Nếu bạn có bất kỳ thiết bị điện nào trong nhà, tức là bạn có Phụ tải điện. Dù là máy giặt, điều hòa không khí hay bóng đèn, tất cả thiết bị đều cần phụ tải điện để hoạt động.

Là chủ nhà, việc hiểu về phụ tải điện và tầm quan trọng của nó rất cần thiết. Phụ tải điện không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến hóa đơn tiền điện mà còn tác động đến việc lựa chọn hệ thống pin và lưu trữ năng lượng mặt trời.

Phụ tải điện là gì?

Phụ tải điện là thiết bị tiêu thụ điện năng. Điều này bao gồm mọi thiết bị điện như tivi, tủ lạnh, điều hòa, máy giặt. Các thiết bị này chuyển đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác để thực hiện chức năng của chúng.

Ví dụ: ấm đun nước chuyển điện năng thành nhiệt năng để làm nóng nước, bóng đèn chuyển điện năng thành quang năng để chiếu sáng.

Vì vậy, mọi thiết bị tiêu thụ điện năng đều được coi là phụ tải điện.

Ý nghĩa quan trọng của phụ tải điện

• Phụ tải điện ảnh hưởng trực tiếp đến hóa đơn tiền điện: Khi sử dụng nhiều thiết bị điện, phụ tải và lượng điện tiêu thụ sẽ tăng cao, dẫn đến hóa đơn tiền điện tăng theo.
• Phụ tải điện ảnh hưởng đến đường truyền tải điện: Khi nhiều thiết bị cùng hoạt động làm phụ tải tăng đột biến, đường truyền tải điện có thể bị quá tải, dẫn đến chập cháy hoặc ngắt điện.

Các loại phụ tải điện

Dựa vào đặc điểm, phụ tải điện được phân thành 3 loại:

• Tải điện trở: Các thiết bị chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng, như ấm đun nước, lò nướng...
• Tải cảm ứng: Các thiết bị sử dụng điện năng để tạo từ trường, thường thấy ở các thiết bị có động cơ như máy giặt, máy rửa bát...

• Tải điện dung: Thiết bị lưu trữ và giải phóng năng lượng, như tụ điện trong mạch điện. Loại tải này luôn hoạt động song song với các tải khác và không thể tồn tại độc lập.

  

Đặc tính chung của phụ tải điện

Khi nghiên cứu đặc tính chung của phụ tải điện, chúng ta cần xem xét các đặc tính riêng của từng loại. Mỗi phụ tải có những đặc tính và chỉ tiêu làm việc riêng mà khi cung cấp điện cần được đáp ứng và chú ý.

Công suất định mức

• Là thông số đặc trưng chính của phụ tải điện, thường được ghi trên nhãn máy hoặc trong lý lịch thiết bị.
• Đơn vị đo công suất định mức thường là kW hoặc kVA. Với động cơ, Pdm chính là công suất cơ trên trục của nó.
• Với thiết bị nung nóng công suất lớn và thiết bị hàn, công suất định mức chính là công suất định mức của máy biến áp và thường tính bằng kVA.

Điện áp định mức

• Udm của phụ tải phải phù hợp với điện áp của mạng điện. Trong xí nghiệp có nhiều thiết bị khác nhau nên cần nhiều cấp điện áp định mức.
• Điện áp một pha: 12V và 36V, dùng cho mạng chiếu sáng cục bộ hoặc khu vực nguy hiểm.
• Điện áp ba pha: 127/220V và 220/380V, cung cấp cho phần lớn thiết bị xí nghiệp (cấp 220/380V được sử dụng phổ biến nhất).
• Cấp 3kV, 6kV, 10kV: Dùng cung cấp cho lò nung và động cơ công suất lớn. Ngoài ra còn có cấp 35kV, 110kV dùng để truyền tải hoặc cung cấp điện cho thiết bị đặc biệt (công suất cực lớn). Thiết bị chiếu sáng có yêu cầu nghiêm ngặt hơn để phù hợp với việc sử dụng ở các vị trí khác nhau trong lưới điện.
• Tần số: Do quy trình công nghệ và sự đa dạng của thiết bị trong xí nghiệp, các thiết bị sử dụng tần số khác nhau từ f = 0 Hz (thiết bị một chiều) đến hàng triệu Hz (thiết bị cao tần). Tuy nhiên, chúng đều được cung cấp điện từ lưới điện có tần số định mức 50 hoặc 60 Hz thông qua máy biến tần.

