Cách tính toán pin năng lượng mặt trời chính xác nhất

Một số khai niệm liên quan đến Pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời là gì?

Pin mặt trời hay pin quang điện có tên tiếng Anh là Solar panel, nó gồm có nhiều tế bào quang điện ( gọi là solar cells ). Tế bào quang điện này là các thành phần bán dẫn có chứa trên mặt phẳng nhiều các cảm ứng của ánh sáng là đi ốt quang, nó làm đổi khác năng lượng của ánh sáng thành năng lượng điện .

Wp là gì

Wp (Watts peak) là đơn vị đo lượng năng lượng sinh ra, thường được sử dụng cho các thiết bị năng lượng mặt trời. Đối với pin năng lượng mặt trời Wp là công suất tối đa tấm pin có thể sản xuất được trong điều kiện tối ưu.

Thế nào là định cỡ chuỗi?

Một chuỗi ở đây là tập hợp nhiều tấm pin mặt trời được nối vào chung 1 bộ biến tần ( inverter ). Do đó, định cỡ chuỗi nghĩa là tất cả chúng ta phải thống kê giám sát xem nên liên kết bao nhiêu tấm vào một bộ biến tần của bạn để có được hiệu suất cao tối ưu nhất .

TÌM HIỂU THÊM VỀ CÁCH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TỪ MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG TRONG GIẢI PHÁP LẮP ĐẶT ĐIỆN MẶT TRỜI CỦA CHÚNG TÔI!

Tính toán pin năng lượng mặt trời quan tâm tới những thông số nào?

Tính toán công suất pin mặt trời cần sử dụng

Để giám sát kích cỡ các tấm pin mặt trời cần sử dụng, ta phải tính Watt-peak ( Wp ) cần có của tấm pin mặt trời. Lượng Wp mà pin mặt trời tạo ra lại tùy thuộc vào khí hậu của từng vùng .
Để phong cách thiết kế đúng mực, người ta phải khảo sát từng vùng và đưa ra một thông số gọi là “ panel generation factor ”, tạm dịch là thông số phát điện 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 ) trong các tháng ít nắng của vùng, đơn vị chức năng tính của nó là ( kWh / mét vuông / ngày ) .
Kết quả trên chỉ cho ta biết số lượng tối thiểu số lượng tấm pin mặt trời cần dùng. Càng có nhiều pin mặt trời, mạng lưới hệ thống sẽ làm việc tốt hơn, tuổi thọ của battery sẽ cao hơn. Nếu có ít pin mặt trời, mạng lưới hệ thống sẽ thiếu điện trong những ngày râm mát, rút cạn battery hơn và như vậy sẽ làm battery giảm tuổi thọ. Nếu phong cách thiết kế nhiều pin mặt trời thì làm giá tiền mạng lưới hệ thống cao, vượt quá ngân sách được cho phép, đôi khi không thiết yếu. Thiết kế bao nhiêu pin mặt trời lại còn tùy thuộc vào độ dự trữ của mạng lưới hệ thống .

Tính toán bộ inverter

Hiện nay phổ cập có 2 loại inverter sine chuẩn ta hoàn toàn có thể dùng để đo lường và thống kê : Inverter sine chuẩn tần số cao ( high frequency ) và inverter sine chuẩn tần số thấp ( low frequency – hay người ta còn gọi là inverter dùng tăng phô )
Nếu phong cách thiết kế chọn inverter sine chuẩn tần số cao, bộ inverter phải đủ lớn để hoàn toàn có thể phân phối được khi tổng thể tải đều bật lên, như vậy nó phải có hiệu suất tối thiểu bằng 150 % hiệu suất tải, tốt nhất là chọn 200 % hiệu suất tải vì khi sử dụng có những lúc cần khởi động các thiết bị .
Nếu chọn inverter sine chuẩn dùng tăng phô thì hoàn toàn có thể chọn hiệu suất từ 125 – 150 % là hoàn toàn có thể sử dụng được, tuy nhiên điểm yếu kém của loại inverter này là tiêu tốn lớn .

