Ý NGHĨA THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA PIN MẶT TRỜI
Pin mặt trời (solar cells panel-PV) là hệ thống tấm vật liệu đặc biệt có khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng, được cấu tạo bởi những thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p – n, dưới ánh sáng mặt trời nó có khả năng tạo ra dòng điện. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện. Trong nhiều vật liệu, hiệu ứng quang điện ngoài không xảy ra mà chỉ xảy ra hiện tượng quang điện trong (thường xảy ra với các chất bán dẫn).
Ý nghĩa thông số kỹ thuật của pin mặt trời
- Khi chiếu các bức xạ điện từ vào các chất bán dẫn, nếu năng lượng của photon đủ lớn (lớn hơn độ rộng vùng cấm của chất, năng lượng này sẽ giúp cho điện tử dịch chuyển từ vùng hóa trị lên vùng dẫn, do đó làm thay đổi tính chất điện của chất bán dẫn (độ dẫn điện của chất bán dẫn tăng lên do chiếu sáng).
- Hoặc sự chiếu sáng cũng tạo ra các cặp điện tử – lỗ trống cũng làm thay đổi cơ bản tính chất điện của bán dẫn. Hiệu ứng này được sử dụng trong các photodiode, phototransitor, pin mặt trời…Các thông số kỹ thuật của pin mặt trời ghi trên nhãn được lấy ra trong điều kiện tiêu chuẩn ứng với nhiệt độ là 25ºC.
Hình trên so sánh thông số đầu ra của tấm pin trong các điều kiện chiếu sáng khác nhau
Thông số kỹ thuật của pin mặt trời cơ bản gồm các yếu tố gì ? Thông số đi kèm với ý nghĩa sẽ được liệt kê trong phần dưới cụ thể như sau:
Thông số kỹ thuật pin mặt trời
1. Voc là gì
- Voc – Open Circuit Voltage, nghĩa là Điện áp hở mạch.
- Điện áp hở mạch là hiệu điện thế V cực đại khi được chiếu sáng với thông lượng Φ ; Khi đó R = ∝ ; I = 0; Điện áp hở mạch là mức đầu ra của tấm pin năng lượng khi không có tải. Khi tấm pin không được kết nối với bất cứ thứ gì, không có tải và không có dòng điện được tạo ra, bạn có thể sử dụng một vôn kế để đo và đọc được Voc
- Đây là một thông số rất quan trọng, vì nó điện áp tối đa mà tấm pin có thể tạo ra trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC), vì vậy đây là số để sử dụng khi xác định có bao nhiêu tấm trong một chuỗi có thể liên kết nối tiếp với nhau và kết nối với biến tần hoặc điều khiển sạc năng lượng mặt trời.
- Voc có thể được tạo ra trong một thời gian ngắn vào buổi sáng khi mặt trời vừa mới mọc và các tấm pin ở trạng thái “mát mẻ” và các thiết bị điện tử được kết nối vẫn chưa hoạt động trở lại.
- Hãy ghi nhớ rằng, các thiết bị bảo vệ như cầu chì hoặc aptomat chỉ có thể bảo vệ quá dòng, không phải quá áp. Do đó, nếu điện áp đưa vào quá cao, sẽ gây ra hư hỏng thiết bị.
2. Isc là gì?
- Isc – Short Circuit Current, nghĩa là Dòng điện ngắn mạch
- Dòng điện ngắn mạch là mức cường độ dòng điện mà tấm pin mặt trời tạo ra khi không được kết nối với tải và hai cực âm – dương của tấm pin bắt đầu kết nối trực tiếp với nhau. Lúc này, sử dụng ampe kế có thể đo và đọc được Isc, đây là dòng điện cao nhất mà tấm pin có thể tạo ra trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
- Khi xác định mức cường độ dòng điện có thể xử lý của một thiết bị được kết nối như bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời hoặc biến tần thì chúng ta sử dụng Isc.
