Một tấm pin mặt trời có thể sản xuất được bao nhiêu điện năng
Năng lượng mặt trời hiện nay đã và đang được khai thác và sử dụng rộng rãi. Nó không những mang lại những giá trị về kinh tế mà còn có giá trị về thẩm mỹ và bảo vệ môi trường.
Để lắp đặt hệ thống điện mặt trời mang lại hiệu quả cao nhất. Chúng ta phải tính toán công suất điện mặt trời chính xác.
Để đảm bảo được hệ thống hoạt động đúng giá trị của điện áp. Cung cấp đầy đủ điện cho toàn bộ tải tiêu thụ để mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất và tiết kiệm chi phí.
Chính vì vậy hôm nay chúng tôi sẽ hướng dẫn cách Tính toán công suất hệ thống điện từ Pin năng lượng mặt trời cho dự án của bạn.
Trung bình 1kwp sẽ tạ ra 4-5 ký điện 1 ngày, với tấm pin hiện nay rơi vào khoảng 450Wp thì công suất 1 tấm pin năng lượng mặt trời rơi vào khoảng 2 ký điện 1 ngày
1. Tính tổng mức tiêu thụ năng lượng (watt-hour) của tất cả các thiết bị mà hệ mặt trời phải cung cấp mỗi ngày.
Ví dụ, tải là một tivi có công suất tiêu thụ 80W, sử dụng trung bình 8 giờ mỗi ngày, số watt mỗi giờ sử dụng mỗi ngày là 80 x 8 = 640 wh.
Tính toán từng thiết bị như vậy và cộng chúng lại với nhau sẽ có tổng Watt-hour của tất cả các thiết bị mà hệ solar cung cấp.
2. Tính số Watt-hour các tấm pin mặt trời phải cung cấp cho toàn tải mỗi ngày
Do tổn hao trong hệ thống, số Watt-hour của tấm pin mặt trời cung cấp phải cao hơn tổng số Watt-hour của toàn tải. Thực nghiệm cho thấy cao hơn khoảng 1,3 lần.
Số Watt-hour các tấm pin mặt trời (PV modules) = 1.3 x tổng số Watt-hour toàn tải sử dụng.
Thí dụ ở trên thì watt-hour các tấm pin mặt trời là 640 x 1.3 = 832 wh
3. Tính toán kích cỡ tấm pin mặt trời cần sử dụng
Để tính toán kích thước của các tấm pin mặt trời sẽ sử dụng, chúng tôi tính toán mức cực đại (Wp) cần thiết của các tấm pin mặt trời.
Lượng pin mặt trời Wp tạo ra phụ thuộc vào khí hậu của từng khu vực trên thế giới. Cùng một bảng điều khiển năng lượng mặt trời nhưng được đặt ở một nơi, mức độ hấp thụ năng lượng sẽ khác nhau khi đặt nó ở nơi khác.
Để thiết kế chính xác, người ta phải đo và đo độ hấp thụ của bức xạ mặt trời ở mỗi vùng trong tháng và đưa ra một hệ số trung bình gọi là “panel generation factor”, tạm dịch là hệ số hấp thụ bức xạ của pin mặt trời.
Hệ số “panel generation factor” này là tích số của hiệu suất hấp thu (collection efficiency) và độ bức xạ năng lượng mặt trời (solar radiation), đơn vị tính của nó là (kWh/m2/ngày).
Ví dụ, mức độ hấp thụ năng lượng mặt trời ở một địa điểm của Việt Nam là 5 kWh/m2/ngày, chúng ta lấy tổng số watt-hour của các tấm pin mặt trời chia cho 5, chúng ta sẽ có tổng Wp của bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Thí dụ ở trên thì watt-peak các tấm pin mặt trời là: 832/5 = 166 Wp
Mỗi PV mà ta sử dụng đều có tham số Wp của nó, lấy tổng số Wp cần thiết cho bảng mặt trời chia cho tham số Wp của nó sẽ nhận được số lượng tấm pin mặt trời cần thiết.
Ví dụ: nếu sử dụng bảng năng lượng mặt trời 85 wp, số lượng bảng cần thiết sẽ là: 166/85 # 2 bảng.
