Bụi bẩn là yếu tố hàng đầu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hệ thống điện mặt trời. Lớp bụi dày có thể làm giảm hiệu suất của hệ thống xuống thấp hơn 70-80%, làm ảnh hưởng trực tiếp đến doanh thu của doanh nghiệp. Để nâng cao hiệu suất, người ta phải vệ sinh tấm pin định kỳ. Việc xác định thời điểm vệ sinh hiện nay chủ yếu dựa vào cảm quan của người vận hành.
Trong bài viết này, BKAS Co Ltd sẽ trình bày phương án xác định hiệu suất của hệ thống do ảnh hưởng của bụi bẩn và từ đó làm căn cứ xác định thời điểm cần vệ sinh tấm pin.
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, việc xác định ngày cần vệ sinh tấm pin đang dựa theo kinh nghiệm và cảm quan của người vận hàng bằng các hình thức:
- Vệ sinh định kỳ theo kế hoạch của nhà máy.
- Cảm nhận độ bụi bẩn bằng mắt thường.
- So sánh công suất lắp đặt và công suất thực tế.
- Kinh nghiệm vận hành thực tế.
Điều này có thể giây khó khăn trong việc xác định thời điểm vệ sinh và đánh giá hiệu quả của công tác làm vệ sinh, hay hiệu suất của hệ thống đang giảm như thế nào do bụi bẩn.
Hơn nữa, đối với các nhà máy lớn hàng chục MW, việc vệ sinh có thể kéo dài từ 2-3 tháng. Dẫn tới, mặc dù xác định đúng thời điểm vệ sinh tấm pin, nhưng với thời gian kéo dài như vậy thì các tấm pin sau cùng đã giảm hiệu suất thấp hơn nhiều so với thời điểm bắt đầu làm vệ sinh.
Trên thị trường đã có các thiết bị đo độ bụi và xác định hiệu suất như thiết bị DustIQ, nhưng thiết bị này có giá thành cao nên dẫn tới vẫn chưa tiếp cận rộng rãi với các chủ đầu tư.
2. Phương án
Để giải quyết được vấn đề trên, BKAS đề xuất một phương án đơn giản hơn nhưng vẫn mang lại hiệu quả cao. Đó là so sánh công suất của 2 tấm pin năng lượng mặt trời với nhau. Hai tấm pin này cùng thông số, mã hiệu với các tấm pin còn lại của nhà máy.
- Tấm thứ nhất (Panel 1), được vệ sinh sạch thường xuyên, có thể được làm sạch tự động hoặc thủ công.
- Tấm thứ hai (Panel 2), được vệ sinh cùng với toàn nhà máy.
Hình 1: Quan hệ giữa công suất và hiệu suất
Từ công suất này ta xác định được hiệu suất. Mặc định tấm Panel 1 hiệu suất là 100%, từ việc suy hao công suất trên tấm Panel 2 ta suy ra được hiệu suất của toàn bộ nhà máy.
Việc so sánh công suất như vậy, sẽ xác định được hiệu suất của hệ thống theo thời gian. Đồng thời với đường đặc tính ta có thể xác định được ngày cần vệ sinh tấm pin để nâng cao hiệu suất của nhà máy.
3. Lắp đặt hệ thống
3.1 Sơ đồ kết nối
Hình 2: Sơ đồ kết nối thiết bị
Lắp đặt 2 đồng hồ đo lường để đo công suất của 2 tấm pin, đồng hồ này có hỗ trợ giao thức Modbus RTU/TCP.
Bộ PLC thu thập dữ liệu từ 2 đồng hồ đo lường, từ đó tính toán hiệu suất của hệ thống và gửi dữ liệu về hệ thống SCADA hoặc gửi tin nhắn SMS về điện thoại của người vận hành.
Hiệu suất của hệ thống không nhất thiết phải được cập nhật từng giờ, từng ngày vì bụi bẩn là một nhân tố theo thời gian và đồng thời hệ thống sẽ không hoạt động vào buổi tối hoặc hoạt động không chính xác vào lúc nắng nhẹ. Vì thế, cần lập trình bộ PLC xử lý vào lúc nắng lớn nhất trong này và theo tần suất 2-3 ngày một lần.
Nếu chủ đầu tư muốn nhận cảnh báo khi hiệu suất giảm 2%, chương trình PLC sẽ được viết tương ứng và hệ thống cảnh báo sẽ gửi cảnh báo về hệ thống SCADA hoặc tin nhắn SMS.
Đối với các nhà máy có công suất lớn, diện tích trải rộng hàng chục Héc-ta thì mỗi khu vực lại có các mức độ bụi bẩn khác nhau. Vì vậy cần lắp đặt hệ thống tại các khu vực khác nhau trong nhà máy.
3.2 Vật tư thiết bị
| STT | Tên thiết bị |
Số lượng |
|
1 |
Tấm pin mặt trời |
2 |
|
2 |
Đồng hồ đo công suất hỗ trợ Modbus |
2 |
|
3 |
Bộ điều khiển PLC |
1 |
|
4 |
Điện trở xả |
2 |
4. Kết luận
Phương án này là một hướng đi mới, giúp các chủ đầu tư dễ dàng tiếp cập hơn so với phương án đo trực tiếp độ bụi. Dưới đây là một số ưu và nhược điểm dưới góc nhìn của tác giả.
Ưu điểm
- Hệ thống đơn giản, dễ dàng thực hiện.
- Chi phí hệ thống thấp.
- Giải quyết được vấn đề đặt ra, đo lường được hiệu suất hệ thống.
- Dự đoán được ngày cần vệ sinh tấm pin, giúp chủ đầu tư đưa ra kế hoạch triển khai.
Nhược điểm
- Hệ thống chỉ hoạt động tốt vào lúc nắng đẹp.
- Tấm pin Panel 1 cần được lau sạch thường xuyên, gây ra khó khăn khi lau thủ công. Nhưng nếu lắp thêm hệ thống lau tự động thì sẽ giải quyết được nhược điểm này.
- Vì không sử dụng cảm biến nên không đo được lớp phủ bụi, và không đo được vào ban đêm.
Trên đây là bài viết trình bày phương án đo hiệu suất và xác định ngày cần vệ sinh tấm pin năng lượng mặt trời. Hi vọng bài viết sẽ hữu ích với Quý độc giả.
Quý khách hàng quan tâm về phương án và cách thức triển khai tại doanh nghiệp vui lòng liên hệ.
