Hệ thống điện năng lượng mặt trời: Cấu tạo và 3 mô hình phổ biến

Hiện nay, lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời đang ngày càng trở nên phổ biến ở nhiều vùng miền. Nhờ chi phí đầu tư hợp lý và hiệu suất cao, đây đã trở thành giải pháp tiết kiệm điện được hàng triệu hộ gia đình và doanh nghiệp tại Việt Nam lựa chọn. Nó giúp cắt giảm 70-80% hóa đơn tiền điện mỗi tháng và chủ động nguồn điện xanh bền vững.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời được nhiều gia đình lựa chọn

Giải mã chi tiết hệ thống năng lượng mặt trời là gì?

Hệ thống điện năng lượng mặt trời hay còn gọi là hệ thống điện mặt trời, điện solar. Nó tập hợp các thiết bị công nghệ có khả năng chuyển hóa quang năng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất.

Nói một cách đơn giản, thay vì phải trả tiền điện hàng tháng cho EVN, bạn sẽ tự tạo ra điện từ mái nhà của mình. Nguồn điện này là nguồn năng lượng tái tạo, sạch, không gây tiếng ồn và có thể sử dụng liên tục trong hơn 20 năm.

Lưu ý, công suất thực tế phụ thuộc vào cường độ bức xạ, góc nghiêng, hướng lắp đặt, nhiệt độ môi trường và độ sạch của bề mặt tấm pin. Vì vậy cùng một hệ thống nhưng sản lượng giữa các mùa và các khu vực có thể chênh lệch đáng kể.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì? Cấu tạo A-Z

Cấu tạo hệ thống pin năng lượng mặt trời bao gồm các thành phần chính sau:

Tấm pin Solar Panel

Là bộ phận có giá trị cao nhất và quyết định phần lớn sản lượng điện của hệ thống. Về bản chất, tấm pin được ghép lại từ hàng chục tế bào quang điện làm từ vật liệu bán dẫn silic. Nhiệm vụ của nó là đón photon ánh sáng và tạo ra dòng điện một chiều DC.

Trên thị trường hiện nay, công nghệ pin chủ yếu là mono đơn tinh thể có màu đen tuyền. Pin mono có các góc cell bo tròn, hiệu suất phổ biến 20-23%, hoạt động tốt ngay cả khi trời râm, suy hao ít sau 20 năm. Đây là lựa chọn được Nhật Thực ưu tiên cho hộ gia đình và doanh nghiệp với các thương hiệu uy tín: Longi, Jinko, Canadian, JA Solar.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời lắp mái với nhiều tấm pin

Biến tần inverter

Bộ inverter hòa lưới là thiết bị điện tử có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều DC được tạo ra từ tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều AC 220V có cùng tần số và điện áp với lưới điện. Nếu không có inverter, điện từ pin mặt trời sẽ không thể hòa vào lưới và sử dụng cho sinh hoạt.

Tùy loại hệ thống, bạn sẽ dùng inverter hòa lưới (On-Grid), inverter hybrid (tích hợp bộ sạc pin lưu trữ) hoặc inverter độc lập (Off-Grid).

Tủ điện và thiết bị bảo vệ

Tủ điện phân phối và bảo vệ là trung tâm điều phối nguồn điện trong hệ thống điện mặt trời, trong đó có CB, cầu chì và thiết bị chống sét. Nó có nhiệm vụ nhận điện AC từ inverter và phân phối an toàn đến các tải tiêu thụ như điều hòa, tủ lạnh, đèn chiếu sáng. Đồng thời bảo vệ tối ưu cho hệ thống trước các sự cố quá tải, ngắn mạch và sét lan truyền.

Đồng hồ

Đồng hồ điện 2 chiều có nhiệm vụ đo cả chiều điện gia đình dùng từ lưới và chiều điện mặt trời dùng không hết đẩy ngược lên lưới để bán lại cho EVN. Thiết bị này bắt buộc phải có khi lắp điện mặt trời hòa lưới. Nếu dùng hệ thống độc lập không nối lưới, ở nơi chưa có điện, bạn không cần đồng hồ này mà sẽ dùng ắc-quy để lưu trữ điện.

Hệ thống giám sát

Hệ thống giám sát từ xa cho phép theo dõi toàn bộ hoạt động của điện mặt trời ngay trên điện thoại Android, iOS hoặc máy tính. Bạn dễ dàng kiểm tra sản lượng phát ra, mức tiêu thụ, dung lượng pin lưu trữ và nhận cảnh báo sự cố tức thì.

Các vật tư phụ trợ

Các vật tư phụ trợ giúp hoàn thiện và cố định công trình cho an toàn, vững chãi trước mọi điều kiện thời tiết. Chúng bao gồm khung giá đỡ (nhôm anodize, khung kẽm chống rỉ), dây dẫn chuyên dụng và máng cáp.

