Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Điện năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo sạch, đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển dịch năng lượng và bảo vệ môi trường. Việt Nam có lợi thế tự nhiên lớn do nằm ở vùng cận xích đạo với tổng số giờ nắng cao trong năm; trong đó khu vực Duyên hải Miền Trung, Cao nguyên Miền Trung và Nam Bộ có lượng bức xạ mặt trời tương đối ổn định. Việc phát triển các hệ thống điện mặt trời áp mái (Rooftop Photovoltaic System) phân tán giúp tận dụng diện tích mái công trình sẵn có, cấp điện tại chỗ cho phụ tải, giảm sụt áp lưới truyền tải và giảm gánh nặng đầu tư nguồn phát cho ngành điện.

Khu nhà làm việc tại Cơ sở 2 của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng (thuộc địa bàn Điện Ngọc, thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam) có đặc thù tiêu thụ điện tập trung chủ yếu vào ban ngày cho các thiết bị văn phòng, máy tính, thang máy, quạt, máy chiếu và hệ thống điều hòa không khí. Tổng chi phí tiền điện hàng tháng của khu nhà khoảng 10 triệu đồng theo biểu giá điện hành chính sự nghiệp. Mặt bằng mái công trình gồm các khối mái tôn và mái bê tông còn mới, kết cấu vững chắc, không bị che bóng bởi các chướng ngại vật xung quanh. Nhằm giảm thiểu chi phí vận hành hàng tháng, tận dụng nguồn năng lượng sạch tại chỗ và làm mát tòa nhà, đề tài được thực hiện nhằm đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế hoàn chỉnh hệ thống điện mặt trời hòa lưới áp mái.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Khảo sát hiện trạng mặt bằng mái, kết cấu công trình, đặc tính phụ tải tiêu thụ và tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu vực lắp đặt.
  2. Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái nối lưới với công suất tối ưu hóa theo diện tích mái khả dụng của khu nhà làm việc.
  3. Tính toán, lựa chọn thông số kỹ thuật tấm pin quang điện (PV), bộ biến tần hòa lưới (Inverter), cấu hình chuỗi pin (string), hệ thống dây dẫn và các thiết bị bảo vệ, chống sét, đóng cắt.
  4. Mô phỏng hệ thống trên các phần mềm chuyên ngành (PVsyst, AutoCAD, SketchUp) và đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật, hiệu quả kinh tế của dự án.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điện mặt trời áp mái nối lưới trực tiếp (On-grid PV System), bao gồm giàn pin quang điện, biến tần hòa lưới 3 pha, tủ điện phân phối DC/AC, thiết bị bảo vệ và hệ thống tiếp địa - chống sét.
  • Phạm vi không gian: Mặt bằng mái khu nhà làm việc Cơ sở 2 – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật (Đại học Đà Nẵng) tại thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam với diện tích mái khảo sát lắp đặt là $1.014\text{ m}^2$.
  • Phạm vi thời gian: Đồ án thực hiện từ tháng 09/2023 đến tháng 12/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Hệ thống điện mặt trời áp mái hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện trong chất bán dẫn của các tế bào quang điện (Solar Cells) nhằm chuyển đổi bức xạ mặt trời thành dòng điện một chiều (DC). Dòng điện này được dẫn qua tủ gom chuỗi DC (DC Combiner Box) và đưa vào bộ biến tần (Inverter) hòa lưới. Biến tần thực hiện chuyển đổi DC thành dòng điện xoay chiều (AC) 3 pha 380V/50Hz đồng pha, đồng tần số và đồng điện áp với lưới điện quốc gia thông qua thuật toán dò tìm điểm công suất cực đại MPPT (Maximum Power Point Tracking). Nguồn điện xoay chiều cấp trực tiếp cho phụ tải nội bộ; khi sản lượng điện mặt trời vượt nhu cầu tiêu thụ, phần điện dư sẽ phát lên lưới điện phân phối thông qua công tơ đo đếm điện năng hai chiều.

Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng:

  • Thông tư số 18/2020/QĐ-TTg ngày 06/4/2020 của Thủ tướng Chính phủ quy định về phát triển dự án và hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời (quy định công suất phụ tải không quá 1 MW, công suất lắp đặt không quá 1,25 MWp, thời hạn hợp đồng mua bán điện 20 năm).
  • Quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật ngành điện về an toàn đóng cắt, chọn tiết diện dây dẫn và bảo vệ chống sét lan truyền cho hệ thống điện áp mái.