- Thông thường hệ số của nó được tính gấp 1,25 lần so với Isc
3. Pmax là gì?
- Pmax – Maximum Power Point, nghĩa là Điểm công suất cực đại
- Pmax là điểm công suất cao nhất, là sự kết hợp giữa điện áp và cường độ dòng điện ở mức cao nhất (Volt x Ampe = Watt). Khi sử dụng một bộ biến tần hoặc bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời có theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT), đây chính là điểm mà MPPT cố gắng giữ để có được công suất đầu ra tối đa.
Pmax = Impp x Vmpp
4. Vmpp là gì?
- Vmpp – Maximum Power Point Voltage, nghĩa là Điện áp làm việc tại công suất cực đại.
- Vmpp là điện áp khi công suất đầu ra là lớn nhất. Đây là điện áp thực tế bạn muốn thấy khi nó được kết nối với thiết bị năng lượng mặt trời MPPT (như bộ điều khiển sạc MPPT hoặc bộ biến tần hòa lưới) trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
5. Impp là gì?
- Impp – Maximum Power Point Current, nghĩa là Dòng điện tại công suất cực đại.
- Impp là cường độ dòng điện khi công suất đầu ra lớn nhất. Đây là cường độ dòng điện thực tế bạn muốn thấy khi nó được kết nối với thiết bị năng lượng mặt trời MPPT trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
6. Fill factor – Hệ số lấp đầy
Hệ số lấp đầy là tỷ số giữa công suất cực đại với Pmax với tích số Voc.Ioc
Trong đó : n là hệ số lý tưởng của diode
7. Điện áp định mức là gì?
- Điện áp định mức hay còn gọi là điện áp danh nghĩa, được biết đến với ký hiệu là Uđm hoặc Udđ.
- Điện áp định mức chính là hiệu điện thế mà thiết bị cần sử dụng trong quá trình hoạt động. Vì vậy, điện áp định mức là thông số giới hạn của thiết bị, là một thông báo cho người sử dụng biết được điện áp định mức giới hạn đối với thiết bị.
8. Điện áp tối đa khi kết nối hệ thống – Maximum System Voltage
- Thông số này cho biết được có thể nối tiếp nối tiếp bao nhiêu tấm pin mặt trời thành một chuỗi để đảm bảo an toàn cho toàn hệ thống.
- Điện áp hệ thống tối đa của chuỗi phải được tính bằng tổng của điện áp mạch hở danh định của các tấm pin mặt trời mắc nối tiếp được hiệu chỉnh cho nhiệt độ môi trường dự kiến thấp nhất.
9. Hiệu suất của tấm pin mặt trời là gì?
- Module efficiency nghĩa là hiệu suất của tấm pin mặt trời
- Hiệu suất là thông số được sử dụng phổ biến nhất để so sánh hiệu suất của pin mặt trời này với pin mặt trời khác. Hiệu suất của tấm pin mặt trời là thông số chỉ khả năng chuyển đổi bức xạ mặt trời thành điện năng. Hệ số này được tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa năng lượng điện năng tối đa tấm pin tạo ra so với năng lượng bức xạ ánh sáng mặt trời đến tấm pin. Ngoài việc phản ánh hiệu suất của chính pin mặt trời, hiệu suất còn phụ thuộc vào quang phổ và cường độ của ánh sáng mặt trời tới và nhiệt độ của pin mặt trời. - Do đó, các điều kiện để đo hiệu suất phải được kiểm soát cẩn thận để so sánh hiệu suất của thiết bị này với thiết bị khác. Các pin mặt trời trên mặt đất được đo trong điều kiện AM1,5 và ở nhiệt độ 25 ° C. Các tế bào năng lượng mặt trời dùng trong không gian được đo trong điều kiện AM0.
- Các kết quả về hiệu suất sử dụng pin mặt trời hàng đầu gần đây được đưa ra trong trang Kết quả về hiệu quả sử dụng pin mặt trời .
