1. Khái niệm
-
Inverter không biến áp (Transformerless Inverter) là loại biến tần không sử dụng máy biến áp cách ly giữa mạch DC (từ tấm pin) và mạch AC (lưới điện).
-
Thay vào đó, nó dùng mạch điện tử công suất cao (IGBT/MOSFET) để chuyển đổi điện áp DC thành AC.
2. Nguyên lý hoạt động
-
Bước 1: Điện DC từ pin mặt trời được đưa vào mạch nâng áp (Boost Converter) nếu cần.
-
Bước 2: Mạch nghịch lưu (Inverter) chuyển đổi DC thành AC thông qua điều chế độ rộng xung (PWM).
-
Bước 3: Lọc sóng hài và đồng bộ pha với lưới điện (Grid Synchronization).
3. So sánh với Inverter có biến áp
| Tiêu chí | Inverter không biến áp | Inverter có biến áp |
|---|---|---|
| Hiệu suất | Cao hơn (97-99%) do ít tổn hao | Thấp hơn (92-96%) do tổn hao biến áp |
| Trọng lượng & kích thước | Nhỏ gọn, nhẹ hơn | Cồng kềnh, nặng hơn |
| Giá thành | Rẻ hơn | Đắt hơn |
| An toàn cách điện | Phụ thuộc vào thiết kế mạch | An toàn hơn nhờ cách ly biến áp |
| Ứng dụng | Hệ thống nối lưới (Grid-tie), không yêu cầu cách ly | Hệ off-grid, nơi yêu cầu cách ly cao |
4. Ưu điểm
✅ Hiệu suất cao: Giảm tổn thất năng lượng, tăng sản lượng điện.
✅ Nhỏ gọn, dễ lắp đặt: Phù hợp cho hệ thống gia đình, công nghiệp quy mô vừa.
✅ Tiết kiệm chi phí: Giá thành thấp hơn inverter có biến áp.
✅ Phù hợp với điện áp cao: Hoạt động tốt với hệ thống pin có điện áp DC cao (600V-1500V).
5. Nhược điểm & Rủi ro
❌ Dòng rò DC (DC Leakage Current):
-
Do không có cách ly biến áp, dòng rò có thể gây nguy hiểm nếu hệ thống không được tiếp địa tốt.
-
Yêu cầu Rơ le chống dòng rò (RCD/GFCI) để đảm bảo an toàn.
❌ Không phù hợp hệ off-grid: -
Không có khả năng cách ly nên không dùng được cho hệ độc lập (trừ khi có thêm bộ biến áp ngoài).
❌ Nhạy cảm với sét lan truyền: -
Cần lắp đặt thiết bị chống sét (SPD) để bảo vệ mạch điện tử.
6. Ứng dụng phổ biến
-
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (Grid-tie Solar System).
-
Hệ thống dân dụng & thương mại (nhà ở, văn phòng, nhà máy).
-
Hệ thống pin lưu trữ có điện áp DC cao (kết hợp với Hybrid Inverter).
7. Tiêu chuẩn an toàn
-
IEC 62109: An toàn cho inverter quang điện.
-
VDE-AR-N 4105 (Đức): Yêu cầu chống dòng rò.
-
UL 1741 (Mỹ): Tiêu chuẩn cho inverter nối lưới.
8. Lưu ý khi lắp đặt
🔹 Đảm bảo tiếp địa tốt để giảm rủi ro điện giật.
🔹 Sử dụng RCD/GFCI cho hệ thống DC.
🔹 Kiểm tra dòng rò định kỳ bằng đồng hồ đo chuyên dụng.
🔹 Chọn inverter có chức năng AFCI (chống hồ quang) để tăng an toàn.
Kết luận
Inverter không biến áp là giải pháp tối ưu về hiệu suất và chi phí cho hệ thống điện mặt trời hòa lưới. Tuy nhiên, cần tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp an toàn để tránh rủi ro về điện
