Trong bối cảnh năng lượng tái tạo ngày càng được quan tâm, điện năng lượng mặt trời đã trở thành giải pháp tối ưu cho cả hộ gia đình và doanh nghiệp tại Việt Nam. Với khả năng tận dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra điện năng sạch, an toàn và tiết kiệm chi phí, điện mặt trời đang dần trở thành lựa chọn phổ biến. Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về hệ thống điện năng lượng mặt trời, các thành phần cơ bản, cũng như các hình thức lắp đặt phù hợp, do Điện Châu Á giới thiệu.
1. Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì?
Hệ thống điện mặt trời là hệ thống giúp chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng bằng các tấm pin năng lượng mặt trời. Một hệ thống cơ bản thường bao gồm: các tấm pin mặt trời, biến tần (inverter) để chuyển đổi điện, tủ điện bảo vệ, và pin lưu trữ (tùy theo nhu cầu sử dụng).
Các tấm pin mặt trời thường được lắp đặt trên mái nhà hoặc những nơi có nhiều ánh sáng nhất. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào, các tấm pin sẽ hấp thụ các photon và tạo ra dòng điện một chiều. Dòng điện một chiều này được biến tần chuyển thành dòng điện xoay chiều, có cùng công suất và tần số với điện lưới, để cấp điện cho các thiết bị trong gia đình hoặc doanh nghiệp.
Hiện nay, có ba hình thức điện mặt trời phổ biến:
- Điện mặt trời độc lập (Off-grid) – hệ thống hoạt động tách biệt hoàn toàn với lưới điện.
- Điện mặt trời hòa lưới bám tải (On-grid) – kết nối trực tiếp với lưới điện quốc gia, dùng ưu tiên điện mặt trời, phần dư hòa lưới.
- Điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid) – vừa hòa lưới vừa có pin lưu trữ, đảm bảo điện dự trữ khi thiếu sáng hoặc mất điện.
Theo Mordor Intelligence, công suất năng lượng mặt trời tại Việt Nam đến năm 2024 đạt khoảng 17.69 GW, và dự kiến sẽ lên 18.81 GW vào năm 2025
Mordor Intelligence
Báo cáo từ REN21 cho biết đến cuối năm 2023, công suất điện mặt trời đã là 18.6 GW, nhưng không xuất rõ liệu có thêm tăng trưởng đáng kể năm 2024 hay không.
EVNNLDC (Cục Điều độ Hệ thống điện quốc gia) ghi nhận đến cuối năm 2023, tổng công suất lắp đặt đạt khoảng 80 555 MW, trong đó riêng điện mặt trời là 18 474 MW và điện mặt trời áp mái đóng góp hơn 9 000 MW.
2. Hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm những gì?
Tấm pin mặt trời (Solar Panel):
Đây là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống điện năng lượng mặt trời. Tấm pin có nhiệm vụ thu nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa thành điện năng, cung cấp nguồn điện cho toàn bộ hệ thống. Một tấm pin thường gồm 60 hoặc 72 tế bào quang điện (ô nhỏ), được ghép lại thành mảng lớn.
Khi trời nắng tốt, năng lượng mặt trời có thể cung cấp khoảng 1 kW/m² xuống mặt đất. Công suất và điện áp của hệ thống phụ thuộc vào cách các tấm pin được nối với nhau. Tùy theo nhu cầu sử dụng, thông số kỹ thuật của tấm pin sẽ được thiết kế khác nhau để phù hợp với khách hàng.
Bộ điều khiển sạc (Solar Charge Controller):
Thiết bị này điều khiển dòng điện từ tấm pin đi vào bình ắc quy, bảo vệ bình không bị sạc quá mức hoặc xả quá tải, đồng thời ngăn dòng điện trào ngược từ bình về pin. Bộ điều khiển giúp điện áp dao động ổn định, thường từ 10,5V đến 13,8V, và tự động ngắt khi bình đầy hoặc điện áp không an toàn. Nhờ vậy, tuổi thọ của hệ thống được nâng cao.