Phương pháp nghiên cứu được áp dụng:

  • Phương pháp khảo sát thực địa: Thu thập dữ liệu thực tế về hướng nhà (hướng Bắc - Nam), diện tích mặt bằng, chất lượng mái tôn, vị trí vật cản (bồn nước, kim thu sét, dàn nóng điều hòa) và khả năng chịu tải của hệ kết cấu (trọng lượng hệ thống PV áp mái khoảng $12 \div 15\text{ kg/m}^2$, đảm bảo an toàn chịu lực cho công trình).
  • Phương pháp tính toán giải tích kỹ thuật điện: Tính toán công suất lắp đặt theo diện tích khả dụng; tính toán sụt áp và biến thiên điện áp hở mạch ($V_{oc}$) theo dải nhiệt độ vận hành cực trị tại địa phương ($T_{\min} = 20{,}4^\circ\text{C}$, $T_{\max} = 30{,}3^\circ\text{C}$); tính toán chọn dòng định mức cho cầu chì DC, thiết bị đóng cắt MCB/MCCB, máy cắt không khí ACB và tiết diện dây dẫn DC/AC theo tiêu chuẩn nhiệt độ môi trường ($K_t$) và số lượng lõi cáp ($K_p$).
  • Phương pháp mô phỏng số: Ứng dụng phần mềm PVsyst để phân tích bức xạ, cấu hình chuỗi pin, tính toán sản lượng điện phát hàng năm và các thành phần tổn hao quang điện; sử dụng AutoCAD và SketchUp để lập bản vẽ bố trí mặt bằng, sơ đồ nguyên lý đấu nối và mô hình 3D tổng thể.

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm số liệu đo đạc thực tế tại Cơ sở 2, dữ liệu khí tượng bức xạ mặt trời tại thị xã Điện Bàn (Quảng Nam) trích xuất từ cơ sở dữ liệu PVsyst, thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất thiết bị (tấm pin AE Solar, biến tần SMA, thiết bị bảo vệ Schneider, Panasonic, Citel, Leader).

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu hình hòa lưới trực tiếp không lưu trữ nhằm tối ưu chi phí đầu tư ban đầu và đơn giản hóa công tác vận hành, bảo dưỡng.

Cấu hình thiết bị chính

  1. Tấm pin năng lượng mặt trời: Lựa chọn tấm pin đơn tinh thể Mono Half-cell AE Solar 440 Wp (Model: AE440MD-144). Thiết kế 144 cell chia đôi giúp giảm tổn thất nội, tăng hiệu suất quang năng và duy trì công suất vận hành ổn định trên 80% trong 30 năm.
  2. Bộ biến tần hòa lưới (Inverter): Sử dụng 02 bộ Inverter 3 pha SMA SHP100-20-PEAK3 công suất $100\text{ kW}$/bộ (tổng công suất định mức AC là $200\text{ kW}$). Thiết bị tích hợp 1 kênh MPPT, dải điện áp vận hành rộng ($590\text{ V} \div 1.000\text{ V}$), hiệu suất chuyển đổi đạt 98,4%, chịu được dải nhiệt độ môi trường từ $-25^\circ\text{C}$ đến $60^\circ\text{C}$ và tích hợp giao tiếp WLAN theo dõi lỗi vận hành.

Tính toán chuỗi pin và bố trí mặt bằng

  • Tính toán chuỗi tấm pin (String):
    • Số tấm pin tối thiểu trong 1 chuỗi: $N_{tt} = \frac{U_{\text{MPPT_min}}}{V_{mp}} = \frac{590}{41{,}0} \approx 14{,}39 \rightarrow$ Chọn 14 tấm.
    • Số tấm pin tối đa theo dải điện áp danh định: $N_{td} = \frac{U_{\text{MPPT_max}}}{V_{oc}} = \frac{1000}{49{,}6} \approx 20{,}16 \rightarrow$ Chọn 20 tấm.
    • Hiệu chỉnh theo nhiệt độ thấp nhất tại Điện Bàn ($T_{\min} = 20{,}4^\circ\text{C}$; độ chênh lệch nhiệt độ $\Delta T = T_{\text{NOCT}} - T_{\min} = 45 - 20{,}4 = 24{,}6^\circ\text{C}$): Điện áp hở mạch tăng thêm $3{,}48\text{ V}$, đưa điện áp một tấm lên $V_{tp} = 49{,}6 + 3{,}48 = 53{,}08\text{ V}$. Khi ghép 20 tấm, điện áp hở mạch chuỗi đạt $1.061{,}6\text{ V}$, vượt quá điện áp cực đại cho phép của Inverter ($1.000\text{ V}$). Qua các bước giảm trừ số lượng tấm pin để đảm bảo an toàn, số tấm pin tối ưu trên 1 chuỗi được xác định chính xác là 17 tấm/string (điện áp chuỗi ở điều kiện lạnh nhất đạt $902{,}11\text{ V} < 1.000\text{ V}$).
  • Bố trí chuỗi và Inverter: Hệ thống gồm 27 chuỗi (tổng cộng 459 tấm pin, tổng công suất lắp đặt $201{,}96\text{ kWp}$ trên diện tích mái khả dụng $1.014\text{ m}^2$).
    • Inverter 1: Đấu nối 14 chuỗi (238 tấm pin) bố trí trên mái 1 và mái 2.
    • Inverter 2: Đấu nối 13 chuỗi (221 tấm pin) bố trí trên mái 2 và mái 3.
    • Góc nghiêng lắp đặt: $15^\circ$ theo hướng Nam - Bắc, trùng với vĩ độ khu vực thị xã Điện Bàn ($15^\circ50' \div 15^\circ57'\text{B}$) nhằm tối ưu hóa lượng bức xạ quang năng thu nhận quanh năm. Khoảng cách giữa các tấm pin là $10\text{ mm}$ và khoảng cách giữa các dãy là $0{,}3\text{ m}$ để phục vụ thoát nước và tản nhiệt.
Hạng mục thiết bị Thông số kỹ thuật / Mã hiệu Số lượng Chức năng kỹ thuật
Tấm pin PV AE Solar 440 Wp Mono (144 Cells) 459 tấm Chuyển đổi quang năng thành dòng điện DC
Inverter hòa lưới SMA SHP100-20-PEAK3 (100 kW, 3 pha 380V) 02 bộ Nghịch lưu DC/AC, đồng bộ lưới điện
Tủ gom DC Combiner Tủ phân phối DC 1000V chuyên dụng 02 tủ Gom các chuỗi PV trước khi vào Inverter
Cầu chì chuỗi DC LEADER 20A 1000V DC 27 bộ Bảo vệ ngắn mạch cho từng chuỗi pin ($I_{cc} = 1{,}56 I_{sc}$)
MCB DC chuỗi Schneider 15A 1000V DC 10 kVA 27 bộ Đóng cắt, cách ly từng chuỗi PV ($I_{cb} = 1{,}2 I_{sc}$)
MCCB DC tổng Panasonic BBC32001YHV 200A 3P 02 bộ Bảo vệ ngắn mạch, quá tải đầu vào DC Inverter
Máy cắt AC tổng ACB 4 cực 400A 65kA (HNW3-1600/4P-400A) 01 bộ Đóng cắt, bảo vệ tổng hệ thống hòa lưới AC
Chống sét lan truyền DC Citel DS50PV-1500/51 (1000/1500V DC) 02 bộ Cắt sét lan truyền trên đường DC
Chống sét tín hiệu Citel DLA-12D3 01 bộ Bảo vệ đường truyền dữ liệu giám sát
Chống sét lan truyền AC Citel DS44VG-230/G (4P, Type 2+3, 40kA) 01 bộ Cắt sét lan truyền trên tủ phân phối AC
Cáp điện DC Cáp chuyên dụng Solar C5T/XLPO $1 \times 4\text{ mm}^2$ Theo tuyến Dẫn dòng DC từ tấm pin về tủ gom và Inverter
Cáp điện AC Cáp Cu/XLPE/PVC (CXV) $3\times 70 + 1\times 35\text{ mm}^2$ Theo tuyến Dẫn dòng AC từ Inverter về tủ điện tổng và điểm đấu nối

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tìm hiểu về hệ thống điện mặt trời áp mái

Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về hệ thống điện mặt trời áp mái, bao gồm cấu tạo các thành phần (dàn pin quang điện, biến tần hòa lưới, hệ thống khung giá đỡ, cáp chuyên dụng, tủ điện đóng cắt và công tơ 2 chiều). Chương này phân tích chi tiết cơ chế vận hành, ưu điểm và nhược điểm của 3 dạng hệ thống đấu nối chính:

