Cách tính & duy trì hiệu suất pin năng lượng mặt trời chuẩn

Hiệu suất pin năng lượng mặt trời là chỉ số kỹ thuật quan trọng nhất quyết định trực tiếp đến sản lượng điện sinh ra và thời gian thu hồi vốn của toàn bộ công trình. Một hệ thống sở hữu những tấm pin có hiệu suất chuyển đổi cao sẽ giúp gia chủ tiết kiệm tối đa diện tích mái nhà mà vẫn đảm bảo nguồn điện dồi dào suốt ngày đêm.

Đội ngũ chuyên gia kỹ thuật chúng tôi tại DAT Group biên soạn bài viết này nhằm cung cấp cách tính chuẩn xác, bảng đối chiếu thực tế và các giải pháp duy trì hiệu suất đỉnh cao cho giàn pin của quý khách.

Hiệu suất pin năng lượng mặt trời là gì?

Hiệu suất pin năng lượng mặt trời là tỷ lệ phần trăm giữa công suất điện năng đầu ra cực đại so với tổng công suất bức xạ ánh sáng mặt trời chiếu vuông góc lên toàn bộ diện tích bề mặt tấm pin. Chỉ số này phản ánh khả năng biến đổi quang năng thành điện năng của các tế bào silicon bán dẫn bên trong tấm pin.

Công thức xác định hiệu suất tấm pin mặt trời theo tiêu chuẩn quốc tế

Hiệu suất (%) = [Pmax / (S × G)] × 100

Trong đó:

• Pmax: công suất cực đại của tấm pin đo được ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC), đơn vị Watt (W).

• S: diện tích bề mặt của tấm pin, đơn vị mét vuông (m²).

• G: cường độ bức xạ mặt trời tại điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, quy ước là 1000 W/m².

Hiệu suất công bố trên bảng dữ liệu Datasheet luôn được các phòng thí nghiệm đo lường trong Điều kiện Thử nghiệm Tiêu chuẩn STC theo quy chuẩn của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế IEC. Các điều kiện này bao gồm:

• Cường độ bức xạ ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp đạt đúng 1,000 watt trên mỗi mét vuông.

• Nhiệt độ hoạt động của tế bào quang điện silicon được giữ cố định ở mức chuẩn 25 độ C.

• Hệ số khối lượng quang phổ khí quyển đạt chuẩn AM 1.5.

Bảng so sánh hiệu suất các công nghệ pin mặt trời phổ biến

Tấm pin đơn tinh thể Mono N-type ứng dụng công nghệ tiếp xúc sau lưng BC hoặc tiếp xúc thụ động TOPCon đang chiếm lĩnh thị trường hoàn toàn. Công nghệ này triệt tiêu gần như tuyệt đối hiện tượng thoái hóa quang học do ánh sáng cảm ứng, đem lại hiệu suất vượt trội và duy trì sản lượng điện ổn định trên 30 năm vận hành.

Bảng thông số hiệu suất các dòng pin mặt trời chính hãng

Để tìm hiểu chi tiết về bảng thông số kỹ thuật và xếp hạng thương hiệu được nhiều chủ nhà tin dùng, bạn có thể tham khảo danh sách tấm pin năng lượng mặt trời loại nào tốt hiện nay.

Dòng tấm pin LONGi Hi-MO X10 công suất 645Wp đạt hiệu suất kỷ lục 23.9% nhờ loại bỏ hoàn toàn các dải kim loại chắn sáng ở mặt trước, giúp tối ưu diện tích hấp thụ ánh sáng. Đây là giải pháp hoàn hảo cho các biệt thự và nhà phố có diện tích mái nhỏ nhưng nhu cầu sử dụng điện năng cao.

5 yếu tố tác động trực tiếp làm suy giảm hiệu suất pin mặt trời

1. Nhiệt độ bề mặt tấm pin tăng quá cao

Tấm pin mặt trời kỵ nhiệt độ cao. Khi trời nắng gay gắt vào mùa hè, bề mặt kính hấp thụ nhiệt có thể nóng lên từ 55 độ C đến 65 độ C. Cứ mỗi độ C tăng vượt ngưỡng chuẩn 25 độ C, công suất phát điện của pin sẽ bị sụt giảm từ 0.28% đến 0.35% theo hệ số nhiệt độ công suất Pmax.

2. Lớp bụi bẩn và dị vật bám trên bề mặt kính

Bụi mịn đô thị, phấn hoa, lá cây mục và phân chim đóng lớp dày trên mặt kính sẽ cản trở các hạt photon ánh sáng đi vào tế bào quang điện, làm suy giảm tức thì từ 5% đến 15% tổng sản lượng điện của hệ thống.

