Lưu trữ độc lập

Hệ thống điện mặt trời độc lập là gì? Nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Nhiều gia đình hiện nay đang xem xét việc lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập. Điều này cho phép họ có thể tự cung cấp điện cho cả gia đình mà không cần đến điện lưới. Vậy hệ thống điện mặt trời độc lập là gì? Nguyên lý hoạt động và ưu điểm, nhược điểm như thế nào? Có đáng để đầu tư chi phí lắp đặt hệ thống điện độc lập hay không? Hãy cùng Sinsolar tìm hiểu chi tiết qua bài viết sau.

Hệ thống điện mặt trời độc lập là gì?

Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập là hệ thống sử dụng bức xạ mặt trời để tạo ra dòng điện, dòng điện này được lưu trữ vào trong hệ thống Pin lưu trữ (Pin lithium, ắc quy,…). Hệ thống này có khả năng tự hoạt động để cung cấp điện cho các thiết bị sinh hoạt mà không cần kết nối với nguồn điện lưới hay máy phát điện dự phòng. Hệ thống điện mặt trời độc lập tách biệt hoàn toàn với hệ thống lưới điện.

Cấu tạo hệ thống điện mặt trời độc lập

Hệ thống điện mặt trời độc lập có các thành phần chính:

• Tấm pin năng lượng mặt trời (Solar panel),
• Hệ thống giá đỡ pin mặt trời, 
• Bộ biến tần độc lập (Inverter Off-Grid),
• Hệ thống Pin lưu trữ,
• Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời,
• Hệ thống giám sát,…  

Mỗi bộ phận giữ một vai trò quan trọng khác nhau để đảm bảo cho hệ thống điện mặt trời độc lập hoạt động hiệu quả nhất.

Tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm Pin năng lượng mặt trời hay Pin quang điện là tập hợp các tế bào quang điện (Solar cell hoặc PV cell)  được kết nối bằng dây dẫn và được đặt vào một khung. Pin năng lượng mặt trời có khả năng tạo ra điện năng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời.

Bộ biến tần điện mặt trời độc lập hoặc bộ điều khiển sạc

Bộ biến tần năng lượng mặt trời biến đổi dòng điện một chiều (DC) được tạo ra từ pin mặt trời hoặc từ pin lưu trữ thành dòng điện xoay chiều (AC) mà các thiết bị trong gia đình có thể sử dụng được.

Biến tần độc lập có thể được sử dụng kèm theo máy phát điện. Khi khởi động máy phát điện, biến tần sẽ chuyển điện năng từ máy phát đến tải sử dụng. Lượng điện còn thừa sẽ được chuyển sang sạc cho pin lưu trữ.

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Bộ điều khiển sạc đảm bảo quá trình sạc điện từ tấm pin mặt trời sang hệ thống pin lưu trữ. Nó giữ vai trò kiểm soát dòng điện sạc sao cho pin lưu trữ không bị sạc quá tải và không bị xả quá sâu. Điều này giúp cho pin lưu trữ và hệ thống hoạt động ổn định hơn và tuổi thọ hoạt động lâu hơn.

Pin lưu trữ

Pin lưu trữ là nơi tích trữ điện phát ra từ tấm pin mặt trời. Điện năng tích trữ là điện một chiều, có thể được dùng cho các thiết bị điện một chiều hoặc được chuyển đổi thành điện xoay chiều bằng biến tần (Inverter) để cung cấp điện cho các thiết bị điện vào ban đêm hoặc khi không có nắng, năng lượng từ pin mặt trời không đủ để cung cấp cho các thiết bị hoạt động.

Hệ khung giá đỡ

Hệ thống khung giá đỡ giúp cố định tấm pin mặt trời trên mái nhà hoặc mặt đất, được thiết kế với góc nghiêng cố định hoặc thay đổi để các tấm pin đón nắng nhiều nhất có thể.

Thiết bị bảo vệ, đóng cắt

Thiết bị đóng cắt còn gọi được gọi là dao cách ly, nhiệm vụ của nó là giúp cách ly điện giữa các thiết bị. Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và cho hệ thống điện trong quá trình sửa chữa, vận hành.

Thiết bị đóng cắt bảo vệ gồm cầu chì, aptomat,… Nó bảo vệ đường dây điện và thiết bị khi dòng điện vượt quá ngưỡng cho phép.

Hệ thống giám sát năng lượng

Hệ thống này giám sát và lưu trữ lại thông số hoạt động của hệ thống điện mặt trời độc lập, giúp người sử dụng có thể dễ dàng theo dõi công suất và năng lượng hệ thống tạo ra thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Các tấm pin năng lượng mặt trời hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển hóa nó thành dòng điện một chiều (DC). Dòng điện một chiều này được lưu trữ vào ắc quy( pin lưu trữ) thông qua bộ điều khiển sạc và được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) thông qua biến tần (inverter) để các thiết bị điện dân dụng thường ngày có thể sử dụng được.

Với nguyên lý hoạt động độc lập hoàn toàn như trên, hệ thống điện mặt trời độc lập được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nơi. Nó là giải pháp tối ưu cho các vùng không có điện lưới, vùng hải đảo xa xôi hay các vùng có điện lưới nhưng không ổn định.

Ưu nhược điểm của hệ thống

Ưu điểm

Có khả năng hoạt động độc lập, không cần phụ thuộc vào lưới điện: Hệ thống điện mặt trời độc lập không nối lưới tiết kiệm nhiều chi phí đầu tư hơn và dễ lắp đặt hơn việc dẫn đường dây điện đến một số khu vực hẻo lánh, xa xôi so với điện lưới quốc gia. 