  1. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid): Chi phí đầu tư thấp, lắp đặt đơn giản, vận hành tự động, giảm gánh nặng tài chính cho EVN nhưng tự động ngừng phát khi lưới điện mất để đảm bảo an toàn.
  2. Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid): Tự chủ nguồn điện không phụ thuộc lưới, phù hợp vùng sâu vùng xa, nhưng chi phí cao do phải trang bị ắc quy lưu trữ và hiệu suất thấp do hao phí chuyển đổi qua nhiều tầng thiết bị.
  3. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ (Hybrid): Kết hợp ưu điểm của hai dạng trên, cấp nguồn liên tục khi mất lưới điện nhưng chi phí đầu tư ban đầu rất lớn và tuổi thọ ắc quy/pin lithium ngắn ($2 \div 3\text{ năm}$ đối với ắc quy axit chì).

Chương 2: Thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái cho khu nhà làm việc

Chương 2 trình bày kết quả khảo sát thực tế mặt bằng Cơ sở 2 với tổng diện tích 3 mái tôn khả dụng là $1.014\text{ m}^2$ ($S_{\text{mái 1}} = 375\text{ m}^2$, $S_{\text{mái 2}} = 375\text{ m}^2$, $S_{\text{mái 3}} = 264\text{ m}^2$). Dựa trên diện tích này, tác giả tính toán lựa chọn tấm pin AE Solar 440 Wp và 02 bộ Inverter SMA 100 kW.

Quá trình tính toán chuỗi pin được hiệu chỉnh nghiêm ngặt theo điều kiện nhiệt độ cực trị tại Điện Bàn ($T_{\min} = 20{,}4^\circ\text{C}$), từ đó rút gọn quy mô chuỗi từ 20 tấm xuống còn 17 tấm/string nhằm giữ điện áp hở mạch cực đại ở mức $902{,}11\text{ V}$, không vượt quá giới hạn $1.000\text{ V}$ của Inverter. Toàn bộ hệ thống được chốt phương án gồm 459 tấm pin, chia thành 27 chuỗi mắc nối tiếp (Inverter 1 gồm 14 chuỗi, Inverter 2 gồm 13 chuỗi). Góc nghiêng hệ khung giàn được thiết kế ở mức $15^\circ$ hướng Nam - Bắc để đón bức xạ cực đại quanh năm. Kết quả thiết kế được mô hình hóa không gian 3D chi tiết trên SketchUp và xuất thông số sang PVsyst.

Chương 3: Tính toán dây cáp, thiết bị bảo vệ, chống sét và các hạng mục khác

Chương 3 giải quyết bài toán lựa chọn thiết bị bảo vệ và truyền dẫn điện:

  • Tủ DC Combiner Box: Thiết kế 02 tủ phân phối DC trung gian; tủ 1 tích hợp 14 cầu chì LEADER 20A 1000VDC, 1 MCCB Panasonic 200A 3P và 1 chống sét lan truyền DS50PV-1500/51; tủ 2 tích hợp 13 cầu chì LEADER 20A, 1 MCCB 200A và 1 thiết bị chống sét DS50PV.
  • Thiết bị AC và tủ phân phối tổng: Tính chọn máy cắt không khí ACB 4 cực 400A dòng cắt ngắn mạch 65kA (Model HNW3-1600/4P-400A) bảo vệ đầu ra AC; lắp đặt thiết bị cắt sét AC DS44VG-230/G Type 2+3 (40kA) và thiết bị bảo vệ đường truyền tín hiệu DLA-12D3.
  • Tính chọn dây dẫn: Lựa chọn cáp DC chuyên dụng Solar C5T/XLPO tiết diện $1 \times 4\text{ mm}^2$. Đối với tuyến cáp AC từ Inverter về tủ tổng, dòng điện định mức đầu ra Inverter là 151A; sau khi tra cứu hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường $K_t = 1{,}03$ ($25^\circ\text{C}$) và hệ số số lõi dẫn $K_p = 0{,}79$ (cáp 3 lõi), tác giả tính toán và lựa chọn cáp đồng hạ thế CXV đảm bảo an toàn phát nóng và sụt áp.
  • Các hạng mục phụ trợ: Đề xuất giải pháp hệ thống tiếp địa chống sét, hệ thống máng cáp (co ngang, co lên, co xuống), phụ kiện kẹp biên/kẹp giữa chữ T nhôm định hình, hệ thống chiếu sáng, giám sát vận hành và hệ thống cấp nước rửa pin định kỳ.

