Hệ thống PV được chia thành năm chế độ:
1. Tự sử dụng, điện năng dư thừa trên lưới điện
2. Tự sử dụng, nguồn điện dư thừa ngoài lưới điện.
3. Lưới đầy đủ
4. Hệ thống độc lập và hệ thống kết nối/độc lập với lưới điện
5. Tự sử dụng, cung cấp năng lượng dư thừa cho lưới điện.
Tự sử dụng, nguồn điện dư thừa trên lưới điện
Mô hình hệ thống quang điện này là mô hình phổ biến nhất, hệ thống điện mặt trời phân tán tổng quát được sử dụng rộng rãi trong mô hình này.
Điện năng do hệ thống quang điện sản xuất có thể được sử dụng trước tiên để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của chính hệ thống, phần dư thừa có thể được bán cho công ty điện lực để tránh lãng phí; nếu điện năng sản xuất không đủ, lưới điện sẽ cung cấp. Tuy nhiên, phương thức này cần phải đàm phán với công ty điện lực các thỏa thuận mua bán điện phù hợp, có tính đến lợi ích của cả hai bên. Các công ty điện lực lắp đặt đồng hồ thông minh hai chiều để đo công suất phát điện của các nhà máy quang điện và mức tiêu thụ điện năng của người tiêu dùng, và để thanh toán hoặc thu tiền điện theo chính sách và biểu giá đã thỏa thuận.
Nhược điểm lớn nhất của mô hình này là mô hình doanh thu không thể cố định, tỷ lệ giữa điện tự sử dụng và điện dư cung cấp cho lưới điện luôn thay đổi, và giá trị ước tính của nhà máy khi được tài trợ và bán có thể thấp hơn sản lượng thực tế, thậm chí ban quản lý cũng không thể thu được giá trị tài sản hợp lý vì lo ngại về hoạt động trong tương lai của người sử dụng.
Tự sử dụng, nguồn điện dư thừa ngoài lưới điện.
Đặc điểm nổi bật của phương pháp tự sử dụng kết nối lưới điện là “Kết nối lưới điện không cần internet”. Điểm truy cập kiểu này nằm ở cuối đồng hồ đo điện của công ty điện lực và là phần đất tư nhân của điểm phân định ranh giới tài sản. Về lý thuyết, công ty điện lực sẽ không can thiệp vào việc truy cập hệ thống, nhưng mô hình này yêu cầu điện năng từ hệ thống quang điện không được truyền vào lưới điện, vì vậy cần phải có thiết bị chống dòng ngược. Khi công suất do nhà máy quang điện tạo ra vượt quá tải, thiết bị bảo vệ chống dòng ngược phải truyền tín hiệu ngược trở lại biến tần, biến tần sẽ giảm công suất theo tải để đáp ứng nhu cầu tải và không truyền điện vào lưới điện, từ đó đạt được chức năng ngăn ngừa dòng ngược của hệ thống quang điện.
Mô hình hệ thống quang điện này thường được áp dụng trong trường hợp tải tiêu thụ điện năng phía người dùng lớn, tiêu thụ điện liên tục, ít hoặc không tắt máy, hoặc tắt máy một phần trong suốt năm, ngay cả trong những ngày lễ. Tải duy trì điện năng của người dùng cũng đủ lớn để hấp thụ phần lớn lượng điện do hệ thống quang điện tạo ra. Mục tiêu là tối đa hóa việc sử dụng điện năng do hệ thống quang điện sản xuất mà không gây lãng phí.
Lưới đầy đủ
Ở chế độ kết nối lưới điện này, đầu ra AC của hệ thống PV được kết nối trực tiếp với phía điện áp thấp hoặc điện áp cao của lưới điện, tức là phía lưới điện giáp ranh với khu đất. Bằng cách này, điện năng do hệ thống sản xuất được bán trực tiếp cho công ty điện lực, và giá bán thường là giá điện bán vào lưới trung bình tại địa phương, trong khi giá điện của người dùng vẫn không thay đổi. Điều này được gọi là “Hai nguồn thu và chi, mỗi nguồn hạch toán riêng”.
