Cách định cỡ và lựa chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới tốt nhất

Hầu hết các ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trời đều có hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới. Tuy nhiên, hệ thống năng lượng mặt trời độc lập đã trở nên phổ biến hơn do tính tự chủ về năng lượng mà chúng mang lại cho người dùng. Một thiết bị quan trọng liên quan đến các hệ thống này là bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách Bộ biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới hoạt động so với các bộ biến tần được sử dụng cho các hệ thống kết hợp lưới điện. Bài viết cũng sẽ phân tích thị trường năng lượng mặt trời ngoài lưới điện toàn cầu, xem xét quy mô thị trường hiện tại, các động lực chính của thị trường và dự báo tăng trưởng. Sau đó, bài viết sẽ cung cấp hướng dẫn mua hàng với các yếu tố chính cần cân nhắc khi lựa chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới điện tốt nhất.

Mục lục
Biến tần năng lượng mặt trời độc lập hoạt động như thế nào?
Tổng quan về thị trường năng lượng mặt trời độc lập toàn cầu
5 yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập tốt nhất
Chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập tốt nhất

Biến tần năng lượng mặt trời độc lập hoạt động như thế nào?

Hai loại chính của hệ thống năng lượng mặt trời là những hệ thống được kết nối với lưới điện (lai hoặc trên lưới điện) và những hệ thống không kết nối với lưới điện (ngoài lưới điện). Mặc dù cả hai đều sử dụng cùng một nguồn năng lượng thu được từ mặt trời thông qua các tấm pin mặt trời, nhưng chúng lưu trữ và sử dụng năng lượng dư thừa theo những cách khác nhau.

Với hệ thống năng lượng mặt trời lai, điện dư thừa được gửi đến lưới điện, trong khi bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập sử dụng các ngân hàng pin lưu trữ điện năng mặt trời DC được cung cấp bởi các tấm pin mặt trời độc lập. Sau đó, điện năng đó được bộ biến tần chuyển đổi thành điện xoay chiều để cấp điện cho các thiết bị gia dụng.

Hệ thống năng lượng mặt trời độc lập phức tạp hơn nhiều so với hệ thống kết hợp vì chúng đòi hỏi các thành phần bổ sung như bộ giám sát pin, bộ điều khiển sạc và bộ ngắt mạch DC và AC.

Tổng quan về thị trường năng lượng mặt trời độc lập toàn cầu

Báo cáo năm 2022 của Vantage Market Research Điều đó cho thấy Thị trường biến tần năng lượng mặt trời toàn cầu nói chung được dự đoán sẽ đạt giá trị thị trường là 12.93 tỷ đô la Mỹ vào cuối năm 2028. Thị trường dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 8.5% so với giá trị thị trường năm 2021 là 7.92 tỷ đô la Mỹ.

Khi nói đến thị trường năng lượng mặt trời ngoài lưới điện nói riêng, Vantage dự đoán tăng trưởng thị trường ở mức CAGR là 11%, với giá trị thị trường tăng từ 2.8 tỷ đô la Mỹ vào năm 2020 lên 6.45 tỷ đô la Mỹ vào năm 2028.

Cuộc khủng hoảng năng lượng đang đến gần, giá dầu biến động và ngày càng nhiều các thỏa thuận quốc tế thúc đẩy các chương trình phát triển bền vững được coi là động lực chính thúc đẩy tăng trưởng trong thị trường biến tần năng lượng mặt trời.

5 yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập tốt nhất

1. Điện áp đầu ra

Một trong những điều đầu tiên cần cân nhắc khi lựa chọn Biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới là xác định yêu cầu về tải. Thông thường, điều này giống với điện áp cung cấp tiêu chuẩn hoặc điện áp danh định tải của một khu vực nhất định.

Phân tích tải giúp các nhà bán lẻ tìm ra điện áp mà khách hàng của họ sẽ yêu cầu. Điện áp đầu ra cho Châu Âu và Châu Phi là 240V, trong khi ở Hoa Kỳ là 120V. Hầu hết các ứng dụng dân dụng đều yêu cầu 110/220 VAC, đây là yêu cầu điện áp cho tải AC gia dụng.

Để có điện áp đầu ra cao hơn, người dùng có thể sử dụng “inverter stacking”, bao gồm việc sử dụng nhiều bộ biến tần nối tiếp. Miễn là năng lượng mặt trời máy biến tần Nếu được sử dụng tương thích, người dùng dân dụng có thể kết nối hai bộ biến tần 120 VAC để tăng gấp đôi điện áp đầu ra lên 240 VAC.

2. Phạm vi công suất

Yếu tố tiếp theo cần xem xét khi lựa chọn tốt nhất Biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới là dải công suất mà bộ biến tần đi kèm. Cuối cùng, thiết bị được chọn phải có khả năng đáp ứng nhu cầu điện năng của người dùng hoặc xử lý được tải của họ.

