Hệ thống lưu trữ điện mặt trời là gì? Cấu tạo, nguyên lý và cách lựa chọn

Điện mặt trời tạo ra nhiều điện nhất vào ban ngày, khi cường độ ánh nắng đạt mức cao. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng điện của nhiều gia đình lại tập trung vào buổi tối. Điều này khiến một phần điện năng tạo ra vào ban ngày chưa được tận dụng hiệu quả. Để giải quyết vấn đề đó, hệ thống lưu trữ điện mặt trời ngày càng được nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp lựa chọn. Giải pháp này cho phép lưu lại lượng điện dư vào ban ngày để sử dụng khi thiếu nắng, vào ban đêm hoặc khi xảy ra sự cố mất điện. Nhờ đó, người dùng chủ động hơn về nguồn điện và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời.

Hãy cùng NTech tìm hiểu hệ thống lưu trữ điện mặt trời là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ra sao? Những lợi ích nổi bật khi lắp đặt, cách chọn dung lượng pin lưu trữ phù hợp? Và tham khảo các hệ thống lưu trữ điện mặt trời 5kW, 10kW đang được nhiều gia đình quan tâm dưới bài viết sau đây nhé!

I. Hệ thống lưu trữ điện mặt trời là gì?

Hệ thống lưu trữ điện mặt trời là hệ thống điện mặt trời được tích hợp thêm pin lưu trữ. Pin có nhiệm vụ lưu lại lượng điện dư tạo ra vào ban ngày để sử dụng khi cần.

Đối với hệ thống điện mặt trời hòa lưới thông thường, lượng điện dư nếu không sử dụng hết, có thể được phát lên lưới điện hoặc xử lý theo chính sách hiện hành. Trong khi đó, hệ thống điện mặt trời có pin lưu trữ sẽ giữ lại một phần điện dư trong pin. Nguồn điện này có thể sử dụng vào buổi tối, khi trời nhiều mây, thiếu nắng hoặc khi xảy ra mất điện tùy vào cấu hình. Nhờ đó, người dùng tận dụng được nhiều điện mặt trời hơn và giảm lượng điện phải mua từ lưới.

1.2. Hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời khác nhau thế nào?

Nhiều người cho rằng hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời là một. Thực tế, hai khái niệm này có phạm vi khác nhau.

Hệ thống lưu trữ năng lượng (Energy Storage System - ESS) là khái niệm tổng quát. Hệ thống có thể lưu trữ điện từ nhiều nguồn khác nhau như điện mặt trời, điện gió, điện lưới hoặc máy phát điện.
Trong khi đó, hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời là một ứng dụng của ESS. Nguồn điện được lưu trữ chủ yếu đến từ các tấm pin năng lượng mặt trời.

Hiện nay, hệ thống pin lưu trữ năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi cho hộ gia đình, biệt thự, văn phòng, cửa hàng, nhà xưởng và doanh nghiệp. Trong bài viết này, chúng tôi tập trung vào hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời dành cho phân khúc dân dụng và thương mại quy mô vừa. Đây cũng là nhóm hệ thống được lắp đặt phổ biến nhất hiện nay.

1.3. Hệ thống điện mặt trời có pin lưu trữ có phải chỉ gồm pin không?

Câu trả lời là KHÔNG. Nhiều người cho rằng hệ thống điện mặt trời có pin lưu trữ chỉ bao gồm các bộ pin. Tuy nhiên, pin lưu trữ chỉ là một thành phần quan trọng trong nhiều thiết bị tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh. Để hệ thống pin lưu trữ năng lượng mặt trời vận hành ổn định và an toàn, các thiết bị phải hoạt động đồng bộ với nhau. Mỗi thành phần đều đảm nhận một chức năng riêng và không thể thay thế.

Tấm pin năng lượng mặt trời: Thu nhận ánh sáng và chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC).
Biến tần Hybrid (Hybrid Inverter): Chuyển đổi điện DC thành điện xoay chiều (AC). Đồng thời, thiết bị điều phối nguồn điện giữa tấm pin, pin lưu trữ, điện lưới và tải tiêu thụ.
Pin lưu trữ: Lưu lại lượng điện dư tạo ra vào ban ngày để sử dụng khi trời tối, thiếu nắng hoặc mất điện.
Tủ điện và thiết bị bảo vệ: Bao gồm aptomat, thiết bị chống sét, cầu chì và các thiết bị đóng cắt. Các thiết bị này giúp bảo vệ hệ thống trước các sự cố về điện.
Hệ thống giám sát: Theo dõi sản lượng điện, dung lượng pin, lượng điện tiêu thụ và trạng thái hoạt động của toàn bộ hệ thống theo thời gian thực.

