Gợi ý cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời phổ biến

Để đánh giá hiệu quả đầu tư và vận hành hệ thống điện mặt trời, việc tính toán chính xác sản lượng điện là vô cùng quan trọng. Bài viết này của Hioki Việt Nam sẽ hướng dẫn chi tiết các cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời phổ biến và những yếu tố ảnh hưởng cần lưu ý.

1/ Vì sao cần tính sản lượng điện năng lượng mặt trời?

Trước khi tìm hiểu cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời, bạn cần hiểu lí do tại sao cần tính sản lượng điện mặt trời. Việc tính toán này sẽ giúp bạn xác định lượng điện mà hệ thống có thể tạo ra trong một khoảng thời gian nhất định (ngày, tháng, năm). Đây là cơ sở để:

• Đánh giá hiệu quả đầu tư: Biết được sản lượng điện giúp bạn tính toán thời gian hoàn vốn và lợi nhuận từ hệ thống.
• Lựa chọn thiết bị phù hợp: Xác định công suất lắp đặt, số lượng tấm pin và biến tần cần thiết dựa trên nhu cầu sử dụng.
• Dự đoán khả năng tiết kiệm: Ước lượng lượng điện tiết kiệm được từ lưới hoặc lượng điện dư để bán lại cho EVN (nếu áp dụng cơ chế hòa lưới).
• Bảo trì hệ thống: Phát hiện kịp thời sự suy giảm sản lượng do hỏng hóc hoặc yếu tố môi trường.

2/ Một số cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời thường được áp dụng

Dưới đây là các cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời, phù hợp với từng nhu cầu và điều kiện cụ thể:

2.1. Tính theo số giờ nắng

Cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời là phương pháp  đơn giản nhất, dựa trên số giờ nắng trung bình trong ngày tại khu vực lắp đặt. Công thức cơ bản là:
Sản lượng điện (kWh) = Công suất hệ thống (kWp) × Số giờ nắng đỉnh (h)

Trong đó:

• Công suất hệ thống: Tổng công suất các tấm pin mặt trời (đơn vị kWp)
• Số giờ nắng hiệu dụng: Thời gian quy đổi mà tấm pin hoạt động với công suất tối đa (thường từ 3.5 – 5.5 giờ/ngày tùy khu vực tại Việt Nam)

Ví dụ: Hệ thống 5 kWp tại khu vực có 4 giờ nắng đỉnh/ngày sẽ tạo ra:
5 × 4 = 20 kWh/ngày.

2.2. Tính theo số kWp

Cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời này dựa trên hệ số năng suất (Performance Ratio – PR) của hệ thống và bức xạ mặt trời nên cho kết quả chính xác hơn. Sản lượng được tính bằng:
Sản lượng điện (kWh) = Công suất hệ thống (kWp) × Hiệu suất hệ thống × PR

Trong đó:

• Công suất: Tổng công suất lắp đặt (kWp)
• Bức xạ mặt trời: Lượng bức xạ mặt trời trung bình tại khu vực (thường từ 1,300 – 1,900 kWh/m²/năm tại Việt Nam)
• PR (Performance Ratio): Hệ số hiệu suất của hệ thống, thường từ 0.75 đến 0.85

Ví dụ: Hệ thống 3 kWp, hiệu suất 80%, 5 giờ nắng đỉnh/ngày:
3 × 0.8 × 5 = 12 kWh/ngày.

2.3. Tính theo công suất pin mặt trời

Mỗi tấm pin mặt trời có công suất riêng (thường từ 300W – 550W). Sản lượng được tính bằng:

Sản lượng điện (kWh) = Số lượng tấm pin × Công suất mỗi tấm (W) × Số giờ nắng × Hệ số suy giảm

Trong đó:

• Số lượng tấm pin: Tổng số tấm pin lắp đặt
• Công suất mỗi tấm: Công suất định mức của mỗi tấm pin (W)
• Số giờ nắng: Thời gian nắng hiệu dụng
• Hệ số suy giảm: Tính đến các yếu tố làm giảm hiệu suất như nhiệt độ, bụi bẩn (thường từ 0.7 – 0.85)

Ví dụ: Hệ thống gồm 20 tấm pin 450W, 4 giờ nắng, hệ số suy giảm 0.8 → Sản lượng = 20 × 450W × 4h × 0.8 ÷ 1000 = 28.8 kWh/ngày.

2.4. Tính theo độ biến tần (Inverter)

Biến tần là thiết bị chuyển đổi dòng điện DC thành AC, và sản lượng thực tế phụ thuộc vào hiệu suất của nó. Cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời này phù hợp với hệ thống có inverter giới hạn công suất thấp hơn tổng công suất pin. Công thức là:
Sản lượng điện (kWh) = Công suất định mức inverter (kW) × Hiệu suất inverter × Số giờ nắng đỉnh

Trong đó:

• Công suất biến tần: Công suất định mức của bộ biến tần (kW)
• Số giờ hoạt động: Thời gian hoạt động hiệu dụng của biến tần
• Hiệu suất biến tần: Thường từ 95% – 98% tùy loại

Ví dụ: Inverter 5kW, hiệu suất 95%, 5 giờ nắng đỉnh:
5 × 0.95 × 5 = 23.75 kWh/ngày.

3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng điện năng lượng mặt trời

Tổng sản lượng điện không chỉ phụ thuộc vào cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời mà còn bị tác động bởi nhiều yếu tố khác. Dưới đây là các yếu tố chính:

3.1 Yếu tố môi trường

Môi trường đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định lượng điện mà hệ thống năng lượng mặt trời có thể tạo ra. Hai yếu tố chính cần chú ý là bức xạ mặt trời và nhiệt độ.

