Cách tính công suất đầu tư điện mặt trời

Năng lượng tái tạo trong các năm qua đã được công nhận như một nguồn năng lượng xanh, sạch và không giới hạn mà thiên nhiên đã ban tặng. Đặc biệt ở Việt Nam với một địa hình, địa lý có cường độ bức xạ rất tốt. Một điều rất thuận lợi là bạn có thể lắp đặt một hệ thống điện mặt trời theo đúng chính xác nhu cầu điện của nhà bạn thay vì bắt buộc phải lựa chọn các kích cỡ quy mô tiêu chuẩn ràng buộc. Hệ thống năng lượng mặt trời có thể thích ứng với mọi quy mô của các toà nhà, từ những ngôi nhà dân nhỏ đến những khu công nghiệp lớn đều có thể ứng dụng. Bạn đang có ý định đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái mà không biết tính toán lựa chọn công suất hệ thống là bao nhiêu? Tính toán số lượng tấm pin PV như thế nào? Inverter chọn ra sao? Bài viết hôm nay mình sẽ chia sẻ đến bạn, cách tính công suất đầu tư điện mặt trời, Kinh nghiệm quản lý hệ thống điện năng lượng mặt trời

Các yếu tố quyết định công suất đầu tư

Trước khi mua một hệ thống điện mặt trời áp mái cho ngôi nhà của bạn thì, có một bước quan trọng là bạn cần xác định xem bạn cần bao nhiêu tấm pin năng lượng mặt trời. Số lượng tấm pin PV sẽ thay đổi theo 3 yếu tố chính sau:

  • Khu vực bức xạ: Một tấm pin PV có thể tạo ra nhiều hay ít năng lượng là phụ thuộc vào mức độ bức xạ và thời gian chiếu bức xạ của mặt trời. Giả sử 1 ngôi nhà ở khu vực Đông Bắc Bộ và 1 ngôi nhà ở khu vực Tây Nam Bộ là 2 khu vực khác nhau về thời tiết cùng lắp một hệ thống có công suất như nhau, ngôi nhà ở khu vực Tây Nam Bộ có thời lượng nắng nhiều hơn sẽ cần ít tấm pin hơn ngôi nhà còn lại.
  • Mức tiêu thụ điện năng: Một ngôi nhà lớn với nhiều người và nhiều thiết bị điện chắc chắn sẽ tiêu hao điện nhiều hơn. Do đó, việc cần lắp bao nhiêu tấm pin để cung cấp đủ năng lượng trang trải trong gia đình bạn còn phụ thuộc vào mức tiêu thụ điện. Bạn có thể kiểm tra tiền điện thanh toán hàng tháng để biết được điều này.
  • Chất lượng tấm Pin PV: Có rất nhiều loại tấm pin đang được bán trên thị trường với nhiều công nghệ và loại công suất lớn bé khác nhau. Hiệu suất tấm pin khác nhau, công nghệ tấm pin khác nhau sẽ làm số lượng tấm pin phải lắp cho cùng 1 dự án công suất là khác nhau.

Hướng dẫn tính toán số lượng tấm pin năng lượng mặt trời cho dự án

Để xác định được số lượng tấm pin PV đầu tiên bạn phải xác định đươc tổng mức tiêu thụ điện của gia đình mình trên tháng bằng cách xem hoá đơn tiền điện. Hoặc bạn có thể tính toán chi tiết hơn với một bảng liệt kê các thiết bị điện với mức tiêu thụ và thời gian sử dụng chúng mỗi ngày để có thể tính chi tiết được mức tiêu thụ chi tiết của từng thiết bị. Có người lắp năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho toàn bộ nhu cầu nhưng cũng có người lắp đặt để cung cấp năng lượng cho vài thiết bị mà họ cần.

Sau khi xác định được mức năng lượng tiêu thụ mà bạn cần hệ thống sản xuất thì có thể xác định được số tấm pin mặt trời.