Việc sinh hoạt, sản xuất bằng lưới điện riêng, tự túc về điện thoải mái hơn phụ thuộc vào lưới điện chung. Những sự cố mất điện, bảo trì đường điện đột ngột sẽ không  ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và sinh hoạt.

Với hệ thống điện hòa lưới, điện năng tạo ra vào ban ngày nếu không được sử dụng hết thì sẽ hòa vào lưới điện còn vào ban đêm hệ thống không hoạt động, điện sử dụng phải lấy từ lưới điện. Khi sử dụng hệ thống độc lập, hệ thống hoạt động liên tục cả ngày lẫn đêm. Ban ngày tạo ra điện, ban đêm cung cấp điện.

Là nguồn năng lượng sạch, thân thiện với con người và môi trường: Điện năng được tạo ra từ các máy phát, các động cơ sử dụng nhiên liệu đốt như xăng, dầu, khí có thể gây ồn ào trong quá trình sử dụng và thải nhiều khí độc hại ra làm ô nhiễm môi trường. 

Ngược lại, hệ thống điện mặt trời độc lập mang đến sự yên tĩnh và trong lành, không tạo ra khí thải xấu. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng cuộc sống mà còn tốt cho sức khỏe của người sử dụng.

Ngoài ra, điện năng từ mặt trời là nguồn năng lượng sạch tái tạo bền vững. Việc lắp đặt và sử dụng điện mặt trời dù là hòa lưới hay độc lập đều góp phần bảo vệ môi trường và cùng ngành điện giảm bớt áp lực cho các nhà máy thủy điện, nhiệt điện.

Nhược điểm

Chi phí lắp đặt cao :

Bên cạnh các thành phần bắt buộc của hệ thống bạn còn cần đầu tư thêm hệ thống Pin (ắc quy) lưu trữ.

Chi phí khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập gần như gấp đôi loại hình điện mặt trời nối lưới. Thêm vào đó là các chi phí khác như phí bảo dưỡng, thay mới hệ thống Pin lưu trữ vì thời gian sử dụng của chúng chỉ khoảng 10 – 15 năm trong khi pin mặt trời là 20 năm.

Hạn chế dung lượng lưu trữ:

Khả năng lưu trữ điện phụ thuộc vào dung lượng của pin hoặc ắc-quy lưu trữ. Hệ thống có công suất càng lớn thì pin hoặc ắc-quy cũng phải càng có dung lượng lớn.

Các pin lưu trữ được sử dụng phải có khả năng nạp – xả sâu và độ bền cao, do đó pin lưu trữ này phải được kiểm tra và bảo dưỡng thường xuyên để có thể đảm bảo được tuổi thọ và chất lượng trong quá trình sử dụng.

Có nên lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập không?

• Hệ thống điện mặt trời độc lập cực kỳ phù hợp với các vùng sâu, vùng xa khó kéo điện lưới quốc gia, những nơi nguồn điện không ổn định hoặc những nơi cần nguồn điện liên tục như bệnh viện, trường học.
• Tiết kiệm chi phí điện: Khi sử dụng hệ thống điện năng lượng mặt trời hóa đơn điện gần như bằng 0 mỗi tháng, đây là liệu pháp đầu tư hiệu quả lâu dài. Không cần lo về giá điện tăng hay sử dụng điện vào thời gian cao điểm.
• Tự chủ nguồn điện: Sinh hoạt và sản xuất không bị ảnh hưởng khi lưới điện quốc gia bị ngắt, bị sự cố.
• An toàn cho người sử dụng: Giảm tối đa rủi ro nổ, cháy do sét, trời mưa, nắng gắt.
• Thân thiện với môi trường: Cứ 20 kW công suất điện mặt trời tương đương với việc trồng 70 cây xanh.
• Khả năng cung cấp điện ổn định: Dù những ngày trời mưa hay ít nắng  thì các tấm pin mặt trời vẫn liên tục hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành điện năng.
• Nâng cao thương hiệu doanh nghiệp: Dễ dàng kêu gọi vốn đầu tư, đối tác và khách hàng vì doanh nghiệp sử dụng năng lượng xanh, sạch.
• Dễ dàng lắp đặt: Với đặc thù như cái tên điện năng lượng mặt trời độc lập, hệ thống điện mặt trời này có thể di chuyển và lắp đặt một cách dễ dàng.

Trên đây là những chia sẻ về hệ thống điện mặt trời độc lập, hy vọng qua bài viết này Quý khách hàng của SINSOLAR đã có đủ thông tin cần thiết để trả lời câu hỏi hệ thống điện mặt trời độc lập là gì? 

Đây là hệ thống điện có thể hoạt động độc lập và là giải pháp tối ưu để các hộ gia đình, doanh nghiệp có thể tự chủ về điện, tiết kiệm chi phí về lâu về dài. Ngoài ra, đây còn là nguồn năng lượng thân thiện với người sử dụng và môi trường.

Để đảm bảo lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập đúng chuẩn, an toàn trong quá trình sử dụng quý khách hàng nên lựa chọn đơn vị uy tín và có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực. 

SINSOLAR là đơn vị chuyên thiết kế, lắp đặt hệ thống điện năng lượng tái tạo (điện mặt trời, điện gió), với đội ngũ kỹ sư và cán bộ quản lý của công ty có trình độ chuyên môn cao, có nhiều năm kinh nghiệm hợp tác quốc tế với các đối tác đến từ Mỹ, Đức, Hàn Quốc, Ý,…

Trong quá trình hoạt động, chúng tôi đã hoàn thành nhiều dự án trên toàn quốc với yêu cầu cao về kỹ thuật, chất lượng và tiến độ. Khách hàng có nhu cầu lắp đặt, thiết kế hệ thống điện mặt trời độc lập, đừng ngần ngại liên hệ hotline 0901403952 để được tư vấn miễn phí.