Cách tính sản lượng điện mặt trời và cách tính công suất điện mặt trời

Trong thời đại ngày càng nâng cao của công nghệ và sự phát triển bền vững. Nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo như điện mặt trời đang trở thành một xu hướng phổ biến. Điện mặt trời không chỉ giúp tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường. Mà nó còn mang lại lợi ích lâu dài cho chúng ta. Trước khi quyết định lắp đặt hệ thống điện mặt trời, việc hiểu rõ về sản lượng và công suất điện mặt trời là điều hết sức quan trọng. Bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cách tính sản lượng điện mặt trời và cách tính công suất điện mặt trời. 

Thông số cơ bản của điện năng lượng mặt trời

Wp (Watt-peak) là một đơn vị quan trọng trong lĩnh vực điện mặt trời. Nó đại diện cho công suất cực đại của một tấm pin mặt trời đơn lẻ hoặc một hệ thống bao gồm nhiều tấm pin mặt trời. Công suất cực đại này xuất phát từ tấm pin hoặc hệ thống pin mặt trời ở điều kiện hoạt động tối ưu nhất của chúng.

Wp cũng là một loại công suất điện. Tuy nhiên, chúng ta thường quen thuộc với các đơn vị công suất như kW, MW, W, và các đơn vị tương tự. Vì chúng thường được sử dụng và hiển thị trực tiếp trong hầu hết các ứng dụng và thiết bị điện.

Chúng ta có thể quy đổi các đơn vị công suất điện như sau:

• 1 kWp (kilowatt-peak) tương đương với 1000 Wp (Watt-peak).
• 1 MWp (megawatt-peak) tương đương với 1000 kWp.
• 1 GWp (gigawatt-peak) tương đương với 1000 MWp.

Sản lượng điện từ 1 Wp pin mặt trời

Từ cách quy đổi chúng ta đã đề cập ở phần trước đó. Có thể thấy với mỗi giờ ánh nắng mặt trời, 1 Wp (Watt-peak) của tấm pin quang điện sẽ tạo ra 1 Wh (watt-hour) điện. Tương tự, nếu chúng ta có một hệ thống pin mặt trời công suất là 1 kWp, thì trong mỗi giờ ánh nắng mặt trời hệ thống này sẽ sản xuất được 1 KWh (kilowatt-hour) điện. Nếu công suất là 1 MWp, thì chúng ta sẽ có 1 MWh (megawatt-hour) điện được sản xuất trong cùng một khoảng thời gian.

Ánh sáng mặt trời trung bình trong 1 năm có thể quyết định được lượng điện mà pin mặt trời có thể sản xuất. Hiện nay, với sự tiến bộ liên tục trong công nghệ, các nhà sản xuất đang không ngừng nâng cao công suất của các tấm pin mặt trời.

Trước đây, các tấm pin mặt trời thường chỉ có công suất từ 100-200W và hiệu suất thấp, dao động từ 10-15%. Tuy nhiên, hiện các tấm pin mặt trời phổ biến đã có công suất tăng lên đáng kể, thường trên 400W và hiệu suất đã đạt mức 20%. Điều đặc biệt là hiệu suất cũng sẽ tăng lên khi công suất được nâng cao. Hơn nữa, việc nghiên cứu và sản xuất các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ vẫn được tiếp tục được phát triển.

Cách tính sản lượng điện mặt trời

Dưới đây là cách tính sản lượng điện của một hệ thống năng lượng mặt trời:

E = A × r × H × f

Trong đó:

• E là sản lượng điện của hệ thống điện mặt trời tính trung bình, được đo bằng kilowatt-hour (kWh).
• A là tổng diện tích của các tấm pin mặt trời trong hệ thống, được tính bằng mét vuông (m2).
• r là hiệu suất hoạt động của các tấm pin mặt trời, được thể hiện dưới dạng phần trăm (%).
• f là hệ số tổn thất do quá trình chuyển đổi từ điện 1 chiều thành điện xoay chiều. Hệ số này thường được thiết lập ở mức khoảng 0.75. Đại diện cho sự tổn thất trong quá trình truyền tải ở điều kiện môi trường như bụi bẩn và thời tiết.
• H là cường độ bức xạ ánh sáng mặt trời trung bình, được đo bằng kilowatt-hour trên mỗi mét vuông (kWh/m2).

Cách tính công suất lắp điện mặt trời

Cách tính công suất lắp điện mặt trời: E = W.

Trong đó:

• E đại diện cho sản lượng điện mặt trời (Xem lại cách tính sản lượng điện mặt trời).
• W là lượng điện tiêu thụ bởi các thiết bị tải, được đo bằng kilowatt-hour (kWh). Lượng điện này được xác định dựa trên nguyên tắc hoạt động của các thiết bị và nhu cầu điện của chúng.

Đối với hệ thống điện mặt trời hòa lưới 

Trong loại hệ thống điện này, chúng ta sử dụng đồng thời cả điện mặt trời và điện lưới. Tuy nhiên, hệ thống điện mặt trời sẽ là nguồn điện chính. Điều quan trọng là bạn cần ước tính đúng lượng điện bạn sẽ tiêu thụ. Vì điện mặt trời chỉ sản xuất điện khi có ánh sáng mặt trời, tức là vào ban ngày. Lượng điện này sẽ là số điện bạn sử dụng vào ban ngày mà không cần phụ thuộc vào lưới điện, đây chính là E trong công thức trước đó. Từ đó, bạn có thể tính toán lượng điện tiêu thụ cần bổ sung từ điện lưới nếu cần thiết.

Đối với hệ thống năng lượng mặt trời độc lập

Trong hệ thống điện này điện được tạo ra hoàn toàn bằng ánh sáng mặt trời. Do đó, bạn cần tính tổng lượng điện cần thiết cho cả ngày và đêm. Đây chính là W, lượng điện bạn dự định sử dụng từ hệ thống năng lượng mặt trời của mình.

Các bước để tính công suất hệ thống năng lượng mặt trời cần lắp đặt:

Bước 1: Xác định W, lượng điện tiêu thụ của thiết bị điện.

Bước 2: Xác định H, cường độ bức xạ ánh sáng mặt trời trung bình tại khu vực lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời.

Bước 3: Xác định f , hệ số tổn thất do quá trình chuyển đổi và truyền tải điện. Thông thường, giá trị này thường được lấy là 0.75.

Bước 4: Tính Q = W / (H × f), đây là công suất cần lắp đặt cho hệ thống năng lượng mặt trời.

Bước 5: Kiểm tra lại diện tích F, diện tích mái của công trình. Diện tích này cần đủ để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời có công suất Q.

Diện tích mái của công trình

Diện tích mái cần thiết để lắp đặt chính là tổng diện tích không gian lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời trong trường hợp chúng được lắp đặt gần nhau và gắn vào một khung đỡ chung.

Trong trường hợp lắp đặt pin mặt trời trên mái nhà, bạn cần xem xét việc để dành một phần diện tích để thuận tiện cho quá trình lắp đặt và bảo dưỡng sau này. Điều này đồng nghĩa với việc diện tích lắp đặt cần phải lớn hơn.

Các bạn vừa cùng EMPower tìm hiểu về cách tính sản lượng điện mặt trời và cách tính công suất điện mặt trời. Việc tính toán và lên kế hoạch cẩn thận sẽ giúp chúng ta tận dụng tối đa tiềm năng của năng lượng mặt trời. Đồng thời đóng góp vào việc sử dụng năng lượng sạch và bảo vệ môi trường.