Một hệ mặt trời ngoài lưới là một hệ thống điện khép kín, không dựa vào lưới điện công cộng và thường được sử dụng ở các khu vực xa xôi, khu vực nông thôn hoặc nơi cần cung cấp điện độc lập. Các hệ thống ngoài lưới chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện thông qua các tấm pin mặt trời và lưu trữ nó trong pin để người dùng sử dụng khi họ cần. Sau đây là các thành phần cốt lõi, nguyên tắc làm việc, kịch bản ứng dụng, ưu điểm và nhược điểm của hệ thống ngoài lưới:
1. Các thành phần cốt lõi
Các tấm pin mặt trời (các mô -đun quang điện): Chuyển đổi năng lượng mặt trời thành dòng điện trực tiếp và là nguồn năng lượng của hệ thống.
Pin lưu trữ (Hệ thống lưu trữ năng lượng): Lưu trữ năng lượng điện được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời để sử dụng vào ban đêm hoặc vào những ngày nhiều mây. Các loại pin thường được sử dụng bao gồm pin axit chì, pin lithium-ion, v.v.
Bộ điều khiển điện tích: Điều chỉnh quá trình sạc của pin bằng bảng điều khiển năng lượng mặt trời để tránh sạc quá mức hoặc quá tải và kéo dài thời lượng pin.
Biến tần: Chuyển đổi dòng điện trực tiếp trong pin thành dòng điện xen kẽ để sử dụng trong các thiết bị gia dụng.
Tải (thiết bị điện): Thiết bị điện được kết nối với hệ thống, chẳng hạn như ánh sáng, tủ lạnh, tivi, v.v.
2. Nó hoạt động như thế nào
Các tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo ra dòng điện trực tiếp.
Bộ điều khiển điện tích cung cấp năng lượng điện cho pin để lưu trữ trong khi bảo vệ pin khỏi quá mức hoặc xả.
Khi cần điện, dòng điện trực tiếp trong pin được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều bằng biến tần để sử dụng bởi tải.
Nếu hệ thống không tạo ra đủ điện, nó có thể được bổ sung một nguồn năng lượng dự phòng, chẳng hạn như máy phát điện diesel.
3. Kịch bản ứng dụng
Nguồn điện ở các khu vực hẻo lánh: Cung cấp năng lượng cho nông thôn, miền núi, đảo và các khu vực khác cách xa lưới điện.
Nguồn điện di động: Nó được sử dụng trong các kịch bản di động như RV, cắm trại và tàu.
Nguồn cung cấp điện khẩn cấp: Là một nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện hoặc mất điện tự nhiên.
Các ứng dụng nông nghiệp và công nghiệp: Cung cấp năng lượng cho các hệ thống thủy lợi, thiết bị giám sát, trạm cơ sở truyền thông, v.v.
4. Ưu điểm
Độc lập: Không dựa vào lưới điện công cộng, phù hợp cho các khu vực xa hoặc địa điểm không có bảo hiểm lưới.
Bảo vệ môi trường: Việc sử dụng năng lượng tái tạo để giảm lượng khí thải carbon.
Tính linh hoạt: Kích thước hệ thống có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu thích ứng với các kịch bản khác nhau.
Kinh tế dài hạn: Mặc dù khoản đầu tư ban đầu cao, nhưng nó có thể tiết kiệm hóa đơn tiền điện trong thời gian dài, đặc biệt là ở các khu vực có chi phí điện cao hoặc chi phí truy cập lưới cao.
5. Nhược điểm
Chi phí ban đầu cao: Bạn cần mua các tấm pin mặt trời, pin, bộ biến tần và các thiết bị khác, và khoản đầu tư ban đầu là lớn.
Hạn chế lưu trữ năng lượng: Pin có công suất hạn chế và có thể không đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng cao.
Yêu cầu bảo trì: Pin cần được duy trì và thay thế thường xuyên, làm tăng chi phí vận hành.
Bị ảnh hưởng bởi thời tiết: Ngày nhiều mây hoặc mưa làm giảm việc phát điện, có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của nguồn cung cấp năng lượng của hệ thống.
6. Đề xuất thiết kế và lựa chọn
Tính toán tải: Tính tổng lượng công suất theo yêu cầu của hệ thống dựa trên sức mạnh của người tiêu dùng và thời gian sử dụng.
Lựa chọn dung lượng pin: Chọn dung lượng pin thích hợp theo nhu cầu tải và điều kiện ánh nắng mặt trời.
Sức mạnh của bảng điều khiển năng lượng mặt trời: Xác định công suất của bảng điều khiển năng lượng mặt trời dựa trên cường độ ánh nắng mặt trời và nhu cầu tải trọng cục bộ.
Khả năng mở rộng hệ thống: Thiết kế xem xét sự gia tăng tải có thể có trong tương lai và đặt phòng để mở rộng.
7. Xu hướng phát triển trong tương lai
Những tiến bộ trong công nghệ lưu trữ năng lượng: Với sự phát triển của pin lithium-ion, pin trạng thái rắn và các công nghệ khác, hiệu quả và tuổi thọ của các hệ thống lưu trữ năng lượng sẽ được cải thiện hơn nữa.
Quản lý thông minh: Thông qua Internet of Things và hệ thống điều khiển thông minh, giám sát từ xa và quản lý tối ưu các hệ thống ngoài lưới được thực hiện.
Giảm chi phí: Với sự tiến bộ công nghệ và sản xuất quy mô lớn, chi phí của các hệ thống ngoài lưới sẽ được giảm thêm và tỷ lệ thâm nhập sẽ tăng lên.
Tóm lại, hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới cung cấp một giải pháp năng lượng đáng tin cậy cho các khu vực không có độ che phủ lưới và có nhiều triển vọng ứng dụng. Mặc dù có những thách thức như chi phí ban đầu cao và giới hạn lưu trữ năng lượng, các hệ thống ngoài lưới sẽ đóng một vai trò lớn hơn trong tương lai khi các tiến bộ và chi phí công nghệ giảm.
