Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Trong bối cảnh chi phí điện ngày càng tăng cao, chính sách khuyến khích phát triển điện mặt trời tự sản xuất, tự tiêu thụ lắp đặt trên mái nhà nhằm giảm thải khí CO2 ra ngoài môi trường, hướng tới lối sống xanh, bền vững. Điện mặt trời mái nhà, đặc biệt là nguyên lý hoạt động điện mặt trời - giải pháp giúp mỗi gia đình, doanh nghiệp… tiết kiệm lên đến 80% chi phí điện mỗi tháng đang được quan tâm hơn bao giờ hết.

Nếu bạn cũng đang tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của điện mặt trời, hãy theo dõi bài viết dưới đây:

1. Điện mặt trời là gì?

Điện mặt trời là điện năng được tạo ra từ việc chuyển đổi bức xạ ánh sáng mặt trời thành điện năng thông qua các tấm pin năng lượng mặt trời (hay còn gọi là tấm PV). Đây là một dạng năng lượng tái tạo, không phát thải khí nhà kính và không gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Hiện nay, điện mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: giao thông, công trình dân dụng, khu công nghiệp,…

Các hệ thống điện năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay:

• Hệ thống điện mặt trời hệ độc lập (off-grid) là hệ thống hoạt động không kết nối với lưới điện quốc gia. Nó hoàn toàn tự chủ, thích hợp cho các khu vực không có điện lưới, điện lưới chập chờn hoặc người dùng muốn hoàn toàn chủ động về nguồn điện. Nhưng hiện nay chưa có nhiều nhà thầu thi công cũng như phần giấy tờ chính sách lắp đặt khai báo với các cơ quan nhà nước còn chưa có hướng dẫn cụ thể. Hệ thống này rất phù hợp cho các khu vực không có điện lưới, vùng sâu vùng xa hoặc nơi thường xuyên mất điện. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao hơn vì cần có pin lưu trữ và phải tính toán kỹ lưỡng công suất tiêu thụ.
• Hệ thống điện mặt trời hòa lưới bám tải (on-grid): Kết nối trực tiếp với lưới điện quốc gia. Người dùng sử dụng điện mặt trời vào ban ngày khi có nắng và chuyển sang dùng điện lưới vào ban đêm hoặc khi mất điện.
• Hệ thống điện mặt trời kết hợp (hybrid): Vừa hòa lưới điện quốc gia vừa tích hợp pin lưu trữ. Hệ thống cho phép sử dụng điện linh hoạt mọi thời điểm. Khi hết điện từ pin lưu trữ, người dùng có thể chuyển sang dùng điện lưới một cách tự động.

Đặc biệt, khi sử dụng hệ thống điện năng lượng mặt trời, người dùng có thể theo dõi nguồn điện thông qua ứng dụng của hãng biến tần. Nhờ đó, việc kiểm soát và quản lý lượng điện tiêu thụ dễ dàng hơn, giúp người dùng linh hoạt điều chỉnh việc sử dụng điện năng trong gia đình hoặc doanh nghiệp. 

2. Cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hệ thống điện mặt trời hoạt động bằng cách chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Một hệ thống tiêu chuẩn bao gồm:

Cấu tạo của hệ thống điện mặt trời

2.1. Tấm pin năng lượng mặt trời

• Chức năng: Chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng.
• Các hãng phổ biến trên thị trường: JA Solar, Jinko Solar, Longi, Risen, Astronergy... với chế độ bảo hành từ 12 - 25 năm theo tiêu chuẩn quốc tế.

Tấm pin năng lượng mặt trời của hãng JA Solar có công suất 595 Wp

2.2. Bộ biến tần (Inverter): 

• Chức năng: Chuyển đổi điện một chiều từ tấm pin thành điện xoay chiều.
• Các hãng phổ biến: Huawei, Sungrow, Deye, Solis, SolarX... với chế độ bảo hành từ 5 - 10 năm tùy từng hãng.

Bộ biến tần các thương hiệu phổ biến nhất hiện nay

2.3. Pin lưu trữ (dùng cho hệ lưu trữ - hybrid) 

• Chức năng: Lưu trữ điện dư không sử dụng hết từ hệ thống điện mặt trời.
• Các thương hiệu phổ biến: Sungrow, GoodWe, Deye, Dyness, SolarX… bảo hành từ 3 đến 5 năm 

2.4.  Dây dẫn, tủ điện, hệ thống tiếp địa: 

• Chức năng: Đảm bảo dẫn điện ổn định, an toàn cho hệ thống.

