Kết hợp tua bin gió và tấm pin mặt trời

Để khai thác các nguồn năng lượng mặt trời và gió bổ sung, hệ thống kết hợp tuabin gió và tấm pin mặt trời được kết hợp.

Hệ thống lai gió-mặt trời là gì?

Gió không phải lúc nào cũng thổi và ánh sáng không phải lúc nào cũng chiếu sáng, năng lượng mặt trời và năng lượng gió là không đủ. Kết hợp các nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió (tốc độ gió tối thiểu 4-6m/giây) với pin lưu trữ để thay thế cho những khoảng thời gian không có mặt trời hoặc gió là một phương pháp thực tế để tạo ra điện. Đây được gọi là hệ thống kết hợp năng lượng gió và năng lượng mặt trời.

Hệ thống lai gió mặt trời tạo ra nguồn năng lượng độc lập vừa đáng tin cậy vừa ổn định. Nhìn chung, các hệ thống lai gió mặt trời này có công suất hạn chế. Các hệ thống lai gió mặt trời thường có công suất phát điện từ 1 kW đến 10 kW.

Làm thế nào để lắp đặt kết hợp tua bin gió và tấm pin mặt trời?

Điều quan trọng nhất bạn có thể làm để cải thiện hiệu quả của hệ thống năng lượng tái tạo là lắp đặt hệ thống kết hợp tua bin gió và tấm pin mặt trời.

Việc lắp đặt hệ thống tua bin gió và tấm pin mặt trời cùng nhau khá giống với việc lắp đặt riêng từng hệ thống, với một ngoại lệ chính: bảng quản lý sạc của bạn. Trừ khi bạn mua bộ kết hợp gió và mặt trời có bộ điều khiển tương thích, bạn phải kiểm tra cẩn thận bộ điều khiển sạc để đảm bảo rằng nó có thể sử dụng với cả tua bin gió và tấm pin mặt trời.

Một trong những điểm khác biệt chính giữa tua-bin gió và tấm pin mặt trời là tua-bin gió cần có ổ cắm để giải phóng an toàn nguồn điện dư thừa, nhưng tấm pin mặt trời thì không. Khi đầu ra của tấm pin mặt trời đáp ứng được nhu cầu của bạn, cho dù là sạc pin hay cấp điện cho các thiết bị của bạn, hệ thống sẽ đạt được sự cân bằng và loại bỏ nguồn điện đầu vào mà nó không cần.

Trừ khi bạn được kết nối với lưới điện, các tấm pin mặt trời của bạn sẽ chỉ nghỉ ngơi cho đến khi cần sử dụng lại, tại thời điểm đó, chúng sẽ tiếp tục hoạt động ở nơi chúng dừng lại, không bị hao mòn. Điều này không áp dụng cho các tua-bin gió của bạn. Máy phát điện của tua-bin gió chuyển đổi năng lượng động thành điện và nó không phản ứng với trạng thái cân bằng theo cùng cách mà tấm pin mặt trời phản ứng. Nó sẽ tiếp tục tạo ra điện miễn là gió thổi và tua-bin được bật.

Công suất dư thừa do tua bin gió tạo ra mà không có tải chuyển hướng có khả năng làm cháy pin của bạn. Nếu pin cạn, tua bin cần một tải khác, chẳng hạn như điện trở hoặc pin dự phòng, để giữ cho tua bin hoạt động và không quay mất kiểm soát. Nhiều bộ điều khiển sạc được thiết kế riêng cho tua bin gió hoặc tấm pin mặt trời và sẽ không hoạt động nếu được lắp đặt sai cơ sở hạ tầng.

Với bộ điều khiển sạc lai, bạn có thể sạc pin từ cả tua-bin và tấm pin. Cũng có thể lắp đặt bộ điều khiển riêng cho tua-bin và tấm pin; bộ điều khiển lai chỉ cho phép bạn chạy cả hai thông qua cùng một bộ điều khiển sạc.

Làm thế nào để tăng hiệu quả của sự kết hợp này?

