10 loại biến tần mặt trời trên thị trường hiện nay

I. Giới thiệu chung

1. Khái niệm

Biến tần, hay còn gọi là inverter, là một thiết bị điện tử được sử dụng để biến đổi nguồn điện một chiều (DC) thành nguồn điện xoay chiều (AC) có tần số và điện áp tùy chỉnh. Ngược lại, biến tần cũng có thể biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều.

Biến tần thường sử dụng trong các ứng dụng như hệ thống điện mặt trời, ổn áp tự động, công nghiệp và các thiết bị điện tử. Điều kiển và điều chỉnh đầu ra của biến tần cho phép điều chỉnh tần số, điện áp và hướng dòng điện theo nhu cầu của ứng dụng cụ thể.

2. Các ứng dụng của biến tần

Hệ thống điện mặt trời: Biến tần được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện một chiều từ pin mặt trời thành nguồn điện xoay chiều có tần số và điện áp phù hợp để sử dụng trong các thiết bị điện gia đình hoặc truyền tải lên lưới điện.

Ổn áp tự động: Biến tần có thể điều chỉnh điện áp đầu ra để duy trì một mức điện áp ổn định trong hệ thống điện. Điều này hữu ích trong việc bảo vệ các thiết bị nhạy cảm và đảm bảo hoạt động ổn định của các thiết bị điện tử.

Công nghiệp: Biến tần được sử dụng để điều chỉnh tốc độ và điện áp đầu ra của động cơ trong các ứng dụng công nghiệp như bơm, quạt, máy nén khí, máy kéo, máy công cụ và các thiết bị khác. Điều này giúp tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Thiết bị điện tử: Biến tần được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy lạnh, máy giặt, tivi, tủ lạnh và các thiết bị gia đình khác để điều chỉnh tốc độ và điện áp hoạt động.

Biến tần đã trở thành một công nghệ quan trọng trong ngành điện và đóng vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm năng lượng, tăng hiệu suất và cải thiện điều khi

Cải thiện điều khiển trong các hệ thống điện. Dưới đây là một số ưu điểm và tính năng quan trọng của biến tần:

Điều chỉnh tốc độ: Biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ quay của động cơ, từ đó tăng cường khả năng điều khiển và đáp ứng của hệ thống. Việc điều chỉnh tốc độ giúp tiết kiệm năng lượng, giảm hao mòn và gia tăng tuổi thọ của thiết bị.

Điều chỉnh tần số và điện áp: Biến tần cho phép điều chỉnh tần số và điện áp đầu ra, tạo điều kiện thuận lợi để điều chỉnh quá trình hoạt động của các thiết bị điện. Điều này đặc biệt hữu ích khi cần điều chỉnh các thông số đầu ra để phù hợp với yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng biến tần giúp tối ưu hóa hiệu suất năng lượng của hệ thống. Bằng cách điều chỉnh tốc độ và điện áp của động cơ, biến tần giảm lượng điện tiêu thụ không cần thiết và giúp tiết kiệm năng lượng.

Bảo vệ động cơ: Biến tần cung cấp các chức năng bảo vệ động cơ, bao gồm bảo vệ quá dòng, quá tải, quá áp và quá nhiệt. Các chức năng bảo vệ này giúp đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ cho động cơ và hệ thống.

Tích hợp và giao tiếp: Biến tần có thể tích hợp với các hệ thống điều khiển và hệ thống quản lý thông qua giao tiếp số hoá như giao thức Modbus, Ethernet, Profibus, CANbus, giúp dễ dàng quản lý và kiểm soát hệ thống.

Khả năng khởi động mềm: Biến tần cho phép khởi động mềm cho động cơ, giảm tác động lên hệ thống và giúp tránh các đột ngột điện áp và dòng khởi động.

