Cách Microinverter xử lý hiệu quả điện áp thấp của tấm pin
Trong một hệ thống năng lượng mặt trời, tấm pin tạo ra dòng điện một chiều (DC). Tuy nhiên, điện áp của tấm pin có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ ánh sáng, nhiệt độ, hoặc tình trạng của tấm pin. Khi điện áp tấm pin bị thấp, đó có thể là một vấn đề đối với các loại biến tần truyền thống. May mắn thay, Microinverter có cách xử lý rất hiệu quả với tình huống này, đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động tối ưu.
1. Vấn đề "Điện áp thấp" của tấm pin là gì?
Điện áp đầu ra của một tấm pin quang điện (PV) không phải lúc nào cũng ở mức lý tưởng. Nó có thể giảm xuống do:
- Bóng che: Khi một phần hoặc toàn bộ tấm pin bị che bóng bởi cây cối, ống khói, bụi bẩn, hoặc thậm chí là tuyết (ở vùng lạnh), lượng ánh sáng hấp thụ giảm, dẫn đến giảm điện áp và dòng điện.
- Nhiệt độ cao: Trái với suy nghĩ thông thường, khi nhiệt độ của tấm pin tăng cao, điện áp của nó có xu hướng giảm.
- Tấm pin bị lỗi/lão hóa: Theo thời gian, hiệu suất của tấm pin có thể suy giảm, dẫn đến điện áp đầu ra thấp hơn mức bình thường.
- Ánh sáng yếu: Vào buổi sáng sớm, chiều muộn, hoặc những ngày nhiều mây, cường độ ánh sáng yếu cũng làm giảm điện áp của tấm pin.
Đối với String Inverter (biến tần chuỗi), nơi nhiều tấm pin được đấu nối tiếp để tạo ra điện áp DC cao, việc một tấm pin trong chuỗi có điện áp thấp có thể gây ra hiệu ứng domino, làm giảm điện áp tổng của cả chuỗi và ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của biến tần.
2. Cách Microinverter xử lý điện áp thấp: "Chuyển hóa" và "Độc lập"
Microinverter giải quyết vấn đề điện áp thấp của tấm pin một cách thông minh nhờ vào cấu trúc và nguyên lý hoạt động độc đáo của nó:
a) Chuyển hóa DC-DC linh hoạt (Boost Converter)
- Bộ phận bên trong: Mỗi Microinverter chứa một mạch điện tử đặc biệt gọi là bộ chuyển đổi DC-DC (thường là một loại Boost Converter). Chức năng của bộ này là nhận điện áp DC đầu vào từ tấm pin (có thể thấp) và tăng điện áp đó lên một mức ổn định và cao hơn trước khi đưa vào khối biến đổi DC-AC.
- Khả năng thích ứng: Khi điện áp của tấm pin giảm xuống (ví dụ do bóng che), bộ chuyển đổi DC-DC này sẽ tự động điều chỉnh để vẫn duy trì được điện áp đầu vào tối ưu cho phần còn lại của Microinverter, đảm bảo quá trình chuyển đổi DC-AC diễn ra hiệu quả. Điều này giống như việc có một "máy bơm" mini ngay tại mỗi tấm pin, luôn đảm bảo lượng nước đủ mạnh để đi vào đường ống chính, bất kể nguồn nước ban đầu có yếu đi một chút.
b) Hoạt động độc lập và MPPT riêng lẻ
- Không ảnh hưởng lẫn nhau: Vì mỗi Microinverter hoạt động độc lập với tấm pin của nó, việc một tấm pin bị điện áp thấp sẽ không ảnh hưởng đến các tấm pin khác trong hệ thống. Nếu một tấm pin giảm điện áp, Microinverter của nó sẽ xử lý riêng, còn các tấm pin khác vẫn tiếp tục sản xuất điện bình thường với điện áp và công suất tối ưu.
- Tối ưu hóa điểm công suất cực đại (MPPT) riêng: Mỗi Microinverter đều có bộ MPPT riêng. Khi điện áp tấm pin thay đổi (giảm), MPPT sẽ liên tục điều chỉnh các thông số để tìm ra điểm mà tại đó tấm pin vẫn có thể sản xuất công suất cao nhất có thể trong điều kiện hiện tại. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi điện áp thấp, Microinverter vẫn cố gắng "vắt kiệt" mọi giọt năng lượng có thể từ tấm pin đó.
3. Lợi ích khi Microinverter xử lý tốt điện áp thấp
- Tối đa hóa sản lượng điện: Đây là lợi ích lớn nhất. Hệ thống với Microinverter sẽ duy trì sản lượng cao hơn đáng kể trong các tình huống có bóng che hoặc điều kiện ánh sáng yếu, nơi hệ thống String Inverter có thể bị sụt giảm công suất nghiêm trọng.
- Đáng tin cậy hơn: Ngay cả khi một hoặc một vài tấm pin gặp vấn đề về điện áp thấp, toàn bộ hệ thống vẫn tiếp tục hoạt động. Không có điểm lỗi đơn lẻ nào có thể làm tê liệt toàn bộ hệ thống.
- Tuổi thọ hệ thống dài hơn: Bằng cách duy trì hoạt động ổn định và tối ưu hóa ở cấp độ tấm pin, Microinverter giúp giảm căng thẳng cho các tấm pin, có thể góp phần kéo dài tuổi thọ tổng thể của hệ thống.
- Giám sát chính xác: Khả năng theo dõi hiệu suất từng tấm pin cho phép bạn nhìn thấy trực tiếp tấm pin nào có điện áp thấp và đưa ra biện pháp khắc phục kịp thời (ví dụ: vệ sinh, cắt tỉa cây).
Tóm lại, Microinverter xử lý hiệu quả điện áp thấp của tấm pin bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC linh hoạt và cơ chế hoạt động độc lập với MPPT riêng. Điều này đảm bảo rằng hệ thống năng lượng mặt trời của bạn luôn sản xuất ra lượng điện tối đa có thể, bất kể những thách thức về điều kiện ánh sáng hay tình trạng của từng tấm pin.
