Tìm hiểu hệ thống điện mặt trời Hybrid

Như chúng ta biết, điện năng lượng mặt trời là một hệ thống biến đổi trực tiếp ánh sáng mặt trời thành điện năng. Các tấm quang điện có vai trò hấp thụ bức xạ mặt trời và tạo ra dòng điện DC, dòng điện này sau khi qua biến tần được chuyển đổi thành dòng điện AC có thể sử dụng được cho các thiết bị điện.
Có nhiều loại hệ thống điện mặt trời (ĐMT) khác nhau, tùy vào mục đích và nhu cầu sử dụng để lựa chọn sao cho phù hợp. Thường thì hệ thống ĐMT được chia làm 3 loại: Hòa lưới (on-grid), hòa lưới có lưu trữ (hybrid), độc lập (off-grid). Trong số này thì hệ thống ĐMT hybrid là toàn diện hơn cả.
Vậy hệ thống điện mặt trời Hybrid là gì? Chúng có ưu nhược điểm như thế nào, cùng Hùng Việt tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé.
1. Hệ thống điện mặt trời Hybrid là gì?
Hệ thống điện mặt trời Hybrid là sự kết hợp của 2 hệ thống điện mặt trời: On-grid và Off-grid vì vậy nó mang cả 2 đặc tính của cả 2 loại này. Nó có thể chuyển đổi giữa 2 chế độ vận hành: nối lưới và không nối lưới:

• Inverter hybrid có khả năng đồng bộ với lưới điện.
• Pin lưu trữ có khả năng cung cấp điện ngoài lưới điện.

Sơ đồ hệ thống ĐMT hybrid

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời Hybrid

Năng lượng được tạo ra giống như hoạt động của hệ điện mặt trời hòa lưới thông thường. Hệ thống cho phép tạo ra dòng điện từ ánh sáng mặt trời vào ban ngày, khi có mặt trời.
Nhưng thêm vào đó, lượng điện tải tiêu thụ không hết sẽ được ưu tiên sạc vào ắc quy lưu trữ. Từ đó bù đắp cho việc không có điện mặt trời vào ban đêm. Nguồn năng lượng này cho phép hệ thống này hoạt động như một nguồn cung cấp dự phòng, cung cấp năng lượng ổn định cho hệ thống vào buổi tối hoặc khi mất điện lưới.

Khi pin lưu trữ được sạc đầy, bất kỳ phần điện dư thừa nào tiếp theo sẽ được hệ thống đẩy lên lưới điện quốc gia EVN (tùy vào chính sách của nhà nước mà bạn có thể cài cho biến tần đẩy lưới hay không). Khi nguồn năng lượng mặt trời thiếu, hệ thống sẽ bổ sung nguồn điện lưới để cung cấp cho các thiết bị điện và sạc ắc quy nếu cần.

3. Thành phần cấu tạo của hệ thống

Hệ thống điện mặt trời Hybrid về cơ bản có các thành phần gần giống với hệ thống điện mặt trời hòa lưới (tấm pin năng lượng mặt trời, biến tần, tủ điện, giàn khung,…). Ngoài ra có thêm pin lưu trữ năng lượng và biến tần được nâng cấp với nhiều tính năng hơn.


Biến tần hybrid: Hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới có lưu trữ sử dụng một loại biến tần đặc biệt gọi là biến tần hybrid (biến tần lai), có khả năng quản lý đồng thời các tấm pin năng lượng mặt trời và pin lưu trữ lithium/ắc quy. Loại biến tần này thực hiện một số chức năng như:

• Chuyển đổi sản lượng điện từ các tấm pin mặt trời hoặc hệ thống pin từ dòng điện một chiều (DC) sang dòng điện xoay chiều (AC) cần thiết để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn.
• Quản lý chu kỳ sạc pin lưu trữ cho hệ thống của bạn.
• Đồng bộ với điện áp lưới điện cục bộ để hoạt động ở chế độ hòa lưới.