- Hiệu suất của pin mặt trời được xác định bằng phần công suất tới được biến đổi thành điện năng và được định nghĩa là:
Trong đó:
+ Voc là điện áp hở mạch;
+ Isc là dòng điện ngắn mạch;
+ FF là hệ số lấp đầy và
+ η là hiệu suất.
Công suất đầu vào để tính toán hiệu suất là 1 kW / m 2 hoặc 100 mW / cm 2. Do đó, công suất đầu vào cho ô 100 × 100 mm2 là 10 W và cho ô 156 × 156 mm2 là 24,3 W
10. Application class A
- Đây là điều kiện kiểm tra độ an toàn cách điện
11. Max series Fuse
- Dựa vào thông số này để xác định khi nào cần lắp thêm cầu chì trong một dãy pin, thông thường thì từ 3 dãy pin song song trở lên thì cần có cầu thì tại cuối dãy pin để đảm bảo an toàn, tránh trường hợp 1 dãy bị ngắn mạch, hay chạm đất làm hỏng toàn bộ các dãy khác.
12. Giắc nối MC4 là gì?
- Giắc nối MC4 được viêt tắt của nhà sản xuất Multi Contact và 4 là chân tiếp xúc có đường kính 4mm. Các đầu nối điện một tiếp điểm thường được sử dụng để kết nối các tấm pin mặt trời với nhau, các đầu MC4 cho phép dễ dàng đấu nối các tấm pin mặt trời lại với nhau bằng cách ép các đầu nối từ các tấm pin liền kề với nhau bằng tay, nhưng yêu cầu phải có một dụng cụ dùng để ngắt kết nối giữa chúng, để đảm bảo chúng không bị vô tình ngắt kết nối khi cáp bị kéo giãn. MC4 và các sản phẩm tương thích và phổ biến trên thị trường điện năng lượng mặt trời ngày nay, được trang bị gần như ở tất cả các tấm pin mặt trời được sản xuất từ khoảng năm 2011 trở về đây. Được sản xuất với điện áp định mức ban đầu là 600V DC, các phiên bản mới hơn được có thể chịu được mức 1500V DC, cho phép tạo chuỗi pin mặt trời dài hơn.
13. Tấm pin mặt trời có giảm hiệu suất theo thời gian?
- Tất cả các tấm pin mặt trời đều sẽ suy giảm hiệu suất theo thời gian, việc suy giảm hiệu suất gây ra bởi nhiều nguyên nhân như: Nhiệt độ, độ ẩm, và cả bức xạ mặt trời. Ngoài ra còn các yếu tố khác như chất lượng của vật liệu sản xuất tế bào quang điện, quy trình sản xuất, chất lượng của quy trình lắp ghép và đóng tấm pin. Việc bảo trì thường xuyên cũng ảnh hưởng một phần đến suy giảm hiệu suất. Vì vậy cần cân nhắc nhiều yếu tố trước khi lựa chọn tấm pin và nhà cung cấp phù hợp để đảm bảo hiệu suất trong suốt thời gian vận hành.
- Tùy theo công nghệ pin mặt trời mà có sự suy giảm hiệu suất khác nhau. Đối với tấm pin mặt trời Silic tinh thể (c-Si), hệ số suy giảm hiệu suất thường cao hơn trong năm đầu vận hành do tấm pin bắt đầu tiếp xúc với ánh sáng, sau đó sẽ ổn định dần, đây được gọi là hệ số suy giảm do ánh sáng (Linght Induced Degredation – LID). Tùy theo chất lượng của tấm pin Silic tinh thể, hệ số suy giảm LID có thể từ 0.3% đến 2% trong năm đầu tiên. Từ năm thứ 2, hệ số suy giảm công suất trung bình mỗi năm từ 0.3% – 1%/năm.
14. Tấm pin mặt trời có tạo ra điện trong những ngày mưa, mây mù hay mùa đông?
- Hệ thống điện mặt trời vẫn tạo ra điện trong mùa đông hay những ngày trời mưa, nhiều mây mù, tuy nhiên sản lượng điện của hệ thống có thể giảm do bức xạ mặt trời thấp.
