Cấu tạo cơ bản của tủ điện năng lượng mặt trời

Giới thiệu

Trong một hệ thống điện năng lượng mặt trời, ngoài tấm pin và biến tần, tủ điện năng lượng mặt trời cũng là một thành phần quan trọng, giúp kết nối, bảo vệ và điều phối toàn bộ hệ thống. Hiểu rõ cấu tạo cơ bản của tủ điện năng lượng mặt trời sẽ giúp người dùng lựa chọn, lắp đặt và vận hành hiệu quả hơn. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết cấu tạo, vai trò và nguyên lý hoạt động của tủ điện trong hệ thống điện mặt trời.

Tủ điện năng lượng mặt trời là gì?

Tủ điện năng lượng mặt trời là nơi tập hợp, bảo vệ và điều khiển các thiết bị trong hệ thống điện mặt trời. Nó hoạt động như “bộ não” giúp phân phối điện, ngắt mạch khi có sự cố và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Tủ điện thường được thiết kế cho:

• Hệ thống điện mặt trời hòa lưới.

• Hệ thống điện mặt trời độc lập (có lưu trữ ắc quy).

• Hệ thống hybrid (kết hợp cả hai).

Cấu tạo cơ bản của tủ điện năng lượng mặt trời

Một tủ điện năng lượng mặt trời cơ bản thường bao gồm các bộ phận chính sau:

1. Vỏ tủ điện

• Là lớp bảo vệ bên ngoài, thường làm bằng thép sơn tĩnh điện hoặc inox.

• Đạt chuẩn chống bụi, chống nước (IP65 hoặc IP67) để chịu được môi trường ngoài trời.

2. Cầu dao DC (DC Switch/Isolator)

• Đặt giữa tấm pin mặt trời và biến tần.

• Có chức năng ngắt kết nối mạch điện DC khi cần bảo trì hoặc khi có sự cố.

3. Cầu chì DC (DC Fuse)

• Bảo vệ đường dây DC khỏi tình trạng quá dòng, chập mạch.

• Được lựa chọn theo công suất và dòng điện của tấm pin.

4. Thiết bị chống sét DC (DC SPD)

• Ngăn ngừa hư hại do sét lan truyền hoặc quá áp từ phía dàn pin mặt trời.

• Giúp bảo vệ biến tần và các thiết bị khác.

5. Aptomat AC (MCB/AC Breaker)

• Đặt ở đầu ra của biến tần trước khi hòa lưới.

• Có nhiệm vụ ngắt mạch AC khi quá tải hoặc chập điện.

6. Thiết bị chống sét AC (AC SPD)

• Bảo vệ thiết bị điện trong gia đình/trang trại trước sự cố sét đánh gián tiếp từ lưới điện.

7. Đồng hồ đo điện (Meter) (tùy chọn)

• Dùng để giám sát công suất, sản lượng điện từ hệ thống.

• Một số hệ thống sử dụng đồng hồ thông minh kết nối IoT.

8. Thanh đấu nối, dây dẫn và phụ kiện

• Gồm các busbar, domino, cáp điện DC/AC chuyên dụng.

• Giúp kết nối an toàn, ổn định và giảm tổn thất điện năng.

Sơ đồ nguyên lý tủ điện năng lượng mặt trời

Một tủ điện tiêu chuẩn sẽ có sơ đồ nguyên lý như sau:

1. Dòng điện từ tấm pin (DC) đi qua cầu dao DC → cầu chì DC → chống sét DC.

2. Điện DC vào biến tần để chuyển đổi thành AC.

3. Dòng AC đi qua aptomat AC → chống sét AC → hệ thống điện gia đình/trang trại hoặc hòa lưới.

Nhờ thiết kế này, toàn bộ hệ thống được bảo vệ 2 lớp cả ở phía DC (tấm pin) và phía AC (thiết bị tiêu thụ).

Tầm quan trọng của tủ điện năng lượng mặt trời

• Bảo vệ an toàn: Giúp ngăn ngừa chập cháy, hỏng hóc thiết bị.

• Dễ dàng bảo trì: Có thể ngắt riêng từng nhánh để kiểm tra.

• Nâng cao tuổi thọ hệ thống: Giữ cho biến tần và dàn pin hoạt động ổn định.

• Giám sát hiệu quả: Với tủ có đồng hồ đo, chủ hệ thống dễ dàng theo dõi sản lượng điện.

Tiêu chí lựa chọn tủ điện năng lượng mặt trời

1. Phù hợp công suất hệ thống: Tủ cho hệ 3 kWp sẽ khác với hệ 50 kWp.

2. Chất liệu vỏ tủ: Nên chọn inox hoặc thép sơn tĩnh điện chống gỉ.

3. Thiết bị bên trong đạt chuẩn: Đảm bảo đạt tiêu chuẩn IEC, TCVN.

4. Nhà cung cấp uy tín: Đảm bảo chất lượng và dịch vụ hậu mãi.

Kết luận

Hiểu rõ cấu tạo cơ bản của tủ điện năng lượng mặt trời giúp người dùng lựa chọn đúng thiết bị, đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, hiệu quả và bền vững. Đây là thành phần không thể thiếu khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời cho hộ gia đình, trang trại hay doanh nghiệp.

Đầu tư tủ điện đạt chuẩn ngay từ đầu sẽ giúp tối ưu chi phí bảo trì, kéo dài tuổi thọ thiết bị và mang lại nguồn năng lượng xanh ổn định trong suốt 20 – 25 năm.

Xem thêm: Hệ thống Điện năng lượng mặt trời cho nhà kính