Sự lựa chọn giữa năng lượng mặt trời không nối lưới, nối lưới và lai là quyết định cấp hệ thống có hậu quả nhất mà bạn sẽ đưa ra. Làm đúng cách thì chi phí vốn, chi phí vận hành và độ tin cậy của bạn đều được cải thiện. Nếu làm sai, bạn sẽ phải chi quá nhiều tiền cho những cục pin không cần thiết hoặc mua một hệ thống tắt mỗi khi lưới điện nhấp nháy.
Ba kiến trúc bằng tiếng Anh đơn giản
Mỗi hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời thuộc một trong ba loại, được xác định bằng cách nó liên quan đến lưới điện công cộng:
- Hòa lưới (không dùng pin): Biến tần năng lượng mặt trời kết nối trực tiếp với lưới điện. Xuất khẩu điện dư thừa; nhập khẩu thâm hụt Không có bộ nhớ, không có bản sao lưu. Chi phí vốn thấp nhất. Phải tắt khi mất điện lưới (yêu cầu an toàn chống đảo).
- Ngoài lưới điện (hoàn toàn tự động): Không có kết nối lưới nào cả. Pin lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa cho ban đêm và những ngày nhiều mây. Máy phát điện diesel hoặc khí đốt cung cấp dự phòng khẩn cấp. Giá vốn cao nhất. Chỉ khả thi khi kết nối lưới là không thể về mặt vật lý hoặc kinh tế.
- Hybrid (nối lưới với pin): Biến tần năng lượng mặt trời kết nối với cả pin và lưới điện. Pin lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa và cung cấp dự phòng trong thời gian mất điện. Bổ sung lưới điện khi năng lượng mặt trời và pin đều yếu. Tốt nhất của cả hai thế giới đối với hầu hết các trang web thương mại có kết nối lưới.
Khung quyết định: 4 câu hỏi
Bạn có thể xác định kiến trúc phù hợp bằng cách trả lời bốn câu hỏi:
1. Nguồn điện lưới có sẵn tại khu vực này không?
Nếu địa điểm ở xa - trại khai thác, cơ sở nông nghiệp, khu nghỉ dưỡng trên đảo, tháp viễn thông - và việc mở rộng lưới điện sẽ tốn hơn 30.000–50.000 USD/km, thì ngoài lưới điện thường là lựa chọn hợp lý về mặt kinh tế duy nhất. Nếu có điện lưới, chuyển sang câu hỏi 2.
2. Địa điểm có cần nguồn điện dự phòng khi mất điện lưới không?
Nếu câu trả lời là có — bệnh viện, trung tâm dữ liệu, dây chuyền lạnh thực phẩm, sản xuất 24/7 — bạn cần một hệ thống kết hợp với bộ lưu trữ pin. Một hệ thống hòa lưới thuần túy không thể hỗ trợ bất kỳ tải nào khi mất điện. Nếu tình trạng mất điện hiếm khi xảy ra và có thể chấp nhận được (ví dụ: một tòa nhà văn phòng tiêu chuẩn), thì hệ thống nối lưới có thể phù hợp. Chuyển sang câu hỏi 3.
3. Phí cầu có đáng kể không?
Nếu biểu giá điện thương mại của bạn bao gồm chi phí nhu cầu trên ~$10/kW/tháng thì pin (hệ thống hybrid) sẽ hoàn trả thông qua cạo đỉnh điểm độc lập với giá trị dự phòng. Một hệ thống hybrid thường chỉ được chứng minh là tiết kiệm theo yêu cầu, ngay cả khi nguồn điện dự phòng không phải là ưu tiên hàng đầu.
4. Kết nối lưới điện có yếu hoặc không đáng tin cậy không?
Các địa điểm ở các thị trường mới nổi, khu công nghiệp có biến động điện áp hoặc các khu vực có lịch trình cắt giảm phụ tải được hưởng lợi từ hệ thống hybrid ngay cả khi không có nhu cầu phí cao. Pin xử lý các vấn đề về chất lượng lưới điện và cung cấp điện trơn tru cho các thiết bị nhạy cảm.
So sánh chi phí
| Kiến trúc | CAPEX điển hình (100 kWp) | Ưu điểm chính | Hạn chế về khóa |
|---|---|---|---|
| Chỉ nối lưới | 55.000–75.000 USD | Chi phí thấp nhất, hoàn vốn nhanh nhất | Không cần sao lưu, không cần cạo râu |
| Hỗn hợp (100 kWp + 200 kWh) | 120.000–160.000 USD | Dự phòng + tiết kiệm nhu cầu + linh hoạt | Chi phí trả trước cao hơn |
| Không nối lưới (100 kWp + 400 kWh + máy phát điện) | 200.000–280.000 USD | Độc lập hoàn toàn về năng lượng | Chi phí cao nhất, máy phát điện O&M |
Những số liệu này mang tính biểu thị cho một khu vực nhiệt đới hoặc ôn đới với 4–5 giờ nắng cao điểm. Chi phí thay đổi đáng kể tùy theo vị trí, loại mái nhà, khoảng cách kết nối lưới điện và tính chất hóa học của pin.
