Hệ thống năng lượng mặt trời trên lưới và ngoài lưới: Định nghĩa, sự khác biệt và hướng dẫn mua

Bắt đầu với câu hỏi thực sự: Bạn có cần pin không?

Một chủ nhà ở ngoại ô có dịch vụ tiện ích đáng tin cậy muốn giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng. Một chủ cabin cách đường dây điện gần nhất hai km cần có điện vào ban đêm. Cả hai người đều đang tìm kiếm năng lượng mặt trời, nhưng hệ thống họ cần về cơ bản là khác nhau. Sự khác biệt giữa năng lượng mặt trời trên lưới và ngoài lưới không chỉ là phân loại kỹ thuật. Nó xác định dung lượng pin, tổng mức đầu tư, khả năng dự phòng và chiến lược sử dụng năng lượng lâu dài của bạn.

Trước khi so sánh các thông số kỹ thuật, cần phải rõ ràng về quyết định. Các hệ thống trên lưới đơn giản hơn và rẻ hơn trên mỗi watt, nhưng chúng sẽ tắt khi lưới điện bị hỏng. Các hệ thống không nối lưới có giá cao hơn trên mỗi watt nhưng mang lại sự độc lập thực sự. Hệ thống hybrid, nối lưới bằng ắc quy, là con đường trung gian được hầu hết các chủ nhà lựa chọn hiện nay.

Hệ thống năng lượng mặt trời trên lưới là gì?

Hệ thống năng lượng mặt trời trên lưới (gắn lưới) được kết nối trực tiếp với mạng điện của công ty tiện ích của bạn. Mảng năng lượng mặt trời tạo ra dòng điện một chiều (DC) vào ban ngày. Một biến tần chuyển đổi DC đó thành dòng điện xoay chiều (AC) để cấp nguồn cho các thiết bị gia dụng của bạn. Bất kỳ năng lượng dư thừa nào bạn không tiêu thụ đều được xuất vào lưới điện, thường kiếm được tín dụng thông qua thỏa thuận đo lượng điện ròng hoặc biểu giá cấp điện.

Thành phần cốt lõi

• Tấm pin mặt trời - Chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện một chiều.
• Biến tần nối lưới - chuyển đổi DC thành AC và đồng bộ hóa với tần số lưới (thường là 50 Hz ở Châu Âu, 60 Hz ở Bắc Mỹ).
• mét net - ghi lại cả điện nhập và xuất, vì vậy tiện ích của bạn có thể lập hóa đơn chênh lệch.
• Cấu trúc lắp đặt và hệ thống dây điện - cố định vào mái nhà hoặc mặt đất của bạn.

Không cần pin. Đó là lý do lớn nhất khiến hệ thống nối lưới có giá cả phải chăng hơn. Một hệ thống dân dụng từ 5 kW đến 10 kW có giá thấp hơn đáng kể so với hệ thống cùng loại kết hợp với bộ lưu trữ.

Có một hạn chế thực tế. Khi lưới điện bị lỗi, bộ biến tần trên lưới sẽ tự động ngắt kết nối khỏi mạng. Đây là một biện pháp an toàn để ngăn chặn việc cấp điện cho các tấm pin của bạn vào đường dây đang được sửa chữa. Ngôi nhà của bạn chìm trong bóng tối cho đến khi dịch vụ tiện ích được khôi phục.

Nếu bạn sống ở khu vực có lưới điện ổn định, hệ thống nối lưới sẽ mang lại lợi tức đầu tư nhanh nhất. Khoản tiết kiệm này đến trực tiếp từ việc bù đắp giá điện tiện ích. Để có cái nhìn sâu hơn về cách hoạt động của bộ biến tần nối lưới, hãy xem hướng dẫn của chúng tôi về biến tần năng lượng mặt trời nối lưới .

Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới là gì?

Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới (độc lập) hoàn toàn độc lập với mạng lưới tiện ích. Nó được thiết kế để đáp ứng tất cả nhu cầu điện của một địa điểm chỉ bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời thu được tại chỗ. Điều này có nghĩa là mỗi watt tiêu thụ, kể cả vào ban đêm hoặc trong các cơn bão kéo dài nhiều ngày, đều phải đến từ nguồn điện và kho lưu trữ của chính bạn.