Giải mã nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời hoàn toàn tự động, có thể tóm gọn như sau:

• Thu năng lượng: Các tấm pin hấp thụ ánh sáng mặt trời và sinh ra dòng điện một chiều (DC).
• Chuyển đổi điện: Dòng điện DC được đưa xuống Inverter để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều AC. Trong đó 220V một pha cho hộ gia đình, 380V ba pha cho doanh nghiệp, nhà xưởng.
• Phân phối: Điện AC đi qua tủ điện, các thiết bị bảo vệ rồi cấp cho phụ tải như đèn, điều hòa, máy móc.
• Xử lý phần dư: Điện thừa có thể được nạp vào pin lưu trữ, đẩy lên lưới điện, hoặc giới hạn công suất, tùy loại hệ thống và quy định hiện hành.

Nguyên lý hoạt động pin điện năng lượng mặt trời đơn giản, an toàn

Tìm hiểu 3 hệ thống điện năng lượng mặt trời phổ biến thị trường

Hiểu rõ các hệ thống điện năng lượng mặt trời sẽ giúp bạn chọn đúng loại hình, tránh lãng phí. Trên thị trường hiện có 3 loại chính mà Nhật Thực đang triển khai:

Hệ hòa lưới On-Grid

Giải pháp Hệ thống điện năng lượng mặt trời phổ biến và tiết kiệm nhất dành cho các gia đình có nhu cầu dùng điện chủ yếu vào ban ngày. Hệ thống truyền điện trực tiếp từ tấm pin vào các thiết bị và sử dụng song song với điện lưới.

• Ưu điểm là chi phí đầu tư thấp hơn, cấu hình đơn giản, dễ bảo trì.
• Nhược điểm là khi mất điện lưới, hệ thống thường phải ngắt theo cơ chế an toàn nên không có điện sử dụng.

Sơ đồ lắp hệ pin năng lượng mặt trời hòa lưới được ưa chuộng

Hệ pin điện mặt trời Off-Grid

Mô hình tự sản xuất và tự tiêu thụ điện năng 100% mà không phụ thuộc vào EVN. Toàn bộ lượng điện phát ra ban ngày sẽ được nạp vào ắc-quy để sẵn sàng sử dụng cho cả ban đêm.

• Ưu điểm: Tự chủ 100%, lựa chọn tối ưu cho khu vực chưa có điện lưới như vùng hải đảo, trang trại, vùng núi.
• Nhược điểm: Chi phí ban đầu cao hơn do cần dung lượng pin lớn và phải tính toán công suất kỹ để đảm bảo đủ điện trong những ngày ít nắng.

Hệ Hybrid hòa lưới có lưu trữ

Giải pháp toàn diện giúp vừa tiết kiệm tiền điện vừa chủ động được nguồn điện dự phòng 24/7. Khi mất điện lưới, hệ thống sẽ tự động chuyển sang dùng điện từ pin lưu trữ để duy trì sinh hoạt. Đây là lựa chọn phù hợp cho các hộ gia đình hoặc kinh doanh cần duy trì nguồn điện liên tục, không thể gián đoạn.

• Ưu điểm: Vừa giảm hóa đơn tiền điện, vừa tự động có điện dùng khi cúp điện lưới 24/7.
• Nhược điểm: Chi phí cao do trang thiết bị.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời lắp trên mái đủ nắng đủ điện dùng

Bảng so sánh 3 hệ thống điện năng lượng mặt trời

Loại hệ thống	Hòa lưới	Độc lập	Hệ Hybrid hòa lưới có lưu trữ
Kết nối lưới điện	Có	Không	Có
Pin lưu trữ	Không	Có	Có
Chi phí đầu tư	Thấp nhất	Cao	Trung bình - Cao
Phù hợp	Dùng điện ban ngày	Nơi không có lưới điện	Cần nguồn điện liên tục

Hệ thống điện năng lượng mặt trời đem đến lợi ích gì?

Hiện nay, giá điện liên tục điều chỉnh tăng do đó chủ động nguồn năng lượng xanh chính là giải pháp kinh tế thông minh. Lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho gia đình và doanh nghiệp của bạn.

• Lợi ích rõ nhất của điện mặt trời là giúp hóa đơn tiền điện giảm ngay 70-80% mỗi tháng nhờ dùng điện tự sản xuất vào ban ngày. Với tuổi thọ trên 20 năm, bạn chỉ cần 4-6 năm để hoàn vốn, những năm còn lại là dùng điện gần như miễn phí.
• Mái nhà lắp pin mặt trời giúp giảm 5-7 độ C cho tầng áp mái, bảo vệ lớp chống thấm và làm tăng giá trị, tính hiện đại cho ngôi nhà.
• Mỗi 1kWp điện mặt trời giúp giảm lượng CO2 đáng kể mỗi năm, góp phần bảo vệ môi trường sống.

Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống điện năng lượng mặt trời mà Nhật Thực muốn chia sẻ để quý khách hàng hiểu rõ hơn. Nếu bạn đang cân nhắc lắp đặt, chúng tôi sẵn sàng khảo sát, tư vấn cấu hình phù hợp do đó hãy liên hệ để được hỗ trợ chi tiết hơn.