Có thể thấy, pin lưu trữ chỉ là một mắt xích, hiệu quả vận hành của hệ thống phụ thuộc vào sự phối hợp giữa tất cả các thiết bị.

2.4. Tủ điện, thiết bị bảo vệ và hệ thống giám sát

Tủ điện là bộ phận giúp kết nối và bảo vệ toàn bộ hệ thống pin lưu trữ năng lượng mặt trời. Bên trong tủ điện thường có các thiết bị đóng cắt DC và AC, aptomat, cầu chì, thiết bị chống sét lan truyền cùng nhiều phụ kiện bảo vệ khác. Các thiết bị này giúp giảm rủi ro khi xảy ra sự cố điện và đảm bảo hệ thống vận hành an toàn.

Bên cạnh đó, hầu hết các hệ thống hiện nay đều được tích hợp phần mềm giám sát trên điện thoại hoặc máy tính. Thông qua ứng dụng, người dùng có thể theo dõi sản lượng điện mặt trời, lượng điện tiêu thụ, mức dung lượng của pin lưu trữ điện mặt trời, trạng thái sạc và xả pin cũng như lượng điện lấy từ hoặc phát lên lưới. Việc giám sát theo thời gian thực giúp người dùng dễ dàng kiểm soát hiệu suất hoạt động, phát hiện sớm các bất thường và tối ưu hiệu quả sử dụng điện trong suốt vòng đời của hệ thống.

III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời

Quy trình vận hành cơ bản gồm các bước sau:

Ban ngày, tấm pin năng lượng mặt trời hấp thụ ánh sáng và tạo ra dòng điện một chiều (DC).
Biến tần (Inverter Hybrid hoặc Off-grid) chuyển đổi điện DC thành điện xoay chiều (AC) để cấp cho các thiết bị điện.
Điện mặt trời luôn được ưu tiên sử dụng trước cho các tải đang hoạt động.
Khi lượng điện tạo ra lớn hơn nhu cầu sử dụng, phần điện dư sẽ được sạc vào pin lưu trữ điện mặt trời.
Đến buổi tối hoặc khi trời nhiều mây, hệ thống sẽ tự động lấy điện từ pin lưu trữ để cấp cho các thiết bị.
Nếu dung lượng pin không đủ, hệ thống sẽ chuyển sang sử dụng điện lưới hoặc máy phát dự phòng, tùy theo cấu hình.
Khi xảy ra mất điện, các hệ thống có chức năng Backup sẽ tự động cấp điện cho các tải ưu tiên từ pin lưu trữ.

Toàn bộ quá trình trên được biến tần điều khiển tự động. Người dùng không cần thao tác chuyển đổi nguồn điện bằng tay. Nhờ đó, hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời giúp tối ưu điện tự sản xuất, đảm bảo nguồn điện ổn định và nâng cao hiệu quả sử dụng điện trong gia đình hoặc doanh nghiệp.

IV. Lợi ích và đối tượng phù hợp với hệ thống lưu trữ điện mặt trời

Hệ thống điện mặt trời giúp nâng cao hiệu quả sử dụng điện mặt trời và tăng tính chủ động trong quá trình sử dụng điện. Đây là giải pháp phù hợp cho nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng điện vào buổi tối hoặc cần nguồn điện dự phòng.

4.1. Tận dụng điện mặt trời vào nhiều thời điểm hơn

Đối với hệ thống điện mặt trời thông thường, lượng điện dư tạo ra vào ban ngày thường không được sử dụng hết. Khi lắp đặt hệ thống pin lưu trữ năng lượng mặt trời, phần điện dư sẽ được lưu vào pin để sử dụng sau. Người dùng có thể dùng nguồn điện này vào buổi tối, sáng sớm hoặc khi thời tiết ít nắng. Nhờ đó, lượng điện mua từ lưới được giảm xuống. Đồng thời, người dùng cũng chủ động hơn trong việc sử dụng nguồn điện do chính mình tạo ra.

4.2. Duy trì các thiết bị quan trọng khi mất điện

Tùy theo cấu hình của từng hệ thống, nguồn điện lưu trữ có thể duy trì hoạt động cho các thiết bị như: Đèn chiếu sáng, quạt điện, tủ lạnh, camera an ninh,... Khả năng cấp điện sẽ phụ thuộc vào công suất biến tần, dung lượng pin lưu trữ và cách thiết kế hệ thống. Vì vậy, không phải mọi hệ thống đều có thể vận hành máy lạnh, máy bơm nước hoặc toàn bộ ngôi nhà khi mất điện.

