Đấu Nối Pin Năng Lượng Mặt Trời Với Tải AC 120–230V và Bộ Inverter

Ngày đăng: 09/10/2025

10 Lượt xem

0 Đánh giá

Mục lục [Ẩn]

Cách Đấu Nối Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Với Tải AC 120–230V và Bộ Inverter

1. Giới thiệu tổng quan
2. Cấu hình hệ thống ví dụ
3. Nguyên lý hoạt động và đường truyền năng lượng
4. Sơ đồ đấu nối hệ thống điện mặt trời cơ bản
5. Lưu ý kỹ thuật khi thiết kế và lắp đặt
6. Tính năng tự động của hệ thống
7. Kết luận

Cách Đấu Nối Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Với Tải AC 120–230V và Bộ Inverter

1. Giới thiệu tổng quan

Trong hướng dẫn cơ bản này, chúng ta sẽ tìm hiểu sơ đồ đấu nối hệ thống điện mặt trời (PV system) bao gồm:

Tấm pin năng lượng mặt trời (Solar PV panel)
Bộ điều khiển sạc (Charge Controller – PWM hoặc MPPT)
Ắc quy (Battery)
Bộ nghịch lưu / UPS tự động (Inverter/UPS)
Tải tiêu thụ AC và DC

Mục tiêu là hiểu cách kết nối tấm pin mặt trời với bộ inverter để cấp điện cho tải AC (120V hoặc 230V), đồng thời nạp điện cho ắc quy và tải DC.

2. Cấu hình hệ thống ví dụ

Hệ thống mẫu được sử dụng trong ví dụ gồm:

Tấm pin năng lượng mặt trời: 120W – 12V DC
Ắc quy: 12V – 100Ah
Bộ UPS/Inverter tự động: 120V hoặc 230V AC (tự động chuyển nguồn ON/OFF)

Bốn thành phần cơ bản của một hệ thống điện mặt trời gồm:

Tấm pin năng lượng mặt trời (PV Panel)
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời (Solar Charge Controller)
Ắc quy lưu trữ điện (Battery)
Bộ inverter/UPS chuyển đổi DC–AC

3. Nguyên lý hoạt động và đường truyền năng lượng

Nguồn điện từ tấm pin năng lượng mặt trời được sử dụng cho cả tải DC và tải AC như sau:

Tải DC (ví dụ: đèn LED 12V, quạt DC, cảm biến, vi điều khiển, v.v.)
→ Kết nối trực tiếp với đầu ra DC của bộ điều khiển sạc (Charge Controller).
Tải AC (120V hoặc 230V)
→ Được cấp điện thông qua bộ UPS/Inverter.
UPS sẽ chuyển đổi điện DC từ ắc quy sang điện AC để chạy các thiết bị như quạt, đèn, tivi, v.v.
Khi có ánh sáng mặt trời, hệ thống ưu tiên cấp điện từ tấm pin mặt trời và sạc cho ắc quy.
Khi mất nắng hoặc ban đêm, UPS tự động sử dụng năng lượng dự trữ trong ắc quy để tiếp tục cấp cho tải AC.

Trường hợp không cần điện dự phòng:
Có thể bỏ qua ắc quy và cho PV panel cấp trực tiếp cho UPS (chế độ Online UPS). Tuy nhiên, khi trời râm hoặc ban đêm, hệ thống sẽ không hoạt động.

4. Sơ đồ đấu nối hệ thống điện mặt trời cơ bản

Cấu trúc kết nối:

Tấm pin mặt trời 120W – 12V DC
→ nối vào ngõ vào PV Input của bộ điều khiển sạc.
Ắc quy 12V – 100Ah
→ nối vào cực Battery (Positive & Negative) trên bộ điều khiển sạc.
Bộ Inverter/UPS 120V–230V AC
→ nối đầu vào DC của inverter vào cực ắc quy,
→ và đầu ra AC của inverter nối đến tải AC (đèn, quạt, TV, v.v.)
Tải DC (nếu có)
→ nối trực tiếp vào đầu ra DC Output của bộ điều khiển sạc.

Khi hoàn thiện, hệ thống có thể cấp điện đồng thời cho cả tải AC và tải DC.

5. Lưu ý kỹ thuật khi thiết kế và lắp đặt

Một tấm pin 120W và ắc quy 100Ah chỉ phù hợp cho các tải nhỏ, dùng ngắn hạn.
Để cấp cho tải lớn hơn (nhiều đèn, quạt, tủ lạnh, máy tính, v.v.), cần kết hợp nhiều tấm pin và ắc quy theo:
- Nối song song (Parallel): tăng dòng điện, giữ nguyên điện áp.
- Nối nối tiếp (Series): tăng điện áp, giữ nguyên dòng điện.
- Hoặc kết hợp song song – nối tiếp tùy theo yêu cầu hệ thống.
Khi tải sử dụng nhiều, thời gian sạc ắc quy sẽ chậm, vì năng lượng từ tấm pin bị chia sẻ cho các thiết bị đang hoạt động.
Để đảm bảo hiệu quả, cần tính toán chính xác:
- Tổng công suất tải (W)
- Dung lượng ắc quy cần thiết (Ah)
- Công suất tổng tấm pin (Watt-peak – Wp)
- Hiệu suất bộ điều khiển sạc và inverter

6. Tính năng tự động của hệ thống

Toàn bộ quá trình chuyển đổi năng lượng – từ pin mặt trời sang ắc quy, rồi từ ắc quy sang tải AC qua inverter – được điều khiển hoàn toàn tự động bởi bộ UPS/Inverter.

Do đó, không cần sử dụng công tắc chuyển mạch thủ công hoặc ATS (Automatic Transfer Switch).
Hệ thống sẽ tự động chuyển đổi nguồn giữa năng lượng mặt trời – ắc quy – tải AC tùy theo trạng thái hoạt động.

7. Kết luận

Hệ thống điện mặt trời cơ bản gồm tấm pin PV, bộ điều khiển sạc, ắc quy và inverter có thể cấp điện cho cả tải DC và AC (120–230V).
Tùy vào nhu cầu sử dụng, người dùng có thể:

Dùng inverter có ắc quy → có điện dự phòng khi mất nắng.
Dùng inverter online không có ắc quy → tiết kiệm chi phí, phù hợp cho tải nhỏ và sử dụng ban ngày.

Khuyến nghị kỹ thuật:
Khi thiết kế hệ thống thực tế, nên tính toán công suất tổng thể và hệ số dự phòng để tránh quá tải, tăng tuổi thọ ắc quy và inverter, đồng thời đảm bảo hiệu suất tối ưu của hệ thống điện mặt trời.