Bộ biến tần vi mô, một yếu tố thay đổi cuộc chơi mới trong ngành năng lượng mặt trời
Bộ biến tần vi mô 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 vi mô chuyển đổi dòng điện một chiều từ các mô-đun PV riêng lẻ thành điện xoay chiều có thể sử dụng được cho gia đình và doanh nghiệp đang 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 tới. Nhu cầu ngày càng tăng về 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 vi mô năng lượng mặt trời. Các bộ biến tần vi mô 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 vi mô, không có một điểm lỗi duy nhất, điều đó có nghĩa là toàn bộ hệ thống vẫn không bị ảnh hưởng ngay cả khi một tấm pin bị lỗi. Một số công ty đã bắt đầu xây dựng bộ biến tần vi mô thông minh, là 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 vi mô đang 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 vi mô ở Ấn Độ. Một số công ty mới đã gia nhập thị trường và 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 vi mô 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, cho thấy CAGR bùng nổ là 28,4% trong giai đoạn dự báo 2019-2025.
Ý tưởng đằng sau bộ biến tần vi mô
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 triển khai. Ngay cả với bộ biến tần chuỗi, hệ thống PV vẫn không phù hợp như một thiết bị cắm và chạy cho các ứng dụng gia đình. Do đó, điều mong muốn là 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 vi mô so với bộ biến tần chuỗi hoặc trung tâm
Ưu điểm của bộ biến tần vi mô
- Chịu bóng râm vì mỗi tấm pin mặt trời tạo ra độc lập với các tấm pin khác; hiệu suất của một tấm pin mặt trời không ảnh hưởng đến tấm pin mặt trời lân cận của nó. Do đó, một tấm pin mặt trời bị che bóng không nhất thiết làm giảm hiệu suất của các tấm pin 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 vi mô là bộ biến tần rất nhỏ và có thể lắp vào mặt sau của tấm pin mặt trời. Vì kích thước của nó, người ta không cần phải có hệ thống 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 các bộ biến tần vi mô riêng lẻ ít tốn kém hơn so với một bộ biến tần thông thường. Khi một bộ biến tần thông thường bị hỏng, việc thay thế sẽ tốn kém nhưng trong trường hợp bộ biến tần vi mô, chúng ít có khả năng bị hỏng 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 pin mặt trời với bộ biến tần vi mô dễ dàng và nhanh chóng hơn nhiều, dẫn đến chi phí lắp đặt thấp hơn so với bộ biến tần truyền thống
- Tính linh hoạt một trong những ưu điểm chính của bộ biến tần vi mô 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 các 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 vi mô
- Chi phí ban đầu cao hơn một trong những nhược điểm chính của bộ biến tần vi mô là chi phí ban đầu cao hơn. Tuy nhiên, chi phí của nó có thể được chứng minh trong trường hợp có những thách thức kỹ thuật trong việc lắp đặt một dãy năng lượng mặt trời (chuỗi các tấm pin 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 pin mặt trời, nên cần có một bus giao tiếp và một hệ thống giám sát chung vì không có hệ thống hiển thị trên bo mạch như trong bộ biến tần chuỗi
Kết luận
Bộ biến tần vi mô đã trở nên phổ biến ở những nơi kích thước dãy nhỏ và việc tối đa hóa hiệu suất từ mỗi tấm pin là một mối quan tâm. Bộ biến tần vi mô đã thành công nhất trên thị trường dân dụng, nơi không gian hạn chế cho các tấm pin hạn chế kích thước dãy 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 để hỗ trợ với hệ thống dựa trên điện tử công suất để thu năng lượng hiệu quả. Công nghệ bộ biến tần vi mô là một lĩnh vực sắp tới và cung cấp một không gian tốt cho nghiên cứu mới.