Một thành phần quan trọng trong việc sử dụng năng lượng tái tạo là các hệ thống lưu trữ năng lượng và cách bạn kết nối các pin của mình với các tấm pin mặt trời là rất quan trọng. Hai hệ thống phổ biến nhất là hệ thống ghép nối AC và hệ thống ghép nối DC. Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng sẽ giúp bạn chọn được phương án tối ưu nhất cho ngôi nhà hoặc doanh nghiệp của bạn.
Tổng quan: Hệ thống ghép nối AC và DC là gì?
Để dễ hiểu hơn, sự khác biệt nằm ở cách mà điện di chuyển giữa các tấm pin mặt trời, các pin lưu trữ và bảng điện trong nhà bạn.
Một cách trực tiếp hơn là sử dụng hệ thống ghép nối một chiều (DC-coupled). Các tấm pin mặt trời tạo ra điện ở dạng Dòng điện Một chiều (DC). Nguồn điện DC này được truyền trực tiếp đến cụm pin lưu trữ, nơi cũng nhận năng lượng dưới dạng DC. Khi bạn cần sử dụng nguồn năng lượng đó để vận hành các thiết bị gia đình, vốn yêu cầu Dòng điện Xoay chiều (AC), bộ nghịch lưu (inverter) sẽ chuyển đổi nguồn điện DC được lưu trữ thành điện AC. Hãy hình dung đó là một đường thẳng nối giữa các tấm pin và pin lưu trữ.
Một cách gián tiếp hơn là hệ thống ghép nối xoay chiều (AC-coupled). Bộ nghịch lưu của hệ thống này chuyển đổi điện một chiều (DC) từ các tấm pin mặt trời trực tiếp thành điện xoay chiều (AC). Gia đình bạn sau đó có thể sử dụng nguồn điện xoay chiều này. Bất kỳ nguồn điện dư thừa nào cũng có thể được chuyển đến một bộ nghịch lưu ngoài chuyên dụng, cung cấp kết nối với pin lưu trữ. Đây là một bộ nghịch lưu chuyển đổi nguồn điện AC ngược trở lại thành DC để lưu trữ. Khi cần sử dụng nguồn năng lượng đã lưu trữ, bộ nghịch lưu trong pin sẽ chuyển đổi nguồn điện này lần nữa thành điện AC.
Những Điểm Khác Biệt Chính Trong Lắp Đặt và Thiết Kế Hệ Thống
Sự khác biệt cơ bản này trong cách xử lý điện của chúng tạo ra những khác biệt thực tế đáng kể.
Thiết lập Dây điện và Bộ nghịch lưu: Một hệ thống ghép nối một chiều (DC-coupled) có một bộ nghịch lưu lai thường có khả năng vận hành cả mảng pin mặt trời và hệ thống lưu trữ điện. Điều này thường dẫn đến việc lắp đặt dây điện đơn giản hơn. Một hệ thống ghép nối một chiều sẽ cần hai bộ nghịch lưu độc lập, một bộ phục vụ cho các tấm pin mặt trời và một bộ khác phục vụ cho hệ thống lưu trữ điện. Điều này có thể ngụ ý đến việc cần thêm nhiều bộ phận và quy trình lắp đặt phức tạp hơn.
Tính linh hoạt: Các hệ thống ghép nối xoay chiều (AC-coupled) được biết đến với tính linh hoạt của chúng. Chúng có thể dễ dàng được nâng cấp cho một hệ thống pin mặt trời đã tồn tại. Do hệ thống lưu trữ điện có mạch điện xoay chiều riêng của nó, nó thường có thể được bổ sung vào hệ thống pin mặt trời hiện có với sự gián đoạn tối thiểu đối với hệ thống này. Sơ đồ phổ biến nhất trong thiết kế và lắp đặt hệ thống ghép nối một chiều được cung cấp như một gói đầu tư duy nhất.
Hiệu quả và Bảo trì: Mỗi lần chuyển đổi, bất kể chiều nào, từ DC sang AC hoặc ngược lại, một phần nhỏ năng lượng sẽ bị thất thoát dưới dạng nhiệt. Hệ thống ghép nối DC yêu cầu ít hơn một quá trình chuyển đổi trong quá trình sạc pin, về bản chất đây là một hệ thống hiệu quả hơn. Các hệ thống ghép nối AC trải qua nhiều lần chuyển đổi và điều này có thể dẫn đến hiệu suất tổng thể giảm nhẹ. Hệ thống ghép nối AC cũng có thể có nhiều điểm dễ xảy ra sự cố hơn, vì nó chứa nhiều thành phần hơn (hai bộ nghịch lưu).
Khi nào nên chọn hệ thống lưu trữ ghép nối DC để đạt hiệu suất tối đa?
Mặc dù cả hai hệ thống đều có những ứng dụng riêng, nhưng thiết kế ghép nối DC thường là lựa chọn tốt nhất trong các tình huống mà hiệu suất và độ hiệu quả là yếu tố quan trọng hàng đầu.
Hệ thống ghép nối một chiều thường được các công trình mới ưa chuộng, đặc biệt là trong các hệ thống ngoài lưới. Chính hiệu suất cao hơn này khiến bạn khai thác được nhiều năng lượng hơn từ mỗi tia nắng mà tấm pin nhận được. Điều này rất quan trọng khi mỗi kilowatt giờ đều có giá trị và bạn không kết nối với hệ thống điện áp cao.
Hiệu suất này cũng khiến các hệ thống ghép nối một chiều phù hợp hơn cho các ứng dụng thương mại hoặc bất kỳ trường hợp nào mà mục tiêu là giảm thiểu lãng phí năng lượng và thu được lợi ích cao nhất có thể. Khả năng lưu trữ công suất lớn mà không cần thêm các tấm pin mặt trời cũng giúp tiết kiệm đáng kể chi phí trong dài hạn.