Giữa trưa, mái xưởng vẫn có nắng nhưng dây chuyền dừng vì mất điện lưới. Nhà máy đã lắp điện mặt trời, vậy vì sao máy vẫn tắt?
Khả năng dùng điện mặt trời khi mất điện lưới phụ thuộc vào cấu hình hệ thống. Với solar hòa lưới thông thường, inverter ngừng cấp điện cho nhà máy khi mất lưới. Nhà máy có thể duy trì một phần hoặc toàn bộ hoạt động nếu có nguồn dự phòng được thiết kế cho các thiết bị cần chạy. Trong một số cấu hình, solar có thể tiếp tục góp điện sau khi hệ thống đã tách khỏi lưới. NREL — Điện mặt trời khi mất điện lưới
Khi mất lưới, vì sao inverter solar ngừng cấp điện?
Tấm pin tạo ra điện một chiều. Inverter, hay bộ biến tần, chuyển điện này thành điện xoay chiều để nhà máy sử dụng. Với hệ hòa lưới thông thường, inverter lấy điện áp và tần số của lưới làm tham chiếu. Khi xác nhận mất điện lưới, inverter ngừng cấp điện xoay chiều. Cơ chế bảo vệ chống phát điện khi mất lưới (anti-islanding) giúp tránh cấp ngược điện lên đường dây đang mất điện. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ — Inverter và dịch vụ lưới điện · NREL — Điện mặt trời khi mất điện lưới
Để dùng được solar trong lúc mất điện, hệ thống cần tách phần điện được dự phòng ra khỏi lưới và duy trì điện áp, tần số ổn định trong phần đó. Đây là chế độ vận hành độc lập, thường gọi là islanding có chủ đích. Cấu hình cụ thể quyết định solar có được phép tham gia cấp điện trong chế độ này hay không. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ — Inverter tạo lưới
Ba cấu hình điện mặt trời khi mất điện lưới
| Cấu hình | Khi mất điện lưới |
|---|---|
| Chỉ có solar hòa lưới thông thường | Solar ngừng cấp điện xoay chiều. Các thiết bị không có nguồn dự phòng sẽ dừng. |
| Solar và máy phát dự phòng | Máy phát cấp điện cho các mạch được thiết kế để nhận nguồn dự phòng. Solar chỉ có thể cùng cấp điện nếu hệ thống được thiết kế để phối hợp hai nguồn trong chế độ tách lưới. |
| Solar và pin lưu trữ có chế độ dự phòng | Hệ thống có thể tách lưới và dùng pin cấp điện cho nhóm thiết bị đã chọn. Solar có thể bổ sung điện khi đủ nắng nếu thiết kế cho phép. |
Có máy phát rồi, solar có chạy cùng được không?
Với cấu hình máy phát dự phòng thông thường, bộ chuyển nguồn chuyển các mạch đã chọn sang máy phát. Việc solar cùng cấp điện cần được tính riêng. Khi phụ tải giảm đột ngột hoặc nắng thay đổi, hệ thống điều khiển phải giữ cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ. Nhà thầu cần kiểm tra khả năng tương thích giữa inverter, máy phát, hệ thống điều khiển và bảo vệ. NREL — Hướng dẫn thiết kế lưới điện vi mô
Có pin lưu trữ rồi, nhà máy có chạy xuyên suốt không?
Hệ thống lưu trữ bằng pin, thường gọi là BESS, có thể được lắp để tăng lượng điện mặt trời dùng tại chỗ hoặc để dự phòng. Với mục tiêu dự phòng, chủ đầu tư cần xác nhận hệ thống có chế độ tách lưới, cấp được cho những mạch nào và mất bao lâu để chuyển nguồn. Thiết bị điều khiển cần điện liên tục có thể cần bộ lưu điện UPS nếu thời gian chuyển nguồn dài hơn mức thiết bị chịu được. NREL — Điện mặt trời khi mất điện lưới · Điện mặt trời kết hợp BESS cho nhà máy
Hệ solar có chống phát ngược có chạy khi mất lưới?
Chế độ chống phát ngược, thường gọi là zero export, giới hạn lượng điện solar đưa lên lưới khi nhà máy đang nối lưới. Muốn sử dụng điện mặt trời khi mất điện lưới, nhà máy vẫn cần hệ thống được thiết kế để tách lưới và cấp điện cho các tải đã chọn.
Cần dự phòng thiết bị nào và trong bao lâu?
Hai nhà máy có thể cùng muốn dự phòng hai giờ nhưng có mục tiêu khác nhau. Một kho lạnh có thể ưu tiên cụm làm lạnh cần thiết để bảo vệ hàng. Một nhà máy sản xuất có thể chỉ cần duy trì bộ điều khiển và thiết bị phụ trợ để dừng dây chuyền theo đúng quy trình. Đội vận hành nên xác định mục tiêu trước khi chọn công suất và dung lượng dự phòng.
Ví dụ với nhóm thiết bị dùng 120 kW trong hai giờ
Giả sử nhóm thiết bị cần duy trì tiêu thụ đều 120 kW trong 2 giờ, lượng điện cần cấp đến thiết bị là 240 kWh. Đây là ví dụ minh họa với giả định chưa tính phần điện do solar cung cấp trong thời gian mất lưới.
- kW cho biết nguồn dự phòng cấp được bao nhiêu công suất cùng lúc. Cần xét cả mức công suất tăng ngắn hạn khi một số thiết bị khởi động.
- kWh cho biết lượng điện cần để duy trì các thiết bị trong khoảng thời gian dự kiến. Khi chọn pin, nhà thầu cần tính đến phần dung lượng thực sự sử dụng được, mức pin dành cho dự phòng và tổn hao khi cấp điện.
Thời gian dự phòng thực tế thay đổi theo lượng điện còn trong pin lúc sự cố xảy ra, nhu cầu sử dụng của thiết bị và phần solar có thể góp vào. NREL — Đánh giá khả năng cấp điện dự phòng của solar và pin
Bốn câu hỏi nên chốt với nhà thầu trước khi chọn phương án
- Thiết bị nào phải tiếp tục chạy? Liệt kê theo từng mạch hoặc dây chuyền, kể cả các hệ thống phụ trợ cần để dây chuyền hoạt động.
- Cần chạy bao lâu và chấp nhận gián đoạn bao lâu? Tách nhu cầu cấp điện trong vài giờ khỏi nhu cầu chuyển nguồn tức thời của từng thiết bị.
- Khi mất lưới, nguồn nào sẽ cấp điện cho từng nhóm thiết bị? Đề nghị nhà thầu chỉ rõ vai trò của solar, pin và máy phát trên sơ đồ nguyên lý, bao gồm tình huống mất điện ban đêm hoặc khi pin còn ít điện.
- Nghiệm thu khả năng dự phòng bằng cách nào? Thống nhất trước kịch bản thử mất lưới, chuyển nguồn, cấp lại cho tải ưu tiên và trở về chế độ bình thường.
Nếu nhà máy đang có solar hoặc chuẩn bị đầu tư, hãy gửi DATA Cons danh sách thiết bị cần duy trì, thời gian dự phòng mong muốn và sơ đồ điện hiện có để trao đổi phương án phù hợp. Liên hệ DATA Cons
