Biến tần (Inverter) là gì? Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Biến tần - Inverter là gì? 

Biến tần năng lượng mặt trời hay còn gọi là Inverter điện mặt trời là một thiết bị có khả năng chuyển đổi điện áp một chiều (DC – Direct Current) thu được từ các chuỗi tấm pin thành dòng điện áp xoay chiều (AC – Alternating Current) hoặc từ dòng điện xoay chiều ở đặc tính tần số/điện áp này thành dòng điện xoay chiều ở đặc tính tần số/điện áp khác.

Nguyên lý hoạt động Inverter là gì?

Inverter hoạt động dựa trên việc kiểm soát từng tần số hoạt động. Tùy theo thiết kế của các bo mạch bên trong, nguyên lý hoạt động của biến tần cũng khá đơn giản.

Dòng điện xoay chiều được biến đổi thành dòng điện 1 chiều. Quá trình chuyển đổi này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu và tụ điện. Lúc này, hệ số công suất cosφ không phụ thuộc vào tải và có giá trị ≥ 0.96.

Dòng điện 1 chiều được biến đổi thành dòng điện xoay chiều đối xứng nhờ hệ IGBT bằng phương pháp điều chế độ rộng xung.

Nếu không có inverter thì điện sinh ra từ tấm pin năng lượng mặt trời có dùng được không?

Câu trả lời là có, nếu thiết bị điện của bạn sử dụng điện một chiều có dải điện áp , cường độ dòng phù hợp với tấm pin. Thế nhưng, thực tế các thiết bị đó rất rất ít do công năng của thiết bị không nhiều, không phù hợp với lưới điện quốc gia , phải chế tạo đơn chiếc…nên không thể sử dụng rộng rãi được. Dẫn đến chúng ta phải biến đổi dòng điện một chiều thu được từ tấm pin mặt trời thành dòng điện phù hợp với các thiết bị phổ biến với lưới điện quốc gia. Đó chính là lý do chúng ta cần có Inverter - biến tần năng lượng mặt trời.

Phân loại Inverter - biến tần năng lượng mặt trời?

Hiện tại biến tần năng lượng mặt trời có thể được chia thành 3 loại cơ bản: 

Inverter chuỗi (String inverter)

String inverter là một biến tần có nhiều đầu vào DC để xử lý nguồn năng lượng điện được tạo ra bởi chuỗi những tấm pin năng lượng mặt trời, từ đó sản xuất ra nguồn điện xoay chiều có chất lượng như thông số đầu vào AC. Những tấm pin mặt trời được liên kết với nhau thành chuỗi và các chuỗi này được liên kết vào biến tần.

Có thể kể đến một số thương hiệu biến tần chuỗi phổ biến tại Việt Nam như: Inverter Solis, Inverter SMA, Inverter Huawei, Inverter Sungrow, Inverter Growatt,.....

Ưu điểm: 

Loại biến tần này hiệu quả nhất về chi phí đầu tư nên được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Biến tần chuỗi còn cho phép bạn linh hoạt hơn. Bạn có thể lắp đặt các tấm pin ở các mảng không gian có hướng nắng khác nhau, mỗi hướng nắng chung một chuỗi hoặc một số chuỗi để tối ưu sản lượng của cả hệ.

Tuy nhiên, khi trong cùng một chuỗi, có một tấm pin bị giảm hiệu suất thì kéo theo hiệu suất của những tấm pin còn lại trong chuỗi cũng giảm theo.

 Ví dụ: Hệ thống điện mặt trời áp mái 5kw 1 pha dùng biến tần Solis 5kw có 2 String, mỗi String kết nối 6 tấm pin công suất 450W. Như vậy bạn có thể kết nối 12 tấm pin vào 1 biến tần, công suất đầu vào DC 5400wp. 

Trong trường hợp 1 chuỗi gồm 6 tấm pin có công suất 450W, nhưng chẳng may có một tấm pin bị hỏng và giảm hiệu suất chỉ còn 300W, thì lúc này 5 tấm pin còn lại dù không bị hư hỏng gì nhưng công suất cũng bị giảm xuống còn 300W; trường hợp khác: bạn có thể lắp đặt 1 chuỗi ở mái phía trước và chuỗi còn lại ở mái phía sau công trình.    

