TỔNG HỢP NHỮNG KIẾN THỨC VÀ TÀI LIỆU CẦN BIẾT VÊ ĐIỆN MẶT TRỜI CHO NGƯỜI MỚI

Bài viết lần này,HITECONS Việt Nam sẽ cung cấp cho bạn các khái niệm cơ bản về điện năng lượng mặt trời cũng như giải thích cặn kẽ để giúp bạn hình dung được rằng mình nên bắt đầu từ đâu trước khi có ý định muốn lắp điện mặt trời cho gia đình/doanh nghiệp của mình.

Nếu bạn đang còn mơ hồ và cố gắng tìm kiếm những hướng dẫn cho người mới bắt đầu về điện mặt trời thì những bài viết của HITECONS Việt Nam chắc chắn sẽ “gãi đúng chỗ ngứa” cho những thắc mắc của bạn. Ở bài viết này, chúng tôi sẽ tổng hợp những khái niệm, câu hỏi cơ bản và phổ biến nhất mà chúng tôi lưu lại khi thiết kế và lắp đặt điện năng lượng mặt trời cho vô số Khách hàng của chúng thôi.

Đối với những người đã có kiến thức căn bản về ngành điện năng lượng mặt trời rồi và muốn tìm hiểu sâu hơn, HITECONS Việt Nam cũng đã đặt các liên kết giải thích chuyên sâu hơn về các khái niệm đó bên trong các từ khóa trong bài viết này, hoặc các bạn đọc giả cũng có thể tìm kiếm trên internet các bài viết trước đây của chúng tôi.

Điện mặt trời là gì?

Mặt trời không chỉ cung cấp ánh sáng và nhiệt như những gì chúng ta đang được thấy và cảm nhận, mà nó còn cung cấp một nguồn năng lượng vô cùng lớn lên bề mặt Trái đất hàng ngày.

Điện năng lượng mặt trời là một nguồn điện được chúng ta tạo ra từ ánh sáng mặt trời thông qua một quá trình được gọi là hiệu ứng quang điện, tức là chúng ta sẽ sử dụng một hệ thống thiết bị để chuyển đổi nguồn ánh sáng mặt trời thành dòng điện có thể sử dụng được cho các thiết bị gia dụng trong sinh hoạt hàng ngày như máy bơm nước, tủ lạnh, TV, máy tính, đèn chiếu sáng… và tất cả các thiết bị vận hành bằng điện năng.

Để có thể sản xuất ra điện năng phục vu cho gia đình/doanh nghiệp của bạn bằng ánh sáng mặt trời thì bạn sẽ cần một hệ thống có tên gọi là hệ thống năng lượng mặt trời (hay hệ thống điện mặt trời, hệ thống quang điện).

Hệ thống năng lượng mặt trời sẽ có những thành phần gì?

Đại diện cho một hệ thống điện mặt trời mà các bạn có thể dễ dàng nhận biết đó là các tấm pin năng lượng mặt trời. Tuy nhiên việc hình thành nên một hệ thống NLMT hoàn chính cần có thêm nhiều thiết bị quan trọng khác. Một hệ thống hoàn chỉnh sẽ có các thành phần sau:

Các tấm pin mặt trời: Để trực tiếp đón nhận và hấp thụ ánh sáng mặt trời.
Một inverter (biến tần): Để chuyển đổi dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC thích hợp với các thiết bị điện.
Một nơi lưu trữ điện mặt trời: Có thể tận dụng lưới điện quốc gia (đối với hệ thống hòa lưới) hoặc các bình acquy năng lượng mặt trời (đối với hệ thống không hòa lưới).
Và các phụ kiện năng lượng mặt trời khác: Để kết nối các thành phần của hệ thống như dây điện DC/AC, đầu nối MC4, CB điện, bộ điều khiển sạc, tủ điện…

Bạn cũng có thể cần đến các thiết bị để giám sát đầu ra của hệ thống trực tuyến, giúp bạn nhanh chóng nắm bắt được hiệu quả của hệ thống theo thời gian thực.

