Cách kết nối tấm pin mặt trời với bộ biến tần

Kết nối tấm pin mặt trời với bộ biến tần là bước quan trọng để đạt được hiệu quả và an toàn trong quá trình sản xuất điện. Bài viết này sẽ giải thích chi tiết về tầm quan trọng của việc kết nối tấm pin mặt trời với bộ biến tần, cách chọn bộ biến tần phù hợp, quy trình từng bước để kết nối tấm pin mặt trời với bộ biến tần, các công cụ và vật liệu cần thiết, cũng như các cách để tối ưu hóa hệ thống năng lượng mặt trời của bạn. Hãy bắt đầu!

Tấm pin mặt trời và bộ biến tần là thiết bị không thể thiếu.

Tấm pin mặt trời là thành phần cơ bản của hệ thống phát điện quang điện. Chúng chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện một chiều (DC), sau đó phải được xử lý bởi bộ biến tần để tạo ra điện xoay chiều (AC) vì hầu hết các thiết bị gia dụng và công nghiệp đều hoạt động trên điện xoay chiều (AC).

Biến tần điều chỉnh điện áp và tần số đầu ra để đảm bảo tính ổn định và tương thích của nguồn điện, đáp ứng nhu cầu của hộ gia đình hoặc hệ thống điện công nghiệp. Các tính năng an toàn như bảo vệ chống đảo lưới giúp bảo vệ hệ thống trong trường hợp lưới điện không ổn định, ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và tai nạn an toàn.

Hệ thống tấm pin mặt trời và bộ biến tần được cấu hình đúng cách đảm bảo chất lượng điện năng cao và nguồn điện ổn định.

Chọn bộ biến tần phù hợp

Biến tần vi mô

Microinverters là các bộ biến tần nhỏ được lắp đặt trực tiếp phía sau mỗi tấm pin mặt trời, có kích thước tương đương với lòng bàn tay của bạn. Chúng chuyển đổi độc lập dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC) cho từng tấm pin.

So với bộ biến tần dây, bộ biến tần micro có hiệu suất và độ tin cậy cao hơn và sẽ không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống nếu một thành phần bị hỏng. Chúng đặc biệt phù hợp cho các hộ gia đình và cộng đồng nhỏ có hạn chế về lắp đặt.

Biến tần dây

Biến tần chuỗi kết nối các tấm pin mặt trời thành các nhóm, mỗi nhóm được kết nối với một biến tần. Cấu hình này chịu ảnh hưởng của hiệu ứng “điểm yếu nhất” nhưng cân bằng giữa chi phí và hiệu suất, khiến nó phù hợp với hầu hết các hộ gia đình thông thường và doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Biến tần lai

Biến tần hybrid kết hợp các chức năng của biến tần chuỗi và biến tần pin, cho phép chuyển đổi mượt mà giữa các chế độ sử dụng điện tự động, lưu trữ và bán điện. Chúng là lựa chọn lý tưởng cho những người dùng mong muốn một hệ thống năng lượng độc lập hơn.

Biến tần trung tâm

Biến tần trung tâm kết nối hàng trăm tấm pin mặt trời theo chuỗi (với điện áp lên đến 1500V) vào một biến tần dạng tủ.

Phương pháp này có ít điểm kết nối lưới điện hơn và cho ra công suất điện chất lượng cao. Nhược điểm chính là nếu bộ biến tần trung tâm bị hỏng, nó có thể làm ngừng hoạt động một phần lớn của hệ thống điện mặt trời. Phương pháp này yêu cầu bảo trì kỹ thuật cao cấp và phù hợp nhất cho các nhà máy điện mặt trời lắp đặt trên mặt đất quy mô lớn hoặc các khu vực mở, không có vật cản.

Cách kết nối tấm pin mặt trời với bộ biến tần

Quá trình lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời bao gồm nhiều chi tiết phức tạp dễ bị bỏ qua. Hãy cùng tìm hiểu từng bước một.

1. Tìm vị trí có nhiều nắng nhất để lắp đặt tấm pin mặt trời.

Để đảm bảo tiếp xúc tối đa với ánh sáng mặt trời, hãy chọn mặt nam của mái nhà hoặc, nếu không thể, mặt đông nam hoặc tây nam. Hệ thống lắp đặt trên mặt đất mang lại sự linh hoạt hơn nhưng hiếm khi được sử dụng trong các hệ thống dân dụng.

Đảm bảo vị trí đã chọn không bị che bóng vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày—sáng, trưa hay chiều—để tối đa hóa lượng ánh sáng mặt trời.

2. Xây dựng nền tảng lắp đặt

Dựa trên chiều dài và chiều rộng của các tấm pin mặt trời, hãy xây dựng một khung đỡ sử dụng thanh kim loại hoặc nhôm. Loại khung đỡ phụ thuộc vào loại mái nhà của bạn. Trong quá trình thiết kế và thi công, hãy đảm bảo dành không gian cho đường ống dẫn đến bảng điều khiển để tránh các vấn đề kết nối trong tương lai.

Đeo đầy đủ trang thiết bị bảo hộ cần thiết, chẳng hạn như găng tay, trong quá trình lắp đặt.

3. Lắp đặt các tấm pin mặt trời

Sử dụng kẹp, bu lông hoặc móc để lắp đặt các tấm panel lên bề mặt nền. Siết chặt tất cả các chi tiết lắp đặt để đảm bảo độ ổn định và độ bền, giúp các tấm panel chịu được gió và điều kiện thời tiết cực đoan. Nếu bạn đang lắp đặt các tấm panel trên mái nhà, hãy cẩn thận hơn và đảm bảo các biện pháp an toàn cho bản thân và đội ngũ của bạn.

