Hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời phân tán có nhất thiết phải được kết nối với lưới điện không?

Hiện nay, trong thế giới năng lượng hiện đại, các hệ thống lưu trữ năng lượng của quang điện phân tán đang trở thành tâm điểm. Nhưng hầu hết trong số họ tự hỏi liệu lưu trữ năng lượng PV phân tán có nhất thiết phải được kết nối với lưới điện hay không. Vâng, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn câu hỏi này và hiểu các chế độ khác nhau của hệ thống điện PV phân tán cùng với các điểm thiết kế điện liên quan.

Đầu tiên, hệ thống phát điện PV phân tán có thể hoạt động ngoài lưới điện.
Hệ thống phát điện quang điện phân tán không nhất thiết phải được kết nối với lưới điện; chúng cũng có thể là hệ thống ngoài lưới điện. Hệ thống phát điện quang điện phân tán ngoài lưới điện chủ yếu được áp dụng cho những khu vực không thể hoặc khó kết nối với lưới điện, hoặc nơi lưới điện không ổn định. Các hệ thống như vậy thường bao gồm tấm pin mặt trời, pin, bộ điều khiển và bộ biến tần. Các tấm pin mặt trời chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện, pin được sạc thông qua bộ điều khiển và khi cần điện, điện trong pin được chuyển đổi thành AC thông qua bộ biến tần để tải sử dụng.
Ưu điểm của hệ thống ngoài lưới là tính độc lập và độ tin cậy. Ở một số vùng xa xôi, như vùng núi và hải đảo, hệ thống phát điện PV ngoài lưới có thể cung cấp cho người dân địa phương nguồn điện ổn định mà không bị ảnh hưởng bởi sự cố lưới điện. Bên cạnh đó, trong một số trường hợp đặc biệt, như hoạt động thực địa, cứu hộ khẩn cấp, v.v., hệ thống ngoài lưới cũng có thể được sử dụng.
Hệ thống ngoài lưới điện cũng có một số nhược điểm. Thứ nhất, chi phí của các hệ thống như vậy tương đối cao vì người ta cần phải trang bị pin lưu trữ. Thứ hai, pin có tuổi thọ hạn chế và phải được thay thế định kỳ, điều này làm tăng chi phí bảo trì. Ngoài ra, công suất của các hệ thống ngoài lưới điện thường nhỏ và không thể đáp ứng nhu cầu điện quy mô lớn.
Ngược lại, hệ thống PV phân tán kết nối lưới điện kết nối điện được tạo ra từ các tấm pin mặt trời vào lưới điện sau khi chuyển đổi thành AC thông qua bộ biến tần. Trong quá trình này, khi sản lượng điện mặt trời lớn hơn mức tiêu thụ điện, điện dư thừa có thể được đưa vào lưới điện, trong khi khi điện mặt trời tạo ra không đủ cho người dùng, họ có thể lấy điện từ lưới điện.
Ưu điểm của hệ thống kết nối lưới điện là có thể tận dụng tối đa tính ổn định và độ tin cậy của lưới điện, đồng thời cũng có thể bán lượng điện dư thừa cho lưới điện để thu về một khoản lợi nhuận kinh tế. Bên cạnh đó, hệ thống kết nối lưới điện tương đối đơn giản, lắp đặt và bảo trì không tốn kém.
Tuy nhiên, hệ thống kết nối lưới điện cũng có một số vấn đề: ví dụ, nó phải đáp ứng các yêu cầu để tiếp cận lưới điện về điện áp, tần số, hệ số công suất và các yếu tố khác. Thêm vào đó, việc phát điện sẽ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết, như mưa hoặc tuyết, và có một số bất ổn trong quá trình phát điện. Thứ hai, thiết kế điện nên bao gồm những gì?
Cho dù là hệ thống phát điện quang điện phân tán ngoài lưới điện hay kết nối lưới điện, thiết kế điện của nó cần phải xem xét các khía cạnh sau: lựa chọn và bố trí tấm pin mặt trời. Tấm pin mặt trời là thành phần cốt lõi của hệ thống phát điện quang điện phân tán, và việc lựa chọn và bố trí của nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc phát điện và hiệu suất của hệ thống. Khi lựa chọn tấm pin mặt trời, các yếu tố như công suất, hiệu quả, độ tin cậy và tuổi thọ cần được xem xét. Trong khi đó, xét đến điều kiện ánh sáng của nơi lắp đặt, diện tích mái nhà, hướng và các yếu tố khác, cũng cần phải thực hiện bố trí hợp lý để tối đa hóa việc sử dụng năng lượng mặt trời.
Đối với hệ thống độc lập, cũng cần phải xem xét các điều kiện phù hợp giữa tấm pin mặt trời và pin để sạc đầy pin trong nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau.
Lựa chọn pin và tính toán dung lượng
Pin là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống phát điện phân tán PV ngoài lưới, chức năng của nó là lưu trữ điện do tấm pin mặt trời tạo ra để sử dụng vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây và mưa. Khi lựa chọn loại pin, cần cân nhắc các yếu tố như loại, dung lượng, tuổi thọ, hiệu suất sạc và xả của pin.
Đối với hệ thống kết nối lưới điện, mặc dù không cần trang bị ắc quy lưu trữ, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt như lưới điện bị hỏng, cũng có thể cân nhắc trang bị ắc quy lưu trữ có dung lượng nhất định làm nguồn điện dự phòng. Khi đó, dung lượng ắc quy phải được tính toán để có thể đáp ứng nhu cầu của người dùng trong trường hợp khẩn cấp. Lựa chọn bộ điều khiển và biến tần
Bộ điều khiển là một trong những thành phần quan trọng nhất trong hệ thống phát điện quang điện phân tán; nó điều khiển đầu ra của tấm pin mặt trời để ngăn pin sạc quá mức hoặc xả quá mức. Khi chọn bộ điều khiển, cần cân nhắc đến chức năng của bộ điều khiển, hiệu suất, độ tin cậy và các yếu tố khác.
Biến tần là thiết bị chuyển đổi điện một chiều do tấm pin mặt trời tạo ra thành điện xoay chiều, việc lựa chọn biến tần cần cân nhắc đến các yếu tố như công suất, hiệu suất, dạng sóng đầu ra và độ tin cậy của biến tần. Đối với hệ thống ngoài lưới điện, cũng cần cân nhắc đến điện áp và tần số đầu ra của biến tần có phù hợp với tải hay không.