Chế độ làm việc phụ tải và quy đổi phụ tải

Chế độ làm việc của phụ tải: 3 chế độ

Chế độ dài hạn: Chế độ trong đó nhiệt độ của thiết bị tăng đến giá trị xác lập và duy trì ổn định, không phụ thuộc vào sự biến đổi của công suất trong khoảng thời gian bằng 3 lần hằng số thời gian phát nóng của cuộn dây. Phụ tải có thể hoạt động với đồ thị công suất không đổi hoặc không thay đổi trong thời gian làm việc.

Chế độ làm việc ngắn hạn: Trong đó nhiệt độ của thiết bị tăng lên đến một giá trị nhất định trong thời gian làm việc, sau đó giảm xuống bằng nhiệt độ môi trường xung quanh trong thời gian nghỉ.

Chế độ ngắn hạn lập lại: Trong đó nhiệt độ của thiết bị tăng lên trong thời gian làm việc nhưng chưa đạt giá trị cho phép, và giảm xuống trong thời gian nghỉ nhưng chưa về đến nhiệt độ môi trường xung quanh.

Quy đổi phụ tải 1 pha về 3 pha

Vì tất cả các thiết bị cung cấp điện từ nguồn đến các đầu dây truyền tải đều là thiết bị 3 pha, trong khi các thiết bị dùng điện có cả loại 1 pha (thường có công suất nhỏ). Các thiết bị này có thể đấu vào điện áp pha hoặc điện áp dây – khi tính phụ tải cần phải được quy đổi về 3 pha.

Vai trò của phụ tải điện trong hệ thống điện mặt trời

Việc xác định phụ tải điện đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống điện mặt trời. Hiểu rõ phụ tải sẽ giúp bạn ước tính chính xác công suất điện mặt trời cần lắp đặt:

• Dựa vào lượng điện tiêu thụ hàng tháng của gia đình, bạn có thể tính toán và lắp đặt hệ thống với công suất phù hợp, tránh tình trạng thừa hoặc thiếu điện.
• Nếu thiếu điện: Các thiết bị điện sẽ phải sử dụng điện lưới bổ sung, dẫn đến hóa đơn tiền điện không giảm đáng kể.
• Nếu thừa điện: Lãng phí năng lượng điện mặt trời và không tối ưu được chi phí đầu tư, dẫn đến thời gian hoàn vốn kéo dài.

Do đó, để xây dựng hệ thống điện mặt trời tối ưu về cả sản lượng điện và chi phí đầu tư, gia đình cần nắm rõ phụ tải điện của mình. Việc xác định công suất tiêu thụ của từng thiết bị và thời điểm sử dụng cao điểm trong ngày sẽ giúp bạn chọn được công suất hệ thống phù hợp nhất.

Cách tính toán công suất phụ tải điện của nhà bạn

Chủ nhà có thể tính toán phụ tải điện thông qua công thức đơn giản do các chuyên gia điện lực thiết lập. Phương pháp này giúp xác định tổng lượng điện năng (tính bằng ampe) cần thiết để cung cấp cho ngôi nhà.

Khi áp dụng công thức này, cần dự phòng thêm 20% công suất để tránh quá tải mạch điện và đảm bảo các thiết bị hoạt động an toàn.

Để tính tải điện cho một thiết bị, bạn cần biết ba thông số: ampe (cường độ dòng điện), vôn (điện áp) và watt (công suất).

Ampe = Watts/Volt

Watts = Volt x Ampe

Với các công thức trên, bạn có thể lập bảng tính chi tiết để xác định công suất của mạch điện chính và các mạch nhánh. Bước đầu tiên là ghi lại mức tiêu thụ điện của từng thiết bị trong nhà.

Dưới đây là công suất trung bình của các thiết bị điện phổ biến (tính bằng watt):

Giả sử bạn sử dụng các thiết bị sau. Dưới đây là cách tính phụ tải điện của một ngôi nhà :

Làm thế nào để tính toán tải trong kW? Rất đơn giản.

