Tin tức
Dự án điện mặt trời hộ gia đình 3200kw
Th10
Hệ lưu trữ LiFePO₄ 24V – 210Ah
Đơn vị giới thiệu: Solar Ngọc Giàu – Linh Kiện Pin Tháp Mười
Loại hệ thống: Điện mặt trời Hybrid có lưu trữ
Công suất inverter: 3.200W
Công suất tấm pin đề xuất: 6 × 550W = 3.300Wp
Pin lưu trữ: LiFePO₄ 8S – 25,6V – 210Ah
Điện áp tải: 220V AC – 50Hz
1. MỤC TIÊU DỰ ÁN
Hệ thống điện mặt trời hộ gia đình 3,2kW được thiết kế nhằm tận dụng nguồn năng lượng mặt trời vào ban ngày, giảm lượng điện mua từ lưới và cung cấp nguồn điện dự phòng thông qua bộ pin LiFePO₄.
Hệ thống phù hợp với hộ gia đình có các tải thông dụng như đèn chiếu sáng, quạt, tivi, tủ lạnh, camera, máy tính, thiết bị mạng và một số thiết bị gia dụng khác trong giới hạn công suất của inverter.
Hệ thống sử dụng inverter Hybrid 24V – 3.200W, kết hợp bộ pin LiFePO₄ 25,6V – 210Ah để có thể sử dụng điện mặt trời cả ban ngày và năng lượng tích trữ vào ban đêm hoặc khi mất điện.
2. CẤU HÌNH TỔNG THỂ
Tấm pin năng lượng mặt trời
Sử dụng:
6 tấm × 550Wp = 3.300Wp (3,3kWp).
Việc đấu nối tiếp/song song các tấm pin không được mặc định mà phải căn cứ vào Voc, Vmp, Isc của tấm pin và dải MPPT/điện áp PV tối đa của model inverter thực tế.
Inverter Hybrid
- Công suất đầu ra: 3.200W.
- Hệ pin: 24V.
- Điện áp đầu ra: 220V AC.
- Có bộ MPPT tích hợp nếu sử dụng inverter Hybrid tương ứng.
- Có chức năng sạc pin và cấp điện cho tải.
Pin lưu trữ
Sử dụng 8 cell LiFePO₄ 3,2V – 210Ah mắc nối tiếp:
8 × 3,2V = 25,6V danh định.
Dung lượng năng lượng danh định:
25,6V × 210Ah = 5.376Wh ≈ 5,38kWh.
Nếu thiết kế sử dụng khoảng 90% dung lượng:
5,38 × 90% ≈ 4,84kWh khả dụng.
3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
Nhánh điện mặt trời
Tấm pin NLMT 3.300Wp
↓
CB/cầu chì bảo vệ PV
↓
SPD chống sét lan truyền DC
↓
Công tắc cách ly DC
↓
Ngõ PV/MPPT của inverter Hybrid 3.200W
Nhánh pin lưu trữ
8 cell LiFePO₄ 3,2V – 210Ah
↓
BMS 8S 150–200A
↓
Cầu chì DC
↓
CB/công tắc cách ly pin DC
↓
Inverter Hybrid 24V – 3.200W
Nhánh tải AC
Inverter 3.200W
↓
CB AC
↓
RCD/RCBO chống rò theo thiết kế
↓
SPD AC
↓
Tủ điện gia đình
↓
Đèn – quạt – tivi – tủ lạnh – thiết bị gia dụng
4. THIẾT KẾ BỘ PIN LiFePO₄ 24V – 210Ah
Bộ pin gồm:
- 8 cell LiFePO₄.
- Điện áp mỗi cell danh định: 3,2V.
- Dung lượng: 210Ah.
- Kiểu ghép: 8S.
- Điện áp bộ pin danh định: 25,6V.
- Năng lượng: khoảng 5,38kWh.
- BMS: 8S, nên chọn dòng phù hợp với inverter và dòng cực đại của hệ thống.
Ở công suất 3.200W, dòng DC lý tưởng phía pin tại 25,6V đã vào khoảng:
3.200 ÷ 25,6 ≈ 125A.
Khi tính thêm tổn hao inverter và trường hợp điện áp pin giảm, dòng thực tế có thể cao hơn đáng kể. Vì vậy hệ 24V công suất 3,2kW cần đặc biệt chú ý đến BMS, cầu chì, CB, đầu cos và tiết diện dây pin.
Có thể xem xét BMS 8S 200A để có dự phòng, nhưng dòng bảo vệ cuối cùng phải được phối hợp với giới hạn của cell, inverter và dây dẫn.
5. DÂY DẪN PHÍA PIN
Đường dây từ pin đến inverter là phần có dòng điện lớn nhất.
Không nên chọn dây chỉ dựa trên một con số cố định. Tiết diện phải tính theo:
- Dòng làm việc liên tục.
