Bạn có thể thấy rằng nhu cầu sử dụng điện của mình đã phát triển theo thời gian. Hoặc có thể hệ thống không có kích thước đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiều và bạn cần thêm nhiều điện hơn để sử dụng khi mua thêm một hay một vài thiết bị để sử dụng.
Rất may, hầu hết các hệ thống không nối lưới (off Grid) có thể được mở rộng với các tấm pin bổ sung, bộ biến tần và một bộ pin lớn hơn.
Danh mục
Khi nào thì cần thiết để mở rộng?
Trước khi chúng tôi cho bạn biết cách mở rộng hệ thống độc lập, bạn nên tìm hiểu lý do tại sao bạn cần bổ sung vào hệ thống của mình ngay từ đầu.
Có một số tình huống mà việc mở rộng hệ thống có ý nghĩa:
- Ràng buộc chi phí: Bạn có thể bắt đầu với một hệ thống nhỏ, sau đó mở rộng trong tương lai khi ngân sách của bạn cho phép.
- Tăng tiêu thụ năng lượng: Việc sử dụng điện của bạn có thể thay đổi nếu có nhiều người chuyển đến khu nhà hoặc bạn mua nhiều thứ cần được cung cấp điện hơn.
- Sản xuất không đủ năng lượng mặt trời: Nếu hệ thống của bạn không có kích thước phù hợp với thời gian sử dụng cao, nó có thể cần một vài chỉnh sửa.
Ngân sách
Hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới là một khoảng đầu tư lớn. Không phải ai cũng có đủ tiền để mua một hệ thống có thể đáp ứng 100% nhu cầu năng lượng của họ.
May mắn thay, bạn có thể xây dựng hệ thống của mình theo từng đợt nhỏ thay vì thực hiện một đợt đầu tư lớn hoàn toàn. Đó là một cách tuyệt vời để tiếp cận lắp đặt hệ thống độc lập – nhưng nó đòi hỏi một chút kế hoạch trước.
Các nhà thiết kế của chúng tôi luôn khuyên bạn nên xây dựng một hệ thống có tính đến khả năng mở rộng trong tương lai. Bất kể bạn chọn hệ thống giá đỡ gắn trên mái hay gắn trên mặt đất, hãy đảm bảo rằng thiết lập của bạn để lại không gian để lắp thêm các tấm pin sau này nếu muốn mở rộng
Bạn cũng nên biết rằng biến tần và bình lưu trữ điện có giới hạn dung lượng riêng. Nếu bạn thêm nhiều tấm pin hơn, bạn có thể sẽ ghép nối chúng với bộ biến tần và bình mới để bắt kịp với sản lượng bổ sung.
Mặt khác, cũng nên xem xét phương pháp cài đặt chắp vá này có thể đắt hơn bao nhiêu về lâu dài. Bạn nên biết những hạn chế của việc xây dựng hệ thống từng bước một:
Tương thích các tấm pin
Nếu bạn mất nhiều năm giữa các lần bổ sung vào hệ thống, có thể là một thách thức để tìm ra các tấm pin có cùng kiểu dáng và mẫu mã với hệ thống hiện có của bạn. Công nghệ năng lượng mặt trời tiến bộ nhanh chóng và các công ty cập nhật các dòng sản phẩm của họ thường xuyên để bắt kịp với những cải tiến mới nhất.
Rất may, đây không phải là vấn đề quá lớn. Hầu hết các tấm có điện áp và kích thước tiêu chuẩn, vì vậy một tấm mới có thể sẽ tương thích với hệ thống cũ. Sẽ có sự khác biệt về mỹ phẩm, nhưng một hệ thống kết hợp sẽ hoạt động tốt.
Nói chung, bạn có thể kết hợp các tấm pin miễn là chúng nằm trong phạm vi 1 volt. Các thông số kỹ thuật và kích thước điện được tiêu chuẩn hóa (tấm 60 cell và 72 cell là phổ biến).