Vi biến tần (Micro inverter)

Loại biến tần kết hợp với một tấm pin năng lượng mặt trời duy nhất để quản lý và đảm nhiệm công việc chuyển đổi dòng điện DC thành dòng điện AC cho tấm pin riêng lẻ đó. Trong các hệ thống biến tần vi mô, không kết nối các tấm pin về biến tần mà mỗi tấm pin sẽ được nối với biến tần micro của chính nó.

Hiện nay, một số hãng đã phát triển micro inverter để làm việc với vài tấm pin năng lượng mặt trời thay vì chỉ một tấm như ban đầu.

Nhược điểm lớn nhất của loại vi biến tần này là giá thành rất đắt tính trên công suất lắp đặt hệ thống điện mặt trời, đặc biệt khi muốn mở rộng quy mô của hệ thống. Tuy nhiên chúng xử lý riêng biệt từng tấm pin nên sẽ không ảnh hưởng lẫn nhau nếu 1 tấm pin trong hệ thống gặp vấn đề. 

Inverter chuỗi kết hợp tối ưu hoá (Power Optimizer).

Sự kết hợp của inverter chuỗi với bộ tối ưu hóa được lắp đặt ở từng tấm pin năng lượng mặt trời, cho phép bạn có thể kiểm soát từng đầu ra của tấm pin đó một cách độc lập với những tấm pin khác của chuỗi. 

Loại inverter này giải quyết được những hạn chế của bộ biến tần chuỗi. Nếu một tấm pin bị giảm khả năng sản xuất điện do bóng râm hoặc trục trặc kỹ thuật thì lúc này bộ tối ưu hóa đảm bảo các tấm pin khác trong chuỗi không bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, nhược điểm duy nhất chỉ là về chi phí đầu tư, có thể cao gấp đôi so với việc sử dụng biến tần chuỗi thông thường.

Biến tần chuỗi kết hợp tối ưu hóa 

Lựa chọn Inverter phù hợp với dự án như thế nào? 

Việc lựa chọn Inverter phù hợp nhất cho dự án liên quan tới nhiều yếu tố. Chẳng hạn như: công suất toàn hệ thống, suất đầu tư, hiệu suất hệt thống, LCOE, khả năng kết nối dễ vận hành bảo dưỡng, phổ cập,...

Tùy vào mục đích đầu tư, mục đích sử dụng mà chủ đầu tư cân nhắc yếu tố liên quan để đưa ra được quyết định chọn loại Inverter nào phù hợp.

Xem thêm: Mẹo chọn Inverter hòa lưới tốt

Sản phẩm biến tần năng lượng mặt trời nổi bật của Hùng Việt- Inverter Solis 

Một yếu tố quan trọng hàng đầu là lựa chọn được nhà phân phối Inverter chất lượng, uy tín trên thị trường, phân phối loại đa dạng, tính ổn định cao, bảo hành dài hạn và có chính sách hậu mãi rõ ràng, chu đáo. Bởi chi phí của một hệ điện mặt trời là không nhỏ, hệ có thể sử dụng lâu dài hàng chục năm nên nếu không chọn đúng nhà phân phối uy tín, khi xảy ra sự cố, người mua sẽ gặp rất nhiều khó khăn và thiệt hại. 

Là đơn vị phân phối và bảo hành chính hãng Inverter Solis hàng đầu tại Việt Nam, Hùng Việt đã và đang mang lại cho khách hàng những sản phẩm với giá thành hợp lý và chất lượng dịch vụ hậu mãi tốt nhất.

Công suất Inverter Solis do Hùng Việt phân phối đa dạng từ 3kw cho hộ gia đình sử dụng ít đến những Inverter Solis công suất lớn hơn 110kw, 255kw cho nhu cầu cao nhất. Inverter Solis đã được tích hợp các công nghệ bảo vệ tiên tiến nhất như chống sét lan truyền, cảnh báo chống ngược cực, cảnh báo dòng rò... Giúp hệ thống hoạt động ổn định, an toàn với chi phí thấp nhất (không cần lắp thêm thiết bị ngoại vi, không cần cầu chì).

 Inverter Solis - Biến tần quang điện hàng đầu châu Á

Hy vọng qua những thông tin trên., Hùng Việt đã giải đáp được phần nào thắc mắc, câu hỏi của bạn: Inverter là gì, ứng dụng của chúng như thế nào?...Hy vọng bạn có thể chọn cho mình những sản phẩm chất lượng nhất.

Tham khảo: Inverter Solis chính hãng, hàng quốc tế