- Dòng cực đại của inverter.
- Chiều dài dây đi và về.
- Nhiệt độ môi trường.
- Kiểu lắp đặt dây.
- Khả năng chịu nhiệt của dây.
- Sụt áp cho phép.
- Khả năng chịu dòng của đầu cos và thiết bị bảo vệ.
Với hệ 24V – 3.200W, dây pin thường cần tiết diện lớn và nên giữ đường dây pin–inverter càng ngắn càng tốt.
6. BẢO VỆ PIN
Bố trí bảo vệ gần cực dương bộ pin:
B+ → cầu chì DC → CB/công tắc cách ly DC → inverter BAT+.
Cực âm:
B− → BMS → inverter BAT−, theo đúng sơ đồ của BMS được sử dụng.
Cầu chì chính có nhiệm vụ bảo vệ dây dẫn khi xảy ra ngắn mạch. CB/công tắc cách ly giúp cô lập pin khi kiểm tra hoặc bảo trì.
Thiết bị phải có định mức DC và khả năng cắt phù hợp với hệ pin; không dùng CB AC thay cho thiết bị DC nếu nhà sản xuất không cho phép.
7. BẢO VỆ PHÍA TẤM PIN
Phía PV nên bố trí tùy theo cấu hình chuỗi thực tế:
- Thiết bị bảo vệ quá dòng khi cần.
- SPD DC.
- Công tắc cách ly DC.
- Đầu nối MC4 đúng chuẩn.
- Dây chuyên dụng cho điện mặt trời.
- Tiếp địa khung tấm pin.
Dây PV có thể tham khảo khoảng 4–6mm², nhưng phải kiểm tra dòng chuỗi, chiều dài và mức sụt áp trước khi quyết định.
Đặc biệt, tổng Voc của chuỗi PV trong điều kiện nhiệt độ thấp nhất dự kiến không được vượt điện áp PV tối đa của inverter.
8. BẢO VỆ PHÍA AC
Đầu ra inverter đi qua hệ thống bảo vệ trước khi cấp cho tải:
INVERTER AC OUT → CB/RCBO hoặc RCD + CB → SPD AC → TỦ ĐIỆN → TẢI.
Với inverter 3.200W ở 220V:
3.200 ÷ 220 ≈ 14,5A.
Thiết bị bảo vệ AC và tiết diện dây phải được lựa chọn theo dòng định mức của inverter, hướng dẫn nhà sản xuất, chiều dài dây và điều kiện lắp đặt.
Không tự động chọn CB quá lớn vì có thể làm giảm khả năng bảo vệ dây dẫn.
9. HỆ THỐNG TIẾP ĐỊA
Hệ thống cần có phương án tiếp địa phù hợp cho:
- Khung tấm pin.
- Vỏ inverter.
- Tủ điện.
- SPD DC.
- SPD AC.
Các kết nối PE/tiếp địa phải được thực hiện đúng hướng dẫn thiết bị và tiêu chuẩn áp dụng tại vị trí lắp đặt.
Tiếp địa tốt giúp SPD hoạt động hiệu quả hơn và góp phần nâng cao an toàn điện.
10. SẢN LƯỢNG ĐIỆN THAM KHẢO
Với giàn pin khoảng 3,3kWp, sản lượng thực tế phụ thuộc mạnh vào vị trí, mùa, nhiệt độ, hướng và góc nghiêng mái, bóng che, hiệu suất inverter và tổn hao hệ thống.
Có thể dùng mức sơ bộ khoảng:
12–16kWh/ngày trong điều kiện thuận lợi.
Tương đương khoảng:
360–480kWh/tháng.
Đây là số liệu ước tính, không phải cam kết sản lượng. Muốn dự báo chính xác hơn cần khảo sát vị trí lắp đặt và dữ liệu bức xạ mặt trời tại khu vực dự án.
11. THỜI GIAN SỬ DỤNG PIN
Pin có khoảng 4,84kWh năng lượng khả dụng nếu giới hạn sử dụng ở mức 90%.
Ví dụ, nếu tải trung bình khoảng 500W thì thời gian lý thuyết:
4,84 ÷ 0,5 ≈ 9,7 giờ.
Nếu tải trung bình 1.000W:
4,84 ÷ 1 ≈ 4,8 giờ.
Thời gian thực tế sẽ thấp hơn hoặc thay đổi tùy hiệu suất inverter, mức SOC giới hạn, nhiệt độ, tuổi pin và công suất tải.
Các tải công suất lớn như máy lạnh, bếp điện, bình nước nóng, máy bơm lớn cần được tính riêng.
12. DANH MỤC VẬT TƯ CHÍNH
- 06 tấm pin năng lượng mặt trời 550Wp.
- 01 inverter Hybrid 24V – 3.200W.
