Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng và xu hướng chuyển đổi sang năng lượng sạch trở nên cấp thiết, hệ thống điện năng lượng mặt trời (NLMT) off-grid đang ngày càng được quan tâm. Đây là giải pháp cung cấp điện độc lập, không phụ thuộc vào lưới điện quốc gia, mang lại sự chủ động và bền vững trong việc sử dụng năng lượng. Vậy hệ thống off-grid là gì, hoạt động như thế nào, và có những lợi ích cũng như hạn chế ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.

Định nghĩa về hệ thống điện NLMT off-grid

Hệ thống điện NLMT off-grid là hệ thống hoạt động độc lập, không cần kết nối với lưới điện quốc gia EVN và hoạt động dựa trên nguyên tắc bám tải. Hệ thống gồm các tấm pin mặt trời, bộ biến tần ngoài lưới, bộ điều khiển sạc và bộ lưu trữ pin lithium. Thay vì sử dụng điện lưới EVN như thông thường, hệ thống này hấp thụ năng lượng mặt trời qua các tấm pin để cung cấp điện cho thiết bị và nạp năng lượng cho pin lithium hoặc ắc quy axit chì.

Lợi ích khi sử dụng hệ thống điện off-grid

Hệ thống điện NLMT off-grid thường được ứng dụng ở những vùng xa xôi không thể kết nối với lưới điện EVN, hoặc nơi việc kết nối điện lưới tốn kém và không ổn định. Một số người chọn hệ thống này để đạt được sự độc lập về năng lượng. Hệ thống có thể bao gồm tấm pin mặt trời, tuabin gió nhỏ, hệ thống thủy năng nhỏ hoặc kết hợp nhiều công nghệ để cung cấp điện cho nhà ở và nhu cầu thương mại. Nhiều hệ thống còn được trang bị máy phát điện dự phòng khi nguồn năng lượng tái tạo không đáp ứng đủ nhu cầu.

Do hoàn toàn độc lập với lưới điện quốc gia, các hệ thống off-grid thường có quy mô lớn hơn hệ thống on-grid (hòa lưới). Để hoạt động độc lập, hệ thống cần nhiều tấm pin mặt trời hơn hoặc tuabin gió lớn hơn, cùng dung lượng lưu trữ cao hơn so với hệ thống hòa lưới. Tuy nhiên, nếu được tính toán và lắp đặt đúng cách, hệ thống off-grid có thể giúp tiết kiệm hàng trăm triệu đồng trong thời gian sử dụng.

Các ứng dụng phổ biến của hệ thống off-grid

Hệ thống năng lượng off-grid được ứng dụng rộng rãi cho nhà ở và lán trại vùng sâu vùng xa, hệ thống bơm nước, cấp nước chăn nuôi, viễn thông, xe RV, tàu thuyền, chiếu sáng tín hiệu và đèn cảnh báo giao thông.

Đánh giá trước khi lắp đặt hệ thống off-grid

Trước khi lắp đặt hệ thống off-grid, bạn cần hiểu rõ thói quen sử dụng điện và cách thức hoạt động của hệ thống. Điều này giúp bạn điều chỉnh cách sử dụng điện phù hợp với giới hạn thiết kế và tối ưu chi phí đầu tư.

Khi thiết kế hệ thống off-grid, việc quan trọng nhất là xác định chính xác lượng điện tiêu thụ của tất cả thiết bị, đặc biệt trong những ngày mưa hoặc buổi tối - khi nhu cầu cao nhưng sản lượng điện thấp. Alena Energy khuyến nghị điều chỉnh thói quen sử dụng điện, như dùng đèn LED và thiết bị tiết kiệm điện, trước khi đầu tư hệ thống off-grid.

Chúng tôi khuyến khích khách hàng liên hệ Alena Energy để được tư vấn chi tiết. Chúng tôi sẽ cung cấp những thông tin thực tế, đã được kiểm chứng mà có thể bạn chưa biết đến.

