ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ÁP MÁI

2.1 Cấu trúc hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái

Một hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái tiêu chuẩn thường bao gồm các thành phần chính:

• Tấm pin năng lượng mặt trời: Gồm nhiều pin điện quang (solar cell) kết nối với nhau trong khung kính-kim loại. Tấm pin chuyển ánh sáng thành dòng điện một chiều (DC) theo hiệu ứng quang điện.
• Bộ biến tần (inverter) hoà lưới: Thiết bị điều khiển và biến đổi dòng DC từ các tấm pin sang dòng xoay chiều (AC) đồng bộ với điện lưới. Inverter chứa các bộ điều khiển bảo vệ, theo dõi hiệu suất và có cơ chế anti-islanding (tự động ngắt khi mất điện lưới để an toàn).
• Khung giá đỡ và vật tư phụ kiện: Hệ khớp kẹp hoặc nhôm chịu lực, có sức bền cao trước môi trường ngoài trời, dùng để cố định các tấm pin lên mái nhà xưởng. Kèm theo đó là các bộ phận kết nối, bu lông, ốc vít đã được mạ kẽm chống gỉ sét.
• Hệ thống đấu nối điện và bảo vệ: Các dây dẫn DC chịu nhiệt, chịu UV kết nối các tấm pin theo chuỗi; hộp nối (combiner box) tập hợp nhiều chuỗi pin; các thiết bị bảo vệ như cầu chì, aptomat DC/AC, chống sét lan truyền, thiết bị giải phóng dòng điện rò. Phần AC sau inverter kết nối vào tủ phân phối điện của doanh nghiệp.
• Cơ chế đo đếm và giám sát: Hệ thống điều khiển giám sát (SCADA/monitoring) giúp theo dõi sản lượng, hiệu suất hoạt động; Đồng hồ điện hai chiều được lắp đặt (nếu có thoả thuận mại điện với EVN) để đo năng lượng điện trao đổi giữa hệ thống và lưới điện.

2.2 Nguyên lý hoạt động điện năng lượng mặt trời áp mái

Các tấm pin điện năng lượng mặt trời áp mái sản sinh dòng điện DC khi có ánh sáng. Dòng DC này được gom về inverter, tại đó được biến đổi thành điện AC đạt tiêu chuẩn (sóng điện đồng bộ với lưới về tần số, điện áp). Điện AC được ưu tiên cấp cho các tải tiêu thụ đang hoạt động trong doanh nghiệp; nếu phần phụ tải còn dư, có thể được đẩy vào lưới điện quốc gia qua đồng hồ hai chiều. Về đêm hoặc khi cường độ bức xạ giảm, hệ thống sẽ tự động lấy điện từ lưới để đảm bảo hoạt động liên tục.

Trong trường hợp mất nguồn điện lưới, inverter sẽ tạm ngừng phát điện (theo cơ chế anti-islanding) để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trên lưới. Có thể tích hợp thêm bộ ắc quy (hệ hybrid) để dự trữ điện, tuy nhiên phần lớn hệ thống điện mặt trời công nghiệp hiện nay đều là loại hoà lưới không dùng ắc quy để giảm chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống.

Hiệu suất hoạt động của hệ thống phụ thuộc vào cường độ bức xạ, góc đặt tấm pin, nhiệt độ môi trường và chất lượng thi công, linh kiện. Nhờ được thiết kế đúng chuẩn và lắp đặt đầy đủ, hệ thống có thể đạt hệ số hiệu suất (PR) từ 0,75 đến 0,85 (75-85%).

3.1 Thông số kỹ thuật điển hình điện năng lượng mặt trời áp mái

Dưới đây là một số thông số kỹ thuật và hiệu suất hoạt động tiêu biểu của hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái:

3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn điện năng lượng mặt trời áp mái

Các hệ thống điện mặt trời thương mại/công nghiệp phải tuân thủ nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo an toàn và chất lượng. Một số tiêu chuẩn quan trọng bao gồm:

• TCVN 7447-7-712:2015 (IEC 60364-7-712:2002): Yêu cầu cấu trúc lắp đặt hệ thống nguồn quang điện mặt trời (PV)
• TCVN 10896:2015 (IEC 61646:2008): Tiêu chuẩn về mô-đun quang điện màng mỏng (chất lượng thiết kế và phê duyệt kiểu)
• TCVN 11855-1:2017 (IEC 62446-1:2016): Yêu cầu về thử nghiệm nghiệm thu, tài liệu và bảo trì hệ thống điện mặt trời nối lưới
• QCVN 01:2020/BCT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện (Bộ Công Thương)
• Thông tư 05/2021/TT-BCT: Quy định về an toàn điện (Bộ Công Thương)
• IEC 61727: Tiêu chuẩn quốc tế về yêu cầu đấu nối lưới của hệ thống PV.
• IEC 62116: Phương pháp thử nghiệm khả năng chống nối đảo (anti-islanding) cho inverter hòa lưới.
• Chứng nhận thiết bị: Các thiết bị chính như tấm pin, inverter cần đạt các chứng chỉ quốc tế (IEC, UL, CE, TÜV) trước khi đưa vào sử dụng, đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy.

3.3 Lựa chọn thiết bị theo phân khúc

Mỗi hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái bao gồm nhiều thiết bị chính (tấm pin, inverter, khung giá đỡ…). Tùy theo ngân sách và yêu cầu, doanh nghiệp có thể lựa chọn các thương hiệu thiết bị khác nhau. Dưới đây là một số hãng tiêu biểu trên thế giới chia theo 3 phân khúc cao cấp, trung cấp và phổ thông:

Tấm pin năng lượng mặt trời:

• Phân khúc cao cấp – SunPower (Mỹ):
  • Hiệu suất tấm pin hàng đầu (>22%), công nghệ pin IBC (điện cực sau) giúp giảm tổn thất, suy giảm hiệu suất thấp (<0,3%/năm).
  • Bảo hành sản phẩm 25 năm, cam kết hiệu suất ~92% sau 25 năm; độ tin cậy rất cao.
  • Chi phí đầu tư cao, phù hợp cho các dự án yêu cầu hiệu năng tối đa trên diện tích hạn chế.
• Phân khúc trung cấp – Trina Solar (Trung Quốc):
  • Thương hiệu Tier 1 top đầu thế giới, ứng dụng công nghệ Mono-PERC và half-cell, hiệu suất ~20%, công suất mỗi tấm ~450-550 Wp.
  • Bảo hành 12 năm sản phẩm, 25 năm hiệu suất (80%); chất lượng ổn định đã được kiểm chứng tại hàng loạt dự án.
  • Giá thành hợp lý, phù hợp triển khai rộng rãi cho các hệ thống điện mặt trời công nghiệp và quy mô lớn.
• Phân khúc phổ thông – Jinko Solar (Trung Quốc):
  • Nhà sản xuất tấm pin quy mô lớn nhất thế giới (top 1 giai đoạn 2020-2022); hiệu suất tấm ~19-20%, công suất đa dạng 400-600 Wp.
  • Giá thành thuộc nhóm thấp nhất trong các hãng Tier 1, giúp giảm chi phí đầu tư/Wp cho dự án.
  • Phù hợp với các hệ thống điện mặt trời cho nhà xưởng vừa và nhỏ, ưu tiên thu hồi vốn nhanh.

Biến tần hoà lưới (Inverter):

• Phân khúc cao cấp – SMA (Đức):
  • Thương hiệu biến tần lâu đời của Đức (thành lập thập niên 1980), độ tin cậy hàng đầu, hiệu suất chuyển đổi >98%.
  • Dòng inverter Sunny Tripower với các model từ 5 kW đến 150 kW, phù hợp nhiều quy mô hệ thống; tích hợp các tính năng quản lý thông minh, kết nối SCADA.
  • Chi phí đầu tư cao nhưng đổi lại độ bền vượt trội, bảo hành tiêu chuẩn 5 năm (có thể mở rộng lên 10-15 năm); phù hợp hệ thống yêu cầu vận hành liên tục, ổn định.
• Phân khúc trung cấp – Sungrow (Trung Quốc):
  • Top 3 nhà sản xuất inverter toàn cầu, hiệu suất ~98%, sản phẩm đạt chứng chỉ IEC/UL.
  • Dải sản phẩm rộng, có các model từ 3 kW đến 250 kW, phủ hợp nhiều loại dự án từ nhỏ đến lớn.
  • Chi phí mạnh mẽ, dịch vụ hậu mãi tốt tại Việt Nam; được nhiều dự án điện mặt trời thương mại và công nghiệp lựa chọn.
• Phân khúc phổ thông – Growatt (Trung Quốc):
  • Thương hiệu phổ biến cho phân khúc cỡ vừa, hiệu suất ~97%, thiết kế gọn nhẹ, dễ sử dụng.
  • Cung cấp đa dạng model 1 pha và 3 pha từ 3 kW đến ~100 kW; có tích hợp màn hình hiển thị và giám sát từ xa.
  • Giá rất cạnh tranh, phù hợp cho doanh nghiệp nhỏ muốn lắp điện mặt trời áp mái với ngân sách hạn chế.