3. Hiện tượng che bóng cục bộ và điểm nóng

Khi một góc tấm pin bị bóng đổ của tép nước, cột điện hay lan can che khuất, tế bào quang điện bị che sẽ đóng vai trò như một điện trở tiêu thụ năng lượng. Dòng điện của cả chuỗi pin bị nghẽn lại, làm sụt giảm công suất toàn giàn pin và có nguy cơ gây cháy nổ cục bộ.

4. Góc nghiêng và hướng đón bức xạ chưa tối ưu

Tại Việt Nam, hướng đón nắng tốt nhất trong năm là hướng chính Nam hoặc chếch Đông Nam với góc nghiêng lý tưởng từ 10 đến 15 độ. Nếu lắp đặt pin áp sát mái tôn phẳng có góc dốc quá nhỏ, nước mưa dễ đọng lại ở mép dưới kéo theo rêu mốc làm giảm hiệu suất phát điện lâu dài.

5. Tổn thất chuyển đổi qua biến tần và dây cáp

Nguồn điện một chiều DC từ tấm pin khi đi qua dây dẫn dài hoặc bộ biến tần hòa lưới sẽ bị tiêu hao một phần nhiệt lượng. Lựa chọn biến tần có hiệu suất chuyển đổi cao trên 98.4% từ Sungrow, SolaX hay GoodWe là giải pháp giúp bảo toàn tối đa lượng điện sinh ra.

Kinh nghiệm duy trì hiệu suất đỉnh cao cho hệ thống điện mặt trời

• Vệ sinh bề mặt kính tấm pin định kỳ từ 3 đến 6 tháng một lần bằng nước sạch và chổi lau mềm chuyên dụng vào sáng sớm hoặc chiều mát, tuyệt đối không dùng chất tẩy rửa ăn mòn hay xịt vòi nước áp lực cao khi tấm pin đang nóng rực giữa trưa.

• Khảo sát góc nghiêng và vệt bóng đổ trước khi lắp đặt bằng phần mềm mô phỏng 3D chuyên sâu của DAT Group để đảm bảo giàn pin không bị bất kỳ bóng râm nào che khuất trong khung giờ vàng từ 9 giờ sáng đến 15 giờ chiều.

• Sử dụng dây cáp điện mặt trời chuyên dụng ruột đồng mạ thiếc tiết diện 4mm2 đến 6mm2 với lớp vỏ cách điện kép chống tia cực tím để giảm thiểu suy hao điện trở trên đường truyền.

• Lắp đặt biến tần trang bị từ 2 kênh dò điểm công suất cực đại MPPT độc lập trở lên kết hợp tính năng quét toàn cục Global MPPT Scan để cách ly tối đa thiệt hại khi có tấm pin bị che bóng.

• Theo dõi sản lượng điện hàng ngày qua ứng dụng thông minh trên điện thoại di động để phát hiện ngay các dấu hiệu sụt giảm bất thường, kịp thời liên hệ trung tâm bảo hành kỹ thuật kiểm tra và xử lý.

Bên cạnh việc vệ sinh bề mặt định kỳ, việc kiểm tra toàn diện giàn khung và đo đạc an toàn điện là yếu tố cốt lõi giúp hệ thống vận hành ổn định. Quý khách có thể xem thêm quy trình bảo trì tấm pin năng lượng mặt trời chuyên nghiệp từ kỹ sư DAT Group.

Câu hỏi thường gặp về hiệu suất pin năng lượng mặt trời

Hiệu suất tấm pin mặt trời khoảng 21% đến 23% có phải là thấp không?

Mức hiệu suất từ 21% đến 23% của các dòng pin mặt trời thương mại hiện nay là thành tựu công nghệ bán dẫn rất cao. Giới hạn vật lý lý thuyết của pin mặt trời silicon đơn tinh thể một mối nối chỉ đạt khoảng 29.4%.

Vào mùa đông hoặc những ngày trời mưa âm u thì hiệu suất pin mặt trời còn bao nhiêu?

Tấm pin mặt trời hoạt động dựa trên bức xạ quang học chứ không phụ thuộc vào nhiệt độ nóng của ánh nắng. Vào những ngày trời nhiều mây, mưa phùn hoặc sương mù mùa đông, tấm pin vẫn thu nhận ánh sáng tán xạ để sản sinh điện năng.

Tấm pin 2 mặt kính Bifacial giúp gia tăng hiệu suất thực tế thêm bao nhiêu phần trăm?

Tấm pin hai mặt kính như Canadian Solar TOPBiHiKu7 hay LONGi Hi-MO 7 có khả năng hấp thụ thêm ánh sáng phản xạ từ mặt đất, mái tôn hoặc sàn bê tông qua mặt kính phía sau. Trong điều kiện bề mặt phản xạ tốt như mái tôn sáng màu hoặc sàn sơn phản quang, tấm pin hai mặt kính có thể gia tăng thêm từ 5% đến 25% tổng sản lượng điện năng.