Nên mua inverter hòa lưới hay hybrid? 6 tiêu chí chọn chuẩn

Việc lựa chọn giữa inverter hòa lưới (on-grid) hay inverter hybrid phụ thuộc chủ yếu vào ngân sách và nhu cầu sử dụng điện thực tế của gia đình hoặc doanh nghiệp bạn.

Đội ngũ kỹ sư tại DAT Group xây dựng bài viết phân tích chuyên sâu này nhằm so sánh tường tận cấu trúc công nghệ, nguyên lý vận hành, ưu nhược điểm kỹ thuật và chi phí đầu tư thực tế giữa hai dòng máy, kết hợp cùng cẩm nang cách chọn inverter điện mặt trời giúp quý gia chủ đưa ra quyết định mua sắm chuẩn xác nhất.

Cơ chế vận hành của biến tần hòa lưới và hybrid

Cơ chế hoạt động của biến tần hòa lưới On-grid

Biến tần hòa lưới On-grid bám theo điện áp và tần số của lưới điện quốc gia, chuyển đổi dòng điện một chiều từ giàn pin LONGi Solar thành dòng xoay chiều 220V hoặc 380V cấp thẳng vào tủ điện gia đình. Hệ thống đi kèm cảm biến biến dòng CT và đồng hồ đo đếm thông minh Smart Meter để kích hoạt cơ chế bám tải Zero-Export, ngăn điện dư phát ngược ra lưới ngoài.

Khi điện lưới bị cúp, tính năng chống hòa lưới đảo Anti-Islanding theo chuẩn của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế IEC buộc biến tần ngắt hoàn toàn trong dưới 0.1 giây để bảo vệ công nhân điện lực sửa chữa đường dây bên ngoài. Toàn bộ ngôi nhà mất điện giống như hộ không lắp pin mặt trời.

Cơ chế điều phối đa nguồn của biến tần hybrid

• Ban ngày có nắng: Điện mặt trời cấp trực tiếp cho phụ tải, phần dư nạp đầy khối pin Lithium LiFePO4 của Pylontech hoặc SolaX.

• Ban đêm hoặc trời âm u: Biến tần xả điện từ khối pin để cấp nguồn, giảm tối đa lượng điện mua từ lưới ở khung giá bậc thang cao nhất.

• Khi mất điện lưới: Rơ le chuyển mạch cô lập cổng hòa lưới an toàn, đồng thời cấp điện liên tục cho cổng EPS trong dưới 10 mili giây. Các thiết bị camera, wifi, tủ lạnh và chiếu sáng hoạt động liên tục không bị gián đoạn.

6 tiêu chí kỹ thuật so sánh inverter hòa lưới và hybrid

1. Khả năng duy trì nguồn điện khi mất điện lưới

Đối với biến tần hòa lưới On-grid, dù ban ngày trời nắng rực rỡ và giàn pin mặt trời có khả năng tạo ra điện lượng dồi dào, biến tần vẫn buộc phải ngừng hoạt động hoàn toàn khi điện lưới bị cúp.

Do không có nguồn điện tham chiếu từ lưới để tạo tần số và điện áp chuẩn, bo mạch điều khiển sẽ kích hoạt trạng thái ngắt an toàn. Toàn bộ ngôi nhà sẽ mất điện hoàn toàn giống như các hộ gia đình không lắp pin mặt trời.

Ngược lại, biến tần hybrid sở hữu khả năng tự tạo điện áp lưới độc lập Off-Grid. Khi điện lưới gặp sự cố, hệ thống biến tần chuyển sang chế độ dự phòng trong thời gian ngắn hơn một chu kỳ sóng sin, lấy điện trực tiếp từ giàn pin mặt trời và khối pin lưu trữ để cấp nguồn ổn định cho các thiết bị quan trọng.

2. Tỷ lệ tự chủ năng lượng và hiệu quả tự tiêu thụ

• Hệ thống sử dụng biến tần hòa lưới On-grid phụ thuộc 100% vào thời điểm có nắng. Nếu ban ngày các thành viên trong gia đình đi học, đi làm vắng nhà, lượng điện mặt trời tạo ra sẽ bị dư thừa. Do cơ chế bám tải không cho phát điện ra ngoài, biến tần sẽ tự ghìm công suất phát xuống thấp, gây lãng phí nguồn bức xạ sẵn có.

• Biến tần hybrid giải quyết triệt để sự lệch pha giữa thời điểm sản xuất và thời điểm tiêu dùng điện. Điện mặt trời thừa vào ban ngày được nạp vào pin Lithium, sau đó xả ra sử dụng từ 18 giờ tối đến sáng hôm sau.

3. Chi phí đầu tư thiết bị và vật tư phụ trợ

Biến tần hòa lưới On-grid có cấu trúc bo mạch tương đối đơn giản, gồm bộ chỉnh lưu, mạch lọc nhiễu và vi xử lý điều khiển cơ bản. Do đó, mức giá của biến tần On-grid rất hợp lý, giúp tối ưu hóa tổng mức đầu tư cho toàn bộ công trình.

