Dùng hệ lưu trữ 12V, 24V hay 48V cho hệ thống điện năng lượng mặt trời?

Hệ lưu trữ điện áp 12V
Giá trị mặc định cho các xe lắp pin mặt trời và các hệ thống nhỏ. 12V là phổ biến và thông dụng một phần vì tiêu chuẩn của nó cho ô tô và nhiều thứ khác vì vậy nó là sự lựa chọn tốt nhất và các phụ kiện thiết bị hỗ trợ nhiều. Nhưng hệ thống 12v có kích thước hạn chế và
các hệ thống 12V có công suất cao hơn có thể tốn kém hơn và kém hiệu quả hơn.

Hệ lưu trữ điện áp 48v
Đây có lẽ là giá trị mặc định gần nhất đối với năng lượng mặt trời không nối lưới, lưu trữ năng lượng dân dụng, v.v. Nó không phải là còn ‘điện áp thấp DC’ và có phần nguy hiểm hơn đối với con người (về cơ bản vẫn ít nguy hiểm hơn so với nguồn điện xoay chiều gia dụng). Nó hiệu quả hơn nhiều ở việc truyền tải năng lượng, và phù hợp với các hệ thống điện cao hơn 12v và 24v.

Hệ lưu trữ điện áp 24v
Khá phổ biến trong ngành công nghiệp hàng hải và một số ngành thương mại phương tiện giao thông. Hệ 24V hiệu quả hơn 12V nhưng kém hiệu quả hơn hơn 48V và phù hợp với các hệ thống cỡ trung bình.

Tại sao sử dụng điện áp cao hơn? (Đó là tất cả về dòng điện trong hệ thống )
Lý do chính để sử dụng điện áp cao hơn là với mỗi lần tăng gấp đôi điện áp, bạn cắt giảm một nửa dòng điện cho cùng một công suất. Điều này có nhiều lợi thế:

1. Dòng điện thấp hơn có nghĩa là cáp nhỏ hơn.
• Cáp nhỏ hơn dễ xử lý hơn nhiều, đặc biệt là trong những khu vực chật chội. (Đây có thể là một vấn đề lớn trong một số tình huống)
• Cáp nhỏ hơn sẽ rẻ hơn. (Mặc dù đây là một tuyên bố đúng, nhưng không phải lúc nào sự khác biệt cũng đủ lớn cho hệ thống đi dây gần với nhau)
Lưu ý: Khi công suất đầu ra của hệ thống tăng lên, kích thước cáp yêu cầu sẽ lớn hơn và do đó điều này trở thành một vấn đề lớn hơn.

2. Giảm tổn thất điện năng do điện trở của hệ thống. (Hiệu quả tốt hơn)
Tất cả các hệ thống đều có điện trở trong các thanh cái, kết nối, cáp, v.v. Điều này có nghĩa là sẽ có tổn thất điện năng xuyên suốt. Vì công suất được tính là P = I x I x R, mỗi khi bạn cắt dòng điện đi một nửa thì tổn thất điện năng giảm đi 4 lần (nếu các giá trị khác giữ nguyên).

3. Giảm điện áp trên các thanh cái và dây dẫn.
Điều này có nghĩa là các thiết bị theo dõi điện áp sẽ có số đọc ‘thực tế’ chính xác hơn nếu dòng điện thấp hơn.

4. Có thể sử dụng mạch BMS dòng điện thấp hơn.
• Với BMS dựa trên FET, bạn cần phải loại bỏ BMS
• Với BMS sử dụng rơ le bên ngoài hoặc SSR, bạn có thể sử dụng rơ le hoặc SSR có dòng điện thấp hơn

5. Biến tần điện áp cao hơn có hiệu suất cao hơn.
6. Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời chi phí thấp hơn
Giá của các bộ sạc có xu hướng tăng nhanh khi dòng điện đầu ra tăng lên (Đặc biệt đối với bộ sạc MPPT). Điện áp hệ thống cao hơn có thể giảm dòng ngõ ra cho cùng một công suất và do đó giảm chi phí của bộ sạc.Khi nào bạn không nên dùng hệ điện áp cao hơn?
Cùng với những ưu điểm, có thể có những nhược điểm khi sử dụng điện áp cao hơn.

1. Chi phí có thể thấp hơn đối với hệ thống công suất thấp.
Nếu hệ thống của bạn có yêu cầu về công suất và yêu cầu dòng điện nhỏ, bạn có thể xây dựng hệ thống điện áp thấp hơn ở tổng chi phí thấp hơn. Mỗi tình huống là khác nhau vì vậy bạn phải nỗ lực tìm ra điều này cho các nhu cầu cụ thể của mình.

2. Các thành phần đã có từ trước.
Nếu bạn đã lắp đặt hệ thống điện áp thấp hơn, việc thay đổi mọi thứ sang hệ thống điện áp cao hơn có thể không thực tế. Điều này rõ ràng sẽ thay đổi từ trường hợp này sang trường hợp tiếp theo.

3. Ràng buộc về không gian.
Các hệ thống di động ( xe du lịch lắp hệ thống điện mặt trời tự dùng ) có xu hướng hạn chế về không gian và trọng lượng do đó hệ thống điện áp cao hơn có thể không phù hợp.

4. Điện áp giàn pin.
Nhìn chung, bộ điều khiển sạc cần điện áp từ giàn pin cao hơn điện áp hệ thống. Do đó, nếu
điện áp hệ thống của bạn cao hơn, nó tạo ra yêu cầu cho điện áp mảng giàn pin của bạn cao hơn. Bạn thường có thể nhận được giàn pin mặt trời với điện áp đủ cao cho các hệ thống 12V và 24V, nhưng khi bạn vào hệ thống 48V, bạn phải lắp đặt các tấm pin mặt trời nối tiếp để có được điện áp đủ cao. Bản thân đây không phải là vấn đề, nhưng hãy nhớ rằng với các tấm pin mắc nối tiếp, đổ bóng trên một tấm pin có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của mọi tấm pin trong chuỗi với nó. (Ngược lại, điện áp giàn pin cao hơn sẽ cho phép các dây dẫn nhỏ hơn với cùng một công suất.)

5. Cấp nguồn cho Thiết bị DC
Vấn đề phổ biến nhất khi sử dụng điện áp cao hơn trên hệ thống di động là cần phải tải DC việc lựa chọn các thiết bị chạy ở 48V có thể rất hạn chế.

6. Tính sẵn có của thiết bị
Biến tần
Nói chung, điện áp càng cao thì càng có ít Biến tần để lựa chọn. Tuy nhiên, vẫn có một số tốt để lựa chọn và chúng đang cải thiện theo thời gian. Các bộ biến tần điện áp cao hơn cũng có xu hướng đắt hơn.
BMS
Các dòng BMS phổ biến không có sẵn cho hệ thống 48V
Thiết bị DC
Các thiết bị và thiết bị DC luôn có sẵn ở mức 12 volt và có một lựa chọn hợp lý tốt ở 24 volt. Việc lựa chọn các thiết bị và đồ dùng 48V có phần hạn chế.
Các thành phần khác.
Các thành phần điện nhỏ như công tắc, cầu chì và cầu dao có sẵn cho 12V và 24V nhưng lựa chọn ở 48V là hạn chế hơn.

7. An toàn
Hệ thống 12 và 24 V nói chung có nguy cơ bị điện giật thấp (Nhưng vẫn có thể xảy ra). Hệ thống 48V được coi là có rủi ro cao hơn đối với điện giật.