Chương 4: Đánh giá hiệu quả kinh tế

Chương 4 tập trung vào quy trình khảo sát, thỏa thuận đấu nối với công ty điện lực theo cơ chế mua bán điện quy định tại Thông tư 18/2020/QĐ-TTg với giá mua điện 1.900 đồng/kWh (sau thuế) trong 20 năm. Chương này sử dụng phần mềm PVsyst để mô phỏng sản lượng điện phát trong năm đầu tiên, tổng hợp các chi phí lắp đặt thiết bị, khung giàn, dây dẫn và chi phí vận hành bảo dưỡng (O&M) hàng năm nhằm khẳng định tính khả thi kinh tế của hệ thống điện mặt trời áp mái tại Cơ sở 2.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật chính

  • Xác lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho hệ thống điện mặt trời hòa lưới áp mái công suất $201{,}96\text{ kWp}$ ($459\text{ tấm pin} \times 440\text{ Wp}$) trên diện tích mái $1.014\text{ m}^2$ tại Cơ sở 2 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng.
  • Giải quyết chính xác bài toán phối ghép công suất và điện áp chuỗi pin: Xác định cấu hình 17 tấm/string cho 27 chuỗi pin, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ quá áp Inverter khi nhiệt độ môi trường giảm sâu xuống $20{,}4^\circ\text{C}$ vào mùa đông.
  • Xây dựng sơ đồ phân phối điện và bảo vệ đa tầng hoàn chỉnh: Trang bị đầy đủ hệ thống bảo vệ quá dòng, ngắn mạch (Fuse 20A, MCB 15A, MCCB 200A, ACB 400A 65kA) và hệ thống chống sét lan truyền 3 cấp (DC Type 2, AC Type 2+3, Data Line).

Đóng góp thực tiễn

  • Cung cấp phương án giảm thiểu chi phí tiền điện hàng tháng cho trường học, tận dụng hiệu quả mặt bằng mái bỏ trống để giảm nhiệt bức xạ truyền vào khu nhà làm việc, từ đó giảm công suất tiêu thụ điện của hệ thống điều hòa không khí.
  • Cung cấp mô hình tham khảo kỹ thuật chuẩn xác về quy trình khảo sát, tính toán phối hợp thiết bị và mô phỏng chuyên ngành cho các dự án điện mặt trời áp mái cơ quan hành chính sự nghiệp tại miền Trung.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Hệ thống hòa lưới trực tiếp không trang bị bộ lưu trữ, do đó khi lưới điện quốc gia gặp sự cố mất điện, Inverter sẽ tự động ngắt phát điện để đảm bảo an toàn cho nhân viên sửa chữa, khiến phụ tải nội bộ không được cấp điện dự phòng.
    • Các tính toán về sản lượng và tổn hao chủ yếu dựa trên kết quả mô phỏng phần mềm PVsyst, chưa có số liệu đo đạc thực nghiệm đối chứng liên tục nhiều năm tại hiện trường.
    • Đồ án chưa nghiên cứu chuyên sâu về quy trình xử lý, tái chế tấm pin mặt trời sau khi kết thúc vòng đời hoạt động 25 - 30 năm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng pin Lithium (BESS) quy mô phù hợp để hình thành hệ thống Microgrid, cho phép duy trì cấp điện cho các phụ tải ưu tiên khi mất lưới.
    • Nghiên cứu giải pháp tự động hóa hệ thống vệ sinh bề mặt pin quang điện và ứng dụng IoT/AI trong việc giám sát, cảnh báo lỗi điểm nóng (hot-spot) trên bề mặt tấm pin.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho sinh viên các chuyên ngành Hệ thống cung cấp điện, Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử và Năng lượng tái tạo. Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật bao gồm:

