Tại sao nên kết hợp biến tần vi mô và tấm pin mặt trời AC

Ban đầu, có những tấm pin mặt trời tạo ra điện như Dòng điện một chiều (DC) – loại điện mà bạn lấy ra từ pin.

Để làm cho điện năng hữu ích để cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoặc kết nối với lưới điện, nó đã được chuyển đổi thành Dòng điện xoay chiều (AC) bằng cách sử dụng một hộp điện tử lớn được gọi là biến tần.

Trong các hệ thống nối lưới, các tấm pin mặt trời được kết nối với nhau theo chuỗi (được gọi là chuỗi) để tạo ra điện áp DC cao hơn, rất tốt cho việc giảm tổn thất. Tuy nhiên, điều này cũng tạo ra một số vấn đề. Do đó, tại sao Micro-inverter được phát minh.

Biến tần siêu nhỏ

Biến tần vi mô chỉ đơn giản là một biến tần thu nhỏ, có kích thước phù hợp với các tấm pin mặt trời riêng lẻ chứ không phải là một chuỗi các mô-đun năng lượng mặt trời.

Chúng không mới; chúng xuất hiện lần đầu tiên vào cuối những năm 1990 nhưng được cho là hơi quá sớm và công nghệ này gặp phải các vấn đề về độ tin cậy và giá cả cao. Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, họ đã nổi lên trở lại và đang bắt đầu thực sự phát triển.

Trên thế giới có ít nhất 21 nhãn hiệu biến tần siêu nhỏ khác nhau, nhưng ở Úc, nhãn hiệu phổ biến nhất cho đến nay (và nhãn hiệu duy nhất tôi muốn sử dụng) là Enphase.

Dưới đây là những gì một trong những cái nhỏ trông như thế nào bên cạnh sự thay thế thông thường của nó, một biến tần chuỗi lớn, xấu.

Tấm năng lượng mặt trời AC

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời xoay chiều chỉ đơn giản là một bảng điều khiển năng lượng mặt trời đã được trang bị một bộ biến tần vi mô để nó tạo ra dòng điện xoay chiều thay vì dòng điện một chiều.

Sơ đô lắp đặt phổ biến tấm pin biến tần

Hầu hết các tấm pin mặt trời được lắp đặt ở Úc hiện nay đều được cấu hình như thế này; với một biến tần công suất lớn và một điện áp DC lớn. Nếu vòng cung 600V DC đó thì sẽ có tiếng nổ! Và có thể xảy ra hỏa hoạn (đó là lý do tại sao bạn không bao giờ nên tiết kiệm chi phí lắp đặt).

Điểm tốt khi kết hợp biến tần vi mô và tấm quang năng lượn mặt trời

Có một số phức tạp gây ra bởi cách truyền thống kết nối các tấm pin mặt trời với nhau (theo chuỗi nối tiếp) mà bộ biến tần siêu nhỏ có thể giúp khắc phục bao gồm:

Điện áp cao DC

Điện áp cao DC được sản xuất bởi các linh kiện lắp đặt điện năng lượng mặt trời thành một hệ thống sản xuất điện kết nối chuỗi nối tiếp; có thể tạo ra nguy cơ phóng hồ quang nhiệt độ rất cao và có khả năng gây cháy ( nên dùng đầu MC4). Bởi vì bộ biến tần vi mô chuyển đổi sang 240V AC, khả năng xảy ra điều này được giảm thiểu đáng kể.

Bài viết liên quan: Tại sao đầu mc4 bị cháy khi đang tải điện?

Thiết bị đóng cắt

Điện áp cao DC yêu cầu các công tắc và cầu chì bảo vệ tương đối đắt tiền. Bằng cách sử dụng AC, thiết bị đóng cắt phổ biến hơn và do đó rẻ hơn.

Lắp đặt nơi có bóng râm

Để làm cho tất cả điều này trở nên thú vị hơn một chút, tôi đã tập hợp một video thảo luận về bóng râm và tấm pin mặt trời. Nếu bạn không cảm thấy đặc biệt muốn xem, vui lòng bỏ qua và chỉ cần đọc phần tóm tắt bên dưới.

Khi các tấm pin mặt trời được kết nối với nhau thành một chuỗi chuỗi, việc che bóng chỉ một trong số chúng có thể ảnh hưởng đáng kể đến toàn bộ mảng (giống như đứng trên một cái vòi).

