Cấu tạo hệ thống điện mặt trời hoàn chỉnh gồm những gì?

Bài viết này thuộc Cẩm nang Kỹ thuật Lắp đặt Điện Mặt Trời, trình bày chi tiết từng bộ phận cấu thành hệ thống, từ thiết bị chính đến các hạng mục kỹ thuật thường bị bỏ qua.

1. Tổng quan cấu tạo hệ thống điện mặt trời

Một hệ thống điện mặt trời hoàn chỉnh (hòa lưới, hybrid hoặc off-grid) thường bao gồm các nhóm thiết bị sau:

• Tấm pin năng lượng mặt trời (Solar Panel)

• Biến tần điện mặt trời (Inverter)

• Pin lưu trữ điện (đối với hệ hybrid/off-grid)

• Khung giá đỡ tấm pin

• Hệ thống dây dẫn DC & AC

• Tủ điện & thiết bị bảo vệ

• Hệ thống tiếp địa – chống sét

Mỗi thành phần đều có vai trò riêng và liên kết chặt chẽ với nhau trong toàn bộ hệ thống.

2. Tấm pin năng lượng mặt trời

Vai trò

Tấm pin năng lượng mặt trời là bộ phận thu nhận ánh sáng và tạo ra điện năng. Đây là nguồn phát điện chính của hệ thống.

Cấu tạo cơ bản

• Các cell quang điện (thường làm từ silicon)

• Kính cường lực phía trước

• Lớp EVA bảo vệ

• Lớp nền phía sau (Backsheet hoặc kính)

• Khung nhôm định hình

Lưu ý kỹ thuật

• Pin chỉ tạo ra điện một chiều (DC)

• Hiệu suất pin phụ thuộc vào chất lượng, hướng lắp và độ nghiêng

• Tuổi thọ pin thường từ 25–30 năm

3. Biến tần điện mặt trời (Inverter)

Vai trò

Biến tần được ví như “trái tim của hệ thống điện mặt trời”, có nhiệm vụ:

• Chuyển đổi điện DC từ tấm pin sang điện AC

• Cấp điện cho tải sử dụng trong nhà

• Quản lý dòng điện nạp/xả pin lưu trữ (đối với hệ hybrid)

• Kết nối và đồng bộ với lưới điện

Các loại biến tần phổ biến

• Inverter hòa lưới

• Inverter hybrid

• Inverter off-grid

Lưu ý kỹ thuật

• Biến tần quyết định lớn đến hiệu suất hệ thống

• Cần chọn inverter phù hợp công suất pin và nhu cầu tải

4. Pin lưu trữ điện mặt trời (Battery)

Vai trò

Pin lưu trữ dùng để tích trữ điện dư từ hệ thống, sử dụng khi:

• Mất điện lưới

• Ban đêm hoặc khi trời không có nắng

Vị trí trong hệ thống

• Pin không nạp trực tiếp từ tấm pin

• Điện phải đi qua biến tần hybrid rồi mới được nạp vào pin

Các loại pin lưu trữ phổ biến

• Pin Lithium (LiFePO4)

• Pin Axit chì (ít dùng hơn hiện nay)

5. Khung giá đỡ tấm pin

Vai trò

Khung giá đỡ giúp cố định tấm pin chắc chắn trên mái nhà hoặc mặt đất, đảm bảo:

• Chịu được gió bão

• Không gây dột mái

• Giữ đúng góc nghiêng tối ưu

Vật liệu thường dùng

• Nhôm định hình

• Thép mạ kẽm nhúng nóng

• Inox (một số vị trí đặc biệt)

Khung giàn lắp đặt tấm pin nên được giằng ngang & giằng xéo để chịu được gió to, bão lớn. Sử dụng thép mạ kẽm, sơn chống rỉ và bố trí lỗi đi rửa pin

6. Hệ thống dây dẫn DC và AC

Dây DC

• Dẫn điện từ tấm pin về inverter

• Yêu cầu chịu nhiệt, chống UV

Dây AC

• Dẫn điện từ inverter đến tải và lưới điện

Lưu ý kỹ thuật

• Tiết diện dây phải đúng chuẩn

• Đi dây gọn gàng, tránh tổn hao điện

7. Tủ điện và thiết bị bảo vệ

Một hệ thống điện mặt trời an toàn không thể thiếu:

• CB DC / CB AC

• Cầu chì DC

• Thiết bị chống sét lan truyền DC & AC

• Công tắc cách ly

Các thiết bị này giúp bảo vệ:

• Con người

• Thiết bị điện

• Hệ thống khỏi sự cố quá áp, ngắn mạch

8. Hệ thống tiếp địa và chống sét

Vì sao bắt buộc phải có?

Việt Nam là khu vực có mật độ sét cao. Hệ thống điện mặt trời lắp trên mái càng cần:

• Tiếp địa an toàn

• Chống sét trực tiếp và lan truyền

Thành phần chính

• Cọc tiếp địa

• Dây tiếp địa

• Thanh cái tiếp địa

9. Sự liên kết giữa các thành phần trong hệ thống

Toàn bộ hệ thống hoạt động theo nguyên tắc:

Tấm pin → Biến tần → Tải sử dụng

• Pin lưu trữ được nạp/xả thông qua biến tần

• Lưới điện cấp điện vào biến tần khi thiếu nguồn

Việc đấu nối đúng thứ tự là yếu tố sống còn trong kỹ thuật lắp đặt điện mặt trời.

Kết luận

Một hệ thống điện mặt trời hoàn chỉnh không chỉ gồm tấm pin và biến tần, mà là tổng hòa của nhiều hạng mục kỹ thuật. Hiểu rõ cấu tạo từng phần sẽ giúp bạn:

• Lựa chọn đúng thiết bị

• Đánh giá chất lượng thi công

• Đảm bảo an toàn và hiệu quả lâu dài

👉 Ở bài tiếp theo trong Cẩm nang Kỹ thuật Lắp đặt Điện Mặt Trời, chúng ta sẽ đi sâu vào phân biệt điện mặt trời hòa lưới – hybrid – off-grid để giúp bạn chọn đúng loại hệ thống phù hợp nhu cầu thực tế.