III. Các loại biến tần

1. String inverter (Biến tần chuỗi)

úng như tên gọi của nó, những tấm pin mặt trời được đấu nối theo quy luật nhất định (đấu nối tiếp, song song, hoặc kết hợp cả hai) để có thể tạo ra điện áp đầu ra của các chuỗi tấm pin phù hợp với dải điện áp làm việc của Inverter. Điện một chiều từ các chuỗi tấm pin được chuyển đổi thành điện xoay chiều nhờ các mạch điện tử công suất lớn. Loại inverter này thường có nhiều hơn một MPPT- gồm các chuỗi đấu song song. Biến tần hòa lưới này rẻ hơn so với các loại biến tần khác và thường một dự án sẽ có thể gồm một hoặc nhiều inverter ghép nối với nhau để tạo ra công suất phù hợp, Tuy nhiên chúng cũng có một vài vấn đề đó là nếu một tấm pin trong chuỗi bị che bóng một phần thì các tấm còn lại cũng sẽ bị ảnh hưởng và hiệu suất sẽ giảm xuống đáng kể có thể lên tới 50% hoặc nhiều hơn tuỳ thuộc vào loại tấm pin mà bạn sử dụng. Loại biến tần này được sử dụng chủ yếu với mục đích hoà lưới cho gia đình và các nhà xưởng quy mô vừa và nhỏ.

Có thể kể tên một số dòng sản phẩm của các nhà sản xuất biến tần chuỗi có thương hiệu trên thị trường hiện nay như: SUNNY BOY, SUNNY TRIPOWER của SMA (Đức); SUN2000KTL của Huawei ( Trung Quốc); SG-KTL,SG-RT của Sungrow ( Trung Quốc);…

2. Biến tần dòng xoay chiều (AC)

Biến tần dòng xoay chiều (AC) hay còn được gọi là biến tần AC, là một thiết bị điện tử được sử dụng để biến đổi mức điện áp và tần số của nguồn điện xoay chiều. Nó cho phép điều chỉnh tốc độ quay và các thông số khác của động cơ điện xoay chiều.

Nguyên lý hoạt động của biến tần dựa trên việc biến đổi nguồn điện vào từ dạng AC cố định thành dạng AC có thể điều chỉnh được. Một biến tần thường bao gồm ba giai đoạn của mạch biến đổi và các linh kiện điện tử để điều khiển quá trình biến đổi.

Biến tần có thể thay đổi mức điện áp và tần số đầu vào của nguồn điện, từ đó điều chỉnh tốc độ và các thông số khác của động cơ xoay chiều. Điều này giúp tăng hiệu suất, giảm tiêu thụ năng lượng và cải thiện quá trình điều khiển động cơ.

Ứng dụng của biến tần dòng xoay chiều rất rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp, như điều khiển động cơ trong hệ thống cung cấp nước, hệ thống thông gió, băng chuyền, máy ép, cán thép, cơ khí chính xác, hệ thống nâng hạ, và nhiều ứng dụng khác.

Biến tần dòng xoay chiều có thể điều chỉnh tốc độ quay của động cơ, giúp tiết kiệm năng lượng và tăng độ tin cậy của hệ thống điện.

3. Micro inverter (Biến tần vi mô)

Chúng ta thường nhầm lẫn nó với số thiết bị tối ưu hoá công suất của tấm pin. Trong khi các thiết bị tối ưu hoá công suất tấm pin sẽ chuyển điện năng từ một tấm pin đến một biến tần sau đó nhờ biến tần mới chuyển đổi điện một chiều sang điện xoay chiều, thì các bộ biến tần vi mô này được lắp đặt cho mỗi tấm pin để chuyển đổi điện một chiều sinh ra từ tấm pin thành điện xoay chiều Do đó, việc che bóng trên một bảng sẽ không ảnh hưởng đến các bảng khác, dẫn đến ít thay đổi hơn hoặc không ảnh hưởng đến hiệu quả chung của toàn bộ hệ thống. Loại biến tần này phù hợp với các hệ thống có công suất nhỏ như hộ gia đình vì giá thành của nó tương đối cao so với các loại biến tần khác.