Biến tần hybrid sở hữu cấu trúc bán dẫn phức tạp gấp nhiều lần. Máy phải tích hợp bộ biến đổi DC sang DC hai chiều để sạc xả khối pin, bộ tiếp điểm đóng cắt tự động công suất lớn, hệ thống cảm biến đo nhiệt độ dòng pin và vi xử lý điều phối thời gian thự.

4. Quy trình thi công cơ điện và mức độ phức tạp của tủ điện

Việc lắp đặt biến tần hòa lưới On-grid diễn ra rất nhanh chóng. Kỹ sư chỉ cần gắn biến tần lên tường, kết nối dây điện một chiều DC từ giàn pin vào giắc MC4 của máy, sau đó đấu nối cổng AC vào tủ điện tổng kèm theo bộ cảm biến biến dòng CT bám tải..

Trong khi đó, việc lắp đặt biến tần hybrid đòi hỏi trình độ tay nghề cơ điện cao hơn rất nhiều:

• Kỹ sư phải khảo sát và tách riêng các phụ tải ưu tiên như đèn chiếu sáng, quầy thu ngân, mạng wifi, tủ lạnh, camera an ninh ra một tủ điện riêng kết nối vào cổng EPS.

• Các thiết bị công suất cực lớn như máy bơm nước công nghiệp hoặc trạm sạc xe điện vẫn kết nối ở cổng phụ tải thường để tránh làm quá tải công suất xả của biến tần khi mất điện.

• Việc đấu nối khối pin lưu trữ Lithium đòi hỏi cáp chuyên dụng cỡ lớn từ 25mm2 đến 35mm2, siết lực đúng tiêu chuẩn và cài đặt giao thức truyền thông CAN hoặc RS485 chuẩn xác giữa hệ thống quản lý pin BMS và biến tần.

5. Tuổi thọ phần cứng và chi phí bảo trì định kỳ

Biến tần hòa lưới On-grid vận hành ổn định và có tuổi thọ thiết kế trung bình từ 10 đến 15 năm. Do không phải thực hiện các chu kỳ sạc xả liên tục với dòng điện lớn từ ắc quy, nhiệt độ bên trong thân máy được kiểm soát rất tốt qua hệ thống nhôm tản nhiệt tự nhiên hoặc quạt làm mát thông minh.

Biến tần hybrid có độ bền bo mạch tương đương từ 10 đến 12 năm nhờ ứng dụng các linh kiện chuẩn công nghiệp từ SolaX hay GoodWe. Tuy nhiên, khối pin lưu trữ Lithium đi kèm thường có chu kỳ sử dụng từ 6,000 đến 8,000 lần sạc xả, tương đương thời gian phục vụ từ 10 đến 15 năm trước khi dung lượng khả dụng suy giảm về dưới 70%.

6. Khả năng nâng cấp và mở rộng công suất tương lai

Nếu ban đầu chủ nhà chọn lắp biến tần hòa lưới On-grid, sau này muốn nâng cấp thêm pin lưu trữ sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Gia chủ buộc phải tháo bỏ biến tần cũ để thay mới bằng biến tần hybrid, hoặc phải đầu tư thêm một bộ biến tần lưu trữ phụ AC-Coupled, khiến hệ thống dây dẫn trong nhà trở nên rườm rà và tốn kém thêm chi phí chuyển đổi.

Ngược lại, lựa chọn biến tần hybrid ngay cả khi chưa đủ ngân sách mua khối pin lưu trữ, gia đình vẫn có thể lắp biến tần hybrid trước và chạy ở chế độ hòa lưới bám tải bình thường.

Khi tích lũy thêm điều kiện tài chính, gia chủ chỉ việc mua khối pin Lithium cắm vào cổng có sẵn là hệ thống lập tức trở thành hệ thống năng lượng lưu trữ hoàn hảo mà không làm thay đổi kết cấu dây điện hiện hữu.

Bảng so sánh hạng mục đầu tư của inverter hòa lưới và hybrid

Lưu ý: Mức đầu tư trong bảng trên chỉ mang tính tham khảo tại thời điểm biên soạn, có thể thay đổi tùy theo biến động giá thiết bị, tỷ giá, cấu hình thực tế và điều kiện thi công tại từng công trình.

Câu hỏi thường gặp về so sánh biến tần hòa lưới và hybrid

Đang dùng biến tần hòa lưới On-grid có thể nâng cấp thêm pin lưu trữ không?

Có, bạn hoàn toàn có thể nâng cấp thêm pin lưu trữ cho hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid) hiện tại, nhưng bạn không thể cắm trực tiếp pin vào biến tần On-grid cũ vì loại này không có cổng kết nối pin và sẽ tự ngắt khi mất điện lưới.

Khi mất điện lưới, tại sao biến tần hòa lưới không phát điện dù trời nắng to?

Biến tần hòa lưới không phát điện khi mất điện lưới dù trời nắng to vì nó cần tín hiệu điện lưới để đồng bộ hóa tần số, điện áp và bắt buộc phải ngắt điện để đảm bảo an toàn cho thợ điện.

Biến tần hybrid có thể hoạt động bình thường khi chưa lắp pin lưu trữ không?

Biến tần hybrid có thể hoạt động bình thường mà không cần pin lưu trữ, nhưng sẽ hoạt động giống như một biến tần hòa lưới (on-grid) thông thường.