Khung giá đỡ và giải pháp kết cấu:

• Phân khúc cao cấp – Schletter (Đức):
  • Nhà cung cấp hệ giá đỡ hàng đầu châu Âu, vật liệu hợp kim nhôm và thép mạ kẽm đầy đủ.
  • Thiết kế chịu sóng gió bão lên đến cấp 12 (>150 km/h), khả năng chống ăn mòn vượt trội, tuổi thọ >25 năm.
  • Giải pháp cao cấp với chi phí đầu tư lớn, thích hợp cho các dự án có yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt (ví dụ nhà máy gần biển, môi trường ăn mòn cao).
• Phân khúc trung cấp – Clenergy (Úc):
  • Thương hiệu giá đỡ Úc (sản xuất tại châu Á), hệ giá đỡ modul linh hoạt cho nhiều kiểu mái (mái tôn, mái bằng, đổ sàn).
  • Vật liệu hợp kim nhôm AL6005-T5 đã được anot hóa, chống ăn mòn tốt, độ bền ước tính ~20 năm.
  • Chi phí trung bình, dễ lắp đặt; đã được sử dụng trong nhiều dự án điện mặt trời công nghiệp ở Đông Nam Á.
• Phân khúc phổ thông – Kseng (Trung Quốc):
  • Nhà sản xuất giá đỡ Trung Quốc, cung cấp đa dạng giải pháp kết cấu cho mái tôn, mái ngói và lắp đặt mặt đất.
  • Vật liệu nhôm và thép mạ kẽm giá thành thấp, thiết kế đơn giản giúp tiết kiệm chi phí nhân công lắp đặt.
  • Phù hợp cho các dự án phân khúc phổ thông, ngân sách hạn chế, quy mô lớn cần tối ưu chi phí đầu tư.

4.1 Lợi ích cho doanh nghiệp

Việc đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái mang lại nhiều lợi ích thiết thực:

• Tiết kiệm chi phí điện: Giúp giảm 50-90% chi phí tiền điện hàng tháng cho doanh nghiệp, đặc biệt trong giờ cao điểm. Trung bình, mỗi MWp điện mặt trời có thể cung cấp ~4.000 kWh/ngày, giúp doanh nghiệp tiết kiệm hàng tỷ đồng mỗi năm
• Làm mát nhà xưởng: Các tấm pin che mát mái nhà xưởng, giữ nhiệt trên bề mặt pin và giảm nóng cho bên dưới. Nhiệt độ mái nhà xưởng có thể giảm 3-5°C, giúp khu sản xuất mát hơn, tiết kiệm chi phí điều hòa, quạt mát.
• Chủ động nguồn điện: Doanh nghiệp có thể tự sản xuất điện và sử dụng tại chỗ, giảm phụ thuộc điện lưới. Hệ thống hoạt động vào ban ngày giờ cao điểm giúp cắt đỉnh phụ tải, giảm áp lực mua điện giá cao. Nhờ đó, doanh nghiệp vừa tiết kiệm chi phí, vừa tăng độ an toàn năng lượng.
• Nâng cao uy tín thương hiệu: Sử dụng điện xanh giúp doanh nghiệp dễ dàng đạt các chứng chỉ xanh (LEED, Green Mark…), được khách hàng và đối tác đánh giá cao. Khảo sát của Nielsen cho thấy 75% khách hàng ưu tiên sản phẩm xanh; doanh số của thương hiệu phát triển bền vững cao hơn 4% so với trung bình. Cùng với đó, doanh nghiệp có điện mặt trời sẽ được cộng điểm khi tham gia đấu thầu hoặc xuất khẩu sang các thị trường lớn.
• Bảo vệ môi trường: Giảm khí thải CO₂ và hạn chế nhiều tác động môi trường. Mỗi 1 MWp điện mặt trời có thể giảm hơn 105 tấn CO₂ mỗi tháng (tương đương trồng mới hơn 55.000 cây xanh), góp phần thực hiện trách nhiệm môi trường của doanh nghiệp.
• Vận hành đơn giản: Hệ thống điện mặt trời gần như tự động hoàn toàn, không sử dụng nhiên liệu, chi phí bảo trì thấp. Tuổi thọ hữu ích lên đến 30 năm, mang lại hiệu quả kinh tế lâu dài sau khi đã hoàn vốn đầu tư.

