Nguyên tắc tối ưu đấu chuỗi tấm pin năng lượng mặt trời tại Việt Nam

Ngày: 15/08/2025.

ẢNH: Chuỗi tấm pin mặt trời cho nhà máy do Mai Phương Solar thiết kế và lắp đặt

Dưới đây là các nguyên tắc tối ưu khi đấu chuỗi tấm pin năng lượng mặt trời, phù hợp với điều kiện khí hậu, thiết bị và thị trường Việt Nam:

1. Chọn số tấm pin phù hợp với dải điện áp MPPT của inverter

• Kiến thức cơ bản

  • MPPT (Maximum Power Point Tracking) là bộ phận trong inverter giúp tối ưu công suất từ tấm pin bằng cách tìm điểm điện áp và dòng điện tốt nhất. Thông thường khi nói đến MPPT tức là nói đến bộ biến đổi công suất trong biến tần.

  • Điều chỉnh dòng điện MPPT: MPPT điều chỉnh dòng điện bằng cách quét điểm công suất tối đa, tăng dòng khi nắng mạnh và giảm khi nắng yếu để tối ưu hiệu suất.

  • Điện áp DC-link: Điện áp một chiều bên trong biến tần, trước khi được chuyển đổi thành điện áp xoay chiều (AC) cấp ra tải. Là khâu trung gian giữa đầu vào MPPT và đầu ra AC.

• Yêu cầu với dải MPPT:

  • Tối thiểu: Điện áp chuỗi phải ≥ điện áp MPPT tối thiểu (thường 100-200V tùy inverter) để inverter khởi động và hoạt động hiệu quả, ngay cả khi nắng yếu (lúc này điện áp giảm do nhiệt độ cao hoặc cường độ sáng thấp).

  • Tối đa: Điện áp chuỗi phải ≤ điện áp DC tối đa của inverter (thường 500-1000V), và điều chỉnh cho yếu tố nhiệt độ: Voc tăng khoảng 0.3-0.4% mỗi °C giảm (ví dụ: ở -10°C, Voc tăng ~10-15% so với 25°C chuẩn).

• Tối ưu theo điện áp MPPT

  • Nguyên tắc chung: Nên giữ điện áp chuỗi gần giá trị tối ưu để đạt hiệu suất tốt nhất. Giá trị này thường được cho dưới tên "rated DC input voltage). Nếu không được cung cấp, có thể chọn như sau:  

  • Với inverter 1 pha: Khoảng 350-400V để giảm tổn thất chuyển đổi và đạt hiệu suất tốt nhất.

  • Điện áp tối ưu cho inverter 3 pha: Chọn điện áp MPPT Khoảng 600-700V.

  • Lưu ý là khi chọn điện áp MPPT trong dải cho phép thì biến tần vẫn hoạt động được bình thường. Tuy nhiên, nếu chọn được giá trị MPPT càng gần tối ưu thì hiệu suất biến tần càng cao, giảm tổn hao, biến tần đỡ nóng và sẽ chạy bền hơn.

• Ví dụ:

  • Với inverter một pha, có dải MPPT 100–500V và tấm pin có Voc = 40V, có thể nối từ 3 tấm đến 12 tấm nối tiếp để giữ điện áp chuỗi trong khoảng an toàn. Tuy nhiên, nối 10 tấm là tối ưu. (10 tấm x 40V = 400V, gần với dải điện áp tối ưu 350-400V).

  • Tương tự, với inverter 3 pha, MPPT= 200-900V, sử dụng tấm pin có Voc=40V. Có thể nối từ 4 tấm đến 22 tấm thì hệ thống vẫn làm việc bình thường. Tuy nhiên, giá tri tối ưu là 650/40=16 tấm. 

2. Đảm bảo dòng điện chuỗi phù hợp với inverter

• Thông tin kỹ thuật: Cần lưu ý các thông số sau

  • Thông số của biến tần: I_MPPT (Max input current per MPPT) là dòng điện định mức tối đa trên 1 đầu vào MPPT của biến tần ở trạng thái làm việc bình thường.

