Là một phần quan trọng của hệ thống phát điện quang điện, vai trò chính của biến tần là chuyển đổi dòng điện một chiều từ các mô-đun quang điện thành dòng điện xoay chiều. Hiện nay, biến tần phổ biến trên thị trường chủ yếu được chia thành biến tần tập trung, biến tần nối tiếp theo nhóm và biến tần phân tán kiểu mới.
Cách thức hoạt động:
• Biến tần nối tiếp: một loạt các tế bào quang điện được chuyển đổi thành điện áp DC cao, sau đó được chuyển đổi thành điện áp AC đầu ra.
• Biến tần mắc song song: nhiều tế bào quang điện được mắc song song để tăng tổng dòng điện, sau đó được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều.
• Biến tần cầu: sử dụng mạch cầu để chuyển đổi dòng điện một chiều sang dòng điện xoay chiều.
• Biến tần tần số trung gian: bằng cách chuyển đổi dòng điện một chiều đầu vào thành dòng điện xoay chiều tần số trung gian, sau đó được biến đổi trong máy biến áp để thu được dòng điện xoay chiều đầu ra mong muốn.
Dựa trên dạng sóng đầu ra:
• Biến tần sóng sin: đầu ra là sóng sin thuần túy, phù hợp với yêu cầu chất lượng điện năng của các ứng dụng cao cấp.
• Biến tần hình sin cải tiến: dạng sóng đầu ra là dạng sóng hình sin cải tiến, với một số thành phần hài được loại bỏ cho hầu hết các ứng dụng dân dụng và thương mại.
• Biến tần sóng vuông: dạng sóng đầu ra là sóng vuông, đơn giản và chi phí thấp, nhưng sẽ tạo ra nhiều sóng hài hơn.
• Biến tần điều chế độ rộng xung (PWM): sử dụng công nghệ PWM tần số cao để tạo ra dạng sóng đầu ra gần hình sin.
Dựa trên các lĩnh vực ứng dụng:
• Biến tần độc lập: dùng cho các hệ thống phát điện độc lập, không phụ thuộc vào lưới điện quốc gia, ví dụ như chiếu sáng, cấp điện, v.v.
• Biến tần năng lượng mặt trời: kết nối điện năng từ hệ thống quang điện với lưới điện chính và cung cấp điện năng dư thừa vào lưới khi không cần thiết, đồng thời lấy điện năng không đủ từ lưới điện.
• Biến tần lưới điện nhỏ: Hệ thống lưới điện nhỏ có thể thực hiện kết nối mạng và quản lý, kết nối với các nguồn điện và tải khác nhau (như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, v.v.).
Đây là một số loại biến tần năng lượng mặt trời phổ biến. Các loại biến tần khác nhau có đặc điểm và kịch bản ứng dụng khác nhau. Cần phải lựa chọn loại biến tần phù hợp theo yêu cầu cụ thể và kịch bản ứng dụng.
Biến tần năng lượng mặt trời dùng để làm gì?:
Biến tần năng lượng mặt trời được sử dụng để chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) do các tấm pin quang điện (tấm pin mặt trời) tạo ra thành dòng điện xoay chiều (AC). Các tấm pin quang điện chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều, và biến tần năng lượng mặt trời chuyển đổi dòng điện một chiều đó thành dòng điện xoay chiều mà chúng ta thường sử dụng để cung cấp điện cho nhà cửa, công nghiệp và doanh nghiệp.
Các vai trò chính của biến tần năng lượng mặt trời như sau:
1. Chuyển đổi năng lượng: Tấm pin mặt trời chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC) để đáp ứng nhu cầu của lưới điện. Dòng điện xoay chiều (AC) là dạng năng lượng điện được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày và sản xuất công nghiệp.
2. Kết nối lưới điện: Đối với các hệ thống quang điện được kết nối với lưới điện, biến tần năng lượng mặt trời có thể bơm lượng điện dư thừa vào lưới điện để giảm sự phụ thuộc vào lưới điện và tạo ra một lượng doanh thu trực tuyến nhất định.
3. Quản lý năng lượng: Biến tần năng lượng mặt trời thường có khả năng giám sát và quản lý hệ thống PV, theo dõi trạng thái, dòng điện, điện áp, v.v. của tấm pin PV trong thời gian thực, cung cấp cho người dùng khả năng giám sát và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống PV.
4. Chức năng bảo vệ: Biến tần năng lượng mặt trời thường có các chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá áp, bảo vệ thiếu áp, v.v. để đảm bảo hoạt động an toàn của hệ thống quang điện.
Tóm lại, biến tần năng lượng mặt trời đóng vai trò quan trọng trong hệ thống quang điện, chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành dòng điện xoay chiều hữu ích, cho phép sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện và kết nối lưới điện, nhằm đạt được các mục tiêu phát triển bền vững, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải.
Nguyên liệu chính của bộ biến tần bao gồm các loại sau:
1. Thiết bị bán dẫn: Thành phần chính của bộ biến tần là thiết bị bán dẫn công suất, thường sử dụng Transistor công suất (IGBT) hoặc Transistor trường hiệu ứng kim loại-oxit-bán dẫn (MOSFET). Các thiết bị này được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện từ DC sang AC.
2. Tụ điện và cuộn cảm: Tụ điện và cuộn cảm cũng được sử dụng trong bộ biến tần để lưu trữ và lọc năng lượng điện. Tụ điện làm mịn điện áp và dòng điện đầu ra, trong khi cuộn cảm lọc bỏ nhiễu tần số cao và sóng hài.
3. Tản nhiệt và vật liệu tản nhiệt: Bộ phận nguồn trong biến tần sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt, cần có bộ tản nhiệt và vật liệu tản nhiệt để giảm nhiệt độ hiệu quả, đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị. Bộ tản nhiệt thường được làm bằng nhôm hoặc đồng để cung cấp diện tích làm mát thích hợp.
4. PCB (Bảng mạch in): PCB là chất mang để lắp đặt và kết nối các linh kiện điện tử trong biến tần, có khả năng dẫn điện tốt và độ bền cơ học cao. Thiết kế mạch biến tần sẽ dựa trên yêu cầu về công suất và bố trí mạch để đấu dây và kết nối tương ứng.
5. Linh kiện điện tử và các thành phần mạch: Biến tần cũng cần sử dụng nhiều loại linh kiện mạch, chẳng hạn như điốt, điện trở, biến áp, cầu chì, đầu nối, v.v. để điều khiển, bảo vệ và kết nối mạch.
Ngoài ra, vỏ của bộ biến tần thường được làm bằng vật liệu kim loại, chẳng hạn như hợp kim nhôm hoặc thép tấm, nhằm cung cấp khả năng bảo vệ cơ học tốt và hiệu suất tản nhiệt cao.
Đây là những nguyên liệu thô chính của biến tần, các vật liệu này đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và sản xuất biến tần, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của biến tần.