Dưới đây là danh sách các dải công suất biến tần khác nhau và ứng dụng tiêu biểu của chúng:

• 1–2 kW: TV, tủ lạnh, điện thoại, cabin nhỏ có đèn
• 2–4 kW: Nhà nhỏ tiết kiệm năng lượng, cabin lớn hơn
• 4–8 kW: Hầu hết các ngôi nhà không có lưới điện
• 8–16 kW: Những ngôi nhà lớn hơn không có lưới điện, các doanh nghiệp nhỏ, trang trại hoặc nông trại

Phạm vi công suất phổ biến nhất là 4–8 kW vì nó có thể đáp ứng hầu hết nhu cầu điện năng thông thường của hộ gia đình.

Tùy thuộc vào khách hàng mục tiêu, điều quan trọng là cũng phải xem xét các tải trong tương lai có thể cần điện. Điều này có nghĩa là biến tần ngoài lưới được lắp đặt thường có thể xử lý bất kỳ nhu cầu tăng trưởng nào về điện trong vài năm tới. Do đó, một hệ thống hướng đến các cặp vợ chồng đã nghỉ hưu phải khác với hệ thống hướng đến các gia đình trẻ.

3. Điện áp đầu vào DC

Một khi công suất của Biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới được thiết lập, bây giờ là lúc xem xét phạm vi điện áp đầu vào DC của thiết bị. Điều này có thể được thiết lập bằng cách xem thông số kỹ thuật hoặc bảng thông số kỹ thuật của biến tần.

Điện áp DC đầu vào được sử dụng để xác định điện áp pin danh nghĩa phù hợp với biến tần. Theo nguyên tắc, điện áp đầu ra PV DC tối đa không được vượt quá điện áp đầu vào DC tối đa được liệt kê trong thông số kỹ thuật của biến tần.

4. Dung lượng pin

Yếu tố tiếp theo cần xem xét trong quá trình lựa chọn hệ thống điện mặt trời ngoài lưới điện là kích thước pin điều đó sẽ được yêu cầu. Nhà bán lẻ sẽ phải xác định xem khách hàng được nhắm mục tiêu có thường yêu cầu lưu trữ năng lượng bao gồm việc sử dụng chỉ trong một ngày hay hệ thống có khả năng sao lưu bổ sung.

Để đảm bảo độ chính xác trong quá trình này, điều quan trọng là phải tính đến một số biến số liên quan đến pin. Bao gồm loại pin và thành phần hóa học của pin, hiệu suất khứ hồi, độ sâu xả tối đa (DoD), tốc độ sạc tối đa và số ngày tự chủ.

Nguyên tắc chung khi dự phòng pin năng lượng mặt trời là hướng tới mục tiêu lưu trữ đủ điện năng sử dụng ít nhất 2–3 ngày trong thời gian sử dụng cao nhất trong năm.

5. Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời tích hợp

Biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới điện đi kèm với bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời tích hợp điều chỉnh nguồn điện từ tấm pin mặt trời và truyền đến ắc quy. Có hai loại bộ điều khiển sạc thường được sử dụng cho bộ biến tần năng lượng mặt trời ngoài lưới điện: Bộ điều khiển theo dõi điểm công suất cực đại (MPPT) và bộ điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM).

Bộ điều khiển MPPT được coi là tốt hơn về mặt kỹ thuật vì chúng có thể chuyển đổi điện áp tấm pin mặt trời cao hơn thành điện áp thấp hơn và có thể sạc pin với tổn thất điện năng thấp hơn hoặc hiệu suất cao hơn. MPPT có thể cung cấp Hiệu suất 93–97% trong quá trình chuyển đổi năng lượng; tuy nhiên, chúng tốn kém hơn so với bộ điều khiển PWM.

Bộ điều khiển PWM rẻ hơn, nhưng chúng có thể gây ra tới 60% mất điện. Điều này khiến chúng không lý tưởng cho các hệ thống lớn nhưng là lựa chọn khả thi cho các hệ thống nhỏ hơn. Lý tưởng nhất là nên chọn bộ biến tần có bộ điều khiển sạc tích hợp để tối ưu hóa việc truyền điện áp sao cho cụm pin nhận được lượng năng lượng tối đa.

Chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập tốt nhất

Việc lựa chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời độc lập tốt nhất cho khách hàng mục tiêu đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận một số yếu tố, bao gồm điện áp đầu ra, phạm vi công suất, điện áp đầu vào DC, dung lượng pin và bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời tích hợp.

Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến loại hệ thống điện mặt trời độc lập mà người dùng có, do đó các nhà bán lẻ phải cân nhắc xem đối tượng mục tiêu là ai vì điều này sẽ giúp thiết lập tùy chọn biến tần tối ưu nhất cho họ.

Cuối cùng, khách hàng đang tìm kiếm các hệ thống dễ bảo trì, dễ sử dụng và không rắc rối. Tính toán chính xác tải điện và mô hình sử dụng của khách hàng tiềm năng cho phép xác định đúng kích thước của hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới điện, chức năng cao hơn và giảm thiểu lỗi hệ thống.