4.3. Những đối tượng phù hợp

Hệ thống lưu trữ điện mặt trời là lựa chọn phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng điện khác nhau, bao gồm:

Gia đình sử dụng nhiều điện vào buổi tối.
Nhà ở khu vực thường xuyên mất điện.
Biệt thự, nhà vườn cần nguồn điện ổn định.
Cửa hàng, văn phòng cần duy trì hoạt động liên tục.
Trang trại hoặc khu vực có điện lưới yếu, điện áp không ổn định.

4.4. Một số công trình thực tế của NTech

*Công trình tại Long An với nhà sài tiền điện khoảng 7 triệu đồng tiền điện/tháng, sử dụng nhiều điện vào buổi tối. Khách đã lắp hệ thống bao gồm:

Biến tần Hybrid 6kW thương hiệu Luxpower
02 pin lưu trữ dung lượng 15,36kWh (tổng dung lượng ~30kWh)
18 tấm pin năng lượng mặt trời NUOKU 595W

Xem chi tiết dự án tại: CÔNG TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG 6,5KW CÓ LƯU TRỮ 30KW TẠI LONG AN

*Công trình tại Quận 5 với không gian sân vườn, có thang máy, hồ cá koi,... cần nguồn điện ổn định để hoạt động. Khách đã lắp hệ thống bao gồm:

Biến tần Deye 12kW 3 pha
2 Bình pin lưu trữ 12,8kWh (tổng dung lượng ~30kWh)
Tấm pin 595W Mono

Xem chi tiết dự án tại: CÔNG TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG 12KW 3 PHA CÓ LƯU TRỮ 30KWH TẠI QUẬN 5 -TP.HCM

VI. Cách lựa chọn công suất Inverter và dung lượng pin lưu trữ

Việc lựa chọn công suất inverter và dung lượng pin lưu trữ cần dựa trên nhu cầu sử dụng thực tế. Không nên chọn theo cảm tính hoặc chỉ dựa vào công suất của biến tần.

6.1. Xác định mục tiêu lắp đặt

Trước khi lựa chọn thiết bị, bạn cần xác định mục đích sử dụng của hệ thống. Mỗi nhu cầu sẽ có cấu hình phù hợp. Một số mục tiêu phổ biến gồm:

Giảm chi phí tiền điện hằng tháng.
Sử dụng điện mặt trời vào buổi tối.
Dự phòng nguồn điện khi mất điện.
Cấp điện cho các tải quan trọng như máy lạnh, tủ lạnh, bếp từ, máy nước nóng,...

Việc xác định đúng mục tiêu sẽ giúp lựa chọn inverter và pin lưu trữ phù hợp. Đồng thời, bạn cũng tránh được tình trạng đầu tư dư thừa hoặc thiếu công suất.

6.2. Tính điện năng cần lưu trữ

Để chọn đúng dung lượng pin, trước tiên cần tính lượng điện cần sử dụng trong khoảng thời gian mong muốn theo công thức.

Điện năng tiêu thụ (Wh) = Công suất thiết bị (W) × Thời gian sử dụng (giờ)

Ví dụ:

Công suất thiết bị: 100W
Thời gian sử dụng: 5 giờ

Điện năng tiêu thụ sẽ là: 100W × 5 giờ = 500Wh = 0,5kWh

Nếu có nhiều thiết bị, hãy tính điện năng của từng thiết bị rồi cộng lại. Kết quả sẽ giúp xác định dung lượng pin lưu trữ điện mặt trời phù hợp.

**Lưu ý quan trọng: Không nên chọn pin chỉ dựa vào công suất inverter.

Inverter 5kW không có nghĩa phải sử dụng pin 5kWh.
Inverter 10kW cũng không đồng nghĩa phải sử dụng pin 10kWh.

Hai thông số này thể hiện hai chức năng hoàn toàn khác nhau.

Công suất inverter (kW) cho biết hệ thống có thể cấp tải tối đa bao nhiêu tại cùng một thời điểm.
Dung lượng pin (kWh) cho biết hệ thống có thể lưu trữ bao nhiêu điện năng và duy trì thiết bị trong bao lâu.

Vì vậy, việc lựa chọn pin lưu trữ cần dựa trên nhu cầu sử dụng điện thực tế thay vì chỉ nhìn vào công suất của inverter.

6.4. Ví dụ thực tế cụ thể từ NTech

Để dễ hiểu hơn, NTech sẽ đưa ra ví dụ cụ thể từ những công trình NTech đã hoàn thành.

Case 1: Hộ gia đình có hóa đơn tiền điện khoảng 4 triệu đồng/tháng

Khách hàng sử dụng điện với mức tiêu thụ khoảng 4 triệu đồng mỗi tháng và mong muốn có nguồn điện dự phòng khi mất điện. NTech tư vấn lắp đặt biến tần LuxPower SNA Pro 6.5K kết hợp 2 pin lưu trữ Blue Carbon 15kWh. Cấu hình này đáp ứng nhu cầu cấp điện cho các tải thiết yếu như đèn, tủ lạnh, Wi-Fi và camera trong khoảng 2 - 3 giờ khi điện lưới bị gián đoạn.

Case 2: Hộ gia đình có hóa đơn tiền điện khoảng 1 - 1,5 triệu đồng/tháng

Khách hàng có mức tiêu thụ điện thấp hơn nhưng thường sử dụng điện mặt trời vào buổi tối và mong muốn tăng thời gian sử dụng nguồn điện lưu trữ. NTech lựa chọn biến tần LuxPower SNA 5Kw kết hợp pin lưu trữ 5,12kWh để đáp ứng nhu cầu này. Việc lựa chọn dung lượng pin được tính toán dựa trên thói quen sử dụng điện và thời gian dự phòng mong muốn, thay vì chỉ dựa vào công suất của biến tần.

VII. Tham khảo hệ thống điện mặt trời lưu trữ 5kW và 10kW

Mỗi công trình sẽ có nhu cầu sử dụng điện khác nhau. Vì vậy, cấu hình của hệ thống điện mặt trời lưu trữ cũng sẽ khác nhau. Hai mức công suất được nhiều khách hàng quan tâm hiện nay là hệ 5kW và 10kW.

7.1. Hệ thống điện mặt trời lưu trữ 5kW dành cho gia đình

Hệ thống điện mặt trời lưu trữ 5kW phù hợp với các hộ gia đình có hóa đơn tiền điện khoảng 1 - 1,5 triệu đồng/tháng. Đây là lựa chọn phù hợp khi nhu cầu sử dụng điện ở mức vừa và muốn tận dụng điện mặt trời vào buổi tối. Hệ thống có thể cấp điện cho các tải thiết yếu hoặc các thiết bị sử dụng thường xuyên trong gia đình. Tuy nhiên, dung lượng pin lưu trữ không cố định. Thông số này cần được tính toán dựa trên nhu cầu sử dụng điện và thời gian dự phòng mong muốn.

*Công trình năng lượng mặt trời lưu trữ 5kw thực tế từ NTech

Khu vực: Thủ Đức
Loại công trình: Hộ gia đình
Số lượng tấm pin: 9 tấm pin NUUKO 595W
Biến tần: Luxpower SNA 5kW
Pin lưu trữ: Blue Carbon 5,12kWh
Nhu cầu của khách hàng: sử dụng điện ở mức vừa phải, dùng nhiều vào ban ngày
Tải cần duy trì: Đèn, Wi-Fi, tủ lạnh, camera,..

*Hình ảnh công trình hoàn thiện

7.2. Hệ thống điện mặt trời lưu trữ 10kW phù hợp với công trình nào?

Hệ thống điện mặt trời lưu trữ 10kW phù hợp với gia đình có mức tiêu thụ điện lớn, biệt thự, văn phòng, cửa hàng và cơ sở sản xuất nhỏ. Với những công trình có nhu cầu sử dụng điện cao hơn hoặc cần dự phòng trong thời gian dài, khách hàng có thể cân nhắc cấu hình 15kW để đáp ứng tải tốt hơn.

Dù lựa chọn hệ thống 10kW hay 15kW, dung lượng pin lưu trữ sẽ được tính toán dựa trên lượng điện tiêu thụ, thời gian cần dự phòng và ngân sách đầu tư. Trước khi lắp đặt, đơn vị thi công cần khảo sát hiện trạng điện, diện tích mái và các tải cần duy trì khi mất điện để đưa ra cấu hình phù hợp.

*Công trình thực tế từ NTech

Khu vực: Long An
Loại công trình: cơ sở sản xuất nhỏ
Tấm pin: 18 tấm pin NUUKO 595W hai mặt kính,
Biến tần: Hybrid Luxpower ECO 10kW
Pin lưu trữ: Blue Carbon 15,36 kWh - 48V/300ah
Nhu cầu của khách hàng: sử dụng điện nhiều vào ban đêm
Tải cần duy trì: máy lạnh, máy nước nóng, bếp từ,...

*Hình ảnh thi công và hoàn thiện

Nếu nhu cầu sử dụng điện thấp hơn (khoảng 2 triệu đến 2 triệu 5 tiền điện), khách hàng có thể tham khảo hệ thống điện mặt trời lưu trữ 6,5kW với pin lưu trữ 15,36kWh để tối ưu chi phí đầu tư.