Chúng ta có biến tần Hoymiles của Chint( Trung quốc); HY của Huayu ( Trung Quốc) ;…

4. Biến tần dòng điện một chiều (DC)

Là một loại biến tần được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều (AC) có tần số và điện áp tùy chỉnh.

Nguyên lý hoạt động của biến tần DC tương tự như biến tần AC. Tuy nhiên, biến tần DC hoạt động trên nguồn điện một chiều, thường là từ nguồn pin hoặc nguồn điện một chiều khác. Nó sử dụng các linh kiện điện tử và mạch chuyển đổi để chuyển đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều có tần số và điện áp mong muốn.

Biến tần DC thường được sử dụng trong các ứng dụng như hệ thống điện mặt trời, ổn áp một chiều, hệ thống nguồn điện không ổn định và các thiết bị điện tử khác. Nó giúp điều chỉnh tần số, điện áp và hướng dòng điện của nguồn điện, tạo điều kiện thuận lợi cho các thiết bị và ứng dụng cụ thể.

Các biến tần DC phổ biến trên thị trường bao gồm các sản phẩm của các nhà sản xuất như SolarEdge, Enphase Energy, SMA, và ABB. Các biến tần này thường được sử dụng trong hệ thống điện mặt trời để chuyển đổi nguồn điện từ các tấm pin mặt trời một chiều thành nguồn điện xoay chiều có thể sử dụng được hoặc truyền tải lên lưới điện.

5. Central Inverter (Biến tần trung tâm)

Về cơ bản biến tần trung tâm giống với loại biến tần chuỗi, tuy nhiên so sánh về công suất thì biến tần trung tâm có công suất lớn hơn gấp rất nhiều lần biến tần chuỗi ( lên tới hàng MW) vì chúng cho phép rất nhiều chuỗi tấm pin ghép nối lại với nhau tạo thành các chuỗi có điện áp đầu ra và công suất lớn hơn. Chúng thường được sử dụng ở quy mô công nghiệp, nơi mà các trang trại điện mặt trời lớn từ hàng chục đến hàng trăm MWp, mỗi biến tần trung tâm được bao quanh bởi rất nhiều tấm pin và được bảo vệ một cách nghiêm ngặt tránh ảnh hưởng từ thời tiết.

Chúng ta có dòng biến tần:SUNNY CENTRAL-SMA; PVS980- ABB (Thuỵ Sĩ) ;…

Biến tần dòng điện một chiều (DC) là một loại biến tần được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều (AC) có tần số và điện áp tùy chỉnh.

Nguyên lý hoạt động của biến tần DC tương tự như biến tần AC. Tuy nhiên, biến tần DC hoạt động trên nguồn điện một chiều, thường là từ nguồn pin hoặc nguồn điện một chiều khác. Nó sử dụng các linh kiện điện tử và mạch chuyển đổi để chuyển đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều có tần số và điện áp mong muốn.

Biến tần DC thường được sử dụng trong các ứng dụng như hệ thống điện mặt trời, ổn áp một chiều, hệ thống nguồn điện không ổn định và các thiết bị điện tử khác. Nó giúp điều chỉnh tần số, điện áp và hướng dòng điện của nguồn điện, tạo điều kiện thuận lợi cho các thiết bị và ứng dụng cụ thể.

Các biến tần DC phổ biến trên thị trường bao gồm các sản phẩm của các nhà sản xuất như SolarEdge, Enphase Energy, SMA, và ABB. Các biến tần này thường được sử dụng trong hệ thống điện mặt trời để chuyển đổi nguồn điện từ các tấm pin mặt trời một chiều thành nguồn điện xoay chiều có thể sử dụng được hoặc truyền tải lên lưới điện

6. Biến tần tần số cao (High-Frequency, HF)

Là một loại biến tần được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện vào từ dạng điện áp cao tần số cao thành dạng điện áp cao tần số thấp hoặc ngược lại. Đặc điểm chính của biến tần HF là sử dụng tần số cao (thường từ vài kHz đến hàng trăm kHz) để thực hiện quá trình chuyển đổi.