Chi phí cài đặt bổ sung
Khi bạn đầu tư hệ thống của mình theo hình thức trả góp, bạn sẽ phải trả nhiều hơn cho việc vận chuyển và lắp đặt.
Và nếu bạn đang làm việc với một nhà thầu, bạn sẽ phải trả hai lần phí dịch vụ tương tự. Chi phí nhân công luôn thấp hơn nếu bạn có thể hoàn thành toàn bộ dự án trong một lần.
Nhưng những phụ phí này là nhỏ so với chi phí chung của hệ thống.
Và tùy thuộc vào thiết lập của bạn, bạn có thể không cần đến các công ty mà xử lý bất kỳ bổ sung nào.
Quá trình mở rộng hệ thống không quá phức tạp. Nó liên quan đến những điều chỉnh nhỏ đối với phần cứng gắn, như thêm các kẹp khác nhau. Tùy thuộc vào thương hiệu và kích thước khung của tấm nền, bạn có thể gắn nó vào phần cứng hiện có của mình mà không có bất kỳ thay đổi nào.
Hãy nhớ rằng nếu bạn nâng cấp hệ thống của mình để tạo ra nhiều điện mặt trời hơn, bạn cũng có thể cần thêm một bộ điều khiển sạc khác và thực hiện điều chỉnh hệ thống dây điện của mình để không làm quá tải mạch điện hiện có. Việc mở rộng điện có thể phức tạp và đòi hỏi một chút kiến thức và nghiên cứu, bạn có thể nhờ tư vấn từ những người có chuyên môn.
Tăng tiêu thụ năng lượng
Đôi khi nhu cầu năng lượng của bạn chỉ đơn giản là thay đổi theo thời gian và bạn cần phải mở rộng hệ thống của mình để theo kịp.
Bạn đã lắp đặt một máy bơm? Thêm tủ lạnh thứ hai? Hoặc có thể gia đình của bạn đã phát triển gần đây – bạn cùng phòng mới hoặc một người mới bổ sung vào gia đình – và bạn chỉ cần thêm một chút nữa để trang trải việc sử dụng mở rộng.
Trong trường hợp đó, bạn có thể bổ sung vào hệ thống năng lượng mặt trời hiện có của mình bằng cách mua thêm các tấm pin mặt trời, bộ biến tần hoặc mở rộng ngân hàng pin. Bạn nên nói chuyện với một đơn vị lắp đặt để hiểu những bộ phận nào bạn sẽ cần để giữ cho hệ thống hoạt động ổn định. Nếu thiết bị hiện tại của bạn không có trên thị trường, họ có thể giới thiệu các bộ phận tương thích với hệ thống hiện tại của bạn.
Các tấm pin mặt trời của bạn không sản xuất đủ điện
Nếu các tấm pin của bạn không tạo ra nhiều năng lượng như bạn nghĩ ban đầu, thì vấn đề có thể không liên quan đến kích thước hệ thống của bạn.
Các yếu tố khác có thể góp phần làm giảm sản lượng năng lượng: nhiệt độ, bóng râm và hướng lắp đặt…đang đối mặt. Thiết lập kém có thể khiến một hệ thống có kích thước tốt khác hoạt động kém hiệu quả. Trong một số trường hợp nhất định, việc cấu hình lại hệ thống của bạn có thể tăng đầu ra như mong đợi.
Hướng & góc lắp
Nếu bạn sống ở Bắc bán cầu, các tấm pin phải quay về hướng nam. Đối diện trực tiếp với mặt trời trong giờ cao điểm sẽ tối đa hóa lượng điện tạo ra.
Tuy nhiên, bạn không thể thay đổi chính xác hướng của mái nhà trên ngôi nhà bạn đã ở. Nhiều người phải giải quyết vị trí “hướng nam” hoặc phân chia giữa đông và tây.
Trong trường hợp này, việc thêm nhiều tấm pin sẽ tiết kiệm chi phí hơn là cố gắng tìm ra định hướng hoàn hảo với hệ thống hiện có của bạn.
