Sơ đồ đấu nối pin năng lượng mặt trời: Hướng dẫn chi tiết

Sơ đồ đấu nối pin năng lượng mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hệ thống. Việc chọn cách đấu nối phù hợp giúp tăng hiệu quả sử dụng điện, giảm tổn thất năng lượng. Nếu bạn muốn thiết kế một hệ thống tối ưu, hãy tính toán kỹ lưỡng và tuân theo các nguyên tắc trên.

Do hệ thống điện mặt trời có chi phí đầu tư ban đầu khá cao. Do đó bạn cần phải tìm hiểu kỹ về sơ đồ đấu nối pin mặt trời. Để hệ thống hoạt động hiệu quả, việc đấu nối đúng cách là rất quan trọng. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách đấu nối pin năng lượng mặt trời tối ưu nhất.

1. Giới thiệu về sơ đồ đấu nối pin năng lượng mặt trời

Sơ đồ đấu nối pin năng lượng mặt trời là bản vẽ chi tiết thể hiện cách thức kết nối các tấm pin mặt trời với nhau và với các thành phần khác trong hệ thống điện mặt trời. Sơ đồ này đóng vai trò quan trọng, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.

Các thành phần chính trong sơ đồ đấu nối điện mặt trời gồm:

• Tấm pin năng lượng mặt trời (Solar Panel): Thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.

• Inverter (Bộ biến tần): Thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ tấm pin thành dòng điện xoay chiều (AC) để sử dụng cho các thiết bị điện gia dụng.

• Bộ điều khiển sạc (Charge Controller): (Trong hệ thống độc lập) Điều chỉnh dòng điện từ tấm pin đến ắc quy, bảo vệ ắc quy khỏi sạc quá mức hoặc xả quá mức.

• Ắc quy hoặc pin lưu trữ (Battery): (Trong hệ thống độc lập có lưu trữ điện năng từ tấm pin để sử dụng khi không có ánh sáng mặt trời.

• Hệ thống dây dẫn và thiết bị bảo vệ khác: Đảm bảo an toàn cho hệ thống điện mặt trời và người sử dụng.

2. Các loại sơ đồ đấu nối tấm pin mặt trời

Việc sơ đồ lắp đặt điện năng lượng mặt trời thì cũng cần tìm hiểu thêm các sơ đồ lắp các tấm pin để có thể tối ưu tấm pin sản xuất điện đạt công suất cao nhất. Hiện nay, có 3 cách đấu nối để có thể cho ra các công suất khác nhau khi nối các tấm pin mặt trời cùng với nhau: Tùy theo yêu cầu sử dụng, có ba phương pháp đấu nối phổ biến:

2.1. Cách đấu tấm pin nlmt theo chuỗi (Đấu nối tiếp) 

Cách đấu nối: Cực dương của tấm pin A nối với cực âm của tấm pin B, cứ thế tiếp tục. Việc đi dây mắc nối tiếp với nhau sẽ thực hiện giữa các cực âm của tấm pin này với cự dương tấm pin khác. Đối với cực dương cũng tương tự được nối với nhau cho đến tấm pin cuối cùng.

Khi hệ thống chỉ còn một cực âm và dương cuối cùng của tấm cuối cùng và tấm đầu tiên. Tuy nhiên, nên lựa chọn các tấm pin có cùng thương hiệu công suất định mức. Cách đấu nối chuỗi này sẽ giúp tăng tổng điện áp cũng như tổng công suất của hệ thống.

Nguyên lý: Dòng điện (A) giữ nguyên, điện áp (V) cộng dồn.

Ứng dụng: Hệ thống cần điện áp cao hơn để giảm hao hụt điện năng trên dây dẫn.

Ưu điểm: Giảm dòng điện trên dây, giảm tổn hao nhiệt.

Nhược điểm: Hiệu suất giảm nếu một tấm pin bị che bóng.

2.2. Đấu nối song song (Parallel)

Cách đấu nối: Cực dương của tất cả tấm pin nối vào nhau, cực âm cũng nối với nhau. Đồng nghĩa là cực âm của tấm pin này nối với cực âm của tấm kia và cực dương sẽ đấu với cực dương. Cách đấu này sẽ làm tăng tổng công suất trong dòng điện cả hệ thống lên rất nhiều.

Nguyên lý: Điện áp (V) giữ nguyên, dòng điện (A) cộng dồn.

Ứng dụng: Hệ thống cần tăng công suất mà không thay đổi điện áp.

Ưu điểm: Nếu một tấm pin bị lỗi, hệ thống vẫn hoạt động.

Nhược điểm: Yêu cầu dây dẫn lớn hơn để chịu được dòng cao.

2.3. Đấu nối hỗn hợp (Series-Parallel)

Cách đấu nối: Chia các nhóm nối tiếp, sau đó đấu song song các nhóm này lại với nhau. Các tấm pin mặt trời sẽ vừa được đấu nối song song và nối tiếp với nhau giúp tăng tổng dòng điện ở các nhánh. Hỗ trợ tăng tông công suất của hệ thống đến dòng chính trong quá trình sản xuất điện từ các nhánh tấm pin năng lượng mặt trời.

Nguyên lý: Kết hợp nối tiếp và song song để tối ưu hiệu suất.

