Hiện nay, việc lắp đặt và sự dụng hệ thống điện mặt trời độc lập, đang là xu hướng lắp đặt được nhiều nhà đầu tư ưa chuộng. Vậy cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện sao cho hợp lý, tránh hiện tượng cháy nổ do đấu nối quá tải.

Cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập

1. Cách tính toán công suất cho từng thiết bị lắp đặt trong hệ.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập gồm 4 phần chính:
– Tấm pin năng lượng mặt trời
– Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời (MPPT)
– Bộ kích điện Inventer
– Ắc quy lưu trữ
– Ngoài ra còn một số vật tư lắp đặt năng lượng mặt trời khác như cầu chì, dây điện, CB…

Cách tính:
Ví dụ: tôi dùng một tấm pin mặt trời 255W, 24V, hai bình ắc quy 12v 100Ah, bộ điều khiển sạc 30A 24V PWM.

Bước 1. Tính toán công xuất sử dụng điện.

– Liệt kê tất cả các thiết bị sử dụng điện trong gia đình,  thời gian sử dụng và công suất từng thiết bị.
– Từ các thông số trên tính ra Wh. Ví dụ như mỗi ngày dùng đèn 11W trong 5 giờ, quạt 50W trong 3 giờ, TV 80W trong 2 giờ. Suy ra 11×5 + 50×3 + 80×2 = 365Wh.

Bước 2. Chọn bình sạc, bình ắc quy lưu trữ

Cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập

– Hệ thống điện mặt trời độc lập cần một bộ lưu trữ điện để dùng vào ban đêm, ngoài ra còn có chức năng ổn áp và cung cấp dòng ổn định cho thiết bị cả ngày lẫn đêm. Trong ví dụ này chúng ta dùng 2 bình đấu song song cho điện áp DC 12V.
– Pin mặt trời thường dùng ắc quy 100% GEL cho độ bền cao và chu kỳ phóng xả sâu. Loại ắc quy này cũng thường dùng cho ngành viễn thông nên còn gọi là ắc quy viễn thông, tuổi thọ từ 3-5 năm, một số hãng sản xuất được ắc quy có tuổi thọ 20 năm.
– Dung lượng của pin hay ắc quy thường tính theo đơn vị ampe giờ Ah. Theo tính toán ở bước 1 và đối với điện áp DC 12V suy ra dung lượng cần là 365/12 = 30.42 Ah. Trừ hao khoảng 20% hiệu suất của ắc quy, ta chọn bình có dung lượng khoảng 40Ah.

Bước 3. Lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời.

– Lấy kết quả tính được ở bước 2, ta tính được số ký điện mà tấm PV cần tạo ra: 40Ah x 12V = 480Wh
– Một ngày nắng bình thường, lượng điện tạo ra trong 12 tiếng có thể tính rút gọn thành 4 tiếng với công suất tối đa.
Như vậy cần chọn tấm PV 12V có công suất: 480Ah / 4 = 120W.

Cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập

Bước 4. Chọn bộ điều khiển sạc dùng cho hệ điện năng lượng mặt trời độc lập

– Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời nằm giữa ắc quy và tấm PV, chức năng chính là duy trì điện áp ổn định để sạc cho ắc quy.
– Có 3 loại sạc:
+ ON/OFF: hiệu suất rất thấp, loại MPPT có hiệu suất cao nhất nhưng khá đắt tiền nên tùy trường hợp để chọn MPPT hay PWM.
+ PWM

+ MPPT
Cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập+ MPPT

=> Hệ thống 12V DC nên dùng bộ điều khiển sạc 12V, suy ra dòng điện 120W / 12V = 10A.
Vậy ta chọn bộ sạc 12V, dòng lớn hơn 10A.

Bước 5. Chọn máy kích điện inventer.

– Tấm PV chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện DC. Hầu hết thiết bị điện dùng trong gia đình dùng điện AC 220V nên cần inverter để chuyển đổi.
– Các loại inverter thông dụng:
+ Máy kích điện sóng vuông: giá rẻ nhất nhưng không phù hợp với một số thiết bị điện, nếu dùng lâu có thể gây hỏng máy móc trong nhà.
+ Máy kích điện mô phỏng sin
+ Máy kích điện sin chuẩn: loại có hiệu suất tốt nhất, đắt tiền nhất, phù hợp để sử dụng lâu dài.

Trong ví dụ này tôi dùng máy kích điện sin chuẩn, công suất bằng hoặc lớn hơn công suất tải. Tổng công suất của cả 3 thiết bị hoạt động cùng lúc là Đèn 11W + Quạt 50W + TV 80W = 141W. Vậy nên chọn inverter 200W.
Lưu ý các thiết bị như tủ lạnh, máy bơm, máy giặt… có dòng khởi động lớn hơn nhiều so với dòng khi hoạt động bình thường, nên chọn inverter có công suất cao hơn 20 – 30%.

2. Tiến hàng lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập

Bước 1. Lắp tấm Pin năng lượng mặt trời.

Cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập
Đầu tiên là chọn vị trí, gắn trên mái hoặc dưới đất, nơi không bị che nắng. Sau đó làm khung đỡ, chất liệu rẻ tiền là thép hoặc gỗ, nhưng nếu làm trên mái thì chọn vật liệu inox hoặc thép mạ kẽm để đảm bảo an toàn.
Để hứng sáng tối đa cần nhiều tính toán phức tạp tùy theo khu vực và mùa trong năm, nhưng để đơn giản, ở Việt Nam cho tấm PV nghiêng về hướng Nam.

Bước 2. Đấu dây.

Hệ thống độc lập có sơ đồ nối dây như hình dưới, lưu ý cần đấu đúng cực, đấu dây âm (-) trước, dây dương (+) sau, các tấm PV đấu sau cùng.
Cách tính toán và lắp đặt hệ thống điện mặt trời độc lập

Các trường hợp đấu sai dây có thể gây cháy và hỏng thiết bị.

XEM THÊM:
>>>
Hệ thống điện mặt trời độc lập<<<

>>>CÁCH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỘC LẬP 5KW<<<