Ưu và nhược điểm của một hệ thống điện mặt trời

Dưới đây là một số lý do bạn nên lựa chọn năng lượng mặt trời thay vì các nguồn năng lượng khác:

Có thể tái tạo được: Ánh sáng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng vô tận, nó không giống như các nguồn nhiên liệu hóa thạch sẽ sớm cạn kiệt trong tương lai
Tiết kiệm hóa đơn tiền điện: Việc sở hữu một hệ thống NLMT sẽ giúp bạn tiết giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng hoặc thấm chí là “xóa bỏ” hoàn toàn hóa đơn điện nếu thiết lập một hệ thống solar phù hợp với nhu cầu điện gia đình/doanh nghiệp của bạn.
Không phụ thuộc điện lưới (chỉ áp dụng cho hệ thống độc lập): Hiện nay, ở Việt Nam vẫn còn rất nhiều nơi không có lưới điện quốc gia như vùng sâu vùng xa. Bà con nơi đây phải sống mà không có điện. Với các hệ thống độc lập giúp cung cấp điện cho những nơi không có lưới điện.
Công nghệ hiện đại: Việc lắp đặt điện mặt trời trên ngôi nhà của mình cũng đồng nghĩa với việc gia đình mình đang trải nghiệm một trong nhưng công nghệ hiện đại bậc nhất của loài người, cũng như nâng giá trị cho ngôi nhà của mình.
Thân thiện với môi trường: Điện mặt trời là một nguồn năng lượng xanh sạch nhất hiện nay, việc sở hữu một hệ thống cung cấp điện mặt trời sẽ giúp cá nhân gia đình bạn giảm thiểu một lượng khí thải CO2 đáng kể ra môi trường.

Vậy đâu là những trở ngại khiến mọi người phải xem xét trước khi lắp đặt năng lượng mặt trời?

Chi phí lắp đặt điện mặt trời: Đây có thể là rào cản lớn nhất khiến các chủ nhà băn khoăn trong việc tiếp cận điện mặt trời. Bởi vì ngay cả những hệ thống nhỏ áp mái cho gia đình cũng đã mất vài chục triệu đồng. Tuy nhiên tin vui là càng ngày chi phí lắp điện mặt trời càng giảm đáng kể bởi sự phát triển của các công nghệ sản xuất pin mặt trời.
Phụ thuộc vào thời tiết: Bóng râm, mây mù, tuyết rơi, bụi bẩn…là những tác nhân có thể làm giảm hiệu quả sản xuất điện mặt trời của các hệ thống solar. Chính vì vậy, một số nơi sẽ được hưởng lợi từ điện mặt trời nhiều hơn và cũng có một số nơi gặp bất lợi về thời tiết.
Chiếm không gian: Các tấm pin mặt trời có kích thước tương đối lớn nên sẽ chiếm kha khá không gian của bạn. Tuy nhiên, với kiến trúc của người Việt Nam thì phần mái nhà rất thích hợp để lắp điện mặt trời áp mái, điều này sẽ giúp các chủ nhà tận dụng được phần mái nhà giúp giảm chi phí lắp đặt tối ưu. Nhược điểm này chủ yếu là đối với các hệ thống lắp đặt trên mặt đất trống.
Bộ lưu trữ điện đắt tiền: Đối với các hệ thống không hòa lưới, bạn cần phải mua sắm các bình ắc quy chuyên dụng để lưu trữ điện, do đó chi phí lắp đặt sẽ tăng cao nhưng đổi lại bạn sẽ không phụ thuộc vào lưới điện quốc gia. Nếu bạn không nhất thiết phải lắp hệ thống độc lập thì một hệ thống điện mặt trời hòa lưới sẽ giúp bạn tiết kiệm 100% chi phí cho việc lưu trữ điện năng.