Ví dụ:

Đây là một mảng gồm 3 tấm pin mặt trời được kết nối với một biến tần trung tâm thông thường. Một trong những tấm pin đã bị một con chim đậu vào, điều này có thể dễ dàng làm giảm sản lượng của nó xuống 50%. Tuy nhiên, nó cũng sẽ làm giảm sản lượng của mọi tấm nền khác với cùng một lượng:

Nhưng bằng cách có một bộ biến tần vi mô trên mỗi tấm pin mặt trời, các đầu ra hoàn toàn độc lập với nhau. Vì vậy, phân chim đó sẽ chỉ ảnh hưởng đến bảng điều khiển bẩn:

Theo Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ, hiệu ứng này có thể mang lại nhiều hơn 12% năng lượng trong một năm.

Công suất tấm năng lượng không phù hợp

Khi các tấm pin mặt trời được sản xuất, chúng có các đặc tính điện hơi khác nhau do dung sai sản xuất không hoàn hảo. Khi bạn kết nối chúng với nhau trong chuỗi chuỗi, hiệu ứng này được gọi là “không khớp”. Bộ biến tần siêu nhỏ có thể thích ứng với các đặc điểm riêng của từng bảng điều khiển, tránh tình trạng không khớp.

Theo dõi tối đa theo dõi sức mạnh

Giống như ảnh hưởng của sự không phù hợp, các đặc tính điện khác nhau; cũng có thể tạo ra các điểm công suất tối đa khác nhau cho mỗi bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Điểm công suất tối đa là điểm hoàn hảo để khai thác công suất tối đa từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời và bộ biến tần vi mô gắn với các tấm pin mặt trời riêng lẻ do đó có thể nhắm mục tiêu điểm này tốt hơn.

Giám sát và phát hiện lỗi

Tuy nhiên, hầu hết tất cả các biến tần đều có một số mức độ giám sát và phát hiện lỗi; nó chỉ có thể thấy đầu ra kết hợp từ mọi bảng năng lượng mặt trời trong chuỗi chuỗi. Tuy nhiên, một biến tần vi mô có thể giám sát từng tấm pin mặt trời riêng lẻ, cho phép bạn dễ dàng xác định chính xác những gì đang xảy ra nhanh chóng và dễ dàng hơn.

Áp dụng được cho nơi sản xuất điện mặt trời lớn

Việc lắp ráp và kết nối các thành phần trong môi trường nhà máy chắc chắn là một môi trường được kiểm soát nhiều hơn và có khả năng tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Một số nhà sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời hiện có nhà máy lắp ráp bộ biến tần siêu nhỏ để sản xuất Bảng điện xoay chiều.

Tình trạng thất thoát khi bảo trì

Nếu bộ biến tần chuỗi chuỗi của bạn bị lỗi, toàn bộ mảng năng lượng mặt trời của bạn sẽ ngừng sản xuất điện cho đến khi nó được khắc phục. Nếu một biến tần vi mô bị lỗi, các đơn vị còn lại có thể tiếp tục hoạt động. Lúc đó sẽ cần đến dịch vụ bảo hành biến tần uy tín đế có thể duy trì hoạt động toàn bộ hệ thống không chỉ một thiết bị. Vì vậy bạn nên có một hệ thống đáng tin cậy hơn.

Nội dung cần tham khảo: Vận hành, bảo trì hệ thống điện mặt trời gia đình như thế nào?

Môđun

Biến tần chuỗi dòng chỉ có thể chấp nhận số lượng tấm pin mặt trời cụ thể trên mỗi biến tần, vì vậy không phải lúc nào bạn cũng có thể chỉ cần thêm một vài tấm nữa vào một ngày sau đó. Tuy nhiên, AC Solar Panels có thể được thêm vào dễ dàng hơn nhiều vì chúng độc lập với nhau – mặc dù việc thêm một số ít các tấm vào một mảng hiện có sẽ không hề rẻ.

Định hướng

Trong một chuỗi nối tiếp, tất cả các tấm pin mặt trời của bạn cần được kết nối theo cùng một hướng để chúng kết hợp với nhau để tạo ra điện áp phù hợp cùng một lúc để kích hoạt biến tần. Bởi vì chúng hoạt động độc lập, các tấm pin mặt trời AC có thể được định hướng theo bất kỳ hướng nào và sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của các tấm pin mặt trời khác.

Nguồn: https://www.solarquotes.com.au/inverters/micro/