Sụt áp là gì? Nguyên nhân và cách khắc phục hiện tượng sụt áp

Sụt áp có thể xảy ra trong hầu hết các hệ thống điện khi gặp tải điện nhưng bạn đã hiểu rõ về sụt áp là gì và làm thế nào để giảm tối đa hiện tượng này trong hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn? Việt Nam Solar sẽ giải thích vấn đề này trong bài viết dưới đây. Mời bạn đọc cùng theo dõi.

Sụt áp là gì?

Sụt áp, còn được gọi là điện áp rơi, là hiện tượng khi điện áp tại nguồn cao hơn điện áp tại đầu cuối nguồn. Điều này xảy ra do sự mất mát và điện trở trong dây dẫn khi dòng điện chảy qua. Khi dây dẫn dài hơn, sụt áp càng lớn. Tình trạng này ảnh hưởng đến hiệu suất dòng điện được tạo ra từ các tấm pin mặt trời.

Khi cài đặt hệ thống năng lượng mặt trời, mục tiêu quan trọng là thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời với mức sụt áp thấp nhất, đảm bảo tấm pin mặt trời hoạt động gần như ở mức định mức tối đa của nó một cách hiệu quả.

Tại sao sụt áp xảy ra trong hệ thống năng lượng mặt trời?

Sụt áp trong hệ thống năng lượng mặt trời xảy ra vì một số nguyên nhân chính sau đây:

• Điện trở dây dẫn: Dây dẫn trong hệ thống điện năng lượng mặt trời có điện trở, và khi dòng điện chảy qua, một lượng điện áp sẽ bị mất do hiệu ứng ohm. Điện trở này phụ thuộc vào cấu trúc và chất liệu của dây dẫn. Nếu dây dẫn không đủ dày hoặc có chất lượng kém, điện trở sẽ cao hơn và gây ra sụt áp lớn hơn.
• Khoảng cách dây dẫn: Khi khoảng cách giữa các tấm pin mặt trời và hệ thống đầu cuối tăng lên, sụt áp cũng tăng. Điều này do dòng điện phải vượt qua khoảng cách dài hơn và gặp thêm điện trở dây dẫn nhiều hơn, dẫn đến mất điện áp.
• Môi trường điện: Môi trường xung quanh hệ thống năng lượng mặt trời có thể gây ra sụt áp. Ví dụ, nhiệt độ cao, độ ẩm, bụi bẩn hoặc tắc nghẽn dẫn đến mất điện áp do tác động vào hiệu suất của tấm pin mặt trời hoặc các thiết bị bảo vệ.
• Kích thước dây dẫn: Việc lựa chọn kích thước dây dẫn phù hợp là quan trọng để giảm sụt áp. Dây dẫn quá nhỏ có thể gây ra sụt áp do điện trở quá cao và không đủ để chịu tải. Ngược lại, dây dẫn quá dày có thể làm tăng chi phí và gây lãng phí nguồn năng lượng.
• Hướng ánh sáng mặt trời: Hướng ánh sáng mặt trời cũng có thể ảnh hưởng đến sụt áp. Nếu hệ thống năng lượng mặt trời không được hướng về phía mặt trời một cách tối ưu, hiệu suất của tấm pin mặt trời sẽ giảm và sụt áp có thể xảy ra.

Làm thế nào để đo và đánh giá mức độ sụt áp trong hệ thống NLMT?

Để đo và đánh giá mức độ sụt áp trong hệ thống năng lượng mặt trời, có một số phương pháp và công cụ được sử dụng. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến để thực hiện việc này:

• Đo điện áp: Sử dụng đồng hồ đo điện áp hoặc bộ đo điện áp, bạn có thể đo điện áp tại các điểm khác nhau trong hệ thống năng lượng mặt trời. Điện áp đo được sẽ cho biết mức độ sụt áp tại các điểm đó.
• Đo dòng điện: Sử dụng dòng kẹp (clamp meter) hoặc bộ đo dòng điện, bạn có thể đo dòng điện chảy qua dây dẫn hoặc các thiết bị trong hệ thống. Dòng điện đo được cung cấp thông tin về hiệu suất và sụt áp của hệ thống.
• Đo công suất: Sử dụng thiết bị đo công suất (power meter) hoặc bộ đo công suất, bạn có thể đo công suất được tạo ra bởi tấm pin mặt trời hoặc các thiết bị khác trong hệ thống. Đo công suất sẽ giúp xác định hiệu suất và mức độ sụt áp của hệ thống.
• Sử dụng bộ giám sát hệ thống: Có thể sử dụng các bộ giám sát hệ thống (system monitoring) để theo dõi các thông số điện như điện áp, dòng điện, công suất và hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời. Các bộ giám sát này thường cung cấp đồ thị và báo cáo chi tiết về mức độ sụt áp và hiệu suất của hệ thống.
• Phân tích dữ liệu: Bằng cách thu thập và phân tích dữ liệu từ các thiết bị đo và giám sát, bạn có thể đánh giá mức độ sụt áp trong hệ thống. Bằng cách so sánh các giá trị đo được với giá trị kỳ vọng hoặc tiêu chuẩn, bạn có thể đưa ra nhận xét về mức độ sụt áp và tìm hiểu nguyên nhân gây ra sụt áp.

Công thức tính toán sụt áp trên đường dây

Dưới đây là bảng tra độ sụt áp và công thức tính sụt áp trên đường dây dựa trên các yếu tố như dạng tải, dạng cáp, dòng làm việc và chiều dài đường dây:

Công thức tính sụt áp:

∆U = K x IB x L (V) (*)

Trong đó:

• ∆U là sụt áp trên đường dây (đơn vị: volt)
• K là hệ số sụt áp tương ứng với dạng tải và dạng cáp (lấy từ bảng trên)
• IB là dòng làm việc lớn nhất (đơn vị: ampere)
• L là chiều dài đường dây dẫn (đơn vị: kilômét)

Để tính toán sụt áp, bạn cần biết dạng tải (động cơ hoặc chiếu sáng), dạng cáp (1 pha hoặc 3 pha), dòng làm việc lớn nhất và chiều dài đường dây. Sau đó, tìm giá trị hệ số sụt áp (K) trong bảng trên và áp dụng vào công thức trên để tính toán sụt áp trên đường dây.

Lưu ý rằng công thức trên là công thức gần đúng và chỉ áp dụng cho mỗi kilômét chiều dài dây dẫn cho 1A. Để tính toán sụt áp chính xác hơn và đáng tin cậy, nên sử dụng các phương pháp tính toán chi tiết và các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan.

Cách khắc phục sụt áp cho hệ thống điện mặt trời

Dưới đây là một số cách mà bạn có thể ngăn chặn hiện tượng sụt áp trên hệ thống điện như Việt Nam Solar đã đề cập:

Giảm chiều dài đường dây

Đường dây dài sẽ gây ra sụt áp nhiều hơn. Vì vậy, tối ưu hóa đường dây điện là giải pháp đơn giản và hiệu quả nhất. Khi thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời cho gia đình, bạn nên cố gắng đặt các thành phần gần nhau nhất có thể để giảm chiều dài đường dây.

Xem xét vị trí đặt biến tần

Đặt biến tần gần thiết bị tải điện sẽ giúp giảm sụt áp. Điện áp cao hơn từ mạch hoạt động sẽ đẩy một dòng điện mạnh hơn qua dây điện, từ đó làm giảm tác động của sụt áp. Vì vậy, hãy đặt biến tần gần thiết bị tải điện để tối ưu hóa hiệu quả.

Sử dụng dây điện có kích thước lớn

Nếu không thể thu gọn khoảng cách giữa các thành phần, hãy nâng cấp lên dây điện có kích thước lớn hơn để giảm sụt áp. Mặc dù dây có kích thước lớn có giá thành cao hơn, nhưng nó giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn và tiết kiệm được năng lượng trong suốt vòng đời của hệ thống.

Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời có điện áp cao

Sử dụng các sản phẩm có điện áp cao hơn có thể giảm điện trở và sụt áp. Đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời, bạn có thể cài đặt biến tần để bảo vệ hệ thống khỏi các yếu tố gây hại. Để khắc phục hạn chế đặt biến tần gần các tấm pin mặt trời, hệ thống ngoài lưới có thể sử dụng bộ điều khiển sạc điện áp cao để giảm thiểu sụt áp.

Giảm điện áp nhiều hơn >> sản lượng điện tạo ra ít hơn >> thời gian hoàn vốn lâu hơn.

