Bạn đang thắc mắc
tại sao hai hệ thống điện mặt trời cùng công suất lắp đặt lại cho ra sản lượng điện khác nhau? Đây là một câu hỏi rất phổ biến, và câu trả lời nằm ở nhiều yếu tố kỹ thuật và môi trường. Hiểu rõ các nguyên nhân này sẽ giúp bạn
tối ưu hóa hiệu suất và
tính toán lợi ích kinh tế của hệ thống điện mặt trời một cách chính xác nhất.
ẢNH HƯỞNG TỪ BỨC XẠ MẶT TRỜI VÀ VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
Bức xạ mặt trời (Solar Irradiation) là nguồn năng lượng đầu vào duy nhất của hệ thống, và nó không đồng đều ở mọi nơi.
- Sự khác biệt về vị trí: Cùng một công suất, hệ thống lắp đặt ở khu vực có cường độ nắng cao hơn (ví dụ: các tỉnh phía Nam Việt Nam) chắc chắn sẽ cho sản lượng điện lớn hơn so với khu vực có cường độ nắng thấp hơn (ví dụ: các tỉnh phía Bắc).
- Thời tiết: Những ngày mây mù, mưa kéo dài sẽ làm giảm đáng kể lượng bức xạ mặt trời đến tấm pin, dẫn đến sản lượng điện thấp hơn rõ rệt so với những ngày nắng trong.
- Thời gian trong năm: Sản lượng điện thường cao nhất vào mùa khô và giảm đi vào mùa mưa do sự thay đổi của góc nghiêng Trái Đất và điều kiện thời tiết theo mùa.
CHẤT LƯỢNG VÀ CÔNG NGHỆ CỦA TẤM PIN MẶT TRỜI
Không phải mọi tấm pin có cùng công suất danh định đều hoạt động giống nhau trong thực tế.
- Hiệu suất chuyển đổi (Efficiency): Các loại pin khác nhau như Mono-PERC hay Bifacial có hiệu suất chuyển đổi cao hơn so với pin Poly truyền thống. Pin có hiệu suất cao hơn sẽ chuyển hóa được nhiều ánh sáng mặt trời thành điện năng hơn trên cùng một diện tích và cùng điều kiện tiêu chuẩn.
- Dung sai công suất (Power Tolerance): Tấm pin từ các nhà sản xuất uy tín thường có dung sai dương (ví dụ: $0 \text{W} \sim +5 \text{W}$), nghĩa là công suất thực tế thường bằng hoặc cao hơn công suất danh định. Pin kém chất lượng có thể có công suất thực tế thấp hơn.
- Hệ số nhiệt độ (Temperature Coefficient): Đây là yếu tố rất quan trọng. Khi nhiệt độ tấm pin tăng cao ($>25^\circ\text{C}$), hiệu suất pin sẽ giảm. Tấm pin có hệ số nhiệt độ thấp hơn ($< -0.4\%/^\circ\text{C}$) sẽ bị suy giảm hiệu suất ít hơn khi trời nắng nóng, do đó cho sản lượng điện tốt hơn.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ HIỆN TƯỢNG BÓNG CHE
Thiết kế lắp đặt đóng vai trò then chốt trong việc tối đa hóa sản lượng.
- Góc nghiêng và Hướng lắp đặt (Tilt and Azimuth):
- Góc nghiêng tối ưu (thường khoảng $10^\circ \sim 15^\circ$ ở Việt Nam) giúp pin hứng được nhiều ánh nắng nhất trong năm.
- Hướng tối ưu là hướng Nam (đối với Bắc bán cầu), việc lắp đặt lệch hướng sẽ làm giảm sản lượng.
- Bóng che (Shading): Đây là nguyên nhân phổ biến nhất. **Một phần nhỏ tấm pin bị bóng che** (từ cây cối, ống khói, mái nhà xung quanh, hoặc bụi bẩn) cũng có thể **làm giảm đáng kể** sản lượng của **cả một chuỗi pin** (String) do hiệu ứng **Match-Loss**.
- Giải pháp: Sử dụng **Bộ tối ưu hóa công suất (Optimizer)** hoặc **Bộ biến tần vi mô (Micro-Inverter)** để giảm thiểu tác động của bóng che.
- Bụi bẩn và Vệ sinh: Bụi bẩn, phân chim bám trên bề mặt pin sẽ cản trở ánh sáng, làm giảm hiệu suất. Hệ thống được **vệ sinh định kỳ** sẽ cho sản lượng cao hơn.
CHẤT LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ HÒA LƯỚI (INVERTER)
Biến tần (Inverter) là “trái tim” của hệ thống, có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện một chiều **DC** (từ pin) thành dòng điện xoay chiều **AC** (để sử dụng hoặc hòa lưới).
- Hiệu suất biến tần (Inverter Efficiency): Biến tần chất lượng cao có **hiệu suất chuyển đổi cao hơn** (thường trên $98\%$), nghĩa là ít năng lượng bị hao phí dưới dạng nhiệt hơn. Sự khác biệt nhỏ trong hiệu suất (ví dụ: $97\%$ so với $98.5\%$) có thể dẫn đến chênh lệch sản lượng đáng kể sau một năm.
- Khả năng theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT – Maximum Power Point Tracking): Biến tần tốt có **thuật toán MPPT nhạy và chính xác**, giúp nó luôn tìm ra và khai thác tối đa công suất mà tấm pin có thể tạo ra trong mọi điều kiện thời tiết.
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY VÀ SUY GIẢM HIỆU SUẤT
Dòng điện truyền tải từ pin đến inverter và từ inverter đến lưới điện luôn có sự hao phí.
- Tổn thất trên dây dẫn (Cable Loss): Dây dẫn quá dài, tiết diện không đủ lớn, hoặc sử dụng vật liệu kém chất lượng sẽ làm **tăng điện trở**, dẫn đến **hao phí năng lượng** dưới dạng nhiệt.
- Nguyên tắc: Cần tính toán tiết diện dây dẫn **chuẩn xác** để giữ tổn thất **dưới mức $1\%$** cho dây DC và $2\%$ cho dây AC.
- Suy giảm hiệu suất (Degradation): Tấm pin mặt trời có đặc tính **suy giảm công suất theo thời gian** (khoảng $0.5\% \sim 0.8\%$ mỗi năm). Hệ thống cũ hơn sẽ có sản lượng điện thấp hơn so với hệ thống mới cùng công suất ban đầu.
Kết Luận
Để đạt được sản lượng tối đa, bạn cần:
- **Lựa chọn thiết bị chất lượng cao** từ các thương hiệu uy tín.
- **Thiết kế hệ thống tối ưu** (góc nghiêng, hướng, tránh bóng che).
- **Bảo trì và vệ sinh** hệ thống định kỳ.
Việc đầu tư ban đầu vào một hệ thống chất lượng sẽ đảm bảo hiệu suất ổn định và lợi nhuận kinh tế dài hạn cho bạn.