Nhược điểm của hệ thống điện NLMT off-grid

Thông thường, việc sử dụng hệ thống năng lượng tái tạo off-grid để cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ nhiều điện như bình nước nóng, điều hòa, bếp điện thường không hiệu quả về mặt kinh tế. Thay vào đó, các giải pháp như địa nhiệt, nước nóng năng lượng mặt trời và khí gas là những lựa chọn tốt hơn để duy trì tiện nghi mà không phụ thuộc vào điện lưới.

Đối với người dùng có mức tiêu thụ điện cao, việc đầu tiên cần làm là tính toán chính xác dung lượng pin lưu trữ - một thành phần có chi phí đầu tư cao - để đảm bảo đủ điện khi không có nguồn NLMT và các nguồn năng lượng khác như điện lưới hay máy phát điện.

Qua những thông tin trên, bạn đã hiểu được mục đích, lợi ích và giới hạn của hệ thống off-grid. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu cách thực hiện việc này.

Tính toán hệ thống NLMT off-grid

Sau khi xác định được nhu cầu sử dụng và lưu trữ điện, bạn có thể bắt đầu tính toán hệ thống NLMT. Trong hệ thống off-grid, việc lựa chọn và tính toán các thành phần phù hợp là cực kỳ quan trọng vì bạn sẽ không có hỗ trợ từ lưới điện EVN khi hệ thống năng lượng tái tạo không đáp ứng đủ nhu cầu.

Các thành phần chính của hệ thống off-grid

Sau đây là các thành phần chính của hệ thống:

Các tấm pin mặt trời

Tấm pin mặt trời hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển đổi thành điện một chiều (DC). Số lượng và loại tấm pin phụ thuộc vào mức tiêu thụ điện và vị trí địa lý. Do mỗi tấm pin chỉ tạo ra một lượng điện nhỏ, hệ thống NLMT thường gồm nhiều tấm pin kết nối thành "chuỗi" (còn gọi là dàn pin mặt trời).

Khung gắn pin mặt trời và hệ thống theo dõi vị trí mặt trời

Khung gắn pin mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu sản lượng điện. Nó quyết định hướng và góc nghiêng của tấm pin, đồng thời bảo vệ hệ thống khỏi tác động của gió.

Hệ thống theo dõi vị trí mặt trời (solar tracker) giúp điều chỉnh hướng của tấm pin hoặc dàn pin theo hướng mặt trời. Ở vĩ độ và điều kiện thời tiết phù hợp, solar tracker có thể tăng đáng kể hiệu suất của hệ thống bằng cách tối ưu độ phơi sáng vào buổi sáng và chiều.

Inverter off-grid

Inverter chuyển đổi điện một chiều (DC) từ tấm pin mặt trời thành điện xoay chiều (AC) để sử dụng. Một số inverter đã tích hợp sẵn bộ điều khiển sạc.

Một số người không dùng inverter để tiết kiệm chi phí mà sử dụng thiết bị tiêu thụ điện DC. Tuy nhiên, chúng tôi không khuyến nghị cách làm này vì những lý do sau:

• Thiết bị DC thường đắt hơn thiết bị AC tiêu chuẩn, khiến tổng chi phí trong suốt vòng đời sử dụng có thể cao hơn khi muốn có đầy đủ tiện nghi hiện đại.
• Việc tìm mua thiết bị DC thường khó khăn và mất thời gian vì ít có sẵn tại các cửa hàng bán lẻ.
• Nhiều thiết bị không có phiên bản DC, khiến bạn không thể sử dụng những tiện ích quan trọng này.

Hệ thống lưu trữ xả sâu

Hệ thống lưu trữ là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống off-grid. Nó lưu trữ năng lượng từ hệ thống năng lượng tái tạo hoặc máy phát dự phòng để sử dụng khi công suất phát thấp hơn nhu cầu tiêu thụ.

Nếu sử dụng hệ thống off-grid không có bộ lưu trữ, bạn chỉ có thể dùng điện khi hệ thống đang phát đủ công suất. Điều này có nghĩa là bạn sẽ không có điện khi trời không có nắng.