- 08 cell LiFePO₄ 3,2V – 210Ah.
- 01 BMS LiFePO₄ 8S phù hợp dòng hệ thống.
- CB/cầu chì bảo vệ PV theo cấu hình chuỗi.
- SPD chống sét DC.
- Công tắc cách ly PV.
- Cầu chì chính bộ pin.
- CB/công tắc cách ly pin DC.
- CB/RCBO hoặc RCD + CB phía AC.
- SPD AC.
- Dây PV chuyên dụng.
- Cáp pin tiết diện được tính toán theo thực tế.
- Cáp AC.
- Đầu cos, thanh đồng/busbar và phụ kiện pin.
- Đầu nối MC4.
- Khung nhôm lắp tấm pin.
- Tủ điện DC/AC.
- Hệ thống tiếp địa.
- Ống bảo vệ dây, kẹp dây, bulông và phụ kiện thi công.
13. QUY TRÌNH THI CÔNG
Giai đoạn 1 – Khảo sát
Khảo sát mái nhà, hướng nắng, bóng che, kết cấu mái, vị trí inverter, vị trí pin và tủ điện.
Giai đoạn 2 – Thiết kế
Xác định cấu hình chuỗi PV dựa trên thông số thực của tấm pin và inverter; tính dây dẫn, thiết bị bảo vệ, vị trí tiếp địa và phương án đi dây.
Giai đoạn 3 – Lắp khung
Cố định hệ khung chắc chắn, bảo đảm khả năng chịu tải và hạn chế ảnh hưởng đến chống thấm mái.
Giai đoạn 4 – Lắp tấm pin
Đưa 6 tấm pin 550W lên khung, cố định đúng kỹ thuật và kiểm tra đầu nối.
Giai đoạn 5 – Lắp inverter và pin
Lắp inverter ở nơi thông thoáng, khô ráo; bộ pin LiFePO₄ đặt trong khu vực phù hợp, tránh nguồn nhiệt và môi trường có nguy cơ ngập nước.
Giai đoạn 6 – Đấu điện
Hoàn thiện PV, BMS, pin, cầu chì/CB DC, inverter, tủ AC và tiếp địa theo đúng sơ đồ đã thiết kế.
Giai đoạn 7 – Kiểm tra
Đo điện áp PV, cực tính, điện áp bộ pin, điện áp từng cell, kết nối BMS, cách điện và hệ thống tiếp địa trước khi đóng điện.
Giai đoạn 8 – Cài đặt và vận hành
Thiết lập thông số sạc/xả theo khuyến nghị của nhà sản xuất cell, BMS và inverter, sau đó chạy thử tải và theo dõi nhiệt độ dây, đầu nối, inverter và pin.
14. ƯU ĐIỂM CỦA HỆ 3,2KW – 24V 210AH
Hệ thống có khả năng tận dụng điện mặt trời vào ban ngày và tích trữ phần năng lượng phù hợp để sử dụng khi trời tối hoặc mất điện.
Bộ pin LiFePO₄ khoảng 5,38kWh mang lại khả năng dự phòng tốt cho các tải thiết yếu của gia đình.
Hệ Hybrid cũng cho phép người dùng chủ động lựa chọn ưu tiên nguồn điện tùy khả năng của inverter: điện mặt trời, pin lưu trữ và điện lưới.
15. KẾT LUẬN
Dự án điện mặt trời hộ gia đình 3,2kW – pin LiFePO₄ 24V 210Ah là cấu hình phù hợp cho nhu cầu điện dân dụng vừa và nhỏ, đặc biệt khi người dùng muốn kết hợp tiết kiệm điện ban ngày với nguồn điện dự phòng.
Cấu hình cơ bản:
6 × 550Wp → bảo vệ DC/SPD → inverter Hybrid 3.200W → bảo vệ AC → tải gia đình
kết hợp:
LiFePO₄ 8S 25,6V 210Ah → BMS → cầu chì/CB DC → inverter.
Để hệ thống vận hành an toàn, việc lựa chọn chuỗi PV, BMS, cầu chì, CB, dây dẫn, SPD và hệ thống tiếp địa phải được xác nhận theo model thiết bị thực tế và khảo sát công trình trước khi thi công.
SOLAR NGỌC GIÀU – LINH KIỆN PIN THÁP MƯỜI
Giải pháp điện mặt trời – Pin lưu trữ – Linh kiện và kỹ thuật năng lượng.
và tủ điện.
Tài liệu đối chiếu
[1] LONGi Hi MO 5m LR5 72HPH 540 đến 560M G2 V15
[2] Victron Wiring Unlimited về dây DC và cầu chì
[3] Victron Wiring Unlimited về tiếp địa và RCD
[4] ZOTUP hướng dẫn chọn SPD cho hệ quang điện
[4] ZOTUP hướng dẫn chọn SPD cho hệ quang điện
