Trang chủ / Tư vấn / Cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời có gì đặc biệt

Cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời có gì đặc biệt

Cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời có gì đặc biệt để chuyển bức xạ mặt trời thành nguồn điện tiêu thụ? FreeSolar sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết từng thành phần trong hệ thống để trả lời câu hỏi chính xác nhất.

1. Cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời

Một hệ thống điện năng lượng mặt trời được cấu tạo từ 5 bộ phận cơ bản.

1.1. Tấm pin mặt trời

cấu tạo của tấm pin mặt trời
Các lớp của 1 tấm pin mặt trời

Tấm pin mặt trời là bộ phận hấp thụ và chuyển hóa bức xạ mặt trời thành dòng điện một chiều DC. Vì thế, những tấm pin này thường được đặt trên giá đỡ và ở những nơi có thể đón được bức xạ mặt trời nhiều nhất.

Một tấm pin mặt trời thường gồm 6 bộ phận chính. Đó là:

  • Lớp kính trước: Làm bằng kính cường lực, có độ dày 2 – 4mm, giúp bảo vệ Solar Cell khỏi sự va đập và tác động từ thời tiết bên ngoài (nhiệt độ, nắng, mưa, bụi, tuyến, mưa đá dưới 2,5cm). Đồng thời, lớp kính này trong suốt giúp cho ánh sáng ít bị phản xạ, khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời của tấm pin tốt.
  • Lớp Eva (ethylene vinyl acetate, chất kết kính): Gồm 2 lớp màng polymer trong suốt nằm trên và dưới lớp Solar Cell có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và độ bền cực kỳ cao. Lớp Eva có tác dụng kết dính lớp kính cường lực, lớp Solar Cell, tấm nền pin với nhau. Đồng thời, lớp Eva cũng giúp bảo vệ lớp Solar Cell, tránh bám bẩn, hơi ẩm, rung động.
  • Lớp Solar Cell (tế bào quang điện): Pin mặt trời mono và poly đều được làm từ silic (một chất bán dẫn phổ biến). Một tế bào quang điện gồm lớp silic loại N và loại P. Trong một cell, tinh thể silic nằm giữa hai lớp dẫn điện (ribbon và các thanh busbar). Lớp Solar Cell có tác dụng chính trong việc hấp thu bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành dòng điện.
  • Tấm nền pin: Làm bằng polymer, nhựa PET, PP, PVF. Tấm nền có tác dụng chống ẩm, bảo vệ cơ học và cách điện.
  • Khung pin: Thường làm bằng nhôm nên nhẹ, cứng cáp, giúp cố định và bảo vệ các thành phần bên trong trước tác động ngoại lực từ bên ngoài và tải trọng của gió.
  • Hợp mạch điện (junction box): Bộ phận này được thiết kế bảo vệ khá chắc chắn và nằm phía dưới cùng. Đây là nơi tập hợp và trung chuyển nguồn điện được tạo ra từ tấm pin mặt trời ra ngoài.

Hiện nay, có nhiều loại pin mặt trời nhưng phổ biến nhất là pin làm từ tinh thể mono và tinh thể poly.

  • Tinh thể Mono: Hoạt động tốt ngay cả trong điều kiện ánh sáng cường độ yếu và tạo ra nhiều điện năng hơn nhưng giá cao hơn.
  • Tinh thể Poly: Giá thành rẻ, giúp người dùng tối ưu chi phí nhưng hoạt động yếu hơn và sản sinh ít điện năng hơn.

1.2. Inverter (biến tần)

Inverter được đặt giữa tủ điện DC và AC. Đây là bộ phận có tác dụng:

  • Chuyển hóa dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC cung cấp cho các thiết bị điện.
  • Theo dõi công suất cực đại của các tấm pin mặt trời.
  • Chống sự xâm nhập của dòng ngược DC.

Hiện nay có 2 loại inverter nổi bật, được dùng nhiều trên thị trường, đó là:

  • Inverter Growatt: Hiệu suất tốt, phù hợp với mọi vùng miền và điều kiện thời tiết.
  • Inverter SMA: Độ bền cao
inverter SMA
Inverter SMA có chất lượng tốt, đứng đầu tại Đức và trên toàn thế giới

1.3. Ứng dụng Giám sát hệ thống điện mặt trời từ xa

Ứng dụng này gồm có các module cảm biến dưới mỗi tấm pin mặt trời và phần mềm theo dõi trên máy tính hoặc điện thoại.

Ứng dụng cập nhật liên tục và phân tích các thông số vận hành của hệ thống như nguồn điện, công suất, trạng thái vận hành… Thông qua đó, người dùng có thể giám sát mọi lúc và điều khiển từ xa, chỉ cần có kết nối internet.