2.5. Khung giá đỡ 

• Chức năng: đỡ các tấm pin năng lượng mặt trời.
• Hiện nay trên thị trường có 3 loại khung giá đỡ tấm pin năng lượng mặt trời phổ biến, được phân loại theo từng vị trí lắp đặt: 

Khung đỡ tấm pin cho mái ngói 

Khung đỡ tấm pin trên mái bằng và mái bê tông

Khung đỡ tấm pin trên mái tôn

2.6. Thiết bị Zero Export: 

• Chức năng: Cơ chế điều khiển giúp hệ thống điện mặt trời chỉ cung cấp đủ điện để tải tiêu thụ, không cho phép dư điện phát lên lưới.

3. Nguyên lý hoạt động của điện năng lượng mặt trời

3.1 Đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời bám tải On-grid: 

Sau khi hoàn tất các khâu khảo sát mặt bằng mái, các tấm pin sẽ được lắp đặt ở vị trí tối ưu để hấp thụ ánh nắng. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào, các tấm pin tạo ra dòng điện một chiều (DC). Dòng điện DC này được bộ biến tần (inverter) để chuyển đổi thành điện xoay chiều AC – loại điện phù hợp với các thiết bị sinh hoạt và có thể hòa vào lưới điện quốc gia.

Khi không có ánh nắng/ hoặc khi mất điện, hệ thống không sản xuất ra điện, người dùng có thể sử dụng điện lưới như bình thường.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện năng lượng mặt trời bám tải

3.2 Đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời lưu trữ Hybrid: 

Dòng điện một chiều DC từ tấm pin tạo ra cũng được biến tần (inverter) để chuyển thành dòng xoay chiều AC. Hệ thống điện mặt trời Hybrid sẽ cung cấp cho các thiết bị phụ tải, phần điện dư ra sẽ sạc vào pin lưu trữ. 

Khi trời tối hoặc mất điện lưới, hệ thống sẽ tự động chuyển sang sử dụng điện từ pin lưu trữ. Khi dùng hết điện trong pin lưu trữ, hệ thống sẽ tự động chuyển sang điện lưới để đảm bảo sinh hoạt. 

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện năng lượng mặt trời Hybrid

3.3 Đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập Off-grid 

Hệ này hoạt động hoàn toàn tách biệt với lưới điện quốc gia. Ban ngày, tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng và tạo ra điện, vừa cung cấp cho thiết bị sử dụng, vừa sạc vào pin lưu trữ. Ban đêm hoặc khi trời không có nắng, hệ thống sẽ lấy điện từ pin lưu trữ để cấp cho các thiết bị.

Hệ này không sử dụng được điện lưới khi hết nắng và hết pin lưu trữ.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập

Dòng điện tạo ra từ nguyên lý hoạt động của điện mặt trời dù ở hệ thống bám tải on - grid, hybrid hay off - grid đều mang lại hiệu quả giúp tiết kiệm điện vượt trội lên đến 80% chi phí điện mỗi tháng. Đây không chỉ là giúp pháp tiết kiệm chi phí mà còn là giải pháp năng lượng thông minh, bền vững, mang lại nhiều giá trị xanh cho tương lai. 

4. Coco Solar – Nền tảng lắp đặt và trả chậm điện mặt trời mái nhà

CoCo Solar tiên phong trong việc công nghệ số toàn bộ quy trình lắp đặt điện mặt trời phức tạp trở nên đơn giản với hàng triệu hộ gia đình tại Việt Nam. Không những vậy, còn làm giảm bớt gánh nặng tài chính khi phải bỏ ra một món đầu tư khá lớn bởi các giải pháp tài chính ưu việt kết hợp với các ngân hàng uy tín tại Việt Nam như BIDV, VietinBank, TPBank, MSB, VPBank, Shinhan Bank…

Thông qua ứng dụng, người dùng có thể: Đăng ký khảo sát và nhận báo giá chỉ với vài thao tác đơn giản. Theo dõi tiến độ thi công theo thời gian thực. Quản lý hợp đồng, thanh toán trả góp trực tuyến.

Điểm khác biệt nổi bật của Coco Solar là mô hình "lắp đặt ngay, trả chậm linh hoạt"

• Cho phép vay tới 100% giá trị hệ thống
• Lãi suất 0% trong 12 tháng
• Trả góp bằng thẻ tín dụng (ko cần thẩm định hồ sơ, không thủ tục rườm rà)

Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí điện hàng tháng mà còn giúp khách hàng không phải chịu áp lực tài chính lớn từ chi phí ban đầu, cũng như những rắc rối về hồ sơ vay.

Tải ngay ứng dụng CoCo Solar để tự tính toán chi phí hệ thống phù hợp với nhu cầu: Tại đây