Việc lắp đặt hệ thống hybrid rất đơn giản. Để tăng sản lượng, cần bố trí kết hợp tuabin gió và tấm pin mặt trời một cách chiến lược. Tấm pin mặt trời kết hợp với bộ hẹn giờ cho phép tiếp xúc tối đa với ánh nắng mặt trời trong suốt cả ngày.

Tua bin gió hoạt động tốt hơn khi lắp đặt ở vị trí cao hơn so với mặt đất. Trước khi lắp đặt tua bin, hãy đảm bảo kiểm tra bất kỳ yêu cầu về phân vùng và cấp phép nào, vì chúng có thể chỉ định chiều cao tối đa cho tua bin.

Cùng với những khuyến nghị chung này, hãy nhớ rằng địa hình riêng và các đặc điểm tự nhiên của bất động sản của bạn có thể tạo ra các khu vực có bóng râm hoặc chắn gió bất ngờ. Khi cấu hình hệ thống của bạn, hãy cân nhắc đến các chi tiết của bất động sản của bạn.

Các thành phần của hệ thống lai gió-mặt trời là gì?

Năng lượng điện (điện một chiều) do tấm pin mặt trời tạo ra có thể được lưu trữ trong pin, dùng để cấp điện cho tải một chiều hoặc đưa vào bộ biến tần để cấp điện cho tải xoay chiều. Năng lượng mặt trời chỉ có vào ban ngày, tuy nhiên, năng lượng gió có cả ngày tùy thuộc vào điều kiện khí quyển.

Vì năng lượng gió và mặt trời bổ sung cho nhau nên hệ thống có thể cung cấp điện gần như quanh năm. Các thành phần chính của hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời bao gồm một tua bin gió và tháp, tấm pin quang điện mặt trời, pin, dây điện, bộ điều khiển sạc và bộ biến tần. 

Hệ thống lai gió-mặt trời tạo ra điện có thể được sử dụng để sạc pin và chạy các thiết bị AC thông qua bộ biến tần. Các tua bin gió được lắp trên các tháp có chiều cao tối thiểu là 18 mét so với mặt đất. Do chiều cao của nó, máy phát điện khí nhận được luồng không khí nhanh hơn và do đó tạo ra nhiều điện hơn.

Nguyên lý hoạt động của sự kết hợp giữa tuabin gió và tấm pin mặt trời là gì?

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lai điện gió mặt trời được mô tả qua các bước sau:

Bước 1:Máy phát điện tuabin gió mặt trời kết hợp giữa các tấm pin mặt trời, thu thập ánh sáng và chuyển đổi thành năng lượng, với các tuabin gió, thu thập năng lượng gió bằng cách sử dụng nguyên lý cơ bản của việc chuyển đổi năng lượng gió.

Bước 2:Thay vì sử dụng hai bộ biến tần, bộ biến tần điện mặt trời gió tổng hợp có đầu vào cho cả hai nguồn và bao gồm máy biến áp AC sang DC cần thiết để sạc pin từ máy phát điện AC.

Bước 3:Kết quả là, điện năng do các tấm pin mặt trời và tua bin gió tạo ra được lọc và lưu trữ trong bộ pin.

Bước 4: Khi cả hệ thống gió và hệ thống mặt trời đều không sản xuất điện, hầu hết các hệ thống hybrid đều tạo ra điện thông qua pin và/hoặc máy phát điện động cơ chạy bằng nhiên liệu thông thường như dầu diesel. Nếu pin hết điện, máy phát điện động cơ có thể cung cấp điện và bổ sung điện.

Bước 5: Việc bổ sung thêm máy phát điện động cơ làm phức tạp hệ thống; tuy nhiên, bộ điều khiển điện tử hiện tại có thể vận hành các hệ thống này một cách tự động. Động cơ máy phát điện cũng có thể giúp giảm kích thước của các thành phần khác trong hệ thống.

Bước 6: Hãy nhớ rằng dung lượng lưu trữ phải đủ để đáp ứng nhu cầu điện trong thời gian không sạc. Các bộ pin thường có kích thước để cung cấp điện trong một đến ba ngày.