Hệ thống dây điện và thiết bị bảo vệ
Hệ thống dây điện là một thành phần không thể thiếu của hệ thống phát điện PV phân tán và thiết kế của nó phải tính đến các khía cạnh như tính an toàn, độ tin cậy và tính thẩm mỹ của hệ thống. Trong hệ thống dây điện, cần chú ý tuân thủ các quy tắc và tiêu chuẩn điện có liên quan để đáp ứng các yêu cầu về diện tích mặt cắt ngang của dây, hiệu suất cách điện, v.v.
Thiết bị bảo vệ là bảo đảm an toàn quan trọng trong hệ thống phát điện PV phân tán. Khi hệ thống bị lỗi, nó sẽ cắt nguồn điện kịp thời để ngăn ngừa sự cố mở rộng. Các thiết bị bảo vệ bao gồm cầu dao, cầu chì, bộ bảo vệ rò rỉ, v.v., nên được cấu hình hợp lý theo công suất và yêu cầu của hệ thống trong quá trình lựa chọn và lắp đặt. Thiết kế hệ thống giám sát
Hệ thống giám sát là một bộ phận quan trọng của hệ thống phát điện PV phân tán, có thể giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống theo thời gian thực, bao gồm phát điện của tấm pin mặt trời, công suất pin, công suất đầu ra của bộ biến tần, v.v. Thông qua hệ thống giám sát, người dùng có thể hiểu được hoạt động của hệ thống một cách kịp thời, tìm ra vấn đề và xử lý chúng một cách kịp thời.
Cần xem xét quy mô và yêu cầu của hệ thống, lựa chọn thiết bị và phần mềm giám sát phù hợp, và thực hiện lắp đặt và vận hành hợp lý. Thứ ba, tóm tắt Lưu trữ năng lượng PV phân tán không nhất thiết phải được kết nối với lưới điện, nhưng cũng có thể là hệ thống ngoài lưới điện. Hệ thống ngoài lưới điện áp dụng cho những khu vực không thể kết nối với lưới điện hoặc lưới điện không ổn định, với lợi thế là độc lập và độ tin cậy, nhưng chi phí tương đối cao. Hệ thống kết nối lưới điện có thể tận dụng toàn bộ tính ổn định và độ tin cậy từ lưới điện trong khi bán điện dư thừa cho lưới điện để có một số lợi ích kinh tế.

Trong quá trình thực hiện thiết kế điện trong hệ thống phát điện quang điện phân tán, cần lưu ý những điều sau: lựa chọn và bố trí tấm pin mặt trời, lựa chọn và tính toán dung lượng pin, lựa chọn bộ điều khiển và biến tần, thiết kế hệ thống dây điện và thiết bị bảo vệ, thiết kế hệ thống giám sát, cùng nhiều khía cạnh khác. Chỉ có thiết kế điện hợp lý mới có thể đảm bảo hệ thống phát điện quang điện phân tán hoạt động an toàn, đáng tin cậy và hiệu suất cao.
Cùng với sự tiến bộ liên tục về công nghệ và giảm chi phí, trong tương lai, các hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện phân tán sẽ đóng vai trò quan trọng hơn. Các hệ thống tạo ra năng lượng quang điện phân tán sẽ cung cấp cho chúng ta nguồn năng lượng sạch hơn và đáng tin cậy hơn, có thể là trên lưới điện hoặc ngoài lưới điện.