Các loại sụt áp và cách khắc phục

Có hai loại hiện tượng sụt áp chính: sụt áp trong dòng điện một chiều và sụt áp trong dòng điện xoay chiều.

Sụt áp trong dòng điện một chiều

Trong mạch điện một chiều, sụt áp xảy ra khi dòng điện chạy qua điện trở và gây mất mát năng lượng. Điện trở càng lớn, sụt áp càng cao. Định luật Ohm (V = I x R) được sử dụng để tính toán sụt áp trong mạch điện một chiều. Để khắc phục sụt áp này, có thể tăng kích thước dây dẫn hoặc nâng điện áp lên cao hơn để truyền tải.

Sụt áp trong dòng điện xoay chiều

Trong mạch điện xoay chiều, sụt áp xảy ra do trở kháng của mạch, gồm cả điện trở và điện kháng. Điện kháng phụ thuộc vào tần số dòng điện và độ từ thẩm của dây dẫn. Định luật Ohm cho dòng điện xoay chiều là E = I x Z, trong đó Z là trở kháng của mạch. Để khắc phục sụt áp trong dòng điện xoay chiều, có thể áp dụng các biện pháp như tăng kích thước dây dẫn hoặc sử dụng máy ổn áp để giảm hiện tượng sụt áp.

Sự khác biệt giữa sụt áp tại mạch DC và mạch AC trong hệ thống NLMT

Có sự khác biệt quan trọng giữa sụt áp tại mạch DC và mạch AC trong hệ thống năng lượng mặt trời. Dưới đây là những khác biệt chính:

Sụt áp trong mạch DC

Trong hệ thống năng lượng mặt trời, điện năng từ các tấm pin mặt trời được chuyển đổi thành điện năng một chiều (DC) trước khi được sử dụng hoặc lưu trữ. Trong mạch DC, sụt áp xảy ra khi dòng điện chạy qua các dây dẫn và các thành phần khác như bộ điều khiển, bộ biến đổi và bộ lưu trữ năng lượng. Sụt áp trong mạch DC phụ thuộc vào điện trở và điện kháng của các thành phần mạch. Để khắc phục sụt áp, có thể tăng kích thước dây dẫn, sử dụng các thành phần có trở kháng thấp hơn hoặc sử dụng bộ tăng áp (booster) để tăng điện áp.

Sụt áp trong mạch AC

Trong hệ thống năng lượng mặt trời, điện năng một chiều từ tấm pin mặt trời được chuyển đổi thành điện năng xoay chiều (AC) thông qua bộ biến đổi (inverter) để sử dụng hoặc đưa vào lưới điện. Trong mạch AC, sụt áp xảy ra do trở kháng của mạch, bao gồm cả điện trở và điện kháng. Sụt áp trong mạch AC phụ thuộc vào tần số của dòng điện và độ từ thẩm của dây dẫn. Để khắc phục sụt áp, có thể sử dụng các biện pháp như tăng kích thước dây dẫn, sử dụng bộ biến đổi có hiệu suất cao hơn hoặc sử dụng bộ ổn áp để điều chỉnh điện áp.

Lời kết

Sụt áp có thể là một thách thức, nhưng cũng là một khía cạnh mà ta có thể nắm bắt và giải quyết. Với sự hiểu biết và áp dụng các biện pháp phù hợp, chúng ta có thể tăng cường hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống năng lượng mặt trời, góp phần vào việc sử dụng và phát triển năng lượng tái tạo một cách bền vững. Hy vọng với những thông tin trên của Việt Nam Solar bạn đã có cái nhìn khách quan hơn về sút áp.

Mọi chi tiết xin liên hệ:

• CÔNG TY TNHH VIỆT NAM SOLAR
• MST: 0315209693
• Địa chỉ: 56A Hồ Bá Phấn, Khu phố 4, Phường Phước Long A, TP. Thủ Đức, TP.HCM
• Trung tâm bảo hành: 188 Đông Hưng Thuận 41, Phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, TP.HCM
• Kho chứa hàng: Lô B14-15 Đường số 2, KCN Hải Sơn, Xã Đức Hòa Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An
• Hotline: 0981.982.979 – 088.60.60.660
• Email: lienhe@vietnamsolar.vn
• Website: https://demo.vietnamsolar.vn