Tính thời gian sử dụng điện của thiết bị

Xác định thời hạn sử dụng mạng lưới hệ thống pin năng lượng mặt trời, nên đo lường và thống kê thời hạn sử dụng thật hài hòa và hợp lý vì ngân sách góp vốn đầu tư cho 1 kwh sử dụng điện 1 ngày cho mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời không nhỏ
Áp dụng công thức để giám sát bằng một trong các công thức sau :

• Tổng Công suất tiêu thụ trong hệ thống (W)
• Hiệu điện thế của mạch nạp bình ắc quy (V)
• Dung lượng của bình ắc quy (AH)
• Thời gian cần có điện của hệ thống (T)
• Hệ số năng suất của bộ kích điện (pf): thường là 0,7 hoặc 0,8

AH = ( T * W ) / ( V * pf )

Dùng công thức này để tính tổng dung lượng của ắc quy (AH) nếu xác định trước thời gian sử dụng hệ thống T, tổng công suất của Inverter W, điện thế của bộ nạp V, pf = 0.7 hoặc 0.8 tuỳ vào từng loại Inverter
T = (AH * V * pf)/W

Dùng công thức này để tính thời hạn hoạt động giải trí T của mạng lưới hệ thống nếu biết tổng dung tích của ắc quy AH, tổng hiệu suất của Inverter W, điện thế của bộ nạp V, pf = 0.7 hoặc 0.8 tuỳ vào từng loại Inverter

Cách tính kích thước chuỗi tấm pin mặt trời

Ví dụ : Lắp đặt một mạng lưới hệ thống điện năng lượng mặt trời hoà lưới 8.64 kW. Dưới đây là các thông số kỹ thuật kỹ thuật

Tấm pin mặt trời GivaSolar 330W có điện áp mạch hở Voc là 43.2V và điện áp tối đa Vmp là 36V.
Biến tần 7700W có dải điện áp MPP định mức là 270 – 480V và phạm vi hoạt động là 100 – 600V (điện áp tối thiểu và tối đa của dòng điện DC).

Bước 1: Tính kích thước chuỗi tối thiểu cho hệ thống của bạn

Đầu tiên, chúng ta cần tính toán số lượng bảng tối thiểu nên đặt trong một chuỗi. Bằng cách, lấy điện áp thấp nhất của dải điện áp MPP (trong trường hợp này là 270V) chia cho Vmp của tấm pin mặt trời (36V).
270V ÷ 36V = 7,5
Kích thước chuỗi tối thiểu của bạn là 8 tấm (lý thuyết và chưa cân bằng nhiệt độ nơi thiết lập hệ thống).

Bước 2: Tính kích thước chuỗi tối đa để không bị vượt quá điện áp

Để có kích cỡ chuỗi tối đa, tất cả chúng ta cần giám sát với điện áp nguồn vào DC tối đa để bảo vệ rằng tất cả chúng ta không làm quá tải biến tần .
Đối với ví dụ này, ta lấy nguồn vào DC tối đa ( 600V ) chia cho Voc ( 43,2 ) .
600V ÷ 43,2 = 13,89
Lần này khác ở trên, tất cả chúng ta sẽ làm tròn xuống đến số nguyên kế nó, tức là kích cỡ chuỗi tối đa ở ví dụ này sẽ là 13 tấm ( triết lý và chưa cân đối nhiệt độ nơi thiết lập mạng lưới hệ thống ) .

Bước 3: Kiểm tra kích thước chuỗi tối đa trong phạm vi điện áp tối ưu (MPP)

Kiểm tra kỹ xem nó có nằm trong phạm vi điện áp hiệu quả cao nhất hay không.

Để tính được, hãy lấy kích cỡ chuỗi tối đa được tính trong bước 2 ( 13 bảng ) và nhân với Vmp của bảng ( 36V ) .
13 x 36V = 468V
Kết luận : Con số này đã nằm trong khoanh vùng phạm vi MPP ( 270 – 480V ) rồi .
Như vậy, sau 3 bước này tất cả chúng ta đã xác lập được kích cỡ chuỗi tương thích cho mạng lưới hệ thống là khoảng chừng từ 8 – 13 tấm pin. Nhưng đây là trên triết lý và chưa giám sát gồm có yếu tố nhiệt độ tại nơi lắp ráp mạng lưới hệ thống. ( khi nhiệt độ giảm thì sẽ làm tăng điện áp và ngược lại khi nhiệt độ tăng thì sẽ làm giảm điện áp ) .