Đối với một góc nghiêng cố định, lý tưởng là hệ thống nên được nghiêng ở một góc gần bằng vĩ độ nơi bạn, để sản xuất quanh năm tối ưu. Nếu bạn sử dụng hệ thống giá đỡ có thể điều chỉnh được, bạn có thể nghiêng đến một góc dốc hơn vào mùa đông để tối ưu hóa sản xuất trong suốt cả năm.
- Bài viết liên quan: Nên lắp đặt hệ thống pin mặt trời theo hướng nào tối ưu nhất?
Nhiệt độ & Vị trí
Các tấm pin mặt trời được đánh giá ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC). Các bài kiểm tra được thực hiện trong một môi trường được kiểm soát, với nhiệt độ được điều chỉnh đến 77°F và lượng ánh sáng lý tưởng chiếu xuống các tấm nền.
Trong thực tế, môi trường sống của bạn hiếm khi phù hợp với những điều kiện tối ưu này.
Hầu hết các tấm pin tạo ra ít điện năng hơn khoảng 10% so với mức đánh giá của chúng do nhiệt, mây và các yếu tố khác. Một tấm pin 450W có thể chỉ tạo ra khoảng 400W vào một ngày trung bình. Sản lượng tối đa hiếm khi đạt được, ngoại trừ những ngày nắng đẹp với điều kiện lý tưởng.
Có một hệ thống xếp hạng khác được gọi là PTC, cố gắng giải thích các điều kiện trong thế giới thực. Xếp hạng PTC có xu hướng đưa ra bức tranh chính xác hơn về cách các tấm nền sẽ hoạt động trong thế giới thực.
Trước khi bạn định kích thước một hệ thống, hãy tính đến khí hậu địa phương của bạn. Khí hậu khắc nghiệt biến thành một tác động lớn hơn đối với hiệu suất được đánh giá của hệ thống. Hãy ghi nhớ điều này khi định cỡ mở rộng hệ thống năng lượng mặt trời của bạn.
- Xem chi tiết bài viết: Nhiệt độ ảnh hưởng đến các tấm pin mặt trời như thế nào?
Bóng râm
Khả năng sản xuất năng lượng của pin mặt trời sẽ bị ảnh hưởng bởi bóng râm và một vài bóng râm nhỏ có thể có tác động lớn đến sản lượng tạo ra. Các tấm pin cần được lắp đặt dưới ánh sáng mặt trời đầy đủ để có hiệu suất tối ưu.
Một số tấm nền hiện đại có các tính năng bao gồm công nghệ diode bypass và half cell có thể giúp cải thiện phần nào vấn đề này. Nhưng nếu bạn đang gặp phải tình trạng đầu ra thấp hơn, hãy kiểm tra để đảm bảo hệ thống không bị bóng mờ trong suốt cả ngày. Theo thời gian, cây cối có thể lớn lên và tạo bóng râm, làm giảm hiệu suất của hệ thống
Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng các tấm của bạn sạch sẽ khỏi phấn hoa, bụi, lá và các mảnh vụn khác. Theo thời gian, điều này có thể tích tụ và bắt đầu giảm hiệu suất nếu không được làm sạch bởi mưa và tuyết. Làm sạch hệ thống pin mặt trời bằng nước và nếu cần, một lượng nhỏ chất tẩy rửa nhẹ.
Thiết bị xuống cấp
Theo thời gian, thiết bị năng lượng mặt trời sẽ “già đi” và giảm hiệu suất. Các tấm pin thường tồn tại trong hơn 30 năm, nhưng sản lượng giảm nhẹ hàng năm. Hầu hết hệ thốngđược đảm bảo sản xuất 80% công suất định mức sau 25 năm.
Có thể mất nhiều năm để nhận thấy tác động, nhưng theo thời gian các tấm pin và bình lưu trữi sẽ giảm hiệu suất. Sau 5-10 năm, bạn có thể thấy rằng sản lượng của bạn đã giảm xuống dưới mức nhu cầu năng lượng của bạn.
