Gợi ý cách tính công suất biến tần cho hệ thống PV năng lượng mặt trời hòa lưới

Mỗi một kỹ sư, khi thiết kế hệ thống điện mặt trời hòa lưới, việc lựa chọn biến tần là rất quan trọng.

Inverter là thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC để sử dụng cho các thiết bị điện hoặc đưa vào lưới điện quốc gia. Công suất của biến tần ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ an toàn của hệ thống. Vì vậy, vai trò kỹ sư ở đây cần tính toán kỹ công suất Inverter cho hệ thống điện mặt trời nối lưới, cùng với các ví dụ chi tiết.

Hiểu công suất Inverter

Công suất của biến tần là sản lượng điện tối đa mà nó có thể xử lý, thường được đo bằng kilowatt (kW). Sản lượng điện tạo ra từ pin mặt trời và phụ tải (nhu cầu sử dụng điện) phải phù hợp với công suất biến tần để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Khi lựa chọn biến tần có công suất quá nhỏ hoặc quá lớn có thể làm giảm hiệu quả hoặc dẫn đến hỏng hóc thiết bị không mong muốn.

Những nhân tố chính ảnh hưởng đến việc mở rộng công suất Inverter

Kích thước bố trí tấm năng lượng (Đầu ra DC)

Các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ tạo ra dòng điện một chiều DC. Tổng công suất DC được tạo ra được Inverter xử lý và tạo ra dòng điện xoay chiều AC. Tổng công suất của hệ thống điện năng lượng mặt trời là tổng công suất của từng tấm pin mặt trời tạo ra.

Một ví dụ cụ thể từ VINCI:

• Mỗi tấm pin mặt trời của Hãng LONGi có công suất là: 500W
• Khách hàng có 50 tấm pin mặt trời

=> Tổng sản lượng điện của hệ thống năng lượng mặt trời mà nó tạo ra:

 Tổng công suất DC = 500W x 50 tấm pin = 25.000W = 25kW

 

Hệ số nhiệt độ

Hiệu suất của các tấm pin mặt trời thay đổi theo nhiệt độ. Đối với nhiệt độ quá cao có thể làm giảm sản lượng điện tạo ra của các tấm pin. Inverter có thể xử lý đầu ra cực đại trong mọi điều kiện thời tiết để hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.

Tỷ lệ DC/AC

Tỷ lệ DC/AC hay còn gọi là Tỷ lệ tải biến tần (ILR), là tỷ lệ của tổng công suất DC được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời so với định mức AC của biến tần. 

Các giá trị điển hình cho các hệ thống nối lưới nằm trong khoảng từ 1,1 đến 1,4 (công suất biến tần thường nhỏ hơn so với đầu ra DC của hệ thống)

Tỷ lệ DC/AC = Tổng công suất DC (kW) / Công suất AC biến tần (kW)

ILR lớn hơn 1 đảm bảo rằng biến tần hoạt động gần hơn với hiệu suất tối đa của nó trong hầu hết thời gian. ILR cao hơn bù đắp cho tổn thất hệ thống tạm thời do nhiệt độ và bóng râm.

Ví dụ cụ thể:

• Hệ thống năng lượng mặt trời có Tổng công suất DC: 25 kW
• Công suất biến tần AC: 20 kW 

=> Tỷ lệ DC/AC = 25 kW/20 kW = 1,25

Trong ví dụ này, hệ thống hoạt động với Tỷ lệ DC/AC là 1,25 nằm trong phạm vi điển hình cho các hệ thống nối lưới từ 1,1 – 1,4. Con số này đảm bảo rằng inverter hoạt động hiệu quả trong hầu hết các điều kiện thời tiết.

Tính toán công suất Inverter

Có 2 bước để tính toán công suất của Inverter phù hợp với hệ thống như trên VINCI đã trình bày. Nhưng để cụ thể hơn cho khách hàng, VINCI sẽ tổng hợp tại phần này để khách hàng dễ hình dung.

Bước 1. Xác định công suất hệ thống năng lượng mặt trời (Đầu ra DC)

Tính toán tổng công suất đầu ra DC của hệ thống điện mặt trời được lắp đặt trên mái 5000m2 (diện tích mái tối thiểu theo tiêu chuẩn đầu tư theo Mô hình ESCO với Quỹ đầu tư). Với diện tích mái là 5000m2 có thể lắp đặt được khoảng 1150 tấm pin mặt trời (mỗi tấm có công suất là 700W:

• Số tấm pin: 1150 tấm
• Công suất mỗi tấm: 700W

Vậy tổng công suất DC = 700W x 1150 = 805.000W = 805kW

Bước 2. Chọn tỷ lệ DC/AC

Chọn tỷ lệ DC/AC thích hợp dựa trên hệ thống. Giá trị điển hình là 1,2 nhưng điều này có thể thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố môi trường, bóng râm và thông số kỹ thuật biến tần.

• Hệ thống năng lượng mặt trời có Tổng công suất DC: 805 kW
• Công suất biến tần AC: 650 kW 

=> Tỷ lệ DC/AC = 805kW/650 kW = 1,23

Thông số trên có thể thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố môi trường, bóng râm và thông số kỹ thuật biến tần.

Liên hệ ngay VINCI E&C để được tư vấn:

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHỆ VINCI E&C.

Email: info@vinci-power.vn.

Địa chỉ: Số 20 Sunrise C, Khu đô thị The Manor Central Park, Đại Kim,  Hoàng Mai,  Hà Nội.