  • Phương pháp luận và công thức tính toán chuỗi pin có hiệu chỉnh theo dải nhiệt độ thực tế của địa phương nhằm bảo vệ an toàn cho Inverter.
  • Quy trình tính chọn thiết bị bảo vệ đóng cắt và thiết bị cắt sét lan truyền nhiều cấp cho hệ thống điện mặt trời nối lưới.
  • Kỹ năng ứng dụng kết hợp các phần mềm kỹ thuật (AutoCAD, SketchUp, PVsyst) trong thiết kế mặt bằng, mô hình hóa không gian và mô phỏng năng lượng.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao số lượng tấm pin trên một chuỗi (string) được chốt là 17 tấm thay vì 20 tấm như tính toán lý thuyết ban đầu?
Trả lời: Ở điều kiện tiêu chuẩn, dải điện áp của Inverter cho phép ghép tối đa 20 tấm ($1000\text{V} / 49{,}6\text{V} = 20{,}16\text{ tấm}$). Tuy nhiên, khi nhiệt độ môi trường tại Điện Ngọc giảm xuống mức thấp nhất là $20{,}4^\circ\text{C}$ (chênh lệch $24{,}6^\circ\text{C}$ so với nhiệt độ $T_{\text{NOCT}} = 45^\circ\text{C}$), điện áp hở mạch của mỗi tấm pin tăng lên $53{,}08\text{ V}$. Nếu lắp 20 tấm, tổng điện áp cực đại sẽ đạt $1.061{,}6\text{ V}$, vượt quá điện áp hoạt động tối đa của Inverter ($1.000\text{ V}$) và có thể gây cháy hỏng biến tần. Tác giả đã tính toán giảm dần số tấm và xác định cấu hình 17 tấm/string cho mức điện áp cực đại an toàn là $902{,}108\text{ V}$.

2. Hệ thống sử dụng bao nhiêu tấm pin, bao nhiêu bộ Inverter và phân bố đấu nối như thế nào?
Trả lời: Hệ thống sử dụng 459 tấm pin AE Solar 440 Wp và 02 bộ Inverter SMA SHP100-20-PEAK3 (100 kW/bộ). 459 tấm pin được chia thành 27 chuỗi (mỗi chuỗi 17 tấm): Inverter 1 đấu nối 14 chuỗi (238 tấm pin) lắp đặt tại khu mái 1 và 2; Inverter 2 đấu nối 13 chuỗi (221 tấm pin) lắp đặt tại khu mái 2 và 3.

3. Góc nghiêng lắp đặt dàn pin được lựa chọn là bao nhiêu độ và dựa trên căn cứ nào?
Trả lời: Góc nghiêng lắp đặt được chọn là $15^\circ$ theo hướng Nam - Bắc. Căn cứ lựa chọn dựa trên công thức tối ưu hóa sản lượng điện quanh năm (góc nghiêng bằng vĩ độ địa lý) phù hợp với tọa độ thị xã Điện Bàn nằm trong dải vĩ độ từ $15^\circ50'$ đến $15^\circ57'$ Bắc.

4. Các thiết bị bảo vệ đóng cắt và chống sét chính trong hệ thống gồm những loại nào?
Trả lời: Hệ thống trang bị cầu chì LEADER 20A 1000V DC cho từng chuỗi pin, MCB Schneider 15A 1000VDC, MCCB Panasonic BBC32001YHV 200A 3P cho tủ DC tổng, máy cắt không khí ACB 4 cực 400A dòng cắt 65kA (HNW3-1600/4P-400A) cho tủ AC tổng; cùng hệ thống chống sét lan truyền DC Citel DS50PV-1500/51, chống sét tín hiệu Citel DLA-12D3 và chống sét AC Citel DS44VG-230/G (Type 2+3, 40kA).

Kết luận

Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán và thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái hòa lưới công suất $201{,}96\text{ kWp}$ cho khu nhà làm việc Cơ sở 2 – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật (Đại học Đà Nẵng). Các thông số kỹ thuật về lựa chọn tấm pin AE Solar 440 Wp, biến tần SMA 100 kW, cấu hình chuỗi 17 tấm/string, góc nghiêng $15^\circ$ và hệ thống thiết bị bảo vệ, chống sét đa tầng đều được tính toán chặt chẽ, đảm bảo an toàn kỹ thuật và phù hợp với điều kiện khí hậu thực tế tại địa phương. Kết quả thiết kế không chỉ mang lại giải pháp tiết kiệm chi phí năng lượng và bảo vệ môi trường cho nhà trường mà còn là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo rõ ràng cho sinh viên và kỹ sư chuyên ngành cung cấp điện.