Bạn nên thiết kế hệ thống của mình để giải quyết sự sụt giảm hiệu quả này. Nhưng nếu bạn không tính đến điều này ngay từ đầu, không quá khó để thêm các bộ phận để bù đắp cho những tổn thất về hiệu quả dự kiến trong suốt thời gian hoạt động của hệ thống.
Mở rộng hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập
Nếu bạn đã sẵn sàng tiếp tục với việc mở rộng, một số bộ phận dễ dàng nhất để thêm vào hệ thống là chính các tấm pin. Hầu hết các hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới đều mở rộng hay nâng cấp được
Tùy thuộc vào hệ thống của bạn, bạn có thể thêm một vài tấm pin nữa vào (các) bộ điều khiển sạc hiện có. Bạn cũng có thể cài đặt nhiều bộ điều khiển sạc, nhưng hãy lưu ý: ngân hàng pin của bạn chỉ có thể xử lý một lượng dòng điện nhất định. Cuối cùng, nếu bạn thêm nhiều tấm pin mặt trời, bạn sẽ phải nâng cấp pin lưu trữ của mình để nó có thể xử lý dòng điện bổ sung.
Thêm tấm pin vào giá treo trên mặt đất
Bởi vì cuộc sống ngoài lưới điện thường đồng nghĩa với không gian rộng mở, nhiều khách hàng không sử dụng lưới điện đã lắp đặt hệ thống gắn trên mặt đất. Vì bạn không phải trèo lên mái nhà để điều chỉnh, nên rất dễ dàng bắt vít vào các tấm mới bất cứ khi nào bạn cần.
Điều này có thể có lợi cho bạn nếu bạn có kế hoạch xây dựng hệ thống của mình theo thời gian. Nếu bạn có không gian, hãy sử dụng giải pháp giá đỡ gắn trên mặt đất. Bạn sẽ dễ dàng tiếp cận vào hệ thống bất kỳ lúc nào bạn cần bổ sung hoặc thực hiện bảo trì.
Thêm tấm pin vào giá đỡ mái nhà
Để mở rộng hệ thống lắp trên mái nhà, bạn sẽ phải thêm nhiều giá đỡ hơn và kết nối các tấm pin với hộp kết hợp và biến tần hiện có, miễn là nó có thể mang tải tăng lên.
Mở rộng hệ thống gắn trên mái có thể phức tạp hơn một chút, vì không gian có hạn. Một phần mái nhà của bạn có thể không cung cấp không gian xây dựng khả thi, nếu nó quay mặt về hướng sai hoặc bị che trong bóng râm.
Điều gì xảy ra nếu bạn dùng hết không gian trên mái nhà?
Tùy chọn đầu tiên là thay thế một số tấm pin bằng phiên bản hiệu quả cao hơn Nếu vẫn chưa đủ, bạn cũng có thể ghép nối hệ thống năng lượng mặt trời của mình với nguồn điện thay thế.
Kết hợp các tấm pin
Hãy cẩn thận khi trộn và kết hợp các bộ phận cũ và mới từ các nhãn hiệu khác nhau.
“Các tấm pin đã thay đổi đáng kể trong những năm qua… cách đây không lâu, các tấm pin dưới 400W là phổ biến; ngày nay, các tấm trên 400W thậm chí là trên 500W… là điển hình hơn. ”
Có thể kết hợp các tấm, nhưng hãy đảm bảo các tấm mới có cùng hoặc gần với cùng một điện áp hoạt động, watt và ampe
Ví dụ: bạn có thể thêm tấm pin 450W vào hệ thống các tấm pin 400W hiện có của mình; cả hai đều là bảng 72 cell hoạt động ở cùng một điện áp. Miễn là điện áp của tấm pin nằm trong khoảng 1 volt, hệ thống sẽ ổn.
