Biến Tần Chuỗi Kết Hợp Power Optimizer Là Gì Và Ưu Điểm Của Nó

Biến Tần Chuỗi Kết Hợp Power Optimizer Là Gì Và Ưu Điểm Của Nó

Bên cạnh các giải pháp truyền thống như biến tần chuỗi (string inverter) và giải pháp cấp độ tấm pin như biến tần vi mô (microinverter), một phương pháp kết hợp ngày càng trở nên phổ biến và hiệu quả: sử dụng biến tần chuỗi cùng với các bộ tối ưu hóa công suất (Power Optimizer).

Power Optimizer Là Gì?

Trước tiên, cần hiểu rõ Power Optimizer (hay bộ tối ưu hóa công suất) là gì. Đây là một thiết bị điện tử công suất nhỏ (DC-DC converter) được gắn vào mặt sau của từng tấm pin mặt trời hoặc tại điểm kết nối của tấm pin. Nhiệm vụ chính của nó là:

Thực hiện theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) riêng lẻ: Khác với string inverter chỉ thực hiện MPPT cho cả một chuỗi pin, Power Optimizer thực hiện MPPT ngay tại từng tấm pin. Điều này đảm bảo mỗi tấm pin luôn hoạt động ở điểm hiệu suất cao nhất của nó, bất kể các tấm pin khác trong cùng chuỗi có bị ảnh hưởng bởi bóng che, bụi bẩn, lão hóa không đồng đều hay lắp đặt ở các hướng/góc nghiêng khác nhau.

Điều chỉnh Điện áp/Dòng điện đầu ra: Optimizer sẽ điều chỉnh điện áp hoặc dòng điện đầu ra của tấm pin (thường là duy trì một mức điện áp chuỗi cố định và an toàn) trước khi gửi dòng điện DC xuống biến tần chuỗi trung tâm.

Cách Thức Hoạt Động Của Giải Pháp Kết Hợp

Trong hệ thống này, các tấm pin vẫn được kết nối thành chuỗi giống như hệ thống string inverter truyền thống. Tuy nhiên, mỗi tấm pin sẽ được trang bị một Power Optimizer.

1. Mỗi optimizer thực hiện MPPT cho tấm pin nó gắn vào, tối đa hóa sản lượng điện DC của tấm pin đó.

2. Các optimizer giao tiếp với nhau và với inverter để duy trì một điện áp chuỗi DC ổn định và được tối ưu hóa (ví dụ: hệ thống SolarEdge thường duy trì điện áp chuỗi DC cố định). Điều này giúp loại bỏ sự sụt giảm hiệu suất toàn chuỗi do một vài tấm pin yếu gây ra.

3. Dòng điện DC đã được tối ưu và ổn định từ các chuỗi sẽ được đưa về biến tần chuỗi (string inverter). Lúc này, vai trò của string inverter được "đơn giản hóa" hơn, chủ yếu tập trung vào việc chuyển đổi hiệu quả dòng điện DC thành dòng điện AC tương thích với lưới điện. Nhiệm vụ MPPT phức tạp đã được các optimizer đảm nhiệm.

Ưu Điểm Của Giải Pháp Kết Hợp String Inverter và Power Optimizer

Tối ưu hóa sản lượng tối đa:

Khắc phục triệt để nhược điểm lớn nhất của string inverter truyền thống là ảnh hưởng của bóng che và sự không đồng đều giữa các tấm pin. Hệ thống có thể khai thác tối đa tiềm năng của từng tấm pin, mang lại tổng sản lượng điện cao hơn đáng kể, đặc biệt với các mái nhà phức tạp hoặc có bóng che.

Giám sát chi tiết đến từng tấm pin:

Hầu hết các hệ thống optimizer cho phép người dùng theo dõi hiệu suất hoạt động (điện áp, dòng điện, công suất) của từng tấm pin riêng lẻ thông qua nền tảng giám sát trực tuyến. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề (như hỏng hóc, suy giảm hiệu suất bất thường) và định vị chính xác vị trí cần xử lý.

Thiết kế linh hoạt:

Cho phép lắp đặt các chuỗi pin có độ dài khác nhau, kết hợp các tấm pin trên nhiều mặt mái với hướng và góc nghiêng khác nhau mà không làm ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất chung. Cũng có thể linh hoạt hơn trong việc sử dụng các loại tấm pin khác nhau (dù vẫn cần tuân thủ khuyến cáo của nhà sản xuất).

An toàn nâng cao:

Nhiều hệ thống optimizer có tính năng tự động giảm điện áp DC của từng tấm pin xuống mức an toàn (thường là 1V mỗi tấm) khi biến tần tắt hoặc khi có sự cố mất điện lưới. Điều này giảm thiểu đáng kể nguy cơ điện giật cho lính cứu hỏa hoặc kỹ thuật viên bảo trì khi làm việc trên mái nhà.

Hiệu quả chi phí tương đối:

So với việc sử dụng microinverter cho từng tấm pin, giải pháp kết hợp optimizer và string inverter thường có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn một chút, trong khi vẫn mang lại các lợi ích tương tự về tối ưu hóa và giám sát cấp độ tấm pin.

Nhược Điểm Cần Cân Nhắc

• Việc phải mua thêm optimizer cho mỗi tấm pin làm tăng chi phí tổng thể của hệ thống so với việc chỉ sử dụng string inverter đơn thuần và làm cho chi phí bị đội lên cao hơn so với inverter truyền thống.
• Có nhiều thiết bị điện tử hơn được lắp đặt trên mái nhà, làm tăng nhẹ độ phức tạp trong quá trình lắp đặt và tiềm ẩn nhiều điểm có thể xảy ra lỗi hơn (dù các optimizer hiện đại có độ tin cậy khá cao).
• Biến tần chuỗi vẫn là một điểm lỗi trung tâm và hệ thống vẫn phụ thuộc vào nó. Nếu nó gặp sự cố, toàn bộ hệ thống sẽ ngừng hoạt động, tương tự như hệ thống string inverter truyền thống.
• Thường thì Power Optimizer và String Inverter phải đến từ cùng một nhà sản xuất hoặc được thiết kế đặc biệt để hoạt động tương thích với nhau.

Ứng Dụng Phù Hợp

Giải pháp kết hợp String Inverter và Power Optimizer đặc biệt lý tưởng cho:

• Các mái nhà dân dụng và thương mại có điều kiện lắp đặt phức tạp, bị che bóng một phần hoặc không đều trong ngày.
• Các hệ thống yêu cầu tối đa hóa sản lượng trong mọi điều kiện.
• Các chủ đầu tư mong muốn khả năng giám sát chi tiết hiệu suất từng tấm pin.
• Các dự án ưu tiên các tính năng an toàn nâng cao như tự động giảm điện áp DC.

Việc kết hợp biến tần chuỗi với bộ tối ưu hóa công suất Power Optimizer đại diện cho một bước tiến quan trọng trong công nghệ điện mặt trời. Nó khắc phục hiệu quả những hạn chế của string inverter truyền thống liên quan đến bóng che và sự không đồng nhất, đồng thời cung cấp khả năng giám sát chi tiết và tăng cường an toàn. Dù chi phí cao hơn string inverter đơn thuần, giải pháp này mang lại sự cân bằng hấp dẫn giữa hiệu suất, tính linh hoạt, an toàn và chi phí, trở thành lựa chọn tối ưu cho nhiều hệ thống điện mặt trời dân dụng và thương mại hiện đại.

CÔNG TY TNHH TM & DV TƯ VẤN TỨ TRỤ SOLAR