trúc “không liên kết” này, kết nối AC (AC coupling) đặc biệt phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu độ linh hoạt cao của hệ thống, đặc biệt là khi pin được thêm vào một hệ thống năng lượng mặt trời hiện có ở giai đoạn sau.

Cơ chế hoạt động của kết nối AC pin là gì?

Hiểu cách hoạt động của kết nối AC cơ bản có nghĩa là theo dõi dòng điện đi qua hệ thống, có thể chia thành quá trình sạc và quá trình xả.

Quy trình sạc

a) Điện một chiều (DC) được tạo ra bởi các mô-đun quang điện hoặc các nguồn DC khác trước tiên được chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) bởi bộ biến tần quang điện (PV inverter).
b) Điện xoay chiều (AC) sau khi được chuyển đổi sẽ được đưa vào đường dây AC và được sử dụng trước tiên để cấp điện cho các tải địa phương, đáp ứng nhu cầu điện năng theo thời gian thực.
c) Khi có dư thừa năng lượng trên đường dây AC, công suất AC dư thừa sẽ được bộ biến tần lưu trữ năng lượng chuyển đổi trở lại thành DC và lưu trữ trong pin.

Quy trình xả hàng

a) Khi cần năng lượng từ pin, năng lượng DC được lưu trữ trong pin sẽ được bộ biến tần lưu trữ chuyển đổi thành năng lượng AC (DC→AC).
b) Điện xoay chiều (AC) sau khi được chuyển đổi có thể được cung cấp trực tiếp cho các tải địa phương hoặc đưa vào lưới điện để cung cấp điện hoặc giao dịch năng lượng.

Thông qua sự phối hợp này, việc chuyển đổi hai chiều giữa dòng điện một chiều (DC) và dòng điện xoay chiều (AC) được thực hiện, cho phép pin kết nối một cách liền mạch với lưới điện AC hoặc các tải AC và thực hiện quá trình sạc và xả linh hoạt.

Ưu và nhược điểm của kết nối AC bằng pin

Giống như bất kỳ kiến trúc hệ thống nào, kết nối AC có cả ưu điểm và hạn chế, cần được đánh giá dựa trên các tình huống ứng dụng cụ thể.

Ưu điểm

Độ linh hoạt cao

Hệ thống lưu trữ năng lượng hoạt động song song với hệ thống PV hoặc lưới điện ở phía AC, cho phép hoạt động độc lập hoặc phối hợp. Trong trường hợp mất điện lưới, hệ thống có thể nhanh chóng chuyển sang chế độ hoạt động độc lập để cung cấp điện cho các tải quan trọng.

Tương thích cao

Hệ thống kết nối AC tích hợp một cách trơn tru với các mạng lưới AC hiện có hoặc thiết bị, thường không yêu cầu các thay đổi lớn về hệ thống. Chúng hỗ trợ sự kết hợp giữa các bộ biến tần PV và thiết bị lưu trữ từ các thương hiệu và model khác nhau.

Khả năng mở rộng tuyệt vời

Kết nối AC là giải pháp lý tưởng để tích hợp pin vào các hệ thống PV hiện có. Phương pháp này không bị giới hạn bởi công suất định mức của một thiết bị duy nhất và cho phép mở rộng dần công suất năng lượng mặt trời hoặc dung lượng lưu trữ pin để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai.

Nhược điểm

Hiệu suất năng lượng tương đối thấp hơn

Năng lượng mặt trời phải trải qua hai quá trình chuyển đổi—DC→AC→DC—trước khi được lưu trữ trong pin. Mỗi quá trình chuyển đổi gây ra tổn thất, dẫn đến hiệu suất tổng thể thấp hơn so với các hệ thống kết nối DC.

Chi phí phần cứng cao hơn

Cần thêm một bộ biến tần lưu trữ năng lượng, làm tăng tổng chi phí thiết bị.

Yêu cầu không gian lớn hơn

Việc sử dụng nhiều thiết bị hơn dẫn đến yêu cầu về không gian lớn hơn, đặt ra những yêu cầu cao hơn đối với điều kiện địa điểm và bố trí hệ thống.

Ưu điểm chính của hệ thống pin mặt trời kết nối AC nằm ở tính dễ lắp đặt và chi phí đầu tư ban đầu tương đối thấp.

Ngoài ra, trong các hệ thống kết nối AC, cả tấm pin mặt trời và lưới điện công cộng đều có thể sạc pin. Ngay cả khi sản lượng điện mặt trời không đủ, pin vẫn có thể được sạc từ lưới điện, giúp nâng cao tính sẵn sàng của hệ thống tổng thể.