Nguyên lý hoạt động của biến tần HF là sử dụng nguyên tắc tắt/mở nhanh của các linh kiện bán dẫn (như transistor hoặc IGBT) để tạo ra các xung điện áp cao tần số cao. Sau đó, các linh kiện khác sẽ sử dụng các mạch lọc và mạch điều khiển để biến đổi tần số và điện áp theo yêu cầu của ứng dụng.

Các ưu điểm của biến tần HF bao gồm:

Kích thước nhỏ gọn: Với tần số hoạt động cao, biến tần HF có thể sử dụng linh kiện nhỏ gọn và mạch điện tử tích hợp, giúp giảm kích thước và trọng lượng của thiết bị.

Hiệu suất cao: Sử dụng tần số cao giúp giảm mất điện và tăng hiệu suất của biến tần. Nó cũng giúp giảm mức tiếng ồn và tiêu thụ năng lượng.

Tính linh hoạt: Biến tần HF có khả năng điều chỉnh tần số và điện áp đầu ra một cách linh hoạt, phù hợp với các yêu cầu đặc biệt của ứng dụng.

Đáp ứng nhanh: Do tần số cao, biến tần HF có khả năng đáp ứng nhanh với các yêu cầu thay đổi tần số và điện áp, giúp tăng khả năng điều khiển của hệ thống.

Biến tần HF được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, như điều khiển động cơ, hệ thống đèn LED, hệ thống xử lý điều khiển tự động, điều khiển nhiệt độ, và các thiết bị điện tử khác.

7. Battery-based Inverter/Charger (inverter/ sạc độc lập)

Khi không có lưới điện hoặc ở khu vực địa lý ít nắng, nhiều mây thì hệ thống điện mặt trời độc lập có thể sản sinh ra điện và nạp vào hệ thống pin lưu trữ nhưng trong mùa đông hoặc trời nhiều mây. Do đó, bộ biến tần / bộ sạc hoạt động để đáp ứng yêu cầu năng lượng của hệ thống. Đây là loại biến tần tích hợp có thể hoạt động như một bộ sạc pin và một bộ biến tần để kích hoạt chuyển đổi điện xoay chiều thành điện một chiều và ngược lại.
Tuy nhiên, cần chú ý tính toán dung lượng pin lưu trữ, phòng trường hợp vào mua đông hoặc những ngày trời nhiều mây, có mưa sẽ không đủ điện năng để nạp vào các bộ acquy.

Một số dòng inverter độc lập phổ biến trên thị trường hiện như là :Axpert VM,KS của Voltronic( Trung Quốc); PVSine ALS của Photovoltaic Việt Nam;..

8. Biến tần không cách ly,

Biến tần không cách ly, hay còn được gọi là String Inverter, là một loại biến tần được sử dụng trong hệ thống điện mặt trời để chuyển đổi nguồn điện từ các tấm pin mặt trời thành nguồn điện xoay chiều có tần số và điện áp phù hợp để sử dụng hoặc truyền tải lên lưới điện.

Các đặc điểm chính của biến tần không cách ly (String Inverter) bao gồm:

Hoạt động trên cấu trúc "string": Biến tần không cách ly nhận nguồn điện từ các tấm pin mặt trời được kết nối theo cấu trúc "string", tức là nhiều tấm pin được kết nối nối tiếp để tạo thành một chuỗi. Điện áp và dòng điện từ chuỗi tấm pin được biến tần và chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều.

Khả năng điều chỉnh tần số và điện áp: Biến tần không cách ly cho phép điều chỉnh tần số và điện áp đầu ra để phù hợp với yêu cầu của hệ thống hoặc mạng điện.

Kết nối đơn giản: Biến tần không cách ly có thiết kế kết nối đơn giản, với một số đầu vào và đầu ra để kết nối với tấm pin mặt trời và hệ thống điện.

