Bạn có đang tự hỏi: Làm thế nào để biết chính xác hệ thống điện mặt trời 5kWp trên mái nhà tôi sẽ tạo ra bao nhiêu kWh mỗi ngày, mỗi tháng, và sau 20 năm, lợi nhuận thực tế tôi nhận được là bao nhiêu? Bài viết sau đây của KITAWA sẽ hướng dẫn bạn cách tính sản lượng điện mặt trời chi tiết, giúp bạn tính toán hiệu quả đầu tư và thời gian hoàn vốn dễ dàng.
Cách tính sản lượng điện mặt trời
Cách tính hệ thống điện mặt trời dựa theo số giờ nắng
Để xác định sản lượng điện dựa trên thời gian chiếu sáng hiệu quả, bạn cần thiết phải nắm rõ công suất của toàn bộ hệ thống điện mặt trời (thường đo bằng kW hoặc W) và lượng thời gian nắng đỉnh trong ngày.
Khả năng sản xuất điện của hệ thống này được quyết định chủ yếu bởi tổng số lượng tấm pin và hiệu suất chuyển đổi của chúng sau khi hoàn tất lắp đặt. Công thức cơ bản để ước tính điện năng tạo ra trong một ngày như sau:
Sản lượng điện (Kilowatt-giờ) = Công suất hệ thống (Kilowatt) x Số giờ nắng trong ngày (giờ)
Chẳng hạn, một hệ thống điện mặt trời có tổng công suất 5kW và tiếp nhận 6 giờ nắng đỉnh mỗi ngày, kết quả là tổng sản lượng điện ngày sẽ là:
Sản lượng điện = 5 Kilowatt x 6 giờ = 30 Kilowatt-giờ
Theo đó, số giờ nắng thực tế luôn biến động theo điều kiện khí hậu, mùa trong năm và đặc điểm địa lý cụ thể. Do đó, để đạt được kết quả dự đoán có độ tin cậy cao hơn, việc tham khảo dữ liệu bức xạ mặt trời và thông tin khí tượng chính xác tại khu vực của bạn là rất quan trọng.
Công thức tính sản lượng điện dựa theo số kWp
Để dự tính sản lượng điện mặt trời dựa trên công suất cực đại (kWp), việc xác định hệ số hiệu suất vận hành (PR) và thời gian nắng đỉnh (PSH) trong ngày là hai tham số bắt buộc.
Chỉ số kWp phản ánh khả năng phát điện tối đa của hệ thống trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC), thường là khi ánh sáng mặt trời chiếu thẳng góc lên bề mặt pin (góc tới tối đa).
Công thức để tính toán chi tiết sản lượng điện năng hàng ngày được áp dụng như sau:
Sản lượng điện (Kilowatt-giờ) = Số kWp x Hệ số hiệu suất x Số giờ nắng trong ngày (giờ)
Hệ số hiệu suất thực tế của hệ thống thường dao động từ 0.75 đến 0.85, tùy thuộc vào chất lượng thiết bị, thiết kế lắp đặt, và địa điểm lắp đặt:
Ví dụ minh họa: Giả sử bạn vận hành một hệ thống điện mặt trời 5kWp tại khu vực có 6 giờ nắng đỉnh và đạt được hệ số hiệu suất 0.8 (80%), khi đó tổng điện năng sản xuất trong ngày sẽ là:
Sản lượng điện = 5 kWp x 0.8 x 6 giờ = 24 Kilowatt-giờ
Cần lưu ý rằng thời gian nắng đỉnh biến đổi theo điều kiện thời tiết và vị trí địa lý của dự án. Để nâng cao độ chính xác của dữ liệu dự đoán, bạn nên tìm kiếm thông tin về bức xạ mặt trời và PSH trung bình hàng năm tại nguồn dữ liệu khí hậu uy tín.
Công thức tính công suất phát điện của tấm pin mặt trời
Để xác định công suất của tấm pin mặt trời, việc nắm rõ các thông số kỹ thuật cơ bản, bao gồm hiệu suất chuyển đổi và diện tích vật lý của pin Công suất pin biểu thị khả năng biến đổi quang năng thành điện năng của tấm pin, thường được đo bằng đơn vị Watt (W) hoặc Kilowatt (kW).
Theo đó, công thức để tính toán công suất PV như sau:
Công suất pin (Watt) = Kích thước pin (m2) x Hiệu suất pin (W/m2)
Trong đó:
Kích thước tấm pin (m2): Đây là tổng diện tích bề mặt của tấm pin quang điện, thường có dạng hình chữ nhật hoặc vuông, đơn vị tính là mét vuông (m2).
Hiệu suất pin (W/m2): Chỉ số này thể hiện khả năng tối ưu của pin trong việc chuyển hóa ánh sáng thành điện. Hiệu suất thường được đo trong Điều kiện Thử nghiệm Tiêu chuẩn (STC - Standard Test Conditions), tức là dưới cường độ bức xạ 1000 W/m2 và nhiệt độ 25°C và không có bụi hoặc mây che phủ.
Công thức tính sản lượng điện tiêu thụ của các thiết bị
Để xác định tổng lượng điện tiêu thụ của các thiết bị gia dụng, bạn cần thống kê công suất điện năng (W hoặc kW) và thời gian hoạt động (giờ) của mỗi thiết bị trong một ngày. Việc này là bước cơ bản để đánh giá nhu cầu điện năng thực tế trước khi thiết kế hệ thống điện mặt trời.