Nhìn chung theo tôi thì điện năng lượng mặt trời gần như chỉ có một nhược điểm duy nhất là phải phụ thuộc vào thời tiết khí hậu. Còn lại những hạn chế của nó luôn song song với một ưu điểm nào đó, chẳng hạn như chi phí lắp đặt ban đầu cao nhưng lợi ích dài hạn, hệ thống độc lập tốn kém nhưng đổi lại bạn được tự chủ nguồn điện hoặc có điện để sử dụng ngay cả những nơi vùng sâu vùng xa.

Tìm hiểu rõ hơn về ưu nhược điểm của hệ thuống điện mặt trời

Sự khác biệt giữa hệ thống hòa lưới và hệ thống độc lập

Trước khi lên kế hoạch mua sắm các thiết bị lắp điện năng lượng mặt trời, câu hỏi đầu tiên bạn cần trả lời là bạn đang cần một hệ thống hòa lưới hay không hòa lưới? – Mỗi loại sẽ có những ưu điểm đặc trưng riêng biệt:

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới: Là giải pháp tiết kiệm chi phí lắp đặt nhất. Nó ít tốn kém hơn so với việc mua điện từ công ty điện lực hoặc hệ thống độc lập. Chúng tôi luôn đề xuất kiểu lắp đặt này cho Khách hàng trước tiên.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập: HITECONS VIệt Nam thường đề xuất loại hệ thống solar này chủ yếu cho những Khách hàng lắp đặt tại vùng sâu vùng xa, nơi không có lưới điện quốc gia hoặc lưới điện không ổn định thường xuyên mất điện. Hoặc những Khách hàng không muốn phụ thuộc vào lưới điện.

Cũng có một loại hình lắp đặt năng lượng mặt trời khác là kết hợp cả 2 kiểu lắp đặt trên, nó thì kết nối với lưới điện nhưng cũng có bổ sung thêm các bình acquy. Loại hệ thống này thường được gọi là hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ. Loại hệ thống này có 2 lợi ích chính như sau:

Lưu trữ một nguồn điện dự phòng trong trường hợp công ty điện lực bị mất điện, điều này rất hữu ích khi bạn sinh sống và làm việc tại các khu vực có lưới điện không ổn định và thường xuyên bị mất điện.
Lưu trữ một nguồn điện để có thể sử dụng hoặc bán lại sau này, nhiều chủ nhà ứng dụng tốt lợi ích này để tính toán tối ưu lợi ích tài chính vào các móc giờ cao điểm khác nhau trong ngày.

Khái niệm Net metering là gì?

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới sẽ lưu trữ nguồn năng lượng tạo ra vào lưới điện quốc gia tại địa phương nơi chúng được lắp đặt. Chính vì vậy chúng ta cần một thiết bị để “ghi chép” lại rằng hệ thống đã đẩy lên lưới bao nhiêu điện năng mà chúng đã tạo ra. Chúng ta sẽ vẫn lấy điện từ lưới để sinh hoạt như thường lệ, nhưng cuối kỳ thanh toán, công ty điện lực sẽ tính toán bù trừ giữa lượng điện tiêu thụ và lượng điện mặt trời mà bạn đã “góp” vào lưới để “chốt sổ”. Hoặc là bạn phải trả thêm tiền (khi tiêu thụ nhiều hơn sản lượng điện mặt trời) hoặc là bạn sẽ nhận được một khoản tiền từ việc bán điện mặt trời (khi tiêu thụ ít hơn sản lượng điện mặt trời)

Công ty điện lực sẽ thực hiện theo chính sách của Nhà nước về mức giá thu mua điện mặt trời, mọi thứ đều rất minh bạch. Thỏa thuận này được gọi chung là chính sách Net metering (tên quốc tế), hay chúng ta có thể hiểu nôm na là chính sách bù trừ điện năng (giữa tiêu thụ và sản lượng điện mặt trời tạo ra).

Tấm pin mặt trời được chế tạo như thế nào và vận hành ra sao?

Các tế bào quang điện (solar cells) được làm chủ yếu từ vật liệu bán dẫn silicon, đây là một hợp chất dẻo chứa các liên kết của nguyên tố hóa học silic (Si) có tính dẫn điện tốt. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tế bào này sẽ thay đổi các đặc tính điện của silicon và tạo ra dòng điện.