1 kW = 1.000 W

Do đó, phụ tải hàng ngày của bạn là 21,38 kWh, tương đương 21,38 số điện mỗi ngày.

Vì các thiết bị được sử dụng trong cùng số giờ mỗi ngày, mức tiêu thụ điện hàng tháng của bạn sẽ là 21,38 × 30 = 641,4 số điện mỗi tháng.

Với giá điện 3.000 đồng/kWh tại khu vực của bạn, hóa đơn tiền điện hàng tháng sẽ là 641,4 × 3.000 = 1.924.200 đồng.

Thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời dựa trên phụ tải điện

Tính toán tải điện là bước quan trọng trong việc thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời. Khi biết được lượng điện tiêu thụ của các thiết bị, bạn có thể chọn công suất hệ thống phù hợp với nhu cầu năng lượng.

Chọn bộ biến tần năng lượng mặt trời

Bạn nên chọn bộ biến tần có công suất bằng hoặc cao hơn một cấp so với nhu cầu hiện tại. Điều này giúp đáp ứng được khi số lượng thiết bị trong nhà tăng lên mà không cần thay đổi bộ biến tần.

Tính toán công suất của các tấm pin mặt trời

• Để tạo ra 21,38 kWh mỗi ngày như ví dụ trên, với trung bình 4 giờ nắng mỗi ngày, bạn cần lắp đặt hệ thống điện mặt trời 5kW.
• Nếu sử dụng tấm pin 450W, bạn sẽ cần 12 tấm pin, tổng công suất là 5,4 kWp.
• Nếu sử dụng tấm pin 550W, bạn sẽ cần 10 tấm, tổng công suất là 5,5 kWp.

Lựa chọn pin lưu trữ cho hệ thống điện năng lượng mặt trời

Từ bảng tính phụ tải điện của gia đình, ta có thể xác định được dung lượng lưu trữ cần thiết. Với ví dụ trên, tổng tiêu thụ điện trong một ngày là 21,38 kWh, trong đó ban ngày sử dụng 11,38 kWh và còn dư 10 kWh.

Do đó, ta có thể chọn pin lưu trữ có dung lượng 10 kWh để tích trữ phần điện năng dư thừa này và sử dụng vào buổi tối.

Tác động của tải điện lên công suất hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn

Phụ tải điện trong nhà cho thấy rõ mức độ sử dụng năng lượng trong quá khứ, hiện tại và tương lai. Đây là yếu tố quan trọng để xác địnhhệ thống năng lượng mặt trời phù hợp, đặc biệt khi bạn muốn đáp ứng 100% nhu cầu điện từ năng lượng mặt trời.

Khi xem xét giải pháp lưu trữ năng lượng, cần đánh giá công suất tiêu thụ điện của cả ngôi nhà và các thiết bị. Hiểu rõ nhu cầu điện năng sẽ giúp bạn chọn được công suất và loại pin dự phòng phù hợp. Mọi hệ thống dự phòng đều có giới hạn về khả năng cung cấp điện, vì vậy hãy chọn giải pháp đáp ứng đủ nhu cầu của bạn.

Ngoài ra, phụ tải điện còn giúp xác định thời gian pin dự phòng có thể cung cấp năng lượng cho ngôi nhà và khả năng đáp ứng cho toàn bộ hay chỉ những thiết bị thiết yếu.

Tóm lại, việc hiểu và tính toán phụ tải điện là bước đi quan trọng trong việc thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời hiệu quả, giúp bạn tối ưu hóa chi phí và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng. Với Prosolar, bạn sẽ nhận được sự tư vấn chuyên nghiệp và giải pháp năng lượng mặt trời tối ưu nhất cho gia đình và doanh nghiệp của mình.

Liên hệ ngay hôm nay để được tư vấn chi tiết và nhận ưu đãi tốt nhất!

• Hotline: 0946 475 485 - 0978 752 888
• Showroom: 319B2 Lý Thường Kiệt, Phường 15, Quận 11, TP. HCM
• Website: prosolar.vn
• Fanpage: Prosolar.vn