GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

I> NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI :
Mặt trời là nguồn năng lượng vô tận mà thiên nhiên ban tặng cho con người, hiện hữu khắp nơi trên trái đất và là người bạn thân thiết của môi trường. Vượt trên tất cả các dạng năng lượng khác, hiện nay năng lượng mặt trời đang được chọn là nguồn năng lượng tốt nhất cho tương lai.

Năng lượng mặt trời được sử dụng trên trái đất dưới nhiều dạng khác nhau và hình thức khác nhau. Thực tế hiện nay, Chúng ta sử dụng năng lượng mặt Trời để cấp nhiệt và điện:

§ Năng lượng mặt trời dưới dạng nhiệt : Sinh nhiệt, giữ nhiệt…

§ Năng lượng mặt trời dưới dạng điện : Tạo ra điện năng…


* Điện mặt trời là gì?
- Là nguồn điện được sản sinh ra từ thiết bị hấp thu ánh sáng mặt trời và chuyển hóa quang năng thành điện năng được gọi là Pin mặt trời (Solar cell modules hay photovoltaic modules).

- Hiệu suất thu được điện năng từ pin mặt trời không giống nhau giữa các vùng các giờ trong ngày, do bề mặt trái đất nhận được bức xạ mặt trời không đồng đều, phụ thuộc vào:

§ Và vị trí địa lý của quốc gia, của vùng.

§ Thời tiết, mùa.

§ Thời gian trong ngày: sáng, trưa, chiều.

- Kết hợp với bình accu, bộ điều khiền sạc và dây dẫn nối cấu thành một hệ thống solar nhỏ đáp ứng nhu cầu tối thiểu của một hộ dân .

- Rất tiện ích trên các phương tiện lưu động dùng thắp sáng, radio, cassette và các thiết bị dùng điện lưu động như : xe y tế, thuyền du lịch…

- Mặt khác, các tấm pin này còn được dùng để làm mái nhà, rất thẩm mỹ, bền, mát mà tận dụng được nguồn năng lượng rất lớn từ thiên nhiên.


II> XÁC ĐỊNH HỆ SỐ GIỜ NẮNG TẠI VIỆT NAM :

Số giờ nắng trong ngày phụ thuộc vào vị trí địa lý và thời tiết

Thời gian trung bình mà Panel nhận được ánh sáng từ mặt trời gọi là số giờ nắng.

Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới, vĩ độ 80 đến 230, do vậy nguồn năng lượng Mặt trời rất dồi dào (đặc biệt là các tỉnh từ Quảng Trị trở vào ).

Theo các số liệu được thu thập, đo đạc và tính toán của các cơ quan Khí tượng thủy văn thì tại Việt Nam người ta chia tiềm năng năng lượng mặt trời ra làm 5 vùng như sau :

- Vùng Đông Bắc: Anh hưởng của gió mùa Đông Bắc nên mưa và mây mù nhiều, do đó năng lượng mặt trời thấp. Tổng bức xạ khoảng 100 – 125 Kcal/ cm2/ năm, có số giờ nắng trung bình từ 1.500 – 1.700 giờ/ năm, tương đương gần 4 giờ nắng/ ngày

- Vùng Tây Bắc: Do có dãy Hoàng Liên Sơn chặn gió mùa Đông Bắc nên năng lượng mặt trời tương đối cao. Tổng bức xạ khoảng 125 – 150 Kcal/ cm2/ năm, có số giờ nắng trung bình từ 1.700 – 1.900 giờ/ năm, tương đương hơn 4 giờ nắng/ ngày.

- Vùng Trung bộ : Từ Ninh Bình đến phía Bắc đèo Hải Vân năng lượng Mặt trời vào lọai trung bình. Tổng bức xạ khoảng 150 – 160 Kcal/ cm2/ năm, có số giờ nắng trung bình từ 1.700 – 2.000 giờ/ năm, tương đương 5 giờ nắng/ ngày.

- Vùng Tây Nguyên và Nam Trung bộ: là vùng có năng lượng mặt trời vào lọai cao nhất. Tổng bức xạ khoảng 150 - 175 Kcal/ cm2/ năm, có số giờ nắng trung bình từ 2.000 - 2.600 giờ/ năm, tương đương hơn 5 giờ nắng/ ngày.

- Vùng Nam bộ : là vùng gần xích đạo nên nắng nhiều quanh năm. Tổng bức xạ khoảng 130 – 150 Kcal/ cm2/ năm, có số giờ nắng trung bình từ 2.200 – 2.500 giờ/ năm, tương đương hơn 5 giờ nắng/ ngày.

Qua bản số liệu trên, chúng ta thấy rằng tiềm năng khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào loại dồi dào (Đặc biệt ở miền Nam), do đó khả năng khai thác và đưa vào ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả.

Lưu ý : Khi thiết kế Hệ thống phải chú ý đến sự khác biệt về địa lý và những yếu tố : vùng núi, mây thấp che phủ, đỉnh núi mù sương… đều có ảnh hưởng đến số giờ nắng trung bình.

