MỘTbiến tần trên lưới, còn được gọi là biến tần nối lưới, là thành phần chính của hệ thống quang điện mặt trời (PV) nối lưới. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) do các tấm pin mặt trời tạo ra thành dòng điện xoay chiều (AC) mà hộ gia đình có thể sử dụng hoặc đưa trở lại lưới điện.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu hơn vào các khía cạnh kỹ thuật của bộ biến tần nối lưới, lợi ích của chúng và cách so sánh chúng với bộ biến tần ngoài lưới.
Biến tần trên lưới là gì?
Biến tần trên lưới là một thiết bị điện tử chuyển đổi điện DC do các tấm pin mặt trời tạo ra thành điện xoay chiều có thể được sử dụng bởi các thiết bị gia dụng hoặc đưa trở lại lưới điện. Điều này được thực hiện thông qua một quy trình gọi là theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT), phát hiện điện áp và dòng điện lý tưởng phù hợp với đầu ra của tấm pin mặt trời.
Bộ biến tần trên lưới được thiết kế để đồng bộ hóa với tần số và điện áp dòng điện xoay chiều của lưới điện. Điều này cho phép họ lấy năng lượng từ lưới điện và bổ sung bất kỳ sự thiếu hụt năng lượng nào do các tấm pin mặt trời tạo ra.
Bộ biến tần trên lưới có nhiều kích cỡ và chủng loại khác nhau, từ bộ biến tần siêu nhỏ có thể xử lý một tấm pin mặt trời duy nhất đến bộ biến tần trung tâm lớn có thể xử lý điện được tạo ra bởi các mảng năng lượng mặt trời trên mái nhà hoặc trên mặt đất.
Biến tần trên lưới hoạt động như thế nào?
Chức năng chính của biến tần trên lưới là chuyển đổi điện DC thành điện xoay chiều có thể được sử dụng bởi các thiết bị gia dụng hoặc đưa trở lại lưới điện. Để thực hiện điều này, bộ biến tần trên lưới sử dụng quy trình ba bước:
1. Điều khiển MPPT: Bộ biến tần trên lưới liên tục theo dõi điện áp và dòng điện của các tấm pin mặt trời và sử dụng kỹ thuật gọi là điều khiển MPPT để xác định điện áp và dòng điện lý tưởng cần thiết để tạo ra công suất tối đa.
2. Chuyển đổi DC sang AC: Sau khi xác định được điện áp và dòng điện tối ưu, bộ biến tần trên lưới sẽ chuyển đổi điện DC do các tấm pin mặt trời tạo ra thành điện xoay chiều có thể được sử dụng bởi các thiết bị gia dụng hoặc đưa trở lại lưới điện.
3. Đồng bộ hóa lưới điện: Bộ biến tần nối lưới được thiết kế để đồng bộ hóa với tần số và điện áp xoay chiều của lưới điện. Điều này cho phép nó bổ sung bất kỳ sự thiếu hụt năng lượng nào do các tấm pin mặt trời tạo ra bằng cách lấy điện từ lưới điện.
Ưu điểm của việc sử dụng biến tần trên lưới
Bộ biến tần trên lưới có rất nhiều lợi ích khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến của các chủ nhà muốn tự tạo ra điện từ các tấm pin mặt trời. Một số lợi ích chính của việc sử dụng biến tần trên lưới bao gồm:
1. Tiết kiệm chi phí: Bộ biến tần nối lưới thường rẻ hơn bộ biến tần ngoài lưới vì chúng không cần pin hoặc các thiết bị lưu trữ năng lượng khác.
2. Tăng hiệu suất: Bộ biến tần trên lưới được thiết kế để hoạt động song song với lưới điện, nghĩa là chúng có hiệu suất cao hơn so với bộ biến tần ngoài lưới. Điều này dẫn đến tổn thất điện năng ít hơn, có thể giúp chủ nhà tiết kiệm tiền trên hóa đơn tiền điện hàng tháng.
3. Đo lường mạng: Một số tiểu bang ở Hoa Kỳ cho phép chủ nhà có bộ biến tần trên lưới tham gia vào một chương trình gọi là đo lường mạng. Chương trình này cho phép chủ nhà bán lượng điện dư thừa do các tấm pin mặt trời tạo ra trở lại lưới điện, giúp giảm hoặc loại bỏ hóa đơn tiền điện hàng tháng một cách hiệu quả.
4. Dễ lắp đặt: Vì bộ biến tần trên lưới không cần pin hoặc các thiết bị lưu trữ năng lượng khác nên việc lắp đặt chúng dễ dàng hơn và ít tốn kém hơn so với bộ biến tần ngoài lưới.
So sánh với các bộ biến tần ngoài lưới
Bộ biến tần ngoài lưới, không giống như bộ biến tần trên lưới, được thiết kế để chuyển đổi điện DC thành điện xoay chiều có thể được sử dụng bởi các thiết bị gia dụng hoặc được lưu trữ trong pin để sử dụng sau. Chúng thường được sử dụng ở những vùng sâu vùng xa, nơi không có lưới điện.
Một trong những khác biệt chính giữa hai loại này là bộ biến tần không nối lưới cần có pin hoặc các thiết bị lưu trữ năng lượng khác để lưu trữ năng lượng dư thừa do các tấm pin mặt trời tạo ra. Điều này có thể làm tăng thêm chi phí chung của hệ mặt trời.
Bộ biến tần ngoài lưới cũng yêu cầu bảo trì nhiều hơn vì chúng dựa vào pin để cung cấp năng lượng khi các tấm pin mặt trời không tạo ra điện. Ngoài ra, pin sử dụng trong các hệ thống không nối lưới cũng có tuổi thọ hạn chế và cần được thay thế định kỳ.
Bộ biến tần trên lưới đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động hiệu quả của các hệ thống quang điện mặt trời nối lưới. Như chúng ta đã thấy, có nhiều lợi ích khi sử dụng bộ biến tần trên lưới so với bộ biến tần ngoài lưới, bao gồm tăng hiệu suất, tiết kiệm chi phí và khả năng tham gia vào các chương trình như đo đếm mạng.
Nếu bạn đang cân nhắc việc lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà của mình, điều quan trọng là phải đánh giá cẩn thận nhu cầu năng lượng của bạn và xác định xem bộ biến tần nối lưới hay ngoài lưới là lựa chọn tốt nhất cho ngôi nhà của bạn. Với kế hoạch phù hợp, bạn có thể tự tạo ra năng lượng sạch và giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.