4. Kết nối dây điện

Có hai phương pháp đấu dây phổ biến: đấu dây nối tiếp và đấu dây song song.

Bộ: Kết nối series thường được sử dụng khi cần đầu ra điện áp cao. Trong cấu hình này, dòng điện giữ nguyên trong khi điện áp tăng lên. Cực dương của một tấm pin được kết nối với cực âm của tấm pin tiếp theo. Các thành phần như bộ biến tần, cầu dao và cáp phải được thiết kế để chịu được điện áp cao hơn nhằm tránh nguy cơ quá áp.

Song songKết nối song song tạo ra dòng điện cao hơn, đòi hỏi các linh kiện phải chịu được dòng điện cao hơn. Trong cấu hình này, các cực dương được kết nối với nhau và các cực âm cũng được kết nối với nhau.

Vì kết nối song song làm tăng tải dòng điện, các dây cáp phải đáp ứng các tiêu chuẩn về khả năng chịu tải dòng điện và được trang bị các thiết bị bảo vệ quá tải để ngăn ngừa tình trạng quá nhiệt hoặc nguy cơ cháy nổ.

Nhiệt độ cao và độ ẩm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Sử dụng vật liệu thông thoáng và chống thấm nước để đảm bảo hoạt động an toàn trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

5. Nối đất các tấm panel và bệ lắp đặt

Việc nối đất cho các tấm pin mặt trời và khung đỡ là rất quan trọng, vì chúng được làm bằng kim loại. Nối đất giúp bảo vệ thiết bị của bạn khỏi sét đánh và các đợt tăng áp điện, đồng thời cũng bảo vệ bạn và những người khác khỏi nguy cơ bị điện giật.

• Sử dụng dây đồng để kết nối hệ thống với cọc tiếp đất gần tòa nhà.
• Đóng thanh đồng cách mặt đất khoảng 6 inch.
• Nếu không có mạng nối đất, hãy nối đất bảng điều khiển riêng biệt.

6. Kết nối bộ biến tần

Biến tần là thành phần quan trọng của hệ thống quang điện. Thông thường, nó được lắp đặt bên trong, gần bảng điều khiển chính, ở khu vực mát mẻ, khô ráo và thông thoáng. Nếu được nhà sản xuất quy định, nó cũng có thể được lắp đặt ngoài trời.

Các tấm pin mặt trời được kết nối với bộ biến tần theo chuỗi: cực âm của chuỗi tấm pin được kết nối với cực âm của bộ biến tần, và cực dương được kết nối với cực dương.

Hệ thống điện độc lập cũng yêu cầu bộ điều khiển sạc và ắc quy để lưu trữ năng lượng. Chọn vị trí gần bộ biến tần để tránh quá nhiệt và tích tụ bụi.

7. Điện AC

Sau khi kết nối các tấm pin mặt trời với bộ biến tần, cần phải lắp đặt hệ thống dây điện AC để đưa điện AC do bộ biến tần tạo ra vào bảng phân phối điện của ngôi nhà.

Để đảm bảo an toàn và ngăn ngừa quá tải mạch điện, thường cần lắp đặt một cầu dao chuyên dụng tại điểm kết nối. Nếu bạn không có kiến thức hoặc kinh nghiệm về điện, tốt nhất nên thuê một thợ điện có giấy phép để thực hiện công việc và đảm bảo toàn bộ hệ thống an toàn và tuân thủ quy định.

8. Kiểm tra hệ thống

Sau khi các tấm pin mặt trời và bộ biến tần được kết nối, hãy sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện áp đầu ra của các tấm pin mặt trời và đảm bảo rằng nó nằm trong phạm vi điện áp đầu vào của bộ biến tần.

Bật nguồn cho bộ biến tần và quan sát quá trình khởi động của nó. Từ từ kết nối các tải và kiểm tra xem bộ biến tần hoạt động bình thường và cung cấp nguồn điện AC ổn định.

Công cụ và vật liệu cần thiết

• Tấm pin mặt trời
• Biến tần (chọn loại độc lập hoặc kết nối lưới tùy thuộc vào hệ thống)
• Dây cáp năng lượng mặt trời (dây cáp PV)
• Cổng kết nối MC4
• Cầu dao hoặc cầu chì DC
• Đồng hồ vạn năng (dùng để đo điện áp và dòng điện)
• Dụng cụ bóc vỏ dây
• Các công cụ cơ bản như tua vít và cờ lê
• (Tùy chọn) Găng tay bảo hộ và kính bảo hộ

Các cách tối ưu hóa hệ thống năng lượng mặt trời

Chọn loại biến tần phù hợp

Chọn loại biến tần phù hợp với nhu cầu của hệ thống và phù hợp với môi trường thực tế của bạn để đảm bảo hiệu suất và hiệu quả tối đa. Kiểm tra thường xuyên và Bảo trì bộ biến tần.

Vệ sinh và bảo dưỡng bảng điều khiển

Chọn loại tấm pin phù hợp với nhu cầu của bạn, đặt chúng hướng về phía nam và nghiêng đúng góc, tránh bóng râm, và thường xuyên làm sạch bụi bẩn.

Theo dõi và duy trì hiệu suất hệ thống

Sử dụng các công cụ hoặc phần mềm giám sát từ nhà cung cấp hệ thống năng lượng mặt trời của bạn là điều quan trọng để duy trì tình trạng hoạt động tối ưu của hệ thống. Trong trường hợp có sự cố hoặc biến động, bạn có thể nhanh chóng xác định và khắc phục chúng.

Tích hợp lưu trữ pin

Thêm hệ thống lưu trữ pin giúp lưu trữ năng lượng dư thừa để sử dụng sau này, tăng tỷ lệ tự tiêu thụ và giảm sự phụ thuộc vào lưới điện.