Thêm công suất biến tần
Hầu hết các bộ biến tần ngoài lưới mà chúng tôi bán đều “có thể xếp chồng lên nhau”, có nghĩa là bạn có thể lồng nhiều bộ biến tần lại với nhau để tăng sản lượng điện. Điều này đặc biệt hữu ích nếu mức sử dụng của bạn tăng lên theo thời gian và bạn cần thêm nguồn
Thêm một biến tần khác không phải lúc nào cũng đơn giản. Bộ ngắt mạch và hệ thống dây điện trong hệ thống của bạn có thể không được thiết kế để hỗ trợ một biến tần khác. Trong một số trường hợp, có thể phải kết nối lại toàn bộ hệ thống biến tần. Nhưng nếu bạn dự đoán việc mở rộng khi xây dựng hệ thống của mình, thì đơn vị lắp đặt thiết kế cho mục đích này. Bạn có thể thêm các bộ biến tần bổ sung và liên kết chúng vào một trung tâm – không cần thêm dây.
Một biến tần lớn hơn có thể yêu cầu một ngân hàng pin lớn hơn để xử lý sản lượng tăng lên. Hướng dẫn sử dụng biến tần phải chỉ ra kích thước ngân hàng pin tối thiểu, thường tối thiểu 200-400 amp giờ cho mỗi biến tần.
Mở rộng hệ thống pin lưu trữ
Quá trình mở rộng bình lưu trữ của bạn phụ thuộc vào loại pin bạn có – axit chì hoặc lithium.
Khi bạn thêm một pin axit chì mới vào một ngân hàng cũ, bình mới sẽ tiếp nhận dung lượng và các đặc điểm khác của bình hiện có. Khi bạn thêm nhiều bộ bình, chúng sẽ cạn kiệt bằng mức của pin cũ.
Điều này có thể không phải là vấn đề lớn nếu bộ pin chỉ mới một năm tuổi. Nhưng thông thường không nên mở rộng ắc quy axit chì sau khi nó được sử dụng trong vài năm. Nói một cách đơn giản, bình mới của bạn sẽ không chứa nhiều năng lượng như khi bạn kết hợp chúng với bình cũ.
Đây là một trong những lĩnh vực mà chúng tôi khuyên bạn nên lập kế hoạch để có thêm dung lượng để bảo vệ hệ thống của bạn trong tương lai. Với việc bảo trì đúng cách, bạn có thể kéo dài tuổi thọ của ắc quy axit chì lên đến 7-10 năm. Bạn không muốn sử dụng thêm bình giữa chừng và ngay lập tức để pin mới chạy với hiệu suất dưới mức tối ưu.
Bạn có thể tăng dung lượng bằng cách nối nhiều bin hf hơn vào một mạch song song. Một mạch song song kết hợp các kết nối bình dương và âm, để tăng cường độ dòng điện (tính bằng amp giờ) trong khi vẫn duy trì cùng một điện áp.
Tuy nhiên, có một giới hạn về số lượng dây pin axit chì có thể được đấu song song. Ba chuỗi pin song song là mức tối đa được khuyến nghị. Một hoặc hai là lý tưởng hơn: chúng sẽ sạc và xả đều hơn, điều này làm cho chúng tồn tại lâu hơn.
Các ngân hàng pin Lithium dễ dàng mở rộng hơn vì có thiết bị điện tử tích hợp để quản lý việc sạc và cân bằng. Một số loại pin lithium ngoại mạng nhất định có thể được mở rộng theo thời gian
Nếu bạn đang sắp xếp trước hệ thống của mình để mở rộng trong tương lai, thì pin lithium là tùy chọn có thể mở rộng tốt hơn. Chúng cũng hiệu quả hơn, an toàn hơn và có xu hướng tồn tại lâu hơn – tất nhiên là đi kèm với giá cao hơn.
Nếu bạn không chắc nên bắt đầu từ đâu với việc mở rộng hệ thống của mình, các kỹ thuật thiết kế của chúng tôi có thể giúp bạn sắp xếp điều đó. Liên hệ với nhà thiết kế hệ thống để giúp đảm bảo nâng cấp của bạn tương thích và đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của bạn