Thành phần cốt lõi

• Tấm pin mặt trời - nguồn thế hệ.
• Ngân hàng pin năng lượng mặt trời - dự trữ năng lượng để sử dụng vào ban đêm và khi trời nhiều mây.
• Biến tần lai hoặc ngoài lưới - quản lý việc sạc từ năng lượng mặt trời, xả từ pin và đầu ra AC. Nhiều mẫu hiện đại bao gồm bộ điều khiển sạc MPPT tích hợp.
• Máy phát điện dự phòng - tùy chọn nhưng phổ biến trong thời gian thời tiết xấu kéo dài.
• Hệ thống quản lý pin - Bảo vệ pin khỏi sạc quá mức và xả quá mức.

Việc định cỡ ngoài lưới đòi hỏi khắt khe hơn việc định cỡ trên lưới. Bạn phải tính toán không chỉ mức tiêu thụ trung bình hàng ngày mà còn cả các tình huống xấu nhất: sản xuất năng lượng mặt trời vào mùa đông, số lần khởi động thiết bị tăng vọt và số ngày tự chủ. Một hệ thống được thiết kế để đáp ứng 75% nhu cầu cao nhất của bạn cuối cùng sẽ buộc bạn phải phân phối điện hoặc chạy máy phát điện.

Lựa chọn pin là quyết định có hậu quả nhất. Hệ thống lithium sắt photphat điện áp thấp (LiFePO4) với pin 48 V là lựa chọn phổ biến cho dân cư. Họ cung cấp sự cân bằng đã được chứng minh về độ an toàn, vòng đời và chi phí. Đối với các hệ thống lắp đặt nhỏ hơn, bộ pin 5 kWh đến 10 kWh có thể là đủ. Đối với một hộ gia đình đầy đủ có máy bơm nhiệt hoặc xe điện, mức điển hình là 15 kWh đến 20 kWh trở lên. Để xem các thành phần tương tác như thế nào, hãy đọc phần phân tích của chúng tôi về hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới hoạt động như thế nào .

Pin LiFePO4 điện áp thấp Deye SE-F16 16kWh dành cho kho lưu trữ dân dụng Pin lithium sắt photphat điện áp thấp 16kWh này phù hợp với những ngôi nhà lớn hơn có bơm nhiệt hoặc sạc xe điện, cung cấp công suất mở rộng và đạp xe hàng ngày đáng tin cậy để dự phòng hoặc tự tiêu thụ. Xem sản phẩm →

Trên lưới và ngoài lưới: So sánh trực tiếp

Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt quan trọng nhất. Sử dụng nó làm tài liệu tham khảo nhanh khi thảo luận về các lựa chọn với người lắp đặt hoặc nhà cung cấp.

Hệ thống năng lượng mặt trời lai: Một khu vực trung gian thực tế

Một hệ thống hybrid được kết nối với lưới điện nhưng cũng bao gồm cả bộ lưu trữ pin. Nó có thể xuất năng lượng dư thừa trong ngày và lấy từ lưới điện khi cần thiết. Khi lưới điện bị lỗi, nó sẽ ngắt kết nối và chuyển sang sử dụng nguồn pin, giúp các thiết bị quan trọng tiếp tục hoạt động.

Bộ biến tần lai được thiết kế cho vai trò kép này. Chúng kết hợp đầu vào năng lượng mặt trời MPPT, chuyển đổi AC/DC hai chiều và quản lý pin trong một thiết bị. Ở nhiều thị trường, biến tần lai kết hợp với pin lithium đã trở thành lựa chọn mặc định cho việc lắp đặt khu dân cư mới vì nó bổ sung khả năng phục hồi với chi phí tương đối nhỏ so với hệ thống chỉ nối lưới.

Hãy xem xét ví dụ thực tế về bộ quang điện dân dụng 10 kW. Phiên bản thuần túy trên lưới sẽ đáp ứng tải ban ngày và xuất phần còn lại. Cùng một mảng với bộ biến tần lai và pin 10 kWh giúp ngôi nhà luôn có điện trong những giờ cao điểm buổi tối và những đợt mất điện ngắn hạn. Đó là sự đánh đổi mà hầu hết chủ nhà sẵn sàng chấp nhận.