Một tế bào là một ô vuông (hoặc hình chữ nhật) nhỏ bằng silicon với các tấm tiếp xúc điện ở trên bề mặt. Các tấm pin năng lượng mặt trời được tạo ra bằng cách kết nối nhiều tế bào quang điện lại với nhau trên một bề mặt tấm nền, sau đó dùng khung nhôm và kính cường lực để đóng gói bên ngoài nhằm bảo vệ các thành phần quan trọng bên trong để chúng có thể vận hành an toàn ở ngoài trời.

Từ nhiều tấm pin như vậy sẽ được sắp xếp và kết nối với nhau thành một tập hợp hay còn gọi là một mảng các tấm pin mặt trời. Mảng pin năng lượng mặt trời sau đó được kết nối với biến tần (inverter) tạo thành một hệ thống năng lượng mặt trời.

Các pin mặt trời có thể tồn tại trong bao nhiêu năm?

Hầu hết các nhà sản xuất pin năng lượng mặt trời uy tín hàng đầu thế giới như pin Jinko, pin Canadian, pin AE,… đều cam kết và đảm bảo rằng các tấm pin năng lượng mặt trời họ sản xuất ra đều được bảo hành hiệu suất không dưới 80% (so với hiệu suất ban đầu) sau 25 năm đưa vào vận hành.

Khi hết hạn bảo hành, các tấm pin vẫn chưa hư hỏng mà chỉ đơn giản là nó sẽ vận hành với hiệu suất kém hơn nhiều so với lúc mới lặp đặt mà thôi. Chẳng hạn như, một tấm pin mặt trời Jinko 470W thì nhà sản xuất Jinko Solar sẽ bảo hành hiệu suất cho người dùng rằng sau 25 năm vận hành công suất của tấm pin này sẽ không dưới 380W (tức 80% so với công suất ban đầu).

Theo một nghiên cứu tổng quan của NREL (Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ) cho thấy rằng 75% tấm pin năng lượng mặt trời tại Hoa Kỳ hoạt động đúng với cam kết bảo hành của chúng (đó là bao gồm cả các thương hiệu pin trôi nổi khác).

Tuy nhiên, các thành phần khác trong hệ thống solar như inverter hoặc pin lưu trữ (tùy chọn cho hệ thống độc lập) lại có tuổi thọ ngắn hơn nhiều so với tấm pin mặt trời. Do đó, trong suốt thời gian vận hành song song cùng các tấm pin bạn có thể sẽ phải chi trả thêm chi phí để thay thế các thiết bị này 1 – 2 lần.

Kích thước của tấm pin năng lượng mặt trời

Các tấm pin có hai cấu hình số ô phổ biến là 60 ô và 72 ô đối với pin Full-cell truyền thống; công nghệ Half-cell của Jinko chia đôi tế bào nên sẽ có số ô là 144 (2×72) hoặc 156 (2×78).

Nhìn chung các tấm pin năng lượng mặt trời có rất nhiều kích thước khác nhau dựa trên số lượng tế bào, nhà sản xuất cũng như công suất của nó.

Trên thị trường Việt Nam có những công nghệ pin mặt trời nào?

Hiện nay, trên thị trường năng lượng mặt trời tại Việt Nam, có hai công nghệ tế bào quang điện phổ biến là đơn tinh thể (Mono) và đa tinh thể (Poly).

Tế bao đơn tinh thể được cắt ra từ một nguồn silicon tinh khiết, trong khi đó các tế bào đa tinh thể được tạo ra bằng silicon không hoàn toàn tinh khiết và có lẫn một lượng nhỏ các tạp chất khác.

Chính vì silicon không hoàn toàn tinh khiết nên các tấm pin Poly thường có xu hướng kém hiệu quả hơn các loại Mono, nhưng mặc khác chi phí sản xuất của chúng sẽ rẻ hơn các loại Mono.

