Trong các hệ thống điện mặt trời có lưu trữ (Hybrid Solar System), inverter chỉ là thiết bị chuyển đổi năng lượng. Để hệ thống vận hành an toàn và ổn định khi mất điện lưới, cần có một tủ điện trung gian để thực hiện việc bảo vệ, cách ly và chuyển nguồn giữa điện lưới và nguồn dự phòng.

Tủ Solar Hybrid 3 pha 10kW được Điện Hòa Phú thiết kế dành riêng cho các hệ inverter hybrid công suất từ 10kWp đến 15kWp, sử dụng điện áp 3 pha 380V.

Tủ đảm nhiệm các chức năng chính:

• Chuyển nguồn tự động giữa điện lưới và inverter hybrid

• Bảo vệ hệ thống trước sự cố quá dòng và xung điện áp

• Giám sát trạng thái nguồn điện từng pha

• Đảm bảo không xảy ra song song hai nguồn điện

1/ Một vài hình ảnh về tủ Solar Hybrid 3 pha 10KW với đa dạng cấu hình:

A/ Tủ sử dụng chuyển nguồn bằng ATS Aisikai 4P 100A

B/ Tủ sủ dụng chuyển nguồn bằng ATS VEGA 4P 125A

C/ Tủ sử dụng chuyển nguồn thông qua 2 Contactor liên động làm ATS

Tủ được thiết kế dạng ngoài trời, với kích thước:

H700 x W500 x D250 mm / Hoặc công suất lớn hơn thì tinh chỉnh tăng giảm cho phù hợp với nhu cầu

Đặc điểm nổi bật:

• Vỏ tủ thép sơn tĩnh điện dày 1.2mm / 1.5mm / 2mm

• Cửa có kính mica quan sát thiết bị

• Thiết bị lắp trên thanh DIN tiêu chuẩn

• Dây dẫn bấm cos và đi máng nhựa gọn gàng

• Có đèn báo trạng thái nguồn từng pha

Toàn bộ tủ được lắp ráp và đấu nối trực tiếp bởi kỹ thuật Điện Hòa Phú.

2/ Phân tích thiết kế cấu hình của tủ Hybrid 3 pha 10KW-15KW:

Tủ được thiết kế dựa trên nguyên tắc bảo vệ – chuyển nguồn – giám sát.

Cấu hình chính gồm các thiết bị sau.

A/ Bộ chuyển nguồn ATS

Thiết bị trung tâm của tủ là ATS 4P 100A Aisikai / 4P 125A Vega / 4P 100A Cemig / 2 contactor 

Chức năng:

• Tự động chuyển đổi giữa nguồn lưới và nguồn inverter hybrid

• Ngăn ngừa hiện tượng song song hai nguồn điện

• Đảm bảo tải luôn có điện khi mất điện lưới

ATS là thành phần quan trọng nhất trong tủ hybrid.

Trong hệ 3 pha, ATS phải đảm bảo chuyển cả 3 pha và dây trung tính, do đó sử dụng loại 4P.

B/ MCB/ MCCB bảo vệ nguồn:

Tủ sử dụng:

MCB 4P 40A/63A/80A/100A (3 cái Grid – Backup – Load)

Chức năng:

• Bảo vệ quá dòng

• Bảo vệ ngắn mạch

• Cách ly nguồn khi cần bảo trì

Lưu ý: MCB/MCCB nên chọn các hãng có thương hiệu vì độ ổn định cao và khả năng đóng cắt tốt, ít hỏng vặt hoặc gặp vấn đề theo thời gian sử dụng.

C/ Chống sét lan truyền 3P+N type 2:

Thiết bị: SPD 3P + N 20kA Mersen/Himel/LS/Schnieder/OBO/Citel/Dehn…

Trong hệ solar, inverter và pin lưu trữ là thiết bị điện tử nhạy cảm. SPD giúp:

• Hấp thụ xung điện áp do sét lan truyền

• Bảo vệ bo mạch inverter

• Giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị

Đây là thiết bị quan trọng giúp tăng độ bền cho toàn hệ thống.