Giả sử mức tiêu thụ của gia đình tôi là 1000 kWh mỗi tháng thì tôi cần số lượng tấm pin tôi cần cho dự án có thể tính như sau:

Bước 1: Xác định mức điện năng cần sản xuất mỗi ngày

Bằng cách lấy tổng mức sản xuất 1 tháng chia cho 30 ngày

1000 kwh ÷ 30 ngày = 33,3 kwh/ngày

Bước 2: Xác định công suất lắp đặt tối thiểu

Như đã nói trên, giờ nắng cao điểm trung bình ở Việt Nam khoảng 4.5 giờ/ngày. Ta lấy sản lượng mỗi ngày chia cho số giờ nắng mỗi ngày sẽ tìm được tổng công suất của hệ thống. 33.3 kwh ÷4. 5  = 7.4 kwh

Lưu ý đây là lý thuyết ở điều kiện lý tưởng, vì trong thực tế không có hệ thống nào có thể chuyển đổi năng lượng hoàn hảo 100% như vậy. Do đó, để trừ hao cho điều này, bạn nên tăng công suất lý thuyết tính toán được thêm 20%, tức là: 7.4 kwh x 1,2 = 8.88 kwp

Như vậy hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái bạn cần đầu tư tối thiểu là 8.88kwp, số liệu này sẽ phù hợp với nhu cầu điện 1000 kwh mỗi tháng của bạn.

Bước 3: Xác định số lượng tấm pin năng lượng mặt trời cần mua

Cuối cùng, chúng ta sẽ tính toán số lượng tấm pin mặt trời cần cho hệ thống 8.88 kwp này.

Hiện có rất nhiều loại pin mặt trời với kích thước và công suất khác nhau. Nếu bạn không quan ngại về vấn đề diện tích lắp đặt thì có thể lựa chọn số lượng nhiều các tấm pin với công suất nhỏ để tiết kiệm chi phí (loại này sẽ có giá rẻ hơn). Còn trong trường hợp không gian nhà bạn bị hạn chế và không cho phép hệ thống chiếm diện tích quá lớn thì việc lựa chọn các tấm pin cao cấp với công suất lớn sẽ phù hợp hơn. Trên thị trường có rất nhiều các loại công nghệ tấm pin và công suất khác nhau nếu mái nhà các bạn chắc chắn thì SSGREVIEW mình khuyến khích các bạn dùng tấm mono 535w nhé.

Như vậy chúng ta có thể nhẩm tính được số lượng tấm pin cần dùng là 16 tấm Mono 535w cho hệ thống điện mặt trời có công suất 8.8 kwp sản sinh ra gần 1000kwh/ tháng.

GỢI Ý:

Hướng dẫn tính toán chọn Inverter

Có rất nhiều Inverter nổi tiếng đang được người dùng ưa chuộng, lựa chọn ở Việt nam có thể kể đến như SMA, Fronious, Growatt, Sungrow…

Việc lựa chọn Inverter chuẩn sẽ đảm bảo được tối ưu công suất ngõ ra của inverter, giảm chi phí đầu tư Inverter và đạt được năng lượng đầu ra cần thiết khi lắp đặt inverter trong không gian hạn chế.

Chúng ta lựa chọn inverter theo điều kiện sau :

Pinv < Ppv / 1.2

Như vậy hệ thống 16 tấm pin 535W với tổng công suất là 8.8kwp từ đó ta tính công suất inverter như sau :

Pinv = 8.8 / 1.2 = 7.3 (kw)

Lựa chọn cấp inverter gần nhất là 8kw

Tính toán số lượng PV trên string  và số String cho inverter

Thường khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời bạn không thể nối tiếp từ tấm đầu đến tấm cuối được mà phải phân ra theo kiểu từng ngõ từng khu vực để thuận lợi quản lý và nâng cao hiệu suất. Trong sản xuất có thể được gọi là chuyền 1 chuyền 2.