Ngoài hai loại kể trên cũng còn một số loại khác nhưng rất hiếm gặp và gần như không có tại thị trường Việt Nam, cụ thể là tấm pin màng mỏng.

Hiệu suất của tấm pin mặt trời được đo như thế nào?

Khái niệm hiệu suất của tấm pin thường rất hay bị hiểu sai. Phần lớn các tấm pin có mức đánh giá hiệu suất rơi vào khoản 15 – 25%.

Khá nhiều người hiểu sai khái niệm này và đặt ra các câu hỏi như: “Ồ! Tại sao tôi chỉ nhận được 15 – 20% sản lượng điện mặt trời từ tấm pin của mình cơ chứ? Vậy 80% đi đâu mất? Tấm pin mặt trời 1000W chỉ có thể tạo ra có 200W điện thôi sao?” – Tuy nhiên hiểu suất ở đây không phải như vậy.

Hiệu suất pin mặt trời là để thể hiện khả năng chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành dòng điện của các tế bào quang điện. Dựa vào số liệu này để chúng ta có thể so sánh hiệu quả giữa các thương hiệu. Do đó, nó hoàn toàn ảnh hướng đến đánh giá công suất của nhà sản xuất, tấm pin công suất 1000W sẽ vẫn tạo ra 1000W điện (đây là số liệu ở điều kiện chuẩn, có thể chênh lệch tùy thuộc vào điều kiện môi trường).

Inverter làm nhiệm vụ gì?

Các tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra dòng điện một DC, nhưng phần lớn các thiết bị điện mà chúng ta đang sử dụng lại chạy bằng dòng điện xoay chiều AC. Do đó, hiểu một cách đơn giản inverter trong hệ thống điện mặt trời sẽ giúp chúng ta chuyển hóa dòng điện DC thành AC phù hợp với các thiết bị điện.

Inverter hay biến tần năng lượng mặt trời cũng có nhiều loại khác nhau, tùy thuộc vào kiểu hệ thống điện mặt trời mà chúng ta sẽ lựa chọn loại biến tần phù hợp. Để tìm hiểu rõ hơn về các loại biến tần bạn có thể tham khảo bài viết phân biệt các loại inverter trong hệ thống điện mặt trời.

Bộ tối ưu hóa điện mặt trời là gì?

Các bộ tối ưu hóa có thể được tích hợp vào các tấm pin mặt trời, cho phép hệ thống năng lượng mặt trời của bạn có thể kiểm soát đầu ra của từng tấm pin. Công nghệ này thường được ứng dụng cho các hệ thống lắp đặt tấm pin kiểu chuỗi (string inverter), khi phát hiện có một vài tấm pin có mức sản lượng giảm thấp (do các tác nhân từ môi trường như bóng râm, bụi bẩn…) bộ tối ưu hóa sẽ đảm bảo cho chúng không làm ảnh hưởng đến sản lượng của các tấm pin còn lại trong hệ thống.

Ắc quy điện năng lượng mặt trời

Ắc quy là thiết bị bắt buộc phải có đối với các hệ thống không hòa lưới và đôi khi bạn cũng có thể cần đến nó trong hệ thống hòa lưới của mình.

Hiểu một cách tổng quan thì bất cứ hệ thống điện mặt trời nào cũng cần phải có một “nơi nào đó” để lưu trữ điện, vì sao? – Vì nếu không có lưu trữ điện thì bạn sẽ không có điện để sử dụng vào buổi tối, khi mà ông Mặt Trời đã “đi ngủ”, các tấm pin sẽ không có ánh sáng để chuyển hóa thành điện.

Vì sao hệ thống điện mặt trời hòa lưới không cần ắc quy? – Bạn có thể hiểu lưới điện quốc gia chính là một bình ắc quy “khổng lồ”, do đó khi hòa lưới, dòng điện tạo ra từ hệ thống của bạn sẽ được đưa trực tiếp lên đó để lưu trữ và sử dụng như hệ thống điện truyền thống.