Biến tần lai ba pha Deye SUN-8K-SG04LP3-EU cho hệ thống 48V Biến tần lai ba pha này hỗ trợ đầu ra không cân bằng, khớp nối AC và tối đa 10 thiết bị song song, khiến nó trở thành lựa chọn linh hoạt cho kho lưu trữ dân dụng hoặc thương mại nhẹ có nhu cầu dự phòng. Xem sản phẩm →

Cách chọn hệ thống phù hợp

Câu trả lời đúng phụ thuộc vào ba yếu tố: chất lượng lưới điện, ngân sách và mong muốn bảo trì của bạn.

1. Độ tin cậy của lưới điện quyết định

Nếu tiện ích của bạn gặp sự cố nhiều hơn một vài lần mỗi năm hoặc nếu thời gian ngừng hoạt động thường kéo dài hơn hai giờ thì lưới điện không phải là đối tác đáng tin cậy. Trong trường hợp đó, hệ thống chỉ dùng trên lưới sẽ khiến bạn không biết gì khi mạng ngừng hoạt động. Một hệ thống hybrid có pin ít nhất cũng đáp ứng được các tải thiết yếu. Ngoài lưới chỉ cần thiết khi lưới hoàn toàn không có sẵn.

2. Ngân sách xác định phạm vi hệ thống

Hệ thống nối lưới có chi phí trên mỗi kilowatt thấp nhất. Các hệ thống không nối lưới có chi phí trên mỗi kilowatt cao nhất vì bộ pin là bộ phận bắt buộc và đắt tiền. Nếu bạn đang so sánh một hệ thống 6 kW có và không có bộ lưu trữ, pin có thể tăng thêm 30% đến 50% vào tổng giá. Sự khác biệt đó rất quan trọng khi thời gian hoàn vốn là tiêu chí chính của bạn.

3. Vấn đề chứng nhận và tương thích

Đừng bỏ qua sự tương tác giữa các thành phần. Bộ biến tần lai của một thương hiệu có thể không giao tiếp đúng cách với pin của nhà sản xuất khác. Mặc dù nhiều sản phẩm tuân theo tiêu chuẩn giao tiếp CAN hoặc RS485 nhưng các vấn đề về khả năng tương thích có thể làm giảm công suất hoặc gây ra vấn đề khi sạc. Sẽ an toàn hơn khi mua một bộ sản phẩm đóng gói trong đó các thành phần đã được thử nghiệm cùng nhau hoặc làm việc với nhà cung cấp có thể xác nhận khả năng tích hợp cho cấu hình cụ thể của bạn.

Khuyến nghị cuối cùng

Nếu bạn có quyền truy cập lưới, hãy bắt đầu với hệ thống kết hợp. Nó mang lại cho bạn những lợi ích tài chính khi vận hành nối lưới với tính linh hoạt của pin dự phòng. Nếu trang web của bạn hoàn toàn không có kết nối tiện ích, hệ thống không nối lưới là con đường duy nhất của bạn, nhưng hãy chuẩn bị ngân sách cho một bộ pin có kích thước phù hợp và xem xét một máy phát điện để có khả năng phục hồi trong mùa đông.

Khi bạn đã sẵn sàng chỉ định các thành phần, hãy tìm nhà cung cấp cung cấp các kết hợp đã được thử nghiệm thay vì các bộ phận riêng biệt được đưa vào xe đẩy. Việc tích hợp hệ thống phù hợp sẽ giúp bạn tránh khỏi các lỗi giao tiếp và các vấn đề về hiệu suất khó khắc phục sau khi cài đặt.

Bộ quang điện 10kW với bộ lưu trữ 10kWh cho hệ thống gia đình hoàn chỉnh Bộ năng lượng mặt trời 10kW sẵn sàng lắp đặt kết hợp với bộ lưu trữ 10kWh, cung cấp sự kết hợp đã được thử nghiệm để sử dụng vào ban ngày và buổi tối, giảm thiểu các vấn đề tích hợp sau khi lắp đặt. Xem sản phẩm →