Biến tần năng lượng mặt trời là gì?

1. Biến tần năng lượng mặt trời là gì?

Biến tần năng lượng mặt trời, còn được gọi là biến tần quang điện (PV), là một loại biến tần nguồn chuyển đổi đầu ra dòng điện một chiều (DC) biến đổi của tấm pin mặt trời quang điện thành dòng điện xoay chiều tần số tiện ích (AC) có thể được đưa vào lưới điện thương mại hoặc được sử dụng bởi hệ thống điện địa phương, ngoài lưới điện mạng điện. Là một thành phần thiết yếu của hệ thống năng lượng mặt trời, nó được sử dụng để đảm bảo rằng năng lượng mặt trời được tạo ra phù hợp để sử dụng trong gia đình thiết bị hoặc hệ thống phân phối cung cấp. Nói chung bộ biến tần năng lượng mặt trời là có sẵn trong các kích cỡ và chủng loại khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của lắp đặt năng lượng mặt trời.

2. Cấu tạo của biến tần năng lượng mặt trời

Biến tần năng lượng mặt trời chủ yếu bao gồm đầu vào DC, đầu ra AC, máy biến áp, hệ thống làm mát cũng như hệ thống điều khiển, tất cả chúng đều phối hợp với nhau để đảm bảo hoạt động bình thường của biến tần năng lượng mặt trời.

Đầu vào DC là gì?

Đầu vào DC, nơi cung cấp điện DC do các tấm pin mặt trời tạo ra được kết nối với biến tần, có thể xử lý dải điện áp được xác định bởi thông số kỹ thuật của biến tần và phải phù hợp với điện áp do năng lượng mặt trời tạo ra tấm. Nó cũng có bộ ngắt mạch hoặc cầu chì bảo vệ biến tần do quá tải hoặc đoản mạch. Quan trọng nhất, bộ biến tần năng lượng mặt trời sử dụng theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) để có được công suất tối đa có thể từ mảng PV.

Đầu ra AC là gì?

Đầu ra AC được thiết kế để chuyển đổi nguồn DC do tấm pin mặt trời tạo ra thành nguồn điện xoay chiều có thể sử dụng được, còn được gọi là công suất đầu ra tối đa hoặc công suất định mức công suất đầu ra và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và lượng ánh sáng mặt trời có sẵn để tấm pin mặt trời tạo ra nguồn điện một chiều. Do đó, đầu ra AC đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng đầu ra AC của biến tần năng lượng mặt trời đủ để đáp ứng các yêu cầu về năng lượng của tải điện.

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp có chức năng chuyển đổi đầu ra DC của biến tần thành nguồn AC có thể được đưa trở lại vào lưới điện. Và nó có thể giúp năng lượng được tạo ra bởi các tấm pin được đưa trở lại lưới điện để nâng cao hiệu suất của bộ biến tần năng lượng mặt trời. Trong lịch sử, đã có những lo ngại về việc sử dụng điện không biến áp hệ thống đưa vào lưới tiện ích công cộng. Vì vậy máy biến áp được thiết kế để cung cấp cách ly khỏi lưới điện, mọi lỗi hoặc chập mạch trong biến tần sẽ không ảnh hưởng lưới điện. Hơn nữa, máy biến áp còn đảm bảo rằng đầu ra AC của biến tần được đồng bộ với điện áp và tần số của nguồn điện lưới điện, để điện năng được tạo ra có thể được sử dụng bởi những người tiêu dùng khác trên lưới điện. Ngày nay, các bộ biến tần chủ yếu sử dụng máy biến áp tần số cao mới hơn.

Hệ thống làm mát là gì?

Là một thành phần thiết yếu của bộ biến tần năng lượng mặt trời, hệ thống làm mát là được thiết kế đặc biệt để tản nhiệt do biến tần tạo ra trong quá trình hoạt động hoạt động. Nó có thể được chia thành làm mát thụ động và làm mát chủ động. So sánh để làm mát thụ động, làm mát chủ động phù hợp hơn với các bộ biến tần lớn hơn và có thể điều chỉnh nhiệt độ chính xác hơn. Ngoài ra hệ thống làm mát chủ động có thể được phân loại thêm thành

vào làm mát không khí và làm mát bằng chất lỏng. Nhìn chung, làm mát bằng không khí rẻ hơn trong khi làm mát bằng chất lỏng đắt hơn và hiệu quả hơn.

Hệ thống điều khiển là gì?

Được sử dụng để quản lý dòng điện, hệ thống điều khiển chủ yếu bao gồm một bộ vi điều khiển hoặc bộ xử lý tín hiệu số (DSP), điện tử công suất và cảm biến. Là bộ não của hệ thống điều khiển, bộ điều khiển vi mô hoặc DSP liên tục theo dõi điện áp mảng PV, điện áp pin, trạng thái sạc (SOC) cũng như điện áp và tần số lưới. Điện tử công suất đạt được chuyển đổi năng lượng thông qua các loại cấu trúc liên kết chuyển đổi năng lượng khác nhau. Trong khi các cảm biến cung cấp tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển vi mô hoặc DSP, cho phép điều khiển vòng kín của bộ chuyển đổi nguồn.

3.Lịch sử phát triển của biến tần năng lượng mặt trời

Thế hệ biến tần năng lượng mặt trời đầu tiên được phát triển vào những năm 1980 với giới hạn ở mức công suất vài kilowatt. Tuy nhiên, những tiến bộ về sức mạnh Công nghệ điều khiển điện tử và kỹ thuật số vào cuối những năm 1990 đã cho phép phát triển các bộ biến tần năng lượng mặt trời hiệu quả và đáng tin cậy hơn. Và sau đó trong Đầu những năm 2000, thế hệ bộ biến tần năng lượng mặt trời thứ hai được giới thiệu với nguồn điện khả năng chuyển đổi và bắt đầu được áp dụng rộng rãi trong ngành năng lượng mặt trời. Thế hệ thứ ba của bộ biến tần năng lượng mặt trời xuất hiện vào giữa những năm 2010 và được đặc trưng bởi mật độ năng lượng cao hơn, hiệu suất chuyển đổi năng lượng được cải thiện và các tính năng nâng cao như chức năng giám sát và điều khiển nâng cao. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, biến tần hybrid trở thành một xu hướng mới. xu hướng thông qua việc kết hợp các chức năng lưu trữ năng lượng mặt trời và năng lượng vào một thiết bị duy nhất để thúc đẩy sự thay đổi hướng tới một tương lai năng lượng sạch và bền vững hơn.

4.Các loại biến tần năng lượng mặt trời

Nói chung, biến tần năng lượng mặt trời có thể được chia thành bốn loại: không nối lưới biến tần, biến tần trên lưới, biến tần dự phòng ắc quy và hybrid thông minh biến tần.

l Biến tần ngoài lưới được sử dụng trong các hệ thống điện độc lập trong đó biến tần lấy năng lượng DC từ pin được sạc bằng mảng quang điện. Và nó là thường được trang bị bộ sạc pin tích hợp để lưu trữ năng lượng dư thừa được tạo ra trong ngày để sử dụng khi cần thiết. Thông thường những thứ này không giao tiếp theo bất kỳ cách nào với lưới điện tiện ích và do đó không bắt buộc phải có thiết bị chống đảo sự bảo vệ. Về ưu điểm, loại biến tần này được thiết kế để xử lý sự dao động của ánh sáng mặt trời và cung cấp nguồn điện xoay chiều ổn định, đáng tin cậy, bạn cũng có thể tạo ra điện mà không cần dựa vào lưới điện, điều này có thể đặc biệt hữu ích nếu bạn sống ở vùng sâu vùng xa nơi có lưới điện giới hạn. Tuy nhiên, không có gì là hoàn hảo, dung lượng, thời lượng pin và khả năng tương thích cần được chú ý. Đồng thời, tính mở rộng của nó ứng dụng đáng chú ý. Thứ nhất, nó có thể được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới không được kết nối với lưới điện và các hệ thống này thường được tìm thấy trong các cabin, thuyền và RV ở xa.

Ngoài ra, các bộ biến tần ngoài lưới được sử dụng dành cho các giải pháp năng lượng di động như cắm trại, chèo thuyền hoặc các chuyến đi đường tới nguồn điện di động thiết bị chiếu sáng, điện lạnh. Trong khi đó chúng cũng được áp dụng rộng rãi vào nguồn điện dự phòng khẩn cấp, hệ thống năng lượng tái tạo cũng như điều khiển từ xa các hệ thống giám sát. Dựa trên chất lượng, các bộ biến tần không nối lưới có thể được cải tiến hơn nữa chia thành sóng hình sin thuần túy và sóng hình sin biến đổi, biến tần sóng hình sin thuần túy tạo ra đầu ra AC chất lượng cao hơn tương tự như nguồn điện có sẵn từ lưới điện và phù hợp hơn với một số thiết bị điện tử nhạy cảm khi thực hiện so sánh với sóng hình sin biến đổi.

l Biến tần trên lưới được thiết kế để đồng bộ hóa với điện áp của lưới, tần số và pha để duy trì nguồn điện ổn định. các các biện pháp bảo vệ chống đảo của bộ biến tần ngoài lưới giúp ngừng hoạt động tự động khi mất nguồn cung cấp tiện ích cho an toàn. Nhiều bộ biến tần trên lưới được được thiết kế để kết nối với lưới điện tiện ích và sẽ không hoạt động khi chúng thực hiện không phát hiện sự hiện diện của lưới điện. Chúng chứa mạch điện đặc biệt để xác định chính xác phù hợp với điện áp, tần số và pha của lưới điện. Trong nhiều năm, biến tần trên lưới đã trở nên phổ biến vì những lợi ích khác nhau của nó. Ví dụ, nó cho phép khách hàng tiết kiệm chi phí và tránh nguy cơ mất điện. Trong ý nghĩa thời gian, nó không cần thiết bị bổ sung như pin và có hiệu suất cao hơn xếp hạng hiệu quả so với các bộ biến tần ngoài lưới. Dựa trên những điều này, nó được áp dụng rộng rãi được sử dụng trong các khu vực công cộng, chẳng hạn như tài sản thương mại, chính phủ cơ sở vật chất, nông nghiệp và như vậy.

Người ta biết rằng các khu vực công cộng được thiết kế cho các hoạt động giải trí và mở cửa cho tất cả các thành viên của cộng đồng, cung cấp một loạt các tiện nghi và dịch vụ, đòi hỏi một lượng lớn sử dụng điện dẫn đến hóa đơn tiền điện tăng cao. Vì vậy, việc sử dụng Bộ biến tần năng lượng mặt trời trên lưới ở các khu thương mại đã trở nên phổ biến trong thời gian gần đây. năm do tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí của chúng. Quá trình này cũng cho phép khách hàng tự tạo ra điện từ các nguồn tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm chi phí năng lượng.

l Biến tần dự phòng ắc quy là một biến tần đặc biệt được thiết kế để thu hút năng lượng từ pin, quản lý việc sạc pin thông qua bộ sạc tích hợp và xuất năng lượng dư thừa vào lưới điện. Biến tần này có khả năng cung cấp Năng lượng AC cho các tải đã chọn trong thời gian mất điện và được chia thành bộ biến tần dự phòng pin gắn lưới, bộ biến tần dự phòng pin ngoài lưới và hybrid biến tần dự phòng pin. Do những thông số kỹ thuật này, pin dự phòng biến tần cung cấp nguồn điện liên tục trong thời gian mất điện và tăng điện bảo vệ để bảo vệ các thiết bị và thiết bị điện tử khỏi bị hư hại. Và nó tính di động cũng khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các hoạt động ngoài trời. Và ở xa địa điểm, biến tần dự phòng pin được sử dụng để tạo ra năng lượng cho nhiều các ứng dụng mà việc truy cập vào lưới điện không có sẵn hoặc không khả thi.

Vì Ví dụ, tại các khu khai thác mỏ hoặc giàn khoan dầu, biến tần dự phòng bằng pin được sử dụng để cấp nguồn cho thiết bị viễn thông và các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu ở xa các địa điểm thường dựa vào bộ biến tần dự phòng bằng pin để cấp nguồn cho thiết bị của họ, chẳng hạn như như trạm giám sát, cảm biến hoặc bộ ghi dữ liệu. Khi gặp trường hợp khẩn cấp, chẳng hạn như thiên tai hoặc tai nạn, bộ biến tần dự phòng bằng pin có thể được sử dụng để cấp điện cho các thiết bị thiết yếu như thiết bị y tế, hệ thống thông tin liên lạc, nước máy bơm và hệ thống chiếu sáng nhằm mục đích cải thiện thời gian đáp ứng và tiết kiệm cuộc sống.

l Bộ biến tần lai thông minh, còn được gọi là bộ biến tần năng lượng mặt trời lai, là một loại biến tần có thể chuyển đổi nguồn DC từ các tấm pin mặt trời thành nguồn AC cho sử dụng trong nhà hoặc để cung cấp nguồn điện dư thừa vào lưới điện. Những bộ biến tần này độc đáo trong khả năng tự tiêu thụ của họ với việc sử dụng kho lưu trữ, điều này có lợi cho việc cung cấp điện liên tục trong thời gian mất điện hoặc thiếu điện. Nó cũng đóng vai trò ngăn chặn lưới điện bị quá tải trong thời gian cao điểm và năng lượng đó được phân phối một cách hiệu quả đến nơi cần thiết nhất. Khi nói đến việc sử dụng, biến tần lai thông minh thường được sử dụng trong năng lượng mặt trời ứng dụng năng lượng sử dụng năng lượng tái tạo cho tiêu dùng gia đình, đặc biệt là cho lắp đặt quang điện mặt trời. Điện từ các tấm pin mặt trời được tạo ra chỉ vào ban ngày, với thời gian phát điện cao điểm vào khoảng giữa trưa. Thế hệ biến động và có thể không đồng bộ với mức tiêu thụ điện của tải.

5. Xu hướng phát triển của biến tần năng lượng mặt trời

Việc áp dụng ngày càng tăng các nguồn năng lượng tái tạo song song với các quy định các biện pháp của chính phủ nhằm giảm thiểu lượng khí thải độc hại đã dẫn đến sự tăng trưởng nhanh chóng trong các bộ biến tần năng lượng mặt trời, đặc biệt là sự phát triển của các bộ biến tần trung tâm, dự kiến ​​sẽ thống trị thị trường và cho phép các mảng PV dựa trên điện áp tối đa 1500V, đồng thời yêu cầu ít BOS hơn (cân bằng hệ thống) thành phần.

Nhiều bộ biến tần ngoài lưới đã xuất hiện trên thị trường trong năm nay, đặc biệt ở những những nơi thường xuyên bị mất điện hơn như Pakistan, Philippines, và Nam Phi, c. Để đáp lại nó, bí quyết từ những nơi có lưới điện kém ổn định hơn trở nên hữu ích hơn. Hơn nữa, với việc tăng cường đầu tư vào năng lượng tái tạo lĩnh vực năng lượng và sự gia tăng trong việc triển khai các bộ biến tần năng lượng mặt trời nhằm chống lại biến tần vi mô thông thường, dự báo thị trường biến tần năng lượng mặt trời dân dụng được dự đoán sẽ tiếp tục mạnh mẽ trong những năm tới. Ví dụ, theo báo cáo của Global Market Insights Inc., thị trường biến tần năng lượng mặt trời dân dụng sẽ đạt mức tăng trưởng CAGR 4% cho đến năm 2028. Nếu hướng tới những công nghệ mới, Bộ biến tần PV bán dẫn cacbua silic tiếp tục cho thấy hiệu quả đáng kể cơ hội cho ngành, nhưng xe điện kiểm soát nhu cầu, chi phí vẫn ở mức cao và cấu trúc liên kết biến tần hỗ trợ IGBT trong năng lượng mặt trời vẫn chiếm ưu thế kiểu.

Đối với các nước, các nước châu Á như Ấn Độ và Trung Quốc được coi là đóng góp lớn nhất cho nhu cầu thị trường ngày càng tăng. Với việc áp dụng nhanh chóng màu xanh lá cây năng lượng, tích hợp lưới điện mặt trời hiện nay là một thông lệ phổ biến trên toàn thế giới, vì vậy Nhà điều hành thị trường năng lượng Úc (AEMO) đã công bố một báo cáo tập trung vào đẩy nhanh việc giới thiệu các bộ biến tần quy mô lưới để hỗ trợ Australia hệ thống điện tương lai trong quá trình chuyển đổi sang các nguồn tài nguyên dựa trên biến tần như năng lượng mặt trời PV.

Tuy nhiên, những hạn chế về mặt kỹ thuật của bộ biến tần chuỗi dự kiến ​​sẽ cản trở việc sự tăng trưởng của thị trường bộ biến tần năng lượng mặt trời trong giai đoạn dự báo. TRONG kết luận, cơ hội đi kèm với thách thức, bộ biến tần mới và tốt hơn đến với thị trường ở mọi tầng lớp từ một ngành công nghiệp đang phát triển mạnh mẽ, nhưng lại có những điểm nghẽn vẫn dành cho các thành phần chính bao gồm bóng bán dẫn lưỡng cực có cổng cách điện (IGBT) và chip tiên tiến.

6. Xu hướng phát triển ngành năng lượng mặt trời ở Việt Nam 2023

Giá hàng hóa cao và tắc nghẽn trong chuỗi cung ứng dẫn đến sự gia tăng khoảng 20% ​​​​giá tấm pin mặt trời trong năm qua. Tuy nhiên, cuộc gặp các mục tiêu năng lượng và khí hậu quốc tế đòi hỏi phải triển khai toàn cầu các hệ thống năng lượng mặt trời PV sẽ phát triển với quy mô chưa từng có. Các lĩnh vực quan trọng như polysilicon, thỏi và tấm bán dẫn sẽ thu hút phần lớn đầu tư để hỗ trợ tăng trưởng yêu cầu. Đồng thời, nhu cầu về khoáng sản quan trọng của điện mặt trời sẽ tăng nhanh chóng trên con đường đạt tới mức phát thải ròng bằng không.

Ngày nay, thị phần của Trung Quốc trong tất cả các công đoạn sản xuất tấm pin mặt trời (chẳng hạn như polysilicon, thỏi, tấm mỏng, tế bào và mô-đun) vượt quá 80%, vì vậy thế giới sẽ gần như hoàn toàn dựa vào Trung Quốc để cung cấp các khối xây dựng quan trọng cho năng lượng mặt trời sản xuất bảng điều khiển đến năm 2025 Tuy nhiên, trình độ địa lý cao sự tập trung vào chuỗi cung ứng toàn cầu và các hạn chế thương mại đã dẫn đến tăng cường tập trung vào sản xuất năng lượng mặt trời và lưu trữ năng lượng tại địa phương, đặc biệt là ở Hoa Kỳ và Châu Âu. Nhấn mạnh vào việc giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu khí đốt đã khiến năng lượng tái tạo trở thành trung tâm cung cấp năng lượng chiến lược.

Điều đáng nói là vào năm 2023, năng lượng mặt trời được phân phối sẽ lan rộng tới phân khúc người tiêu dùng mới và giành được chỗ đứng ở các thị trường mới. Các loại hộ gia đình mới và các doanh nghiệp nhỏ sẽ có quyền truy cập khi có các lựa chọn năng lượng mặt trời chung, và hệ thống PV dự kiến ​​sẽ ngày càng gắn liền với việc lưu trữ năng lượng.

7. Phân tích đầu tư biến tần năng lượng mặt trời

Quy mô thị trường biến tần năng lượng mặt trời (PV) toàn cầu dự kiến ​​​​sẽ đạt 17,9 tỷ USD đến năm 2030, đạt tốc độ CAGR là 8,8% từ năm 2021 đến năm 2030, điều này phụ thuộc vào một số các yếu tố.

Phân tích người dùng cuối

Theo người dùng cuối, phân khúc tiện ích chiếm thị phần lớn nhất về mặt doanh thu và dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 8,3%, được đóng góp bởi tăng đầu tư vào các nhà máy điện mặt trời quy mô tiện ích, công viên năng lượng mặt trời và các cấu trúc mặt trời khác. Ngoài ra, sự gia tăng các dự án xây dựng như nhà máy điện mặt trời phi tập trung, dự án điện khí hóa nông thôn, điện mặt trời thực vật trên mặt nước & mái nhà, tòa nhà thương mại và những động cơ khác sự tăng trưởng của thị trường biến tần năng lượng mặt trời (PV) cho phân khúc tiện ích trên khắp quả địa cầu.

Phân tích loại sản phẩm

Theo loại sản phẩm, biến tần trung tâm được dự đoán sẽ chiếm lĩnh thị trường do sự đầu tư ngày càng tăng vào thương mại & dự án công nghiệp trên toàn cầu và sự khuyến khích của các chính phủ.

Phân tích loại cụm từ

Theo cụm từ, bộ biến tần ba pha, có xu hướng được trang bị điện áp 1.500 volt mảng năng lượng mặt trời, được dự đoán sẽ duy trì sự thống trị của nó, được cho là do tầm quan trọng ngày càng tăng của việc sản xuất, phân phối và truyền tải điện ngành.

Phân tích khu vực

Châu Á-Thái Bình Dương giành được thị phần cao nhất trong thị trường biến tần năng lượng mặt trời (PV) ở 2020 về mặt doanh thu và được dự đoán sẽ duy trì vị thế thống trị trong thời gian kỳ dự báo. Điều này là do sự hiện diện của những người chơi chủ chốt và rất lớn cơ sở người tiêu dùng trong khu vực. Ví dụ: Trung Quốc là nơi có top 10 thế giới nhà cung cấp thiết bị sản xuất năng lượng mặt trời PV.

8. Những điều cần lưu ý để có bộ biến tần năng lượng mặt trời chất lượng cao

Khi mua biến tần năng lượng mặt trời quang học không chỉ phải quan tâm đến giá cả và chất lượng. xem xét, mà còn là sự ổn định và độ tin cậy, và liệu nó có thể đáp ứng được yêu cầu về khả năng tương thích của thiết bị mạng và truyền dữ liệu.

l Công suất

Công suất của biến tần là tải tối đa mà bạn có thể kết nối biến tần. Khi chọn một biến tần, cần phải chọn một biến tần mà bạn nhu cầu.

tôi Pin

Biến tần cần hoạt động cùng với pin, vì vậy hãy kiểm tra dung lượng pin để biết bộ nghịch lưu năng lượng mặt trời có thể giảm tải bao nhiêu và tải nào có thể được hỗ trợ khi có sự cố mất điện có thể giúp tránh được những rắc rối không đáng có.

l Tăng sức mạnh và cân nhắc sức mạnh khác

Thông thường, một biến tần cần cung cấp hai loại công suất – công suất đỉnh và công suất thông thường. công suất, công suất cực đại đề cập đến công suất tối đa mà biến tần có thể cung cấp trong khi nguồn điện thông thường là nguồn mà biến tần phải cung cấp ổn định. Do đó, cả hai trong số đó cần được xem xét.

tôi MPPT

MPPT theo dõi và tối ưu hóa các tấm pin mặt trời cho điểm lý tưởng này (Công suất tối đa point) để có được công suất tối đa từ các tấm pin mặt trời, đây cũng là một điểm quan trọng cần xem xét.

l Điều khiển có thể lập trình để điều chỉnh và giám sát

Sản lượng của tấm pin năng lượng mặt trời không ổn định do nhiều yếu tố nên cần sử dụng biến tần cần thiết để điều chỉnh đầu ra để đảm bảo sản lượng điện ổn định. Theo đó, khi mua một biến tần, hãy kiểm tra xem có bộ điều khiển lập trình nào ở dạng bảng hiển thị hoặc có hỗ trợ cho các ứng dụng di động để giám sát nguồn điện từ các tấm pin mặt trời.

Với rất nhiều bộ biến tần năng lượng mặt trời trên thị trường, chắc chắn bạn cần lưu ý những điều phức tạp liên quan đến việc mua bộ biến tần năng lượng mặt trời. Hy vọng những điều trên thông tin sẽ hữu ích.