Bán điện trực tiếp từ lưới điện này sang lưới điện khác cũng là xu hướng chính trong các ứng dụng năng lượng mặt trời; các nhà đầu tư ưa thích mô hình này vì nó dễ thực hiện và tương đối đáng tin cậy.
Hệ thống độc lập và hệ thống kết nối/độc lập với lưới điện
Mô hình hệ thống điện mặt trời độc lập này, còn được gọi là trạm điện mặt trời (PV) tự vận hành, là một hệ thống hoạt động độc lập với lưới điện và được sử dụng rộng rãi vì không bị giới hạn về mặt địa lý; chỉ cần có ánh nắng mặt trời là có thể lắp đặt và sử dụng. Nó rất phù hợp cho các khu vực xa xôi không có lưới điện, các đảo biệt lập, tàu đánh cá, khu nuôi trồng ngoài trời, v.v. Nó cũng có thể được sử dụng như thiết bị phát điện khẩn cấp ở những nơi thường xuyên mất điện.
Tuy nhiên, hệ thống phát điện kiểu này phải được trang bị pin, và có chi phí tương đối cao. Thêm vào đó, tuổi thọ pin, nhu cầu bảo trì và thay thế làm tăng chi phí sử dụng. Vì vậy, xét về mặt kinh tế, rất khó để sử dụng rộng rãi, nên không khuyến khích sử dụng ở những nơi không thuận tiện về điện.
Hệ thống này cũng rất thiết thực đối với các hộ gia đình ở những khu vực không có lưới điện hoặc thường xuyên bị mất điện. Đặc biệt, nó được sử dụng để giải quyết vấn đề chiếu sáng trong thời gian mất điện. Do đó, các hệ thống phát điện độc lập được thiết kế đặc biệt để sử dụng ở những khu vực không có lưới điện hoặc những khu vực thường xuyên bị mất điện.
Đèn đường, đèn sân vườn và các sản phẩm quang điện khác cũng là một hệ thống quang điện độc lập.
Tự sử dụng, cung cấp năng lượng dư thừa cho lưới điện.
Các trường hợp ứng dụng của chế độ kết hợp/độc lập này là khi xảy ra sự cố mất điện thường xuyên, hoặc giá điện tự sử dụng đắt hơn nhiều so với giá điện lưới, và giá điện giờ cao điểm đắt hơn nhiều so với giá điện giờ thấp điểm.
Thứ nhất, hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời để cấp điện cho tải, có thể thiết lập sản lượng ở mức giá cao điểm để giảm chi phí điện; thứ hai, có thể sạc vào giờ thấp điểm, xả điện vào giờ cao điểm, tận dụng chênh lệch giá giữa giờ cao điểm và thấp điểm để kiếm tiền; thứ ba, khi lưới điện cung cấp điện bình thường, hệ thống hoạt động như một hệ thống nối lưới thông thường, trong đó năng lượng mặt trời được cấp cho tải trước, và điện năng dư thừa được lưu trữ trong pin hoặc bán cho lưới điện, biến tần có thể được chuyển sang chế độ độc lập, hệ thống tiếp tục hoạt động như một nguồn điện dự phòng, năng lượng mặt trời và pin được cung cấp cho các tải quan trọng thông qua biến tần, không lãng phí.
Chế độ hoạt động có/không kết nối lưới và chế độ hoạt động độc lập đều có nhu cầu về pin giống nhau, do đó chi phí đầu tư ban đầu tương đối lớn.
Phương thức tiếp cận này cần phải đàm phán với công ty lưới điện về thỏa thuận mua bán điện có liên quan, có tính đến lợi ích của cả hai bên.
Nhìn chung, hầu hết sẽ sử dụng chế độ kết nối lưới điện; việc lựa chọn chế độ nào phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án.