4.2 Ứng dụng thực tế điện năng lượng mặt trời áp mái

Hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái có thể ứng dụng linh hoạt trong nhiều lĩnh vực kinh doanh:

• Nhà máy sản xuất công nghiệp: Các nhà máy dệt may, linh kiện điện tử, chế biến thực phẩm… thường có mặt bằng mái rất lớn và nhu cầu điện ban ngày cao. Lượng điện mặt trời ổn định giúp các nhà xưởng nâng cao độ ổn định nguồn, giảm phụ thuộc vào điện lưới, đảm bảo sản xuất liên tục.
• Trung tâm thương mại, tòa nhà văn phòng, bệnh viện: Những cơ sở này có điện năng tiêu thụ lớn cho hệ thống điều hòa, chiếu sáng ban ngày. Việc lắp đặt điện mặt trời thương mại trên mái giúp cắt giảm đáng kể chi phí điều hành và nâng cao hình ảnh xanh cho tòa nhà.
• Nhà kho và cơ sở logistics: Các kho bãi, đối với lĩnh vực logistic và chuỗi lạnh, cũng có thể tận dụng mái rộng để lắp đặt điện mặt trời. Điện mặt trời hỗ trợ vận hành các thiết bị chiếu sáng, kho lạnh ban ngày, giảm tải đổ vào lưới điện.
• Trang trại nông nghiệp công nghệ cao: Trong các nhà kính trồng trọt, trang trại chăn nuôi quy mô lớn, việc lắp đặt điện năng lượng mặt trời áp mái không làm ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất mà còn cung cấp điện cho hệ thống bơm tưới, quạt thông gió, chiếu sáng chuồng trại… Điều này giúp cơ sở nông nghiệp giảm phí nhiên liệu và nâng cao tính bền vững.

Là một trong những đơn vị tiên phong trong lĩnh vực điện năng lượng mặt trời áp mái và giải pháp công nghiệp tại Việt Nam, ETEK sở hữu nhiều ưu thế nổi bật:

• Kinh nghiệm và uy tín: Thành lập từ năm 2004, ETEK có trên 20 năm kinh nghiệm triển khai các giải pháp công nghiệp tiên tiến và hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái cho doanh nghiệp. ETEK đã thực hiện hàng trăm dự án trên khắp cả nước, được nhiều khách hàng đánh giá cao về chất lượng và tiến độ.
• Giải pháp trọn gói: ETEK cung cấp dịch vụ EPC toàn diện từ khâu khảo sát, tư vấn thiết kế đến thi công, lắp đặt và bảo trì hệ thống. Doanh nghiệp được hỗ trợ toàn diện và tiết kiệm thời gian, chi phí khi chọn ETEK làm đối tác triển khai.
• Công nghệ & chất lượng: ETEK hợp tác với các nhà cung cấp thiết bị điện năng lượng mặt trời áp mái hàng đầu thế giới. Thiết bị do ETEK lựa chọn đều là loại cao cấp với đầy đủ chứng chỉ IEC, TÜV, CE, UL, đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, hiệu quả cao và an toàn tối đa.
• Năng lực quốc tế: Bên cạnh các dự án trong nước, ETEK còn có đội ngũ và kinh nghiệm để triển khai các dự án điện mặt trời ở khu vực Đông Nam Á. Việc am hiểu tiêu chuẩn quốc tế và quy trình bảo đảm chất lượng giúp ETEK tự tin đáp ứng yêu cầu của các khách hàng đến từ nhiều quốc gia trong khu vực.
• Hậu mãi và bảo hành: ETEK có đội ngũ kỹ thuật O&M chuyên nghiệp, sẵn sàng xử lý sự cố và bảo trì định kỳ. Khách hàng được hỗ trợ nhanh chóng suốt 24/7, đảm bảo hệ thống luôn hoạt động hiệu quả, an toàn.

Với những ưu thế trên, ETEK là đối tác uy tín để doanh nghiệp an tâm khi triển khai các dự án điện năng lượng mặt trời áp mái trong và ngoài nước.

Bài viết liên quan:

• Bảo trì điện năng lượng mặt trời áp mái theo tiêu chuẩn kỹ thuật

• Chính sách điện năng lượng mặt trời áp mái tại Việt Nam

• Các loại điện năng lượng mặt trời khác

• Thị trường quốc tế