Ứng dụng thông báo cho người dùng tất cả các thông số sau:

  • Năng lượng được tạo ra bởi hệ mặt trời kết nối lưới (kW)
  • Công suất tải yêu cầu (kWh)
  • Hiển thị các thông số năng lượng với biểu đồ
  • Điện áp của hệ thống bảng năng lượng mặt trời (V)
  • Trạng thái của inverter
  • Dòng điện của hệ thống pin mặt trời (A)
  • Giảm phát thải CO2 (kg)
  • Tình trạng của bảng
  • Điện xoay chiều
  • Dòng điện xoay chiều
  • Hệ số công suất AC (hệ số công suất AC)
  • Biểu đồ công suất phát mỗi ngày
  • Tổng sản lượng điện tích lũy trong ngày, tháng và năm
ứng dụng freesolar
Quản lý điện mặt trời mọi lúc, mọi nơi miễn là có internet

1.4. Hệ thống giá đỡ

Khung đỡ tấm pin thường làm từ nhôm hoặc thép có trọng lượng nhẹ, độ bền cao, khả năng chống mòi mòn. Bộ phận này có tác dụng chính là kết nối, nâng đỡ các tấm pin mặt trời. Cố định tấm pin và bảo vệ giàn pin an toàn khỏi các tác động của thời tiết.

khung giá đỡ tấm pin mặt trời
Hệ thống khung đỡ

1.5. Phụ kiện, vật tư năng lượng mặt trời khác

Ngoài các bộ phận trên, hệ thống điện năng lượng mặt trời còn có:

  • Cáp điện DC: Kết nối và dẫn dòng điện một chiều DC từ tấm pin mặt trời sang tủ điện DC, inverter.
  • Cáp điện AC: Kết nối và dẫn dòng điện xoay chiều AC từ inverter sang tủ điện, công tơ, thiết bị điện…
  • Tủ điện DC: Truyền tải dòng điện một chiều DC từ tấm pin mặt trời vào bộ biến tần.
  • Tủ điện AC: Truyền tải dòng điện từ inverter vào các thiết bị điện, lưới điện quốc gia.
  • Jack nối MC4: Là đầu nối điện, giúp kết nối các tấm pin mặt trời
  • Đồng hồ điện 2 chiều: Dùng để đo đếm điện năng

2. Nguyên lý hoạt động điện mặt trời

Hệ thống hoạt động theo nguyên lý hiệu ứng quang điện –  biến bức xạ mặt trời thành điện năng:

  • Những tấm pin mặt trời hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành dòng điện một chiều DC
  • Dòng điện một chiều DC đi qua inverter và được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều AC cung cấp cho các thiết bị điện và dự trữ trên lưới điện quốc gia

Các hệ thống ĐMT cùng có chung nguyên lý này nhưng vẫn có sự khác biệt về cách hoạt động, cấu tạo và lắp đặt. Nếu muốn biết rõ hơn về nguyên lý và cấu tạo từng hệ thống bạn có thể tham khảo tại đây.

nguyên lý hoạt động điện mặt trời
Quá trình tạo ra dòng điện hoàn toàn khép kín

3. Sơ đồ lắp đặt hệ thống điện mặt trời

Để hoàn thiện hệ thống điện mặt trời, người ta thường lắp đặt như sau:

  • Những tấm pin mặt trời được lắp đặt trên giá đỡ và được cố định trên mái nhà/mặt đất/mặt nước.
  • Các tấm pin mặt trời được kết nối với nhau qua các cổng MC4
  • Giàn pin được kết nối với tủ điện DC
  • Tủ điện DC kết nối với inverter
  • Inverter kết nối với tủ điện AC
  • Tủ điện AC nối tiếp với các tải tiêu thụ, đồng hồ điện 2 chiều và lưới điện quốc gia

Các thiết bị được kết nối với nhau để tạo thành hệ thống điện năng lượng mặt trời hoàn chỉnh.

quy trình tạo điện từ năng lượng mặt trời
Có ánh sáng mặt trời là có điện “miễn phí”

Như vậy, cấu tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm nhiều bộ phận khác nhau. Các bộ phận này kết nối, liên kết chặt chẽ với nhau để biến bức xạ mặt trời thành điện năng. Đây chính là hệ thống năng lượng nhân tạo đầy tiện ích, mang lại nhiều lợi ích cho người dùng.

Để tìm hiểu hay lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời nhân tạo, bạn hãy liên hệ với FreeSolar để được tư vấn chi tiết: