Micro Inverters Một cuộc cách mạng mới trong Năng lượng Mặt trời
Bộ biến tần siêu nhỏ là một thiết bị được sử dụng với các dãy năng lượng mặt trời để chuyển đổi năng lượng được tạo ra (dòng điện một chiều) thành điện năng có thể sử dụng được cho một ngôi nhà (dòng điện xoay chiều). Kể từ khi gia nhập thị trường năng lượng mặt trời chưa đầy một thập kỷ trước, bộ biến tần siêu nhỏ chuyển đổi dòng điện DC từ các mô-đun PV riêng lẻ thành điện AC có thể sử dụng được cho gia đình và doanh nghiệp đã được các nhà thiết kế và lắp đặt hệ thống nhiệt tình đón nhận. Chúng đang xuất hiện ngày càng nhiều trong các hệ thống năng lượng mặt trời lớn hơn, tinh vi hơn mỗi ngày, một xu hướng sẽ không thay đổi trong thời gian sớm. Nhu cầu ngày càng tăng đối với năng lượng sạch là một trong những động lực chính cho sự tăng trưởng của thị trường năng lượng mặt trời. Do đó, một số công ty đang phát triển bộ biến tần siêu nhỏ năng lượng mặt trời. Bộ biến tần siêu nhỏ mang lại một số lợi ích; chúng tồn tại lâu hơn vì chúng không tiếp xúc với tải nhiệt và công suất cao. Hơn nữa, trong trường hợp bộ biến tần siêu nhỏ, không có một điểm lỗi duy nhất, có nghĩa là toàn bộ hệ thống vẫn không bị ảnh hưởng ngay cả khi một tấm bị lỗi. Một số công ty đã bắt đầu xây dựng các bộ biến tần siêu nhỏ thông minh, là các bộ biến tần được kết nối mạng đầy đủ, được xác định bằng phần mềm, được phát triển với chức năng lưới điện tiên tiến.
Bộ biến tần siêu nhỏ có nhu cầu cao bên ngoài Hoa Kỳ khi các thị trường mới đổ xô tận dụng lợi thế của các thiết bị này. Các nhà khoa học Ấn Độ đang thiết kế và tích hợp các hệ thống dựa trên bộ biến tần siêu nhỏ ở Ấn Độ. Một số công ty mới đã tham gia thị trường và đã phát hành sản phẩm của họ, bao gồm hai nhà sản xuất bộ biến tần PV lớn nhất, SMA và Power-One. Theo báo cáo do UnivDatos Market Insights công bố, thị trường bộ biến tần siêu nhỏ năng lượng mặt trời toàn cầu được định giá 977,5 triệu đô la Mỹ vào năm 2018 và dự kiến sẽ đạt 5.604,6 triệu đô la Mỹ vào năm 2025, hiển thị CAGR bùng nổ là 28,4% trong giai đoạn dự báo 2019-2025.
Ý tưởng đằng sau bộ biến tần siêu nhỏ
Các hệ thống năng lượng mặt trời truyền thống chỉ bao gồm một bộ biến tần. Do đó, trong trường hợp bộ biến tần bị lỗi, không có sự chuyển đổi năng lượng thay thế. Để giải quyết vấn đề này, ý tưởng về bộ biến tần chuỗi đã được đề xuất và thực hiện. Ngay cả với bộ biến tần chuỗi, một hệ thống PV không phù hợp như một thiết bị cắm và chạy cho các ứng dụng trong nước. Do đó, cần thiết kế các hệ thống có bộ biến tần bên trong các mô-đun PV, đảm bảo hoạt động ổn định và Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) cho mọi mô-đun.
Ưu điểm và nhược điểm của bộ biến tần siêu nhỏ so với bộ biến tần chuỗi hoặc trung tâm
Ưu điểm của bộ biến tần siêu nhỏ
- Chịu bóng râm vì mỗi tấm năng lượng mặt trời tạo ra độc lập với các tấm khác; hiệu suất của một tấm năng lượng mặt trời không ảnh hưởng đến tấm năng lượng mặt trời lân cận. Do đó, một tấm năng lượng mặt trời bị che bóng không nhất thiết làm giảm hiệu suất của các tấm năng lượng mặt trời khác vì chúng hoạt động độc lập. Điều này không xảy ra với bộ biến tần chuỗi
- Không cần làm mát bằng không khí bộ biến tần siêu nhỏ là bộ biến tần rất nhỏ và có thể lắp ở mặt sau của tấm năng lượng mặt trời. Do kích thước của nó, người ta không cần phải làm mát riêng biệt như bộ biến tần trung tâm. Do đó, có ít tổn thất hơn dưới dạng nhiệt
- Hiệu quả về chi phí bộ biến tần siêu nhỏ riêng lẻ ít tốn kém hơn so với bộ biến tần thông thường. Khi một bộ biến tần thông thường bị lỗi, việc thay thế rất tốn kém nhưng trong trường hợp bộ biến tần siêu nhỏ, chúng ít có khả năng bị lỗi hơn nhiều vì lượng điện nhỏ hơn mà chúng phải xử lý so với bộ biến tần thông thường
- Dễ dàng lắp đặt việc lắp đặt các tấm năng lượng mặt trời với bộ biến tần siêu nhỏ dễ dàng và nhanh hơn nhiều, dẫn đến chi phí lắp đặt thấp hơn so với bộ biến tần truyền thống
- Linh hoạt một trong những ưu điểm chính của bộ biến tần siêu nhỏ là tính linh hoạt và khả năng mở rộng của nó. Người ta có thể bắt đầu với một bộ mô-đun năng lượng mặt trời tối thiểu và thêm mô-đun khi nhu cầu và ngân sách tăng lên mà không cần thay thế một bộ biến tần tập trung lớn
Nhược điểm của bộ biến tần siêu nhỏ
- Chi phí ban đầu cao hơn một trong những nhược điểm chính của bộ biến tần siêu nhỏ là chi phí ban đầu cao hơn. Tuy nhiên, chi phí của nó có thể được biện minh trong trường hợp có những thách thức kỹ thuật trong việc lắp đặt một dãy năng lượng mặt trời (chuỗi các tấm năng lượng mặt trời) hoặc các vấn đề về bóng râm có thể khiến toàn bộ hệ thống hoạt động kém hiệu quả
- Yêu cầu thiết bị giám sát bổ sung: Vì mỗi bộ biến tần được đặt độc lập bên dưới một tấm năng lượng mặt trời, một bus giao tiếp và một hệ thống giám sát chung là bắt buộc vì không có hệ thống hiển thị trên bo mạch như trong bộ biến tần chuỗi
Kết luận
Bộ biến tần siêu nhỏ đã trở nên phổ biến ở những nơi kích thước mảng nhỏ và việc tối đa hóa hiệu suất từ mọi tấm là một mối quan tâm. Bộ biến tần siêu nhỏ đã thành công nhất trên thị trường nhà ở, nơi không gian hạn chế cho các tấm hạn chế kích thước mảng và bóng râm từ các cây gần đó hoặc các vật thể khác thường là một vấn đề. Các hệ thống năng lượng mặt trời có hiệu suất thấp và được sử dụng hỗ trợ với hệ thống dựa trên điện tử công suất để thu năng lượng hiệu quả. Công nghệ bộ biến tần siêu nhỏ là một lĩnh vực sắp tới và cung cấp một không gian tốt cho nghiên cứu mới.