Định cỡ ngoài lưới: tính toán tự chủ
Các hệ thống không nối lưới phải có kích thước dành cho trường hợp xấu nhất chứ không phải trường hợp trung bình. Chỉ số quan trọng là ngày tự chủ - pin có thể vận chuyển địa điểm này trong bao nhiêu ngày có bức xạ thấp liên tiếp mà không cần chạy máy phát điện.
- Xác định mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày (kWh/ngày) từ hóa đơn tiện ích hoặc đo đếm phụ
- Xác định khoảng thời gian chiếu xạ trong trường hợp xấu nhất tại khu vực của bạn (mùa đông tối thiểu ở các thị trường CIS; mùa gió mùa ở Đông Nam Á)
- Kích thước năng lượng mặt trời để trang trải mức tiêu thụ trung bình trong tháng tồi tệ nhất
- Kích thước pin cho 3–5 ngày tự chủ ở mức tiêu thụ trung bình, giảm xuống 80% DoD
- Kích thước máy phát điện để sạc lại pin trong vòng 8 giờ nếu năng lượng mặt trời không đủ
Đối với cơ sở 200 kWh/ngày cần 3 ngày tự chủ: ắc quy = 200 × 3 0,80 = tối thiểu 750 kWh. Đây là lý do tại sao các hệ thống không nối lưới lại đắt tiền - chi phí pin chiếm ưu thế.
Kích thước kết hợp: con đường đơn giản hơn
Trong một hệ thống kết hợp, lưới điện xử lý những đêm trong trường hợp xấu nhất và những khoảng thời gian nhiều mây. Bạn chỉ cần đủ pin cho các trường hợp sử dụng chính:
- Ưu tiên dự phòng: kích thước cho các tải quan trọng × thời gian dự phòng (thường là 4–8 giờ)
- Nhu cầu ưu tiên cạo râu: xem của chúng tôi hướng dẫn chọn cỡ cạo cao điểm
- Ưu tiên tự tiêu thụ: kích thước để tiêu thụ vào buổi tối sau khi kết thúc quá trình tạo năng lượng mặt trời (thường là 2–4 giờ tải trung bình)
Pin lai thường bằng 20–40% mức tương đương ngoài lưới điện cho cùng một địa điểm - chi phí thấp hơn đáng kể.
Lựa chọn biến tần theo kiến trúc
Biến tần phải phù hợp với kiến trúc:
| Kiến trúc | Loại biến tần | Khuyến nghị của Sungrow |
|---|---|---|
| Hòa lưới, < 50 kWp | Biến tần chuỗi | SG30CX tới SG50CX |
| Hòa lưới, 50–250 kWp | Chuỗi nhiều MPPT | SG110CX-P2 tới SG250HX |
| Lai, bất kỳ kích thước | Biến tần lai + BESS | SH100CX đến SH250CX-V21 + ST255CS-2H |
| Lưới ngoài hoặc lưới yếu | Biến tần ngoài lưới / có khả năng đảo | Dòng SH có bật chế độ đảo |
The Sungrow Biến tần lai dòng SH hỗ trợ chuyển đổi liền mạch giữa các chế độ nối lưới, đảo và không nối lưới, khiến chúng phù hợp với các địa điểm bắt đầu nối lưới nhưng có thể cần hoạt động độc lập trong thời gian mất điện kéo dài.
Những lỗi thường gặp cần tránh
- Mua ngoài lưới điện khi hệ thống kết hợp lưới điện yếu sẽ hoạt động: ngay cả một mạng lưới không đáng tin cậy cũng làm giảm đáng kể nhu cầu về pin. Thời gian hoạt động của lưới điện 30% là đủ để kích thước hệ thống hybrid với lượng pin ít hơn 70%.
- Lưới bị ràng buộc trên một trang web thường xuyên bị mất điện: năng lượng mặt trời của bạn không tạo ra năng lượng trong các sự kiện lưới điện quan trọng nhất.
- Giảm kích thước pin ngoài lưới để tự chủ: việc sử dụng bức xạ trung bình hàng năm để định cỡ hầu như luôn tạo ra một hệ thống chạy máy phát điện hàng ngày vào mùa đông hoặc mùa gió mùa.
- Bỏ qua khả năng tương thích của máy phát điện trong hybrid: một số bộ biến tần lai yêu cầu cấu hình máy phát điện cụ thể để sạc từ máy phát điện liền mạch. Xác nhận tính tương thích trước khi chỉ định.