Xu hướng hiện nay trên thế giới cũng như tại Việt Nam đang hướng đến việc tìm kiếm và sử dụng thay thế các nguồn nhiên liệu hoá thạch như xăng dầu, thang đá, khí đốt… Điện năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận từ thiện nhiên đang được nghiên cứu theo nhiều hướng khác nhau.
Điện năng lượng mặt trời đang được sử dụng nhiều trong thực tế hơn cả. Các tấm pin năng lượng có giá thành ngày càng giảm do đó ngày càng có nhiều dự án điện mặt trời được lắp đặt.
Mô hình hệ thống điện mặt trời không hoà lưới được dùng chủ yếu tại các nơi không có lưới điện quốc gia. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn các tính chọn 1 hệ thống điện năng lượng mặt trời không hoà lưới sao cho tránh lãng phí công suất và chi phí đầu tư nhất.
Tính chọn thiết bị
- Tính toán phụ tải.
Liệt kê tất cả các thiết bị sử dụng điện trong gia đình, ước lượng thời gian sử dụng cũng như công suất tiêu thụ của từng thiết bị sau đó cộng tổng công suất tất cả các thiết bị lại ta có số Wh.
VD: Mỗi ngày dùng đèn 11Wh 5 tiếng, quạt 50Wh 3 tiếng, Tivi 80Wh 2 tiếng. Suy ra tổng công suất là 11×5 + 50×3 + 80×2 = 365Wh.
- Tính toán dung lượng hệ thống acquy.
Dung lượng acquy thường được tính theo đơn vị Ampe giờ (Ah). Lấy số liệu đã tính được từ bước trên tính theo mức điện áp 12vDC ta cần 365/12 = 30.42 Ah (công thức mang tính tương đối, không xét đến các hệ số suy hao khác) dung lượng tối thiểu của hệ thống acquy. Trừ hao khoảng 20% hiệu suất của ắc quy, ta làm tròn dung lượng khoảng 40Ah.
- Chọn tấm pin năng lượng mặt trời
Sau khi tính được ở bước trên, tiếp đến ta tính chọn công suất của tấm pin năng lượng mặt trời bằng cách lấy dung lượng hệ thống acquy nhân với điện áp hệ thống acquy. Theo như ví dụ trên ta có 40Ah x 12V = 480Wh.
Một ngày nắng bình thường điện có thể tạo ra 12 tiếng có thể rút ngắn thánh 4 tiếng với công suất đỉnh. Như vậy cần chọn tấm pin 480Wh / 4 = 120W.
- Chọn bộ điều khiển sạc
Hiện tại thì có 3 loại điều khiển sac điện mặt trời cho acquy là ON/OF, PWM và MPPT. Loại MPPT là loại cho hiệu suất sạc lớn nhất nhưng có giá thành cao hơn loại PWM, loại ON/OF có hiệu suất sạc thấp nên không nên dùng.
Bộ điều khiển sạc Bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời UNIV-MPPT-10S
Tuỳ vào khả năng kinh tế mà bạn có thể chọn loại sạc MPPT hay PWM.
Thiết bị này có 1 thông số kỹ thuật nữa cần quan tâm hơn cả đó là dòng đầu ra. Ta cần chọn loại bằng hoặc lớn hơn dòng điện sạc cho hệ thống acquy.
- Chọn bộ kích điện inverter
Nguồn điện cung cấp từ bộ acquy hoặc tấm pin mặt trời là nguồn điện một chiều DC. Đa phần phụ tải sử dụng trong gia đình sử dụng nguồn điện xoay chiều AC 220V do đó ta cần trang bị bộ chuyển đổi converter để chuyển đổi điện một chiều DC thành điện xoay chiều AC cấp cho phụ tải.
Hiện tại trên thị trường có 3 loại inverter (kích điện) thông dụng là :
- Máy kích điện sóng vuông
- Máy kích điện mô phỏng sin
- Máy kích điện sin chuẩn
Mỗi loại có 1 ưu thế riêng tuy nhiên loại sóng vuông và sóng sin mô phỏng Techway khuyên bạn không nên dùng mà nên dùng máy kích điện chuẩn sin để đẩm bạo độ ổn định cũng như tuổi thọ của các thiết bị sử dụng điện.
Trong ví dụ ở trên, tải tiêu thụ gồm Đèn 11W + Quạt 50W + TV 80W = 141W. Với tổng công suất tiêu thụ là 141W ta có thể chọn các thiết bị kích điện trên 200W.
Lưu ý: đối với các thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình có động cơ bên trong như điều hoà, máy giặt, máy bơm nước, tủ lạnh… cần xét đến dòng khởi động của động cơ (thường gấp 1,5 đến 2 lần công suất tiêu thụ).
Trên đây là bài viết chia sẻ các tính toán đơn giản cho một hệ thống điện năng lượng mặt trời cho gia đình, các công thức mang tính tương đối rút gọn sao cho dễ hiểu nhất. Để nhận được tư vấn tốt hơn, hãy liên hệ với Techway để được tư vấn hỗ trợ miễn phí.