TÌM HIỂU THÊM VỀ CÁCH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TỪ MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG TRONG GIẢI PHÁP LẮP ĐIỆN MẶT TRỜI CỦA CHÚNG TÔI!

Bước 4: Tính toán nhiệt độ cho vị trí đặt hệ thống của bạn

Hiện tại, có rất nhiều website và ứng dụng giúp bạn hoàn toàn có thể đo nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất hoàn toàn có thể xảy ra ở khu vực bạn sinh sống. Giả sử nơi bạn lắp ráp mạng lưới hệ thống, có nhiệt độ thấp nhất quốc tế là khoản – 33,3 °C và vận dụng để giám sát trong trường hợp này .
Tấm pin trên ví dụ có nhiệt độ thích hợp để các tế bào hoạt động giải trí thông thường ( Normal Operating Cell Temperature – NOCT ) là 44 °C. Ta thấy chênh lệch nhiệt độ giữa NOCT với nhiệt độ thấp nhất tại khu vực của bạn là 77,3 °C .
Tiếp theo, ta có thông số nhiệt độ này là 0.28 % / °C. Thông số mà nhà phân phối tấm pin cung ứng này có nghĩa là với mỗi một °C thì điện áp tạo ra sẽ tăng lên 0.28 % .
Để thống kê giám sát, thứ nhất tất cả chúng ta cần nhân điện áp mạch hở Voc ( 43,2 V ) của tấm pin với thông số nhiệt độ NOCT ( 0,28 % ) .
43,2 x 0,0028 = 0,121
Tiếp tục nhân số lượng vừa tính được ( 0,121 ) với mức chênh lệch nhiệt độ đã tính ở trên ( 77,3 °C ) :
0,121 x 77,3 = 9,3533
Như vậy, vào những ngày lạnh nhất ở khu vực bạn, mỗi tấm pin sẽ tạo ra điện áp cao hơn mức Voc khoảng chừng 9,3533 V. Tức điện áp của tấm pin tạo ra lúc này là :
43,2 V + 9,3533 V = 52,5533 V
Sau đó liên tục nhân với số tấm pin tối đa của chuỗi mà tất cả chúng ta đã tính được ở trên :
52,5533 V x 13 = 683.1929 V
Từ đây, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thấy được mức điện áp cực lớn mà các tấm pin tạo ra trong những ngày lạnh nhất là ≈ 684V. Rõ ràng hoàn toàn có thể thấy được số lượng này đã vượt mức điện áp hoạt động giải trí tối đa của biến tần ( 600V ), điều này hoàn toàn có thể làm cháy bộ inverter .
Vậy nên tất cả chúng ta cần kiểm soát và điều chỉnh giảm số lượng tấm pin mặt trời xuống để có tổng điện áp cực lớn tương thích, bằng cách cứ giảm 1 tấm thì trừ đi 52,5533 V ( điệp áp cực lớn mỗi tấm pin ) .
683,1929 V – 52,5533 V = 630,6396 V ( giảm tấm thứ nhất )
Tiếp tục giảm cho đến khi đạt mức điện áp tương thích :
630,6396 V – 52,5533 V = 578,0863 V ( giảm tấm thứ hai )
Được rồi, sau khi giảm bớt đi 2 tấm lúc này tất cả chúng ta thấy được mức điện áp cực lớn tạo ra là 578,0863 V trọn vẹn thích hợp với điện áp cực lớn của biến tần. Như vậy so với ví dụ này, việc lắp ráp chuỗi với tối 11 tấm pin sẽ vĩnh viễn không làm hư hỏng bộ biến tần của bạn được .

Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về cách tính toán pin năng lượng mặt trời chính xác nhất. Hy vọng, khách hàng có thể áp dụng được ngay sau khi tham khảo bài viết. Mọi thắc mắc về hệ thống pin năng lượng mặt trời có thể liên hệ ngay cho chúng tôi qua hotline 0966 966 819

Tham khảo thêm:

So sánh giá pin năng lượng mặt trời
Các loại pin năng lượng mặt trời được ưu thích trên thị trường

Source: https://vh2.com.vn
Category : Năng Lượng