Một số phương pháp tính sản lượng điện mặt trời phổ biến hiện nay

Tại sao cần phải biết cách tính sản lượng điện mặt trời? Cách tính sản lượng như thế nào? Điều này có quan trọng không? Câu trả lời cho câu hỏi này là có, điều này rất rất quan trọng. Điện năng lượng mặt trời ngày càng phát triển và đang được triển khai trên diện rộng, hầu hết ở tất cả mọi nơi, chúng ta đều có thể thấy nó.

Điện năng lượng mặt trời là giải pháp cho mọi vấn đề bảo vệ môi trường và cũng là nguồn năng lượng mang lại giá trị kinh tế bền vững cho quốc gia và người sử dụng năng lượng mặt trời, giúp tối ưu hóa nguồn năng lượng điện sử dụng hằng ngày. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu về phương thức tính sản lượng này nhé.

Cách tính theo số giờ nắng:

Nguồn năng lượng chính đề sản xuất ra điện năng lượng mặt trời chính là ánh nắng của mặt trời. Đây chính là chỉ số quan trọng nhất để xem xét đến việc điện năng lượng mặt trời có thích hợp với nơi ở hiện tại của bạn không. 

Công thức tính:

• Số giờ nắng (giờ/năm) = số giờ nắng trên 1 ngày (cường độ bức xạ mặt trời, kWh/m²/ngày)  x  365 (ngày)

Bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng tại Việt Nam. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào khoảng 5 kWh/m²/ngày ở các tỉnh miền Trung và miền Nam và vào khoảng 4 kWh/m²/ngày ở các tỉnh miền Bắc.

Từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ mặt trời không chỉ nhiều mà còn rất ổn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khô sang mùa mưa. Số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1500 -1700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2000 – 2600 giờ mỗi năm.

Nhìn chung, Việt Nam là nước có lượng bức xạ mặt trời ổn định và cao ở mức trung bình 4.66 kWh/m²/ngày tương đương 1700,9 giờ nắng/năm, tạo điều kiện lý tưởng cho phát triển điện năng lượng mặt trời.

Cách tính sản lượng điện mặt trời dựa vào số kWp:

Đầu tiên, ta phải tính được số kWp/năm dựa vào hiệu số hoạt động của tấm pin. Hiệu suất hoạt động của tấm pin rơi vào khoảng 80% vì các yếu tố ảnh hưởng như hiệu suất của biến tần, độ nghiêng, hướng,… Nên ta có 1700,9 giờ nắng/năm  x  80% = 1360,72 kWp/năm

Công thức tính:

• Sản lượng điện mặt trời (kWh/năm) = công suất cực đại (kWp/năm)  x  mức sản suất năng lượng trên công suất cực đại (kWh/kWp)

Nếu là một dự án điện mặt trời khoảng 3kWp thì nó sẽ tạo ra: 3 x 1360,72 = 4082,16 kWh mỗi năm.

Cách tính công suất pin mặt trời cần sử dụng

Để tính toán kích cỡ hệ thống cần sử dụng, ta phải tính Watt-peak (Wp) cần có của pin mặt trời. Lượng Wp mà pin mặt trời tạo ra lại tùy thuộc vào khí hậu của từng vùng trên thế giới. Cùng 1 tấm pin nhưng đặt ở nơi này thì mức độ hấp thu năng lượng sẽ khác với khi đặt nó nơi khác.

Để thiết kế chính xác, người ta phải khảo sát từng vùng và đưa ra một hệ số gọi là “panel generation factor”, tạm dịch là hệ số phát điện của pin mặt trời. Hệ số “panel generation factor” này là tích số của hiệu suất hấp thu (collection efficiency) và độ bức xạ năng lượng mặt trời (solar radiation) trong các tháng ít nắng của vùng, đơn vị tính của nó là (kWh/m2/ngày).

Công thức tính:

• Số Wp các tấm pin phải cung cấp = hệ số an toàn (1,3 – 1,5)  x  tổng số Wh toàn tải sử dụng
• Số lượng tấm pin cần dùng = Số Wp các tấm pin phải cung cấp / số Wp của 1 tấm pin

Ví dụ: Trong một ngày một hộ gia đình sử dụng :

• 1 tivi công suất 80W dùng 8 giờ ⇒ 80×8=640 wh
• 5 bóng đèn 20W dùng 5 giờ ⇒ 5x20x5=500 wh
• 1 cái quạt 50W dùng 3 giờ ⇒ 50×3=150 wh
• 1 tủ lạnh 100W ⇒ 100×12=1200 wh

Vậy tổng số Wh toàn tải sử dụng trong 1 ngày là : 640+500+150+1200=2490 wh

Vậy số Wp các tấm pin mặt trời phải cung cấp là: 1,4 x 2490 = 3486 Wp

Kết quả sẽ cho bạn biết số lượng tối thiểu của tấm pin cần dùng. Số lượng pin mặt trời đủ hoặc dư ít sẽ làm cho hệ thống điện nhà bạn hoạt động hiệu quả, tuổi thọ cùng độ bền cao, đúng với chi phí dự định.

Nếu có ít tấm pin thì hệ thống sẽ thiếu điện. Nếu dùng nhiều tấm pin thì làm cho giá đầu tư ban đầu cao.

Cách tính thời gian sử dụng điện của thiết bị

Công thức tính:

• AH = (T*W) / (V*pf)

Suy ra công thức tính thời gian sử dụng:

• T = (AH * V * pf) / W

Trong đó:

• tổng dung lượng của ắc quy (AH)
• thời gian sử dụng hệ thống (T)
• tổng công suất của Inverter (W)
• điện thế của bộ nạp (V)
• pf = 0.7 hoặc 0.8 (tùy inverter)

Tính toán theo bộ biến tần:

Bộ inverter phải đủ lớn để đáp ứng tất cả các tải đều bật lên cung cấp đủ công suất.

Công thức tính:

• Công suất inverter = 125%  x  công suất tải

*Nếu là tải mô tơ thì phải tính thêm công suất để đáp ứng thời gian khởi động mô tơ.

Chọn inverter có điện áp vào danh định phù hợp với điện áp danh định của ắc quy. Đối với hệ solar kết nối vào lưới điện thì không cần sử dụng ắc quy, điện áp danh định của inverter phải phù hợp với điện áp danh của hệ pin mặt trời.