D/ Hệ cầu chì và đèn báo trạng thái nguồn:

Hệ thống đèn báo giúp người vận hành dễ dàng nhận biết:

• Nguồn nào đang hoạt động

• Trạng thái của từng pha

Cầu chì 5/6A + đế cầu chì có đèn giúp bảo vệ cho hệ thống đèn báo khi gặp sự cố dễ dàng thay thế và không ảnh hưởng đến các thiết bị chính

3/ Phân tích cách tính dòng điện để chọn CB phù hợp cho từng hệ:

Đối với hệ 3 pha:

Công thức tính dòng điện:

P = √3 × U × I × cosφ

a/ Với hệ 10kW:

I ≈ 15 – 16A mỗi pha

Vì vậy lựa chọn MCB 40A là phù hợp để:

• Đảm bảo dự phòng tải

• Đảm bảo khả năng đóng cắt ổn định

ATS 100A được chọn để đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải lâu dài.

b/ Với hệ 15kW:

I ≈ 23 – 25 A mỗi pha => nên MCB/MCCB 3P 63A

Phổ biến nhất nên chọn MCB 3P 63A vừa kính tế, vừa nhỏ gọn giúp tiết kiệm diện tích tủ.

4/ Nguyên lý hoạt động và lợi ích khi sử dụng tủ Solar Hybrid:

a/ Nguyên lý:

Khi có điện lưới

• ATS ở trạng thái nguồn lưới

• Điện lưới cấp trực tiếp cho tải

• Inverter hybrid có thể hòa lưới hoặc sạc pin

Khi mất điện lưới

• ATS phát hiện mất điện

• Tự động chuyển sang nguồn dự phòng

• Inverter hybrid cấp điện cho tải

Khi điện lưới phục hồi

• ATS chuyển lại nguồn lưới

• Hệ thống hoạt động bình thường

Quá trình chuyển nguồn diễn ra tự động.

b/ Lợi ích:

• Bảo vệ hệ thống solar

Tủ giúp bảo vệ inverter và pin lưu trữ trước các sự cố điện.

• Duy trì nguồn điện liên tục

Khi mất điện lưới, hệ thống vẫn cấp điện cho tải quan trọng.

• Tránh sự cố đấu chéo nguồn

ATS đảm bảo hai nguồn không bao giờ hoạt động song song.

• Thiết kế gọn gàng – dễ bảo trì

Tủ được bố trí khoa học giúp kỹ thuật viên dễ dàng kiểm tra và sửa chữa.

5/ Ứng dụng thực tế của tủ Solar Hybrid 3 pha:

Tủ Hybrid 3 pha 10-15kW phù hợp cho:

• Nhà ở sử dụng hệ solar hybrid

• Biệt thự hoặc villa

• Văn phòng nhỏ

• Homestay

• Nhà xưởng quy mô nhỏ

Đặc biệt phù hợp với hệ inverter hybrid công suất từ 10kWp đến 15kWp.

6/ Kết luận:

Trong hệ điện mặt trời hybrid, tủ điện chuyển nguồn là thành phần quan trọng giúp đảm bảo hệ thống vận hành an toàn và ổn định.

Tủ Solar Hybrid 3 pha 10-15kW do Điện Hòa Phú thiết kế giúp:

• Bảo vệ hệ thống

• Chuyển nguồn tự động

• Đảm bảo điện liên tục khi mất lưới

Đây là giải pháp phù hợp cho các hệ hybrid quy mô nhỏ và trung bình sử dụng điện 3 pha.

7/ Video test tủ Solar Hybrid trước khi bàn giao do Điện Hòa Phú tư vấn và thiết kế:

a/ Tủ sử dụng ATS aisikai:

b/ Tủ sử dụng 2 contactor liên động thay ATS: