Khi thế giới hướng tới các nguồn năng lượng bền vững và bền vững hơn, một trong những thành phần thiết yếu trong việc làm cho năng lượng mặt trời có thể sử dụng được trên quy mô lớn là biến tần liên kết lưới (GTI). Các thiết bị này đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi dòng điện trực tiếp (DC) được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời thành dòng điện xen kẽ (AC), là loại điện được sử dụng trong nhà và doanh nghiệp. Hơn nữa, các bộ biến tần liên kết lưới đảm bảo rằng năng lượng được tạo ra bởi các hệ mặt trời có thể được đưa vào lưới điện một cách an toàn.
Không giống như các hệ thống ngoài lưới, yêu cầu pin để lưu trữ năng lượng, các hệ thống buộc lưới được thiết kế để hoạt động song song với lưới. Khi hệ mặt trời tạo ra nhiều điện hơn mức cần thiết, phần vượt quá được đưa trở lại vào lưới và chủ sở hữu của hệ thống có thể nhận được tín dụng hoặc thanh toán cho năng lượng mà họ đóng góp. Quá trình này, được gọi là đo sáng ròng, có thể giúp bù đắp chi phí năng lượng cho người dùng.
Các bộ biến tần buộc lưới đóng vai trò là trung gian giữa hệ thống năng lượng mặt trời và lưới điện. Ở đây, cách thức hoạt động của quá trình:
Các tấm pin mặt trời tạo ra điện DC, không thể được sử dụng trực tiếp trong nhà hoặc được đưa vào lưới vì lưới hoạt động trên nguồn AC. Biến tần liên kết lưới chuyển đổi công suất DC thành công suất AC, làm cho nó tương thích với lưới điện.
Một trong những chức năng quan trọng của biến tần liên kết lưới là khả năng đồng bộ hóa pha, điện áp và tần số của điện mà nó tạo ra với nguồn cung cấp AC hiện có của lưới điện. Điều này đảm bảo rằng năng lượng được đưa trở lại vào lưới không gây ra sự gián đoạn điện hoặc thiệt hại cho cơ sở hạ tầng.
Khi hệ mặt trời tạo ra nhiều điện hơn tòa nhà yêu cầu, biến tần tự động hướng điện thặng dư vào lưới điện. Trong các khu vực có khả năng đo sáng ròng, điều này có thể dẫn đến tín dụng cho người dùng, giảm hiệu quả hóa đơn năng lượng của họ.
Các bộ biến tần liên kết lưới hiện đại đi kèm với các hệ thống giám sát tích hợp cho phép người dùng theo dõi sản xuất năng lượng, hiệu suất và sức khỏe hệ thống tổng thể. Các bộ biến tần này cũng có các tính năng an toàn, bao gồm bảo vệ chống đảo ngược, đảm bảo rằng nếu lưới điện giảm, biến tần sẽ ngừng nguồn cung cấp để tránh gây hại cho công nhân hoặc thiết bị tiện ích.
Biến tần lưới lưới Tạo điều kiện cho việc tích hợp năng lượng mặt trời tái tạo vào lưới điện, góp phần giảm lượng khí thải carbon và dấu chân môi trường nói chung. Bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời, người dùng đang giúp chuyển đổi khỏi sản xuất năng lượng dựa trên nhiên liệu hóa thạch, đây là một đóng góp đáng kể cho biến đổi khí hậu.
Một trong những lý do chính để áp dụng các hệ mặt trời cà vạt lưới là tiềm năng tiết kiệm chi phí. Khi năng lượng dư thừa được đưa trở lại vào lưới, người dùng có thể nhận được tiền bồi thường thông qua đo lường ròng hoặc thuế thức ăn, điều này có thể làm giảm đáng kể chi phí điện tổng thể của họ. Trong nhiều lĩnh vực, điều này thậm chí có thể dẫn đến một khoản tín dụng hàng tháng, làm cho năng lượng mặt trời trở thành một khoản đầu tư ngày càng hiệu quả về chi phí.
Vì các bộ biến tần buộc lưới được kết nối với lưới điện công cộng, chúng được hưởng lợi từ sự ổn định của lưới điện. Trong trường hợp thiếu hụt về thế hệ mặt trời (ví dụ: trong thời tiết nhiều mây hoặc vào ban đêm), lưới điện cung cấp điện bổ sung. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết của các hệ thống lưu trữ pin đắt tiền thường được tìm thấy trong các thiết lập năng lượng mặt trời ngoài lưới.
Bộ biến tần buộc lưới có thể mở rộng, có nghĩa là chúng có thể được sử dụng trong các hệ mặt trời dân cư nhỏ hoặc các trang trại năng lượng mặt trời thương mại lớn. Điều này làm cho chúng trở thành một tùy chọn đa năng cho một loạt các ứng dụng năng lượng mặt trời, từ các ngôi nhà riêng lẻ đến lắp đặt năng lượng mặt trời quy mô tiện ích.
Mặc dù các bộ biến tần buộc lưới cung cấp nhiều ome với một số cân nhắc mà người dùng tiềm năng nên ghi nhớ:
Một hạn chế chính của các hệ thống gắn lưới là chúng dựa vào lưới tiện ích. Nếu lưới điện giảm do bảo trì hoặc mất điện, hệ mặt trời sẽ không thể cung cấp năng lượng trừ khi nó bao gồm lưu trữ bổ sung (như pin) hoặc hệ thống dự phòng. Tuy nhiên, nhiều bộ biến tần buộc lưới được thiết kế với các cơ chế an toàn ngăn chặn hệ thống cho ăn trở lại lưới trong khi ngừng hoạt động để bảo vệ nhân viên tiện ích.
Mặc dù việc tiết kiệm dài hạn của các hệ mặt trời gắn lưới có thể là đáng kể, chi phí mua hàng ban đầu và cài đặt biến tần và toàn bộ hệ mặt trời có thể cao. Tuy nhiên, nhiều chính phủ cung cấp các ưu đãi, giảm giá và tín dụng thuế có thể giúp bù đắp các chi phí này.
Các bộ biến tần buộc lưới phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn địa phương, thay đổi theo khu vực. Một số lĩnh vực có thể yêu cầu chứng nhận hoặc chứng nhận cụ thể cho một số mô hình biến tần nhất định. Điều quan trọng là làm việc với một trình cài đặt có kinh nghiệm để đảm bảo rằng hệ thống đáp ứng tất cả các mã lưới địa phương và các tiêu chuẩn an toàn.
Vai trò của các bộ biến tần liên kết lưới trong tương lai của năng lượng dự kiến sẽ phát triển khi năng lượng mặt trời tiếp tục mở rộng. Những tiến bộ trong công nghệ biến tần đã cho phép hiệu quả cao hơn, tích hợp tốt hơn với lưới thông minh và giám sát hiệu suất nâng cao. Ngoài ra, khi việc thúc đẩy năng lượng sạch vẫn tiếp tục, nhu cầu về các hệ thống hiệu quả, đáng tin cậy kết nối năng lượng mặt trời với lưới điện sẽ tăng lên.
Một sự phát triển đầy hứa hẹn là sự ra đời của bộ biến tần thông minh, có thể thích ứng với các điều kiện lưới động và cung cấp các dịch vụ bổ sung cho lưới điện, chẳng hạn như điều chỉnh điện áp và ổn định tần số. Điều này đặc biệt quan trọng vì các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục hơn, như năng lượng mặt trời và gió, được tích hợp vào lưới, và nhu cầu ổn định lưới trở nên cấp bách hơn.