Đối với hệ thống ngoài lưới, bạn bắt buộc phải cần đến các bình lưu trữ điện mặt trời. Ắc quy điện mặt trời có chi phí tương đối cao do đó hệ thống độc lập tương đối ít phổ biến tại Việt Nam. Tuy nhiên một hệ thống không hòa lưới là cực kỳ cần thiết cho những nơi xa xôi hẻo lánh như nương rẫy cà phê, cao su…nhưng nơi không có hệ thống điện lưới quốc gia.

Nên lắp đặt điện mặt trời áp mái hay lắp dưới mặt đất?

HITECONS Việt Nam luôn ưu tiên tư vấn cho Khách Hàng giải pháp lắp điện mặt trời áp mái nếu mái nhà của họ còn trống và đảm bảo an toàn để lắp các tấm pin. Bởi vì việc lắp đặt áp mái giúp tiết kiệm một khoản chi phí đáng kể cho việc lắp đặt giá đỡ. Ngoài ra lắp điện năng lượng mặt trời áp mái cũng giúp bạn tiết kiệm không gian đất trống để làm những việc khác vì mái nhà thường là nơi chúng ta ít tận dụng nhất.

Nếu mái nhà không đủ diện tích, không có hướng tốt, thường xuyên bị bóng râm che khuất hoặc đã quá cũ kỹ không đảm bảo việc có thể chịu được tải trọng của tấm pin…thì buộc bạn phải thay mới mái nhà trước khi lắp pin mặt trời hoặc buộc phải lựa chọn kiểu lắp đặt dưới mặt đất trống với một hệ thống giá đỡ phù hợp.

Bộ theo dõi năng lượng mặt trời là gì?

Thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời hiểu đơn giản là một hệ thống giá treo pin mặt trời hiện đại được tích hợp cảm biến giúp chúng có thể tự động điều chỉnh hướng của các tấm pin năng lượng mặt trời để làm sao nhận được lượng ánh sáng tối ưu nhất có thể, từ đó giúp hệ thống sản xuất ra được nhiều điện năng nhất có thể.

Tuy nhiên chi phí của hệ thống theo dõi này tương đối cao, do đó nó chỉ phù hợp để sử dụng cho các hệ thống lớn. Còn đối với các hệ thống điện mặt trời gia đình thông thường bạn chỉ cần tính toán kỹ trước khi lặp đặt cũng như thực hiện các công việc cần thiết để tối ưu sản lượng điện của mình trong suốt thời gian vận hành.

Tôi có thể tự lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời không?

Tất nhiên là có, nhưng để đảm bảo an toàn cho bạn và những người xung quanh thì bạn phải có kiến thức thật vững về điện. Nếu bạn không tin tưởng hoàn toàn khả năng của mình cách tốt nhất là nên nhờ sự giúp đỡ của các công ty lắp điện mặt trời chuyên nghiệp.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời có yêu cầu bảo trì không?

Các tấm pin đòi hỏi bảo trì rất ít, những gì bạn cần để bảo trì tấm pin là dọn dẹp vệ sinh cho chúng vài lần mỗi năm, nếu có thời gian chúng tôi khuyên bạn nên vệ sinh định kỳ 1 lần/tháng để hệ thống đạt hiệu quả tốt nhất.

Đối với khí hậu ở Việt Nam, chúng ta không phải quan ngại quá nhiều về vấn đề tuyết rơi như các nước phương Tây. Việc vệ sinh pin mặt trời của chúng ta chủ yếu là loại bỏ bụi bẩn, lá cây khô, phân chim…Với những nơi có mật độ bụi bẩn cao thì chúng ta nên tăng tần suất vệ sinh tấm pin để đạt được hiệu quả tối ưu.
Đó là tất cả những gì bạn cần làm khi nói đến việc bảo trì hệ thống pin năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời rất bền vì chúng không có các bộ phận chuyển động (như rotor) nên đòi hỏi bảo trì rất ít.

CÔNG TY CỔ PHẦN HITECONS VIỆT NAM

☎

️

Hotline: 08.677.12.113