Ứng dụng: Hệ thống lớn yêu cầu cả điện áp và dòng điện cao.

Ưu điểm: Cân bằng điện áp và dòng điện, giảm tổn thất năng lượng.

Nhược điểm: Cần tính toán kỹ để đạt hiệu quả tối ưu. Tuy nhiên, các phương pháp này sẽ là một trong các cách phương pháp chỉ nên áp dụng với các tấm pin solar có cùng điện áp dòng điện. Cũng như hiệu suất đầu ra trên cùng một nhà sản xuất đã lắp lựa chọn trước đó.

3. Thành phần cần thiết khi đấu nối hệ thống năng lượng mặt trời

Chuẩn bị các thiết bị chính bao gồm: inverter, các tấm pin mặt trời solarm hệ thống khung sắt giá đỡ, dây cáp DC (dòng điện một chiều), dây cáp AC (dòng điện xoay chiều), bộ ngắt kết nối (cầu dao) và hộp đấu nối. Mỗi thiết bị đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn. Xem chi tiết dưới đây:

3.1. Tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm pin năng lượng mặt trời là thành phần cốt lõi của hệ thống điện mặt trời. Các loại tấm pin năng lượng mặt trời phổ biến: Mono, Poly, Thin-Film.

Thông số quan trọng: Công suất (W), điện áp (Vmp), dòng điện (Imp).

3.2. Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời (Solar Charge Controller)

Hai loại chính:

• PWM (Pulse Width Modulation): Giá rẻ, hiệu suất thấp hơn.

• MPPT (Maximum Power Point Tracking): Tận dụng tối đa công suất pin.

3.3. Thiết bị lưu trữ điện mặt trời

Chức năng: Dự trữ điện cho hệ thống khi không có ánh sáng.

Loại phổ biến: Ắc quy năng lượng mặt trời, Pin lithium-ion năng lượng mặt trời,...

Thông số quan trọng: Dung lượng (Ah), điện áp (V).

3.4. Inverter (bộ biến tần)

Chức năng: Chuyển đổi điện DC từ pin thành điện AC sử dụng trong gia đình.

Loại inverter: Off-grid, On-grid, Hybrid.

Thông số cần quan tâm: Công suất (W), hiệu suất (%).

3.5. Hệ thống dây dẫn và phụ kiện

Dây điện: Chọn loại phù hợp với công suất hệ thống.

Cầu chì, aptomat: Bảo vệ hệ thống khỏi chập điện.

Chống sét lan truyền: Giảm nguy cơ hư hỏng do sét đánh.

4. Hướng dẫn đấu nối pin năng lượng mặt trời

Bước 1: Xác định mục tiêu hệ thống

• Bạn cần công suất bao nhiêu? (Tính theo nhu cầu tiêu thụ điện)
• Hệ thống hoạt động độc lập hay hòa lưới?

Bước 2: Tính toán số lượng và cách đấu nối

• Dựa vào công suất mong muốn, chọn số lượng pin cần thiết.
• Chọn cách đấu nối phù hợp (nối tiếp, song song, hỗn hợp).

Bước 3: Đấu nối hệ thống điện mặt trời

• Nối các tấm pin theo sơ đồ đã chọn.
• Kết nối pin với bộ điều khiển sạc.
• Nối bộ điều khiển sạc với ắc quy.
• Kết nối biến tần (inverter) với ắc quy năng lượng mặt trời hoặc pin lưu trữ.
• Đấu nối tải sử dụng vào inverter.

Bước 4: Kiểm tra và hoàn thiện hệ thống điện năng lượng.

• Đo thông số điện áp, dòng điện để đảm bảo hoạt động đúng.
• Kiểm tra lại các điểm kết nối tránh rò rỉ điện.
• Hoàn thiện hệ thống dây dẫn và bảo vệ an toàn.

5. Lưu ý khi đấu nối pin năng lượng mặt trời

• Đảm bảo an toàn điện: Luôn cắt nguồn trước khi đấu nối.

• Tránh kết nối sai cực: Sai cực có thể gây hư hỏng thiết bị.

• Kiểm tra bóng râm: Bóng râm có thể làm giảm hiệu suất toàn hệ thống.

• Bảo trì định kỳ: Kiểm tra dây điện, vệ sinh pin để đảm bảo hiệu suất tối đa.

• Sử dụng dây dẫn và thiết bị bảo vệ phù hợp: Chọn dây dẫn có tiết diện phù hợp với dòng điện, sử dụng cầu dao, cầu chì để bảo vệ hệ thống.

• Tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất: Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng của tấm pin và các thiết bị khác trước khi đấu nối.

• Nên thuê các đơn vị có chuyên môn cao về điện năng lượng mặt trời để lắp đặt và đấu nối.

6. Lời kết

Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ về sơ đồ đấu nối pin năng lượng mặt trời. Giúp người dùng có thể tối ưu hóa hệ thống điện mặt trời và tiết kiệm tối đa chi phí vận hành trong quá trình sử dụng. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào khác, hãy liên hệ với NTech Solutions theo thông tin bên dưới nhé!

Website: ntechsolutions.vn

Hotline: 0987 17 64 67

Địa chỉ:  52 Đường 711, Tổ 7, khu phố 12, KDC Đại Học Bách Khoa, Phường Phú Hữu, TP Thủ Đức , TP HCM.