Hệ thống điện mặt trời các tấm pin mắc nối tiếp nhau tạo thành 1 chuỗi được gọi là 1 string.

Mắc nối tiếp các tấm pin nhằm đưa điện áp của dãy pin nằm trong khoảng MPPT giúp inverter hoạt động ổn định và đạt hiệu suất cao ( khi mắc nối tiếp các tấm pin, điện áp sẽ là tổng điện áp các tấm pin mắc nối tiếp)

Trong bài toán tính số lượng string cho inverter bạn thực hiện theo 3 điều kiện dưới đây:

Tính số lượng PV chuỗi tối thiểu:

Để tính số lượng PV tối thiểu ta lấy điện áp thấp nhất (điện áp khởi động) của dải điện áp MPP chia cho Vmp của tấm pin mặt trời và Inverter bạn chọn thì thông số có thể khác nhau. Ở đây mình giả sử dùng Pin JA 535 và Inverter Growatt ta có

PVmin = Vmppt-min-inv / Vmpp-pv 

PVmin : số lượng tấm pin tối thiểu

Vmppt-min-inv : điện áp tối khởi động MPPT của inverter

Vmpp-pv : điện áp hoạt động của 1 tấm pin

Ở đây mình giả sử dùng Pin JA 535 và Inverter Growatt ta có

PV min=200/41.47=4.82 -> Chúng ta làm tròn thành 5 tấm PV

Tính số lượng PV chuỗi tối đa:

Để tính số lượng PV tối đa ta lấy điện áp tối đa dải MPPT của inverter chia cho điện áp hoạt động của 1 tấm pin PV

PVmax = Vmppt-max-inv / Vmpp-pv 

PVmax : số lượng tấm pin tối đa

Vmppt-max-inv : điện áp tối đa dải MPPT của inverter

Vmpp-pv : điện áp hoạt động của 1 tấm pin

Như vậy đối với trường hợp này ta có

PVmax=580/41.47=13.9 -> Chúng ta làm tròn thành 13 tấm PV

Tính số lượng string:

Trong số các tấm PV bạn có để sử dụng cho dự án, bạn đã biết được số lượng bao nhiêu tấm để lắp cho 1 string là tối ưu, bạn cũng cần phải biết bao nhiêu string là đủ. Để inverter hoạt động tốt bạn tính toán theo công thức sau nhé.

Nstring = Npv/PVmax

PVmax: số lượng tấm pin tối đa

Nstring:  Số lượng String

Npv: Số lượng tấm pin

Áp dụng vào trường hợp này ta có

Nstring=16/13=1.23 -> ta làm tròn lên 2.

Lưu ý: Khi bố trí tấm PV trên String thì lên bố trí các String có số lượng tấm PV tương đương nhau và nằm trong các điều kiện kể trên.

Kinh nghiệm quản lý hệ thống điện năng lượng mặt trời

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ là một yếu tố môi trường tác động rất mạnh đến điện áp của pin mặt trời. Do đó, hiệu quả sản lượng điện đầu ra cũng bị ảnh hưởng khá mạnh. Mặt khác, nhiệt độ tạo ra từ dòng điện thì ảnh hưởng không đáng kể về mặt kỹ thuật.Nhiệt độ thấp sẽ làm tăng điện áp trong mô-đun và nhiệt độ cao sẽ làm giảm điện áp. Thêm nữa, ta có công suất sẽ bằng điện áp nhân với cường độ dòng điện (P=V*I), vì vậy khi nhiệt độ giảm làm điện áp tăng thì hiệu quả và hiệu suất của các tấm pin cũng sẽ tăng, ngược lại nhiệt độ tăng sẽ làm sản lượng điện sản xuất ra bị tổn thất. Nhiệt độ đề cập đến ở đây là nhiệt độ vật liệu thực tế chứ không phải nhiệt độ không khí. Vì vậy vào một ngày nắng, không có gì bất thường khi một tấm pin mặt trời đạt tới 45 độ C (113 độ F). Điều đó có nghĩa là một bảng điều khiển được đánh giá 200 watt ở 20 độ C (68 độ F) sẽ chỉ đưa ra 180 watt. Nhiệt độ hoạt động của các tế bào quang điện thay đổi theo nhiệt độ môi trường và giá trị bức xạ.