GIỚI THIỆU CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
Thiết bị cần có trong hệ thống:

§ Pin mặt trời / SolarPanel.
§ Accu
§ Bộ điều khiển sạc

CẤU HÌNH TIÊU BIỂU CỦA HỆ THỐNG :

Stt

Tên thiết bị

Ghi chú

1 Solar Panel/ Photovoltaic module (P.V)
Monocrystalline hoặc Polycrystalline

2 Solar Regulator
Tùy mức điện thế và Công suất

3 DC-AC Inverter
Dạng sóng ra : Step Wave hoặc Sine Wave

4 Battery
Khô, kín khí hoặc nước ,acid

5 Khung, gá
Chuyên dụng

6 Dây cáp
Ngoài trời và trong nhà

7 Phụ kiện lắp đặt
Đồng bộ


DIỄN GIẢI THIẾT BỊ :

1. PANEL MẶT TRỜI :
- Sự kết hợp các tế bào quang điện, biến đổi quang năng hấp thụ từ mặt trời để bíên thành điện năng.
- Tập hợp nhiều tế bào và nối ghép chúng lại thành từng tấm có công suất tuỳ theo mục đích sử dụng. Những tấm pin có công suất khác nhau như: 30Wp, 40Wp, 45Wp, 50Wp, 75Wp, 100Wp, 125Wp, 150Wp. Điện áp của các tấm pin thường là 12V DC. Công suất và điện áp của hệ thống tuỳ thuộc vào cách nối ghép các tấm pin lại với nhau.
- Việc tính toán, lựa chọn công suất, hiệu suất của Hệ thống phải tính toán đến nhiều yếu tố về địa lý, số ngày nắng trong năm, cường độ bức xạ... Vì vậy, khi lựa chọn, lắp đặt hệ thống phải được các chuyên gia kỹ thuật tư vấn.
- Hệ thống sử dụng Pin mặt trời bao gồm các thành phần sau:
§ Hệ thống hấp thụ: bao gồm các tấm Pin mặt trời nối ghép lại.

§ Điều tiết và lưu trữ năng lượng: Các thiết bị điều tiết sạc, bình Accu.

§ Hệ thống chuyển đổi năng lượng từ Accu thành Điện xoay chiều (Inverter)

- Để giảm thiểu tối đa những tổn thất trong quá trình sản xuất điện của Panel mặt trời, nâng cao hiệu suất của Panel, người sử dụng cần thường xuyên lau chùi sạch sẽ bề mặt Panel.

- Panel mặt trời được lắp đặt ở ngoài trời nên thiết kế sản xuất đã đảm bảo được các thay đổi của khí hậu, thời tiết, mưa bão, sự ăn mòn của nước biển… Tuổi thọ vào khoảng 25 – 30 năm

2. BỘ ĐIỀU KHIỂN SẠC:
Là thiết bị thực hiện chức năng điều tiết sạc cho accu, bảo vệ cho accu chống nạp quá tải và xả quá sâu nhằm nâng cao tuổi thọ của bình Accu, giúp hệ thống sử dụng bền bỉ.
- Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của Panel mặt trời vào accu giúp cho người sử dụng kiểm soát được các phụ tải.
- Dòng điện cực đại của bộ điều khiển chính là cường độ dòng điện tối đa đưa vào Bộ điều khiển và nó cho biết số lượng Panel mặt trời có thể đấu nối vào nó.
- Bộ điều khiển còn thực hiện việc bảo vệ nạp quá điện thế (>13,8V) hoặc điện thế thấp (<10,5V). Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình Accu đã được nạp đầy hoặc điện áp bình quá thấp.

3. AC-DC INVERTER :
- Là bộ biến điện nghịch lưu. Inverter chuyển đổi dòng điện DC từ ăcquy thành điện AC (110VAC, 220VAC). Được thiết kế với nhiều cấp công suất từ 0.3kVA – 10kVA.
- Inverter có nhiều loại và cách phân biệt chúng bằng dạng sóng của điện áp đầu ra : dạng sóng hình sine, giả sine, sóng vuông, sóng bậc thang…

*Lưu ý :

· Inverter với dạng sóng ra hình Sine, giống như dạng sóng của điện lưới nên tương thích và đáp ứng hầu hết các loại tải sử dụng.
· Inverter phải được lắp đặt gần với Accu, tránh sụt điện áp trên đường dây dẫn nối .

4. BATTERY (Ắcquy):
- Là thiết bị dự trữ điện, để sử dụng vào ban đêm hoặc lúc trời mây, mưa. (Panel mặt trời chỉ sản xuất được điện vào ban ngày khi trời nắng, nên chúng ta cần lưu trữ năng lượng điện).
- Accu là thiết bị điện hóa, tồn trữ dưới dạng hóa năng và khi có phụ tải sử dụng đấu nối vào, hóa năng được giải phóng dưới dạng điện năng.

*Lưu ý : Quá trình nạp điện từ các Panel mặt trời vào bình accu tạo nên một lượng khí Hydro rất dễ nổ, lượng khí Hydro sẽ tăng nếu accu bị nạp quá tải. Nên cần có bộ điều khiển sạc cho accu.

- Thời gian cần thiết để nạp điện đầy bình Accu phụ thuộc vào các yếu tố:
· Dung lượng của bình Accu (Ah)
· Dòng điện nạp vào Accu (Ampe), khoảng 10%-15% dung lượng accu.
Ví dụ: Dung lượng Accu 75Ah thì cần dòng nạp từ 7,5A-10A và nạp khoảng 8h - 10h sẽ đầy.
- Accu có nhiều loại, kích thước và dung lượng khác nhau. Hệ thống Điện Mặt trời có công suất càng lớn cần sử dụng Accu có dung lượng lớn hoặc dùng nhiều bình Accu kết nối lại.

5. KHUNG GÁ VÀ DÂY CÁP :
- Giữ cho hệ thống vững chắc và không bị đổ ngã.
- Tạo góc nghiêng theo hướng tốt nhất để Panel mặt trời có thể thu được tối đa hiệu suất của ánh sáng mặt trời.
- Lắp đặt tránh các bóng che nắng vào panel.
- Phụ kiện kèm theo : ống, công tắc, bảng điện, Vaseline, domino, ổ cắm… để lắp hoàn chỉnh hệ thống điện mặt trời.