Nên mua combo tự lắp hay lắp đặt hoàn chỉnh?

Nếu đã có đội ngũ kỹ thuật hoặc đơn vị thi công riêng, khách hàng có thể lựa chọn combo điện năng lượng mặt trời tự lắp đặt. Phương án này phù hợp với các đơn vị có kinh nghiệm và hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật.

Đối với phần lớn hộ gia đình và doanh nghiệp, giải pháp lắp đặt trọn gói sẽ mang lại nhiều lợi ích hơn. Đơn vị thi công sẽ khảo sát hiện trạng, thiết kế cấu hình, lắp đặt, cấu hình hệ thống và bàn giao hoàn chỉnh. Điều này giúp hệ thống vận hành ổn định, đảm bảo an toàn và phát huy tối đa hiệu quả đầu tư.

**Khu vực hỗ trợ lắp đặt

TP.HCM và khu vực lân cận: công ty trực tiếp hỗ trợ lắp đặt.

Từ Khánh Hòa trở vào các tỉnh miền Tây: công ty hỗ trợ lắp đặt theo lịch thi công và vị trí công trình.

Từ Khánh Hòa trở ra: công ty kết nối đại lý/đối tác kỹ thuật tại địa phương để hỗ trợ khảo sát và lắp đặt.

Để nhận báo giá lắp đặt chính xác, quý khách vui lòng gửi khu vực lắp đặt, nhu cầu sử dụng điện và hình ảnh vị trí dự kiến lắp đặt.

VIII. Quy trình và lưu ý khi lắp hệ thống pin lưu trữ năng lượng mặt trời tại NTech Solutions

Tại NTech Solutions, mỗi công trình đều được thực hiện theo quy trình rõ ràng nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả vận hành.

8.1. Quy trình lắp đặt từ A - Z

Các bước triển khai gồm:

Tiếp nhận nhu cầu sử dụng và hóa đơn tiền điện của khách hàng.
Khảo sát thực tế.
Tính toán công suất dàn pin và dung lượng pin lưu trữ phù hợp.
Báo giá và thống nhất cấu hình thiết bị.
Thi công, lắp đặt và đấu nối hệ thống.
Cấu hình phần mềm, kiểm tra vận hành và bàn giao cho khách hàng.

8.2. Những lưu ý trước khi lắp đặt

Để hệ thống vận hành ổn định và đạt hiệu quả cao, khách hàng nên lưu ý một số vấn đề sau:

Không lựa chọn pin lưu trữ chỉ dựa trên giá bán.
Kiểm tra khả năng tương thích giữa inverter và pin lưu trữ.
Xác định rõ các tải cần duy trì khi mất điện.
Chọn vị trí lắp đặt inverter và pin thông thoáng, thuận tiện bảo trì.
Yêu cầu báo giá thể hiện đầy đủ thiết bị và phạm vi thi công.
Không tự đấu nối hệ thống nếu không có chuyên môn.
Không tin vào các quảng cáo về thời gian sử dụng pin áp dụng cho mọi công trình.

|Có thể bạn quan tâm: Hướng dẫn tự lắp điện mặt trời tại nhà từ a - z.

Kết Luận

Mỗi công trình có nhu cầu sử dụng điện, mức tiêu thụ và thời gian dự phòng khác nhau. Vì vậy, cấu hình hệ thống lưu trữ điện mặt trời cũng cần được tính toán riêng để đạt hiệu quả đầu tư tốt nhất. NTech Solutions hỗ trợ khảo sát thực tế, tư vấn cấu hình, thiết kế, thi công và bàn giao hệ thống trọn gói từ A - Z. Đối với khách hàng đã có đội ngũ kỹ thuật, NTech cũng cung cấp combo thiết bị để tự lắp đặt theo nhu cầu.

Liên hệ với NTech Solutions ngay hôm nay để được tư vấn giải pháp phù hợp với công trình của bạn và nhận báo giá ưu đãi trong THÁNG 7 nhé!

Thông tin liên hệ NTech Solutions

Website: ntechsolutions.vn

Hotline/Zalo: 0987 176 46

Địa chỉ: 52 Đường 711, Tổ 7, khu phố 12, KDC Đại Học Bách Khoa, Phường Phú Hữu, TP. Thủ Đức, TP. HCM.

Bài viết khác

Hệ thống lưu trữ điện mặt trời là gì? Khám phá cấu tạo, nguyên lý, lợi ích, cách chọn inverter, pin lưu trữ và tham khảo hệ 5kW, 10kW phù hợp với nhu cầu.