Giá thành thấp: Với cấu trúc đơn giản và khả năng sản xuất hàng loạt, biến tần không cách ly thường có giá thành thấp hơn so với các loại biến tần khác như biến tần tần số cao (HF).

Biến tần không cách ly thường được sử dụng trong các hệ thống điện mặt trời nhỏ và trung bình, như trên mái nhà dân dụng hoặc nhà máy nhỏ. Nó được cung cấp bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau như SolarEdge, SMA, Fronius, và Enphase Energy.

9. Hybrid Solar Inverters (Biến tần lai)

Biến tần hybrid có chức năng của inverter chuỗi có thể hoà lưới và có cả chức năng của inverter độc lập và dùng để lắp đặt hệ thống điện mặt trời hybrid. Các chế độ trong inverter cho phép người dụng cài đặt các options Khi được trang bị MPPT, nó có thể theo dõi lượng pin của bạn cần sạc và khi đến thời điểm thích hợp để rút sạc từ lưới điện với mức giá thấp.

10. Biến tần tách rời, hay còn được gọi là Microinverter

Là một loại biến tần được sử dụng trong hệ thống điện mặt trời để chuyển đổi nguồn điện từ các tấm pin mặt trời thành nguồn điện xoay chiều có tần số và điện áp phù hợp để sử dụng hoặc truyền tải lên lưới điện.

Điểm đặc biệt của biến tần tách rời (Microinverter) là mỗi tấm pin mặt trời được kết nối với một biến tần riêng, tức là mỗi tấm pin có một microinverter đi kèm. Điều này khác với biến tần không cách ly (String Inverter) mà một nhóm các tấm pin được kết nối với cùng một biến tần.

Các đặc điểm chính của biến tần tách rời (Microinverter) bao gồm:

Quản lý tối ưu hóa mức điện năng: Mỗi tấm pin mặt trời được kết nối với một microinverter riêng, giúp tối ưu hóa hiệu suất của từng tấm pin. Điều này cho phép theo dõi và điều chỉnh hiệu suất của mỗi tấm pin độc lập, bằng cách tối ưu hóa điện năng sản xuất.

Bảo vệ chống quá tải và sự cản trở: Mỗi microinverter đảm bảo rằng một tấm pin bị che khuất hoặc bị cản trở không ảnh hưởng đến hiệu suất của các tấm pin khác. Nó cũng cung cấp chức năng bảo vệ chống quá tải và các biện pháp bảo vệ khác để đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ cho hệ thống.

Dễ dàng mở rộng: Với biến tần tách rời, hệ thống có thể được mở rộng dễ dàng bằng cách thêm tấm pin và microinverter tương ứng. Điều này giúp linh hoạt và thuận tiện trong việc mở rộng hệ thống điện mặt trời theo nhu cầu.

Giảm mất công suất: Với biến tần tách rời, mất công suất do sự che khuất, cản trở hoặc điều kiện kỹ thuật khác chỉ ảnh hưởng đến một tấm pin cụ thể, không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống như trong trường hợp biến tần

III. Kết luận

Các loại biến tần trên thị trường liên tục được cải tiến và phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của các ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Việc lựa chọn loại biến tần phù hợp sẽ đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy cao cho hệ thống điện của bạn.

Phạm Gia là một công ty tư vấn giám sát hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Với đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm và kiến thức sâu sắc, chúng tôi cung cấp các dịch vụ tư vấn chuyên nghiệp về lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống năng lượng mặt trời. Chúng tôi cam kết đồng hành cùng khách hàng, đem đến các giải pháp tối ưu và hiệu quả, góp phần xây dựng một tương lai bền vững và tiết kiệm năng lượng.

Liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí nhé!

Địa chỉ: Tầng 10, Tháp Doanh nhân, Số 01 Thanh Bình, Hà Đông, Hà Nội

Điện thoại: +84 941664457

Fax: (+84) 941664457

Email: phamgiatuvangiamsat@gmail.com