  • Thông số trên tấm pin Imp (Maximum Power Current) là dòng điện tại công suất tối đa của tấm pin, cần chọn sao cho nhỏ hơn dòng định mức tối đa của inverter.

  • Đấu song song chuỗi: Nhiều chuỗi pin được đấu song song để tăng dòng điện mà vẫn giữ điện áp trong dải MPPT phù hợp, thường được sử dụng trong thiết kế của inverter công suất lớn.

• Khi đấu 1 string với 1 MPPT: Nên chọn sao cho dòng điện làm việc của pin thấp hơn IMPPT. Nếu cao hơn thì biến tần sẽ hạn chế công suất và làm giảm hiệu suất của cả hệ thống.

• Khi đấu nhiều chuỗi song song: Tương tự như trường hợp 1 string/1 MPPT. Chọn sao cho tổng dòng điện các String nhỏ hơn I_MPPT. Lưu ý là các biến tần đã bố trí sẵn giắc phù hợp với số lượng string/MPPT mà biến tần có thể làm việc. Do vậy, không nên đấu song song các string ở bên ngoài biến tần. Như vậy có thể gây quá tải MPPT,  dễ thấy nhất là gây cháy giắc DC đầu vào do quá dòng.

• Một số nguyên tắc khi đấu song song các MPPT.

  • Các chuỗi phải cùng loại tấm pin, cùng số lượng tấm, và cùng hướng lắp đặt để tránh tổn hao do chênh lệch thông số (mismatch loss).

  • Tại Việt Nam, các thương hiệu tấm pin phổ biến như Canadian Solar, Longi, Jinko thường có thông số tương đồng, nên chọn cùng model để đảm bảo tính đồng nhất.

3. Hạn chế ảnh hưởng của bóng râm

• Bóng râm (từ cây cối, tòa nhà, bụi bẩn) trên một tấm pin có thể làm giảm dòng điện cả chuỗi do đấu nối tiếp.

• Giải pháp:

  • Tách các tấm dễ bị che bóng (như gần ống khói, cây cối) vào chuỗi riêng.

  • Sử dụng tấm pin có bypass diode tích hợp (thường có sẵn trong các tấm pin chất lượng) để dòng điện đi vòng qua vùng bị che.

  • Tại Việt Nam, nơi có nhiều khu vực đô thị hoặc cây cối, cần khảo sát kỹ vị trí lắp đặt để tránh bóng râm, đặc biệt vào buổi sáng hoặc chiều.

4. Tận dụng tối đa kênh MPPT của inverter

• Inverter hiện đại (như Huawei, Sungrow, Growatt – phổ biến tại Việt Nam) thường có nhiều kênh MPPT. Công suất tối đa MPPT (dòng điện tối đa x điện áp tối đa) thường lớn hơn công suất biến tần. Do vậy, không phải trường hợp nào cũng cần sử dụng hết các đầu vào string. Tuy nhiên, khi lựa chọn string nào sử dụng, string nào bỏ trống, nên quan tâm đến nguyên tắc sau: 

• Nguyên tắc:

  • Tách các tấm pin trên các mái có hướng hoặc góc nghiêng khác nhau vào các kênh MPPT riêng để tránh tổn hao do không đồng nhất. Không đấu chung các tấm pin khác hướng vào cùng MPPT, vì sẽ gây giảm hiệu suất. Ví dụ: Nếu hệ thống có mái hướng Đông và Tây, mỗi hướng nên nối vào một kênh MPPT riêng.

  • Tách các tấm pin có chủng loại khác nhau thành các string khác nhau. Nếu vì lý do nào đó, phải sử dụng 2 loại tấm pin trên 1 công trình thì nên tách mỗi loại tấm pin thành các string riêng để tránh sự sai khác về điện áp, đặc tính dòng điện.
  • Phân bổ đều string ra các MPPT để giảm tải cho mỗi MPPT. Nhờ đó tăng hiệu suất và độ bền thiết bị.