• Bức xạ mặt trời: Đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sản lượng điện. Cường độ bức xạ mặt trời tại Việt Nam dao động từ 4 – 5.5 kWh/m²/ngày, với mùa hè có sản lượng cao hơn mùa đông khoảng 20 – 30%. Những ngày nhiều mây hoặc sương mù có thể làm giảm đáng kể lượng bức xạ mặt trời hấp thụ.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ cao có thể làm giảm hiệu suất của tấm pin mặt trời. Mỗi tấm pin có hệ số nhiệt riêng, trung bình mất 0.3 – 0.5% hiệu suất cho mỗi độ C tăng thêm trên 25°C. Vào những ngày nắng nóng trên 35°C, hiệu suất có thể giảm từ 10 – 15%. Để hạn chế tình trạng này, hệ thống pin cần được thiết kế với giải pháp tản nhiệt và thông gió tốt.

3.2 Yếu tố hệ thống

Hiệu quả của hệ thống năng lượng mặt trời phụ thuộc lớn vào thiết kế và chất lượng các yếu tố hệ thống như:

• Công suất lắp đặt: Công suất thực tế của hệ thống được tính bằng đơn vị kWp (kilowatt-peak). Tỷ lệ giữa công suất tấm pin và công suất biến tần thường nằm trong khoảng 1.1 – 1.3:1.
• Hiệu suất tấm pin: Các loại pin mặt trời khác nhau có hiệu suất khác nhau. Pin đơn tinh thể (Monocrystalline) có hiệu suất cao nhất, từ 18 – 22%, trong khi pin đa tinh thể (Polycrystalline) chỉ đạt 15 – 18%. 
• Hiệu suất biến tần: Biến tần đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi điện từ dòng điện một chiều (DC) sang dòng điện xoay chiều (AC) sử dụng trong sinh hoạt. Biến tần hiện đại có hiệu suất từ 95 – 98%, trong đó biến tần hybrid thường có hiệu suất thấp hơn một chút so với biến tần on-grid thuần túy. 

3.3 Vị trí địa lý

Vị trí địa lý ảnh hưởng trực tiếp đến lượng ánh sáng mặt trời mà hệ thống nhận được, từ đó tác động đến sản lượng điện.

• Vĩ độ và kinh độ: Ảnh hưởng đến góc chiếu và thời gian chiếu sáng của mặt trời trong ngày.
• Độ cao: Những khu vực có độ cao lớn hơn thường có cường độ bức xạ mặt trời cao hơn, giúp tăng sản lượng điện.
• Hướng lắp đặt: Tại Việt Nam, lắp đặt tấm pin theo hướng Nam là tối ưu nhất, giúp tăng sản lượng điện lên 15 – 20% so với các hướng Đông hoặc Tây.
• Góc nghiêng: Góc nghiêng tối ưu của tấm pin thường dao động từ 10 – 15 độ, tùy thuộc vào khu vực lắp đặt để tận dụng tốt nhất nguồn bức xạ mặt trời.
• Yếu tố bóng che: Các vật cản như cây cối, nhà cao tầng, cột điện có thể làm giảm đáng kể sản lượng điện mặt trời. Vì vậy, khi lắp đặt, cần đảm bảo vị trí đặt tấm pin không bị che khuất để đạt hiệu suất tối đa.

4/ Máy đo năng lượng mặt trời Hioki: giải pháp đo lượng hiệu quả và chính xác

Để cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời cho ra kết quả chính xác, việc sử dụng thiết bị đo chuyên dụng là rất cần thiết. Máy đo năng lượng mặt trời Hioki là giải pháp tối ưu được nhiều kỹ sư và chuyên gia tin dùng một số mẫu máy đo Hioki đang được ưa chuộng hiện nay như:

• Hioki CM4375-50: Ampe kìm đo dòng rò, đo dòng điện xoay chiều và một chiều với độ chính xác cao, thích hợp cho kiểm tra hệ thống năng lượng mặt trời.
• Hioki DT4256: Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, đo chính xác điện áp, dòng điện và trở kháng, phù hợp cho bảo trì hệ thống điện mặt trời.
• Hioki IR4053-10: Máy đo điện trở cách điện chuyên dụng cho hệ thống quang điện (PV), giúp kiểm tra độ an toàn và hiệu suất tấm pin.
• Hioki PQ3198-94: Thiết bị phân tích chất lượng điện năng, giám sát hiệu suất và phát hiện lỗi trong hệ thống điện mặt trời.

Tại thị trường Việt Nam, Hioki đang được phân phối chính hãng bởi Hioki Việt Nam. Là đại diện ủy quyền của Hioki Nhật Bản, Hioki Việt Nam cam kết:

• Sản phẩm chính hãng 100%: Đi kèm giấy chứng nhận xuất xứ (CO) và chất lượng (CQ), đảm bảo nguồn gốc rõ ràng.
• Hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu: Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm sẵn sàng tư vấn và hướng dẫn sử dụng.
• Chính sách bảo hành đầy đủ: Bảo hành chính hãng từ 12-18 tháng, cùng dịch vụ hậu mãi tận tâm.
• Giao hàng nhanh chóng: Phân phối trên toàn quốc, đáp ứng nhu cầu của cả khách hàng cá nhân và doanh nghiệp.

Như vậy, có thể thấy cách tính sản lượng điện năng lượng mặt trời không quá phức tạp nếu bạn nắm rõ các phương pháp như tính theo giờ nắng, kWp, công suất pin hay biến tần. Ngoài ra, để đơn giản hóa quá trình tính toán bạn có thể sử dụng các loại máy đo năng lượng mặt trời chính hãng như Hioki. Nếu bạn có bất cứ thắc mắc nào có thể liên hệ ngay với Hioki Việt Nam để được tư vấn và hỗ trợ sớm nhất.