Hùng Việt chuyên cung cấp, phân phối các biến tần Hybrid Solis phù hợp với hầu hết các loại pin lưu trữ trên thị trường hiện nay. Các biến tần Hybrid Solis được thiết kế với dải công suất đa dạng 5kw, 6kw ,8kw ,10kw ,12kw,15kw, 18kw,.. đối với hệ thống điện 1 Pha và 10kw, 20kw, 30kw,… đối với hệ thống điện 3 Pha phù hợp với nhu cầu của mọi khách hàng.

Pin lưu trữ: Dùng để lưu trữ năng lượng phòng ngừa khi mất điện hoặc khi không có ánh sáng mặt trời. Các loại pin lưu trữ phổ biến được sử dụng trong hệ thống ĐMT hybrid là pin lithium, một số ít sử dụng acquy. Tuy có giá thành cao hơn acquy nhưng đổi lại pin lithium gọn nhẹ, có tuổi thọ cao hơn nhiều so với acquy, khả năng giao tiếp tốt với inverter Hybrid nhờ mạch BMS cho phép thực hiện nhiều chức năng như: theo dõi dung lượng pin, cài đặt SOC dự phòng,…

4. Ưu nhược điểm của hệ thống điện mặt trời Hybrid

* Ưu điểm:
- Đảm bảo nguồn điện 24/7. Khi mất điện lưới, biến tần sẽ lấy điện từ pin lưu trữ để cấp cho tải tiêu thụ. Đối với biến tần Solis, phụ tải gần như không bị ảnh hưởng khi có mất điện đột ngột do thời gian chuyển mạch sang chế độ UPS chưa tới 4ms. Do vậy bạn không cần phải lo lắng về sự gián đoán do các sự cố lưới điện gây ra.

- Tận dụng tối đa sản lượng điện do hệ thống điện mặt trời tạo ra. Vào ban ngày nếu không sử dụng hết điện mặt trời có thể được lưu trữ vào trong pin và sử dụng vào buổi tối.

Sạc, xả theo thời gian cài đặt
- Giảm hóa đơn điện bằng cách bù đắp chi phí tiêu thụ phân chia theo thời gian sử dụng. Xả pin vào giờ cao điểm, sạc pin vào giờ thấp điểm.
- Tiết giảm công suất đỉnh. Chiến lược này phù hợp với những gia đình có mức tiêu thụ điện cao hơn ngưỡng giới hạn điện năng của nhà cung cấp dịch vụ điện tại một thời điểm nhất định. Giả sử công suất tiêu thụ gia đình bạn bị giới hạn sử dụng ở ngưỡng 5kw nhưng thực tế ở 1 vài thời điểm tải tiêu thụ lên tới 9kw, lúc này pin và PV thậm chí cả máy phát điện sẽ cấp bù cho tải 4kw để không bị vượt ngưỡng công suất lưới lấy vào.

- Hệ thống vận hành tự động, ổn định, yên tĩnh, không gây tiếng ồn, không sử dụng nguyên liệu xăng dầu,... như máy phát điện nên cũng không ảnh hưởng đến các hoạt động khác.
* Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư ban đầu, thay thế thiết bị còn khá cao. Tuy nhiên với sự phát triển mạnh của năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng mặt trời, giá vật tư đang ngày càng giảm một cách nhanh chóng.

5. Ứng dụng hệ thống điện mặt trời Hybrid

- Phù hợp ở những nơi cần đảm bảo an ninh năng lượng cao như các trạm phát sóng viễn thông (BTS), trạm gác bảo vệ, hệ thống camera an ninh, y tế, hệ thống server, thang máy, trung tâm dữ liệu vv…


- Phù hợp ứng dụng cho các biệt thự, hộ gia đình đặc biệt là các hộ kinh doanh cần duy trì nguồn điện, các khu vực điện yếu do ở xa nguồn điện lưới.
* Một số hệ thống ĐMT Hybrid đã được lắp đặt:

Hệ thống ĐMT Hybrid 6kW 1P lưu trữ 5kWh

Hệ thống ĐMT Hybrid 20kW 3P lưu trữ 30kWh

Hệ thống ĐMT Hybrid 18kW 3P lưu trữ 10kWh