- Vì vậy vào thời điểm này, nếu công suất sử dụng lớn, hệ thống sẽ sử dụng thêm điện lưới để cung cấp cho các thiết bị nên quý khách có thể yên tâm sử dụng vào mùa đông và những ngày trời mưa mà không lo mất điện.
15. Điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC) là gì?
- STC viết tắt của cụm từ Standard Test Conditions, nghĩa là điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
- STC là tiêu chí chuẩn mà pin mặt trời cần được thử nghiệm. Do điện áp và cường độ dòng điện thay đổi dựa trên nhiệt độ môi trường và mật độ của ánh sáng, giữa các tiêu chí khác nhau, tất cả các tấm pin đều được kiểm tra trong cùng một điều kiện tiêu chuẩn giống nhau.
- Trong điều kiện tiêu chuẩn: Bức xạ mặt trời là 1000W/m2, áp suất khí quyển 1.5AM, nhiệt độ tế bào là 25ºC
16. Điều kiện hoạt động bình thường của tế bào (NOCT) là gì?
- NOCT – Normal Operating Cell Temperature là nhiệt độ hoạt động tế bào danh nghĩa được thiết lập ra do thử nghiệm STC không đảm bảo được các điều kiện giống với thực tế trong mọi trường hợp. Vi dụ: Buổi trưa hè, cường độ bức xạ mặt trời có thể đạt được 1000W/m2 nhưng nhiệt độ không thể nào là 25ºC mà cao hơn nhiều, có thể là 37ºC .
- Vì vậy mà NOCT cho cái nhìn chân thật hơn về các điều kiện môi trường thực tế và cung cấp cho chúng ta những đánh giá chính xác hơn về các loại pin mặt trời.
- Trong điều kiện bình thường, NOCT sẽ có bức xạ mặt trời là 800W/m2, áp suất khí quyển 1.5AM, nhiệt độ tế bào là 20ºC, tốc độ gió 1m/s để thể hiện luồng gió lưu thông qua tấm pin trong thực tế.
- Hầu hết các nhà sản xuất đều cung cấp bảng thông số kỹ thuật của tấm pin mặt trời, trong đó có các thử nghiệm STC hoặc NOCT bao gồm các thông số như: công suất, điện áp mạch hở, điện áp cực đại, dòng điện ngắn mạch, hiệu suất… Thông qua những con số này, chúng ta có thể so sánh và xếp hạng được các loại tấm pin.
Quy trình kiểm tra chất lượng tấm pin năng lượng mặt trời:
- Thử nghiệm tìm các vết nứt tế vi bằng bức xạ hồng ngoại
- Thử nghiệm khả năng hấp thụ bằng bức xạ mặt trời giả lập trong phòng thí nghiệm
- Thử nghiệm khả năng chịu muối theo tiêu chuẩn IEC 61701-2
- Thử nghiệm khả năng ăn mòn Amoniac theo tiêu chuẩn IEC 62716
- Thử nghiệm khả năng giảm cấp tiềm tàng theo tiêu chuẩn IEC 62804
- Thử nghiệm khả năng chịu nhiệt theo tiêu chuẩn IEC 61215
- Thử nghiệm khả năng chịu tuyết, chịu gió tại ứng suất 5400 Pa theo tiêu chuẩn IEC 61215
- Thử nghiệm khả năng hấp thụ trong điều kiện ánh sáng yếu
* Lưu ý: - Etsc tổng hợp các thông tin từ Internet và các nguồn có sẵn khác.
- Các tổ chức hay cá nhân có thể tham khảo các thông tin này. Tuy nhiên ETSC không chịu bất cứ trách nhiệm gì khi khách hàng sử dụng thông tin này (mà chưa tự kiểm chứng) và/ hoặc có gây hại cho tổ chức cá nhân sử dụng.