Để PV hoạt động trong khí hậu nóng

Chúng ta đã được biết rằng các tấm pin sử dụng bức xạ ánh nắng của mặt trời để tạo ra dòng điện, nguồn bức xạ này bao gồm ánh sáng và nhiệt độ., chúng sử dụng nguồn ánh sáng để tạo ra điện chứ không dùng đến phần nhiệt. Sức nóng thường liên quan đến nhiệt độ cao và độ ẩm cao, nhiệt độ cao sẽ tác động giảm hiệu suất của các mảng pin năng lượng. Độ ẩm cao cũng tác động không tốt đến hệ thống điện mặt trời vì chúng có thể làm suy giảm mô-đun và giảm giá trị cường độ dòng điện.

Vì vậy, nếu chúng ta lắp đặt hệ thống trên mái nhà thì sự lưu thông luồng không khí bên dưới tấm pin sẽ rất cần thiết để giúp làm mát và giảm tổn thất do nhiệt gây ra. Nếu lắp đặt PV quá sát với mái nhà sẽ không có không gian bên dưới để không khí đi vào, điều này sẽ làm các tấm bị làm nóng dẫn đến giảm điện áp và hao hụt năng lượng.

Các tấm pin mặt trời đã được kiểm tra trong các thử nghiệm nhiệt và độ ẩm, bằng việc đặt tấm pin 1.000 giờ trong nhiệt độ 85°C và độ ẩm 85%. Ngoài ra, tất cả các mảng năng lượng mặt trời được bán trên thị trường đều phải vượt qua các thử nghiệm nhiệt ẩm gồm 200 chu kỳ biến đổi nhiệt độ từ -40°C đến 85°C. Với biên độ nhiệt rất rộng như vậy, bạn có thể hoàn toàn yên tâm không phải lo lắng việc các tấm pin bị hư hỏng do nhiệt độ.

Nếu khu vực lắp điện mặt trời áp mái quá nóng

Nếu khu vực bạn sinh sống và lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái vào mùa hè nhiệt độ môi trường tại nơi bạn sống có thể đạt tới 40°C – 50°C. Nếu ở mức nhiệt nóng như vậy thì có lẽ hệ thống mặt trời của bạn sẽ hoạt động với hiệu quả không cao và thật không may bạn sẽ không có cách nào khác để khắc phục.

Tuy nhiên, có một vài chi tiết mà bạn có thể muốn tham khảo khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời để giảm thiểu hao hụt do nhiệt độ gây ra.Chúng ta đã thảo luận về ảnh hưởng của hệ số nhiệt độ trong điện áp. Việc chọn một tấm pin với hệ số nhiệu độ cao cho khu vực lắp đặt nóng nực là một sai lầm lớn. Hãy nên lựa chọn những loại loại có hệ số nhiệt độ thấp để có thể giảm thiểu tối ưu ảnh hưởng của nhiệt độ trong mô-đun.

Hơn nữa, nếu khu vực bạn sống có khí hậu cực kỳ nóng thì hoàn toàn không nên lắp đặt điện mặt trời áp mái, mà thay vào đó hãy thiết lập một dự án năng lượng mặt trời nổi hoặc trên mặt đất để các tấm pin được làm mát tốt nhất có thể.

Trên đây là cách tính công suất đầu tư điện mặt trời mà SSGREVIEW đã viết dưới dạng Review sản phẩm và hướng dẫn chi tiết cách tính toán, cách sử dụng để hệ thống được tốt nhất. Hi vọng bài viết sẽ hữu ích với bạn. Nếu bạn đang tìm hiểu để lắp đặt một hệ thống  thì hãy tham khảo nhé.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.