Kết quả trên chỉ cho chúng ta biết số lượng tấm pin mặt trời tối thiểu để sử dụng. Càng có nhiều tấm pin mặt trời, hệ thống sẽ hoạt động tốt hơn, pin sẽ sử dụng được lâu hơn.
Nếu có ít pin mặt trời, hệ thống sẽ hết điện trong những ngày râm mát, làm cạn kiệt pin và do đó sẽ làm giảm tuổi thọ pin. Nếu bạn thiết kế quá nhiều pin mặt trời, chi phí của hệ thống cao, vượt quá ngân sách cho phép, đôi khi không cần thiết.
Vì thế, thiết kế bao nhiêu pin mặt trời lại còn tùy thuộc vào độ dự phòng của hệ thống.
Thí dụ một hệ thống điện từ Pin năng lượng mặt trời có độ dự phòng 4 ngày, (gọi là autonomy day, là những ngày không có nắng cho pin mặt trời sản sinh điện), thì bắt buộc lượng battery phải tăng hơn và kéo theo phải tăng số lượng pin mặt trời.
Rồi vấn đề sử dụng pin loại nào là tối ưu, là thích hợp vì mỗi vùng địa lý đều có thời tiết khác nhau. Tất cả đòi hỏi thiết kế phải do các chuyên gia có kinh nghiệm thiết kế nhiều năm cho các hệ solar trong vùng.
Còn nữa, khi ta đã có tổng số tấm pin mặt trời thì không nhất thiết phải ghép nối tiếp tất cả các tấm này lại với nhau mà có thể ghép chúng thành các tổ hợp kết hợp nối tiếp và song song, do một hay nhiều solar controller đảm trách.
Các việc này có tương tác lẫn nhau đến cách thiết kế hệ battery và hệ solar charger dưới đây:
-
Tính toán Ắc quy (Battery)
Battery dùng cho hệ thống điện năng lượng mặt trời là loại deep-cycle. Loại này cho phép xả đến mức bình rất thấp và cho phép nạp đầy nhanh.
Nó có khả năng nạp xả rất nhiều lần (rất nhiều cycle) mà không bị hỏng bên trong, do vậy khá bền, tuổi thọ cao.
Trước tiên ta tính dung lượng của hệ bình ắc-quy cho toàn hệ thống. Dung lượng battery cần dùng cho hệ solar là dung lượng battery đủ cung cấp điện cho những ngày dự phòng (autonomy day) khi các tấm pin năng lượng mặt trời không sản sinh ra điện được.
Ta tính dung lượng battery như sau:
– Hiệu suất của battery chỉ khoảng 85% cho nên chia số Wh của tải tiêu thụ với 0.85 ta có Wh của battery.
– Với mức xả sâu (Deep of Discharge DOD) là 0.6, ta chia số Wh của battery cho 0.6 sẽ có dung lượng battery.
Kết quả trên cho ta dung lượng battery tối thiểu cho hệ solar không có dự phòng. Khi hệ solar có số ngày dự phòng (autonomy day) ta phải nhân dung lượng battery cho số autonomy-day để có số lượng battery cần cho hệ thống.
Khi đã có điện thế V và dung lượng Ah của bình acquy, ta có thể lựa chọn acquy và tính toán cách ghép chúng lại với nhau sao cho tối ưu nhất , và phải để ý đến tính dự phòng của toàn hệ thống.
Thí dụ 1 hệ ac-quy 12V/1000AH ghép 5 dãy 12V/200AH song song sẽ có độ an toàn cao hơn 1 dãy 12V/1000AH, nếu 1 vài ac-quy bị hỏng thì ta vẫn còn các dãy khác làm việc tốt trong thời gian chờ sửa chữa.
Để tính công suất năng lượng mặt trời chính xác nhất. Hãy đến với Sotek để có được những lời khuyên tốt nhất của các chuyên gia có kinh nghiệm trong ngành năng lượng tái tạo.
Bởi vì việc tính toán năng lượng mặt trời cực kỳ tốn thời gian và đòi hỏi sự hiểu biết nhất định. Sau đó tính toán dung lượng hệ thống chính xác nhất.