Lưu ý quan trọng: Hệ thống năng lượng tái tạo cần hệ thống lưu trữ được thiết kế với tần số và độ xả sâu phù hợp. Ắc quy ô tô và một số loại pin xả sâu khác có thể không phù hợp với hệ thống năng lượng tái tạo. Để biết thêm chi tiết, vui lòng liên hệ Alena Energy hoặc tham khảo giải pháp lưu trữ điện mặt trời.

Bộ điều khiển sạc

Hệ thống năng lượng tái tạo (NLTT) có bộ lưu trữ cần được trang bị bộ điều khiển sạc để quản lý quá trình nạp. Bộ điều khiển sạc có thể được lập trình với các thông số phù hợp cho từng loại pin lưu trữ, giúp tránh tình trạng nạp không đúng hoặc quá nạp.

Bộ giám sát hệ thống lưu trữ

Bộ giám sát cung cấp thông tin quan trọng để quản lý và bảo vệ hệ thống lưu trữ, một tính năng mà nhiều hệ thống vẫn chưa có. Một bộ giám sát chất lượng với chi phí hợp lý sẽ cung cấp đầy đủ dữ liệu cần thiết như lượng Amp tích trữ, tình trạng sạc, thông tin bảo dưỡng và cảnh báo lỗi.

Hiện nay, tính năng giám sát hệ thống lưu trữ đã được tích hợp sẵn trong các inverter của nhiều hãng hàng đầu như Growatt hybrid version.

Máy phát dự phòng tự động

Máy phát dự phòng đóng vai trò quan trọng trong việc bù đắp công suất thiếu hụt khi thời tiết và mùa trong năm ảnh hưởng đến sản lượng điện. Máy phát dự phòng tự động giúp vận hành hệ thống off-grid thuận tiện và hiệu quả hơn.

Một số thiết bị khác:

• Hộp gom PV (tùy chọn)
• Thiết bị đóng ngắt AC
• Thiết bị đóng ngắt DC
• Tủ điện
• Dây cáp điện DC
• Dây cáp điện AC

Các thiết bị trên đều cần thiết cho hệ thống off-grid. Tuy nhiên, do mỗi hệ thống được tối ưu hóa cho từng địa điểm và nhu cầu khách hàng cụ thể, bạn có thể không cần tất cả thiết bị được liệt kê hoặc có thể cần thêm một số thiết bị khác.

Hệ thống điện NLMT off-grid là một giải pháp lý tưởng cho những khu vực chưa có điện lưới hoặc những ai mong muốn tự chủ về năng lượng. Tuy nhiên, để hệ thống vận hành hiệu quả, cần có sự tính toán chính xác về công suất, lưu trữ và thói quen sử dụng điện. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu có thể cao, nhưng về lâu dài, đây là một lựa chọn bền vững, giúp tiết kiệm chi phí và góp phần bảo vệ môi trường. Nếu bạn đang cân nhắc lắp đặt hệ thống off-grid, hãy tìm hiểu kỹ lưỡng hoặc liên hệ chuyên gia để có giải pháp tối ưu nhất.

ProSolar – Lắp Điện Năng Lượng Mặt Trời

Trại nuôi cá chình tại Tân Trụ, Long An là một trong nhiều dự án thành công trong việc ứng dụng điện mặt trời vào sản xuất nông nghiệp do ProSolar nghiên cứu và triển khai. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực, chúng tôi tự hào cam kết cung cấp giải pháp năng lượng tối ưu, giúp các hộ nuôi trồng thủy sản không chỉ giảm đáng kể chi phí vận hành mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế tổng thể.

• Hotline tư vấn: 0978 752 888
• Website: https://prosolar.vn

Bạn đang kinh doanh trong lĩnh vực nông nghiệp, thủy sản và đang tìm kiếm giải pháp để giảm chi phí điện? Hãy liên hệ ngay với ProSolar để được đội ngũ chuyên gia tư vấn giải pháp điện mặt trời hiệu quả nhất cho doanh nghiệp của bạn!