Kết nối AC so với kết nối DC

Trong hệ thống kết nối DC, nguồn điện DC từ các tấm pin mặt trời được truyền trực tiếp đến bộ biến tần lưu trữ. Một phần nguồn điện được chuyển đổi thành AC để cung cấp cho các tải địa phương hoặc xuất ra lưới điện, trong khi phần còn lại được sử dụng để sạc pin trực tiếp hoặc thông qua bộ chuyển đổi DC-DC.

Mục so sánh	Kết nối AC	Kết nối DC
Đường dẫn chuyển đổi điện năng	Điện một chiều (DC) → Điện xoay chiều (AC) → Điện một chiều (DC)	DC → DC
Hiệu suất hệ thống	Thấp hơn một chút	Cao hơn
Độ phức tạp của quá trình cài đặt	Dễ dàng hơn, đặc biệt là đối với các hệ thống PV hiện có.	Phức tạp hơn, đặc biệt là đối với các dự án cải tạo.
Cấu hình biến tần	Biến tần PV + biến tần lưu trữ	Biến tần lưu trữ
Độ linh hoạt của hệ thống	Tương thích cao, mạnh mẽ với nhiều thương hiệu	Yêu cầu khớp hệ thống thấp hơn, cao hơn
Các ứng dụng điển hình	Cải tạo pin, mở rộng theo giai đoạn	Các dự án mới ưu tiên hiệu suất cao

Tổng quan, kết nối AC là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống cải tạo và linh hoạt, trong khi kết nối DC phù hợp hơn cho các hệ thống mới được lắp đặt, nơi ưu tiên hiệu suất hệ thống tối đa.

Dù trong hệ thống kết nối DC hay AC, bộ biến tần lưu trữ năng lượng thường đóng vai trò là thành phần trung tâm của toàn bộ hệ thống. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối sản xuất năng lượng mặt trời, lưu trữ pin và tương tác với lưới điện, đồng thời quyết định hiệu suất tổng thể, độ tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thống.

The Dòng sản phẩm THon Series - Biến tần lưu trữ năng lượng mặt trời Được thiết kế cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng trong dân dụng và thương mại quy mô nhỏ, cung cấp hỗ trợ linh hoạt cho hệ thống điện lưới, năng lượng mặt trời PV và tích hợp pin trong nhiều cấu hình hệ thống khác nhau.

Dòng sản phẩm này hỗ trợ hoạt động song song của tối đa sáu đơn vị, cho phép mở rộng công suất hệ thống theo nhu cầu phát triển của dự án. Với hiệu suất MPPT lên đến 99%, nó đảm bảo thu hoạch năng lượng hiệu quả ngay cả trong điều kiện ánh sáng mặt trời thay đổi. Dù được triển khai trong các hệ thống năng lượng hybrid mới hay được sử dụng làm thành phần chính cho việc nâng cấp và cải tạo hệ thống, dòng sản phẩm THon Series giúp cân bằng giữa hiệu suất, độ tin cậy và khả năng mở rộng trong tương lai.

Khi nào nên chọn hệ thống pin kết nối AC?

Thêm dung lượng lưu trữ vào hệ thống PV hiện có

Đối với người dùng đã có hệ thống điện mặt trời PV và muốn lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng sau này, kết nối AC thường là lựa chọn tốt hơn, vì nó tránh được việc phải thực hiện các sửa đổi phức tạp cho hệ thống.

Kế hoạch mở rộng trong tương lai

Trong các hệ thống kết nối AC, hệ thống PV và hệ thống lưu trữ tương đối độc lập, cho phép mở rộng công suất phía AC khi cần thiết.

Các kịch bản tích hợp đa nguồn năng lượng

Khi cần tích hợp nhiều nguồn năng lượng như năng lượng mặt trời, gió và lưới điện, việc kết nối AC cho phép phối hợp hiệu quả hơn các nguồn vào và nguồn ra năng lượng trong một hệ thống quản lý năng lượng thống nhất.

Yêu cầu cao về khả năng tương thích của thiết bị

Hệ thống kết nối AC mang lại khả năng tương thích cao hơn giữa các thương hiệu và mẫu mã thiết bị khác nhau.

Kết luận

Tổng thể, các hệ thống pin kết nối AC mang lại những ưu điểm rõ rệt trong các dự án cải tạo, mở rộng công suất, tích hợp đa nguồn năng lượng và các ứng dụng yêu cầu độ linh hoạt cao. Mặc dù hiệu suất năng lượng của chúng thấp hơn một chút so với các hệ thống kết nối DC, nhưng sự dễ dàng trong lắp đặt, khả năng tương thích cao và khả năng mở rộng xuất sắc khiến chúng trở thành lựa chọn chín muồi và đáng tin cậy cho các dự án lưu trữ năng lượng hiện đại.

Khi lựa chọn kiến trúc hệ thống, nên đánh giá các điều kiện hiện có của hệ thống, giới hạn ngân sách và kế hoạch dài hạn để xác định giải pháp lưu trữ năng lượng phù hợp nhất.