Công thức để tính toán lượng điện năng tiêu thụ hàng ngày của một thiết bị:
Lượng điện tiêu thụ (Kilowatt-giờ) = Công suất của thiết bị (Kilowatt) x Thời gian sử dụng (giờ)
Ví dụ:
Bóng đèn huỳnh quang (CFL): Công suất 15 Watt (0.015 kW). Nếu sử dụng 4 giờ/ngày:
Lượng điện tiêu thụ = 0.015 Kilowatt x 4 giờ = 0.06 Kilowatt-giờ
Quạt điện: Công suất 60 Watt (0.06 kW). Nếu hoạt động 8 giờ/ngày:
Lượng điện tiêu thụ = 0.06 Kilowatt x 8 giờ = 0.48 Kilowatt-giờ
Máy giặt: Công suất 500 Watt (0.5 kW). Nếu chạy 2 giờ/ngày:
Lượng điện tiêu thụ = 0.5 Kilowatt x 2 giờ = 1 Kilowatt-giờ
Để tính tổng nhu cầu điện năng của cả gia đình, bạn cộng dồn lượng điện tiêu thụ (kWh) của tất cả các thiết bị đã tính ở trên. Tổng lượng điện tiêu thụ có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào thói quen sử dụng và biến động công suất thực tế của từng thiết bị. Để đảm bảo tính toán chính xác, bạn nên ghi nhận công suất và thời gian sử dụng thực tế trong tháng.
Tính toán sản lượng theo bộ biến tần (inverter)
Để đánh giá hiệu quả chuyển đổi và lượng điện xử lý của bộ biến tần (inverter) trong hệ thống quang điện, bạn cần thiết phải nắm được công suất định mức của inverter và tổng thời gian hoạt động trong ngày.
- Công suất Inverter: Tham số này biểu thị khả năng tối đa của thiết bị trong việc chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ tấm pin thành dòng điện xoay chiều (AC) để cung cấp cho tải tiêu thụ hoặc hòa vào lưới điện. Đơn vị đo thường là Watt hoặc Kilowatt.
- Thời gian hoạt động Inverter: Là khoảng thời gian mà inverter thực hiện chức năng chuyển đổi trong ngày. Thời gian này thông thường trùng khớp với thời gian có ánh sáng mặt trời, nhưng độ chính xác phụ thuộc vào ngưỡng khởi động và cấu hình vận hành của hệ thống.
Công thức để tính toán tổng lượng điện AC được chuyển đổi bởi inverter trong một ngày như sau:
Lượng điện tiêu thụ của inverter (Kilowatt-giờ) = Công suất inverter (Kilowatt) x Thời gian hoạt động (giờ)
Ví dụ: Nếu bộ biến tần của bạn có công suất 5 Kilowatt và vận hành liên tục trong 8 giờ hàng ngày:
Lượng điện tiêu thụ của inverter = 5 Kilowatt x 8 giờ = 40 Kilowatt-giờ
Điều quan trọng cần phân biệt là lượng điện năng chuyển đổi này chính là đầu ra AC của hệ thống, không phải là tổng sản lượng DC mà tấm pin tạo ra. Để xác định sản lượng DC (kWh), bạn cần quay lại với công thức tính công suất pin và giờ nắng đỉnh đã được trình bày trước đó.
Cách tự theo dõi sản lượng điện năng lượng mặt trời hàng tháng
Để tự giám sát hiệu suất và sản lượng điện mặt trời hàng tháng mà không cần phụ thuộc vào các phần mềm giám sát hệ thống điện, bạn có thể áp dụng một số phương pháp thủ công và đơn giản sau:
- Ghi chép chỉ số công tơ: Việc đọc và ghi lại chỉ số công tơ điện hai chiều (nếu là hệ hòa lưới) vào ngày cố định hàng tháng cung cấp dữ liệu về tổng lượng điện hệ thống đã bán ra (kWh) hoặc tổng lượng điện đã tiêu thụ từ lưới EVN.
- Kiểm tra thông số kỹ thuật của tấm pin: Kiểm tra hồ sơ kỹ thuật hoặc thông số sản phẩm của tấm pin giúp bạn xác định công suất cực đại (kWp) của hệ thống, là cơ sở để tính toán lượng điện dự kiến mà hệ thống có thể sản xuất dựa trên điều kiện bức xạ địa phương.
- Theo dõi Giờ Nắng Đỉnh (PSH): Sử dụng các ứng dụng dự báo thời tiết hoặc trang web khí tượng để ghi nhận số giờ nắng mỗi ngày, sau đó tính tổng giờ nắng trong cả tháng. Dữ liệu PSH này phản ánh lượng năng lượng mà hệ thống hấp thụ được.
- Ước tính sản lượng tổng thể: Khi có được công suất kWp và tổng giờ nắng trong tháng, bạn tiến hành nhân hai giá trị này (và áp dụng thêm hệ số hiệu suất thường 0.75 đến 0.85 để dự đoán sản lượng dự kiến.
Ví dụ: Nếu công suất định mức của hệ thống là 5kWp và tổng giờ nắng thu thập được trong tháng là 150 giờ:
Sản lượng điện dự kiến = 5 kWp x 150 giờ = 750 kWh (Kilowatt-giờ)
Cách tính này mang tính chất ước lượng nhanh vì nó không hoàn toàn tính đến sự suy giảm hiệu suất do nhiệt độ hoặc bụi bẩn. Tuy nhiên, nó vẫn cho phép bạn tự đánh giá và so sánh hiệu suất hoạt động giữa các tháng một cách thuận tiện.
Trên đây cách tính sản lượng điện mặt trời chi tiết và chính xác, giúp người dung dễ dàng đo đạc hiệu suất và lắp đặt hệ thống phù hợp. Hãy liên hệ ngay với KITAWA qua hotline 0942699539 để được các chuyên gia hàng đầu tư vấn miễn phí cho dự án điện năng lượng mặt trời áp mái của gia đình, doanh nghiệp.
