Biến tần Hybrid là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Trong bối cảnh nhu cầu về nguồn điện ổn định và bền vững ngày càng tăng cao, hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ đã nổi lên như một giải pháp đột phá. Và "trái tim" của hệ thống này chính là bộ biến tần Hybrid. Thiết bị này được ưa chuộng bởi khả năng kết hợp ưu điểm của cả hai loại biến tần truyền thống - vừa cho phép hòa lưới để tiết kiệm chi phí, vừa có khả năng lưu trữ điện vào pin để đảm bảo nguồn điện không bao giờ bị gián đoạn. Cùng KITAWA tìm hiểu chi tiết hơn qua bài viết sau. 

Biến tần hybrid là gì?

Biến tần Hybrid là một thiết bị đa năng và thông minh, đóng vai trò là "trung tâm điều khiển năng lượng" cho hệ thống điện mặt trời hiện đại. Nó tích hợp chức năng của biến tần hòa lưới (Grid-tied) và biến tần độc lập (Off-grid/Backup) trong một thiết bị duy nhất.

Nhờ sự tích hợp này, biến tần hỗn hợp có khả năng thực hiện đồng thời nhiều chức năng quan trọng:

• Chuyển đổi điện DC (dòng điện một chiều) được sản xuất từ tấm pin năng lượng mặt trời thành điện AC (dòng điện xoay chiều) để cung cấp cho các thiết bị điện trong gia đình hoặc doanh nghiệp.

• Có khả năng lưu trữ điện năng dư thừa vào hệ thống pin lưu trữ hoặc ắc quy để đảm bảo có nguồn điện sử dụng vào ban đêm, khi trời không nắng hoặc khi mất điện lưới.

• Quản lý và điều phối linh hoạt nguồn điện giữa điện mặt trời, pin mặt trời, pin lưu trữ và lưới điện quốc gia. 

• Đảm bảo cung cấp điện dự phòng liên tục cho các tải ưu tiên (thiết bị quan trọng) ngay lập tức khi xảy ra sự cố mất điện lưới quốc gia.

Cấu tạo của biến tần hòa lưới có lưu trữ Hybrid

Để vận hành một cách hiệu quả trong việc chuyển đổi, quản lý và điều phối năng lượng, Hybrid Inverter được cấu thành từ 4 thành phần thiết yếu phối hợp chặt chẽ với nhau:

• Bộ biến tần (Inverter): Đây là thành phần cốt lõi, chịu trách nhiệm chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) (từ tấm pin mặt trời hoặc pin lưu trữ) thành điện xoay chiều (AC). Cung cấp nguồn điện AC tiêu chuẩn để sử dụng cho tải tiêu thụ trong gia đình/doanh nghiệp hoặc hòa vào lưới điện quốc gia.

• Bộ điều khiển pin lưu trữ: Giám sát và điều phối các quá trình sạc và xả của hệ thống pin lưu trữ (hoặc ắc quy), đảm bảo pin hoạt động ở trạng thái tối ưu, kéo dài hiệu suất và tuổi thọ của pin.

• Bộ chuyển mạch tự động: Tự động chuyển đổi và lựa chọn nguồn điện đầu vào (giữa điện mặt trời, pin lưu trữ và điện lưới quốc gia). Điều này đảm bảo sự linh hoạt trong việc sử dụng năng lượng, ưu tiên nguồn điện tiết kiệm nhất và cung cấp điện dự phòng tức thì khi mất điện lưới.

• Giao tiếp thông minh: Hỗ trợ kết nối mạng (qua Wi-Fi, Ethernet,...) và các chuẩn giao tiếp, cho phép giám sát từ xa trạng thái hoạt động, sản lượng và tiêu thụ điện thông qua các ứng dụng di động, cung cấp cảnh báo và báo cáo chi tiết về hiệu suất hệ thống.

Nguyên lý hoạt động của inverter hybrid

Biến tần hybrid vận hành theo một quy trình quản lý năng lượng thông minh và tự động, ưu tiên sử dụng nguồn điện mặt trời và đảm bảo nguồn cung liên tục. Nguyên lý hoạt động chi tiết diễn ra theo các bước sau:

• Ưu tiên sử dụng điện mặt trời: Điện DC được tạo ra từ các tấm pin mặt trời ngay lập tức được bộ Biến tần chuyển đổi thành điện AC. Nguồn điện AC này được ưu tiên cấp trực tiếp cho các thiết bị điện đang hoạt động trong gia đình hoặc doanh nghiệp.

• Lưu trữ điện dư thừa: Nếu lượng điện mặt trời được tạo ra vượt quá nhu cầu tiêu thụ hiện tại, năng lượng dư này sẽ được Bộ Điều khiển Pin chuyển hướng để sạc đầy hệ thống pin hoặc ắc quy lưu trữ.

• Hòa lưới điện dư thừa: Khi hệ thống pin lưu trữ đã đầy, lượng điện dư thừa tiếp theo sẽ được biến tần đẩy ngược (hòa lưới) lên lưới điện quốc gia.

• Cung cấp điện từ pin lưu trữ khi cần thiết (ban đêm/ thiếu nắng): Vào ban đêm hoặc khi trời có mây, nguồn điện mặt trời yếu, biến tần sẽ lấy điện từ pin lưu trữ để cung cấp cho các thiết bị. Đặc biệt là tải ưu tiên, nhằm duy trì nguồn điện liên tục và ổn định.

• Chuyển sang điện lưới khi pin cạn: Nếu nguồn pin lưu trữ đã sử dụng cạn kiệt, bộ chuyển mạch tự động của biến tần hybrid sẽ ngay lập tức chuyển sang lấy điện từ lưới điện quốc gia để duy trì hoạt động cho toàn bộ hệ thống.

Ưu nhược điểm của biến tần hybrid

Ưu điểm

• Duy trì nguồn điện ổn định: Khả năng dự trữ điện mặt trời vào pin lưu trữ. Hệ thống vẫn có thể cung cấp điện cho tải ưu tiên ngay cả khi mất điện lưới.

• Tận dụng tối đa nguồn điện mặt trời: Nguồn điện dư thừa ban ngày được dùng để sạc đầy ắc quy, tránh lãng phí năng lượng. Cơ chế này giúp tối ưu hóa nguồn quang năng và giảm thất thoát.

• Không bị phụ thuộc vào điện lưới: Pin lưu trữ hoạt động như một nguồn điện dự phòng đáng tin cậy. Khi xảy ra sự cố mất điện hoặc bảo trì lưới, các thiết bị vẫn hoạt động bình thường.

• Giảm chi phí tiền điện: Chức năng sạc và xả điện theo thời gian cho phép sạc pin vào giờ thấp điểm/bình thường (điện rẻ) và phát điện sử dụng vào giờ cao điểm (điện đắt), giúp giảm đáng kể hóa đơn tiền điện.

• Thân thiện với môi trường: Vận hành tự động, không gây ô nhiễm tiếng ồn như máy phát điện. Đây là giải pháp cung cấp năng lượng sạch, không thải khí CO2 ra môi trường.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Chi phí lắp đặt ban đầu sẽ cao hơn so với hệ thống điện mặt trời hòa lưới truyền thống vì cần phải đầu tư thêm pin lưu trữ.

• Thời lượng pin và tuổi thọ: Tuổi thọ của hầu hết các mô hình pin lưu trữ hiện đại là từ 7 - 15 năm. Sau thời gian này, pin cần được thay thế để đảm bảo khả năng dự phòng.

So sánh inverter on grid và inverter hybrid

Sự khác biệt cơ bản và quan trọng nhất giữa Inverter On-Grid (Hòa lưới) và Inverter Hybrid (Lưu trữ) nằm ở khả năng hoạt động của hệ thống khi lưới điện quốc gia gặp sự cố (mất điện):

Có nên đầu tư hệ thống điện mặt trời hybrid không?

Có. Nên đầu tư vào hệ thống điện mặt trời lưu trữ sử dụng Inverter Hybrid là một quyết định đúng đắn bởi 2 lý do chính sau:

• Đảm bảo nguồn điện liên tục và ổn định: Hệ thống Hybrid là sự kết hợp thông minh giữa năng lượng mặt trời và ắc quy lưu trữ, cung cấp nguồn điện một cách đảm bảo và liên tục ổn định cho các thiết bị điện, ngay cả khi lưới điện quốc gia gặp sự cố. Khả năng lưu trữ năng lượng dư thừa giúp bạn có điện dùng vào ban đêm hoặc trong những trường hợp mất điện.

• Tối ưu chi phí: Sử dụng năng lượng mặt trời để sạc ắc quy lưu trữ, sau đó ưu tiên cung cấp điện cho các thiết bị, giảm thiểu việc mua điện lưới. Sạc pin vào giờ thấp điểm (điện rẻ) và xả pin vào giờ cao điểm (điện đắt), giúp giảm hóa đơn tiền điện một cách hiệu quả.

Tóm lại nếu bạn ưu tiên sự ổn định, độc lập khỏi lưới điện, và muốn tận dụng tối đa nguồn năng lượng sạch của mình, thì việc đầu tư vào hệ thống Inverter Hybrid là một lựa chọn hợp lý và có giá trị lâu dài. Tham khảo ngay một số sản phẩm inverter hybrid hiện được phân phối chính hãng tại KITAWA:

• Biến tần Hybrid 3kW Solis 1 pha

• Biến tần Hybrid 5kW Solis 1 pha

Qua các thông tin chi tiết đã phân tích, hy vọng bạn đã có cái nhìn rõ ràng và toàn diện về biến tần Hybrid. Từ cơ chế hoạt động thông minh, khả năng lưu trữ và điều phối năng lượng linh hoạt, cho đến những ưu điểm vượt trội.. Điều này chắc chắn sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn thiết bị phù hợp nhất cho gia đình mình, vừa đáp ứng nhu cầu sử dụng, vừa tiết kiệm năng lượng một cách hiệu quả. Liên hệ ngay với KITAWA qua hotline 0915307239 để được tư vấn giải pháp điện năng lượng tối ưu nhất.