Máy biến tần (Inverter):
Inverter có nhiệm vụ chuyển dòng điện một chiều (DC) từ tấm pin thành dòng điện xoay chiều (AC), có cùng tần số và công suất với điện lưới, để cấp điện trực tiếp cho các thiết bị sử dụng.
Bình ắc quy (Battery):
Bình ắc quy chỉ có trong hệ thống điện mặt trời độc lập hoặc hòa lưới có lưu trữ. Nó có chức năng lưu trữ điện để dùng vào ban đêm hoặc những ngày ít nắng. Điện áp của ắc quy cần được tính toán cẩn thận, dựa trên thông số kỹ thuật của Inverter, để đảm bảo hoạt động ổn định cho toàn hệ thống.
Phụ kiện khác:
Hệ thống còn bao gồm các phụ kiện hỗ trợ như cáp điện, khung, giá đỡ, và các thiết bị đi kèm khác để đảm bảo tấm pin được lắp đặt chắc chắn và vận hành an toàn.
3. Các hình thức lắp đặt
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid):
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới là hệ thống được kết nối trực tiếp với lưới điện của Điện lực.
Cấu tạo cơ bản gồm:
- Tấm pin năng lượng mặt trời
- Biến tần hòa lưới (Inverter)
- Công tơ 2 chiều
Hình thức này hiện rất phổ biến, đặc biệt sau khi Việt Nam ban hành Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg về khuyến khích phát triển điện mặt trời. Ưu điểm của hệ thống hòa lưới gồm:
- Chi phí đầu tư ban đầu thấp
- Không cần pin lưu trữ hay ắc quy → tuổi thọ hệ thống lâu dài, chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp
- Giảm tối đa chi phí điện hàng tháng
- Có thể bán điện dư cho Điện lực qua công tơ 2 chiều với giá ưu đãi
- Hỗ trợ giảm tải cho hệ thống truyền tải điện
Tuy nhiên, khi mất điện lưới, hệ thống sẽ tự ngắt và phụ tải không có điện. Vì vậy, hệ thống này phù hợp với các khách hàng đang sử dụng điện lưới của Điện lực.
Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid):
Hệ thống điện mặt trời độc lập là mô hình hoạt động hoàn toàn tách biệt với lưới điện, cung cấp điện trực tiếp cho phụ tải.
Cấu tạo cơ bản gồm:
- Tấm pin năng lượng mặt trời
- Inverter độc lập
- Bộ lưu trữ điện (pin, ắc quy)
Ưu điểm: Không phụ thuộc vào lưới điện → phụ tải luôn có điện ngay cả khi mất điện lưới
Nhược điểm:
- Sử dụng pin lưu trữ → chi phí đầu tư ban đầu cao
- Chi phí bảo dưỡng và thay thế hệ thống lưu trữ lớn
Do đó, hệ thống này phù hợp với khách hàng ở vùng sâu, vùng xa hoặc nơi không có lưới điện.
Hệ thống điện mặt trời kết hợp (Hybrid): Hệ thống điện mặt trời kết hợp là sự kết hợp giữa hệ thống hòa lưới và hệ thống độc lập, vừa sử dụng lưới điện, vừa có pin lưu trữ.
Cấu tạo cơ bản gồm:
- Tấm pin năng lượng mặt trời
- Inverter kết hợp (Hybrid Inverter)
- Bộ lưu trữ điện
- Công tơ 2 chiều
Cách hoạt động:
- Bình thường, phụ tải sử dụng điện từ lưới Điện lực
- Khi mất điện lưới, phụ tải sẽ được cấp điện từ hệ thống lưu trữ
Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với hệ thống hòa lưới
Hệ thống này phù hợp với khách hàng sử dụng điện lưới và có nhu cầu cấp điện liên tục 24/7.
Việc tìm hiểu và lựa chọn hệ thống điện năng lượng mặt trời phù hợp sẽ giúp bạn tối ưu chi phí, nâng cao hiệu suất sử dụng điện và đóng góp vào bảo vệ môi trường. Dù là hệ thống hòa lưới, độc lập hay kết hợp, mỗi giải pháp đều có ưu điểm riêng để đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng. Hãy để Điện Châu Á đồng hành cùng bạn trong hành trình chuyển đổi năng lượng sạch và bền vững.
