Những yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống điện mặt trời
Hệ thống điện năng lượng mặt trời chính là quá trình biến đổi quang năng của mặt trời thành điện năng thông qua hệ thống pin mặt trời và tổn hao trong hệ thống điện mặt trời giống như “ kẻ thù “ khiến sụt giảm công suất điện hệ thống tạo ra.Hãy cùng Sotek tham khảo một vài yếu tố nhỏ có thể làm giảm hiệu năng của hệ thống điện mặt trời nhà bạn nhé!
Hệ thống điện mặt trời bị che nắng
Ngoài ra, một yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng nhiều đến tổn thất sản lượng của hệ thống NLMT chính là bóng che (shading).
Nguyên lý của hệ thống điện mặt trời mái nhà sử dụng năng lượng từ bức xạ mặt trời nên khi bị che bóng thì việc tổn thất sản lượng là điều tất yếu.
Bóng râm do cây cối và công trình hiện hữu gây ra
Bóng che hay bóng râm có thể đến từ yếu tố bên ngoài như cây cối hoặc công trình hiện hữu tại khu vực lắp pin.
Che bóng còn xảy ra ở dạng tương hỗ giữa các dãy pin trong một số thời điểm nhất định trong ngày (mặt trời mọc, mặt trời lặn).
Hiệu ứng che bóng lên một cell của tấm pin có thể gây sụt giảm công suất của tấm pin đó đến vài chục % do tác động của các diode chống ngược dòng của tấm pin.
Ngoài ra, hiện tượng che bóng còn có thể gây ra các hiệu ứng Mismatch hay quá nhiệt gây nguy hiểm cho thiết bị của chúng ta.
Các tổn hao phía từ phía DC
Tổn hao do cáp DC
Cáp điện DC sẽ bao gồm cáp kết nối các tấm pin thành 1 chuỗi PV, từ các chuỗi về COB (nếu sử dụng String Inverter), hay từ các chuỗi về biến tần Inverter (khi sử dụng Central Inverter).Sự khác biệt về chiều dài hay kích thước cáp giữa các chuỗi có thể tạo ra sự khác nhau về sụt áp.
Tổn hao do đấu nối
Tại các vị trí đấu nối giữa các tấm pin mặt trời trong 1 chuỗi, từ PV tới COB hay về Inverter, tổn hao tại các vị trí trên cũng đáng kể nếu không tại điểm đấu nối không được đảm bảo.
Sụt áp, phát nóng sẽ gây nguy hiểm cho hệ thống.
Tổn hao do tấm pin năng lượng mặt trời
Gồm nhiều loại tổn hao như tổn hao do bụi bẩn, chất lượng tấm pin, nhiệt độ,..
VD: Nhiệt độ là yếu tố môi trường tác động mạnh vào điện áp của tấm pin. Nhiệt độ thấp sẽ làm tăng điện áp trong module và nhiệt độ cao thì làm giảm điện áp.
Ngoài ra, một hệ thống điện mặt trời nối lưới còn chịu ảnh hưởng từ nguồn lưới, sẽ có những tổn hao phụ khác, ảnh hưởng đến quá trình vận hành hệ thống.
Các tổn hao phía AC
Hệ thống điện năng lượng mặt trời sử dụng Inverter để chuyển đổi năng lượng điện một chiều (DC) sang điện xoay chiều (AC).
Quá trình chuyển đổi này có sự tổn hao trên chính thiết bị biến tần.
Mặc dù các thế hệ Inverter hiện đại đã đạt hiệu suất chuyển đổi lên đến 99%, nhưng tổn thất trên các biến tần vẫn rất đáng kể và bao gồm một số yếu tố chính sau:
Tổn thất trong quá trình hoạt động (hiệu suất chuyển đổi)
Hiệu suất chuyển đổi của Inverter thay đổi theo một họ các đường cong hiệu suất theo điện áp hoạt động.
Điều này ảnh hưởng bởi các tổn hao nhiệt hay tổn thất đóng ngắt của các bộ IGBT, tổn thất do tự dùng của các inverter,…
Đường cong công suất của inverter
Tổn hao quá công suất DC hay clipping
Hệ thống năng lượng mặt trời thường được thiết kế với tỉ số DC/AC ở mức 1.25 – 1.3.
Điều này bắt nguồn từ việc công suất DC phát ra của hệ pin không phải lúc nào cũng ở công suất cực đại mà phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết.
Tuy nhiên, điều này có thể gây ra tổn hao trong trường hợp tỉ số DC/AC quá cao. Khi đó inverter chỉ phát lên phía AC với công suất đến định mức và lượng năng lượng còn lại không được sử dụng.
Tổn thất do ngưỡng điện áp
Chúng ta đã biết các inverter sử dụng nguyên lý dò tìm điểm công suất cực đại (MPPT) và tương ứng một dãy điện áp MPP của mỗi inverter.
Do điều kiện thời tiết hoặc do điều kiện thiết kế mà khi điện áp của chuỗi PV đấu nối vào inverter vượt ra khỏi ngưỡng điện áp MPP.
Hiệu suất của hệ thống sẽ suy giảm và khi đến một ngưỡng nhất định, inverter tự ngắt chuỗi PV do không đủ điện áp để hoạt động hoặc tự ngắt thiết bị để đảm bảo an toàn, gây ra tổn thất sản lượng của hệ thống.
Tổn hao trên cáp AC
Hệ thống cáp điện kết nối từ inverter đến tủ phân phối tổng hoặc đến trạm biến áp trung thế gây ra các tổn thất đáng kể do tỏa nhiệt và tổn thất điện áp trên cáp.
Tổn thất đấu nối
Tại các vị trí đấu nối cáp điện như là đấu nối cáp từ inverter đến tủ phân phối, tổn hao nhiệt và tổn thất điện áp trên các đầu cos đấu cáp cũng rất đáng kể nếu kết nối không đảm bảo chất lượng.
Một đầu cos không tiếp xúc tốt gây ra phát nóng, sụt áp đáng kể và tiềm ẩn nguy cơ sự cố gây nguy hiểm cho hệ thống.
Tủ điện hạ thế
Cáp điện hạ thế
Tổn thất trên các máy biến áp
Các hệ thống NLMT có sử dụng MBA nâng áp cần phải kể đến tổn hao trên các MBA này.
Tổn hao trên các MBA bao gồm tổn hao do sắt từ (tổn hao không tải) và tổn thất đồng (tổn hao có tải), sản lượng điện tổn hao do các MBA có thể lên đến 0.1% tổng sản lượng.