5. Giảm tổn hao trên dây dẫn DC

• Tổn hao điện áp (voltage drop) là điện áp sụt trên đoạn dây nối từ pin đến biến tần khi có dòng điện chạy qua. Sụt áp này làm giảm hiệu suất của hệ thống và gây nóng dây. Do vậy, khi thiết kế, nên chọn sụt áp trên dây DC nên giữ dưới 1–2%.

  • Tính toán tổn hao: Voltage drop = (2 × chiều dài dây × dòng điện × điện trở dây) ÷ tiết diện dây.

• Giải pháp:

  • Sử dụng dây dẫn DC chuyên dụng, chịu được tia UV và nhiệt độ cao (như dây PV1-F, phổ biến ở Việt Nam).

  • Chọn tiết diện dây lớn (thường từ 4–6 mm²)

  • Đặt inverter gần dàn pin để giảm chiều dài dây.

6. Dự phòng cho mở rộng hệ thống

• Nếu có kế hoạch mở rộng, chọn inverter có công suất lớn hơn nhu cầu hiện tại và để trống một số cổng DC hoặc kênh MPPT.

• Tại Việt Nam, các hộ gia đình thường chọn inverter có công suất dư 10–20% để dễ dàng lắp thêm tấm pin trong tương lai.

7. Lưu ý khi đấu chuỗi cho hệ thống 3 pha

• Với inverter 3 pha (thường dùng trong hệ thống công nghiệp hoặc thương mại tại Việt Nam), việc phân bổ công suất ra ba pha là do inverter tự động thực hiện. Người thiết kế chỉ cần đảm bảo các chuỗi pin đầu vào được đấu phù hợp để tối ưu hiệu suất MPPT.
• Số lượng tấm pin và công suất của các chuỗi nên tương đối đều, tránh tình trạng một chuỗi có tổn hao lớn làm giảm hiệu quả phát điện toàn bộ inverter.

8. Các giải pháp tối ưu hiện đại

• Optimizer: Thiết bị gắn vào từng tấm pin (như Tigo, SolarEdge) giúp mỗi tấm hoạt động độc lập, giảm ảnh hưởng của bóng râm. Phù hợp với các hệ thống ở khu vực đô thị Việt Nam, nơi bóng râm thường xuyên xuất hiện.

• Micro-inverter: Biến tần nhỏ gắn trực tiếp sau mỗi tấm pin, chuyển thẳng thành điện AC, loại bỏ nhu cầu đấu chuỗi DC dài. Thích hợp cho hệ thống nhỏ hoặc mái nhà phức tạp (như Enphase, phổ biến ở các dự án cao cấp).

ẢNH: Optimizer gắn vào tấm pin

Lưu ý thực tế tại Việt Nam

• Khí hậu: Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ cao và độ ẩm lớn, nên chọn tấm pin và dây dẫn có độ bền cao, chịu được môi trường khắc nghiệt. Cường độ nắng thay đổi nhiều theo mùa, đặc biệt là miền Bắc. Do vậy, cần chọn hệ số quá công suất hợp lý để tối ưu kinh tế.

• Thương hiệu phổ biến: Các tấm pin như Canadian Solar, Longi, Jinko và inverter như Huawei, Sungrow, Growatt được sử dụng rộng rãi, dễ tìm linh kiện thay thế.

• Lắp đặt: Khảo sát kỹ địa điểm, đặc biệt ở khu vực miền Trung và Nam, nơi có nhiều nắng nhưng cũng có nguy cơ bóng râm từ cây cối hoặc bụi bẩn từ công trình.

• Chính sách: Đảm bảo hệ thống tuân thủ quy định của EVN (Điện lực Việt Nam) về đấu nối lưới và công suất để tận dụng giá mua điện FIT (nếu còn áp dụng) hoặc các chính sách hỗ trợ khác.

 Mọi thông tin tư vấn xin liên hệ:

 Thông qua Messenger của MPSe

 Điện thoại / Zalo: 0904 686 673

 Văn phòng: Số 1 ngách 38/55 Hoàng Hoa Thám, Ba Đình, Hà Nội