Hệ thống điện mặt trời áp mái - Hướng dẫn lắp đặt

 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 2019 19
TS. ĐẶNG MẠNH CƯỜNG 
Trường Cao đẳng Điện lực TP. HCM
(Bài 2)
HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI - 
HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT
I. PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI HỆ THỐNG 
CÁC TẤM PIN MẠT TRỜI
1.1 Hướng của hệ thống dàn pin
Tối ưu vị trí đặt dàn pin là một trong những 
những ưu tiên hàng đầu. Những vấn đề về vị 
trí lắp đặt dàn pin, chẳng hạn như trên mái nhà 
không có vị trí lắp đặt tối ưu, cần có sự cân nhắc 
giữa cách bố trí dàn pin và tính thẩm mỹ cho 
công trình, yếu tố này sẽ giúp cho các người 
lắp đặt quyết định vị trí đặt dàn pin tốt nhất và 
điều chỉnh hướng nghiêng hợp lý. Hay nói cách 
khác, lượng năng lượng mặt trời hàng năm thu 
được sẽ biến đổi khi có sự thay đổi góc phương 
vị và góc nghiêng của dàn pin.
Ở Việt Nam, tấm pin quay về hướng Nam 
và đầu Bắc cao hơn đầu Nam tùy theo vĩ độ của 
vị trí lắp pin để nhận được nguồn năng lượng 
lớn nhất từ mặt trời. Tuy nhiên, không phải tòa 
nhà nào cũng xoay theo đúng hướng như mong 
muốn. Do đó, tùy theo diện tích, vị trí và các vật 
thể đổ bóng lên vị trí lắp tấm pin mà cần tính 
toán góc xoay của hệ thống tấm pin cho phù hợp.
1.2 Góc nghiêng của dàn pin
Khi lắp đặt các dàn tấm pin nên được điều 
chỉnh hướng về phía mặt trời để hấp thụ tối đa 
bức xạ mặt trời mọi thời điểm. Các tấm pin sẽ 
tạo ra mức năng lượng tối đa khi được chiếu 
trực diện vuông góc với tia sáng mặt trời và 
trong điều kiện không có đổ bóng trên các tấm 
pin. Trên thực tế nếu hệ thống tấm pin mặt trời 
lắp đặt cố định muốn nhận năng lượng nhiều 
nhất có thể phải được lắp nghiêng một góc so 
với phương nằm ngang. Đối với các vị trí lắp đặt 
có vĩ độ lớn, góc nghiêng tối ưu cho dàn pin sẽ 
cao hơn để tăng hiệu quả năng lượng thu được. 
Bảng cóc nghiêng dàn tấm pin tham khảo cho một số thành phố lớn ở Việt Nam
Thành phố Mùa đông Mùa xuân/ Mùa 
thu
Mùa hạ Góc nghiêng trung 
bình
Hồ Chí Minh 34 11 -12 11 
Phan thiết 34 11 -12 11 
Đà lạt 36 12 -12 12 
Đà Nẵng 40 16 -8 16 
Hà Nội 44 21 -2 21 
1.3 Bóng đổ trên dàn pin
Ngoài việc xác định góc nghiêng cũng cần 
phân tích đổ bóng để đánh giá và định lượng 
ảnh hưởng của đổ bóng trên tấm pin trên dàn 
pin. Bóng đổ gây ra do các vật thể ở gần dàn pin 
làm cản trở bức xạ mặt trời, đặc biệt là các vật 
thể nằm ở đông, nam, tây của dàn pin. Chúng 
bao gồm cây cối, các tòa tháp, đường dây của 
lưới điện, các tòa nhà và kết cấu khác cũng như 
một số các vật thể như ăng-ten, ống khói, cửa 
sổ của mái hiên, bồn nước và những dàn pin 
đôi khi cũng sẽ gây đổ bóng cho nhau. Bụi bẩn 
tích lũy lâu ngày trên mảng pin cũng ảnh hưởng 
tương tự như đổ bóng. Dàn pin nên được chiếu 
sáng lý tưởng nhất là không có đổ bóng trong 
khoảng thời gian từ 8h sáng đến 16h chiều, do 
đây là thời điểm bức xạ mặt trời cao nhất trong 
ngày. Tuy nhiên điều này khó có thể đạt được 
nên cần cân nhắc đến vị trí cụ thể của dàn pin 
cũng như khi giảm thiểu tối đa các vật thể gây 
đổ bóng (VD: tỉa bớt hoặc chặt bớt cây). Đối với 
những hệ thống nhiều dàn pin theo hàng song 
song, các dàn pin có thể đổ bóng lên dàn pin ở 
phía sau vào mùa đông nếu các hàng gần nhau. 
Bóng đổ nhiều lên dàn pin sẽ dẫn đến một phần 
hoặc cả chuỗi dàn pin ngưng hoạt động tùy 
theo hướng bóng đổ và cách kết nối điện của 
dàn pin. Khoảng cách tối thiểu giữa các hàng 
pin phụ thuộc vào vị trí lắp đặt, chiều cao của 
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 201920
vật thể gây bóng và khoảng thời gian cần tránh 
bóng đổ trong ngày và trong năm. Do đó, cần 
phải bố trí các giàn pin và mô phỏng trên phần 
mềm thiết kế để có một kết quả chính xác.
1.4 Các phương pháp để đấu nối pin năng 
lượng mặt trời
¾	Phương pháp 1: Đấu song song
Khi đấu nối song song các tấm pin, điện áp 
làm việc của dàn pin cũng chính là điện áp của 
từng tấm pin, và dòng điện làm việc của dàn pin 
bằng tổng dòng điện của từng tấm pin. Phương 
pháp này có hạn chế là dòng điện có thể rất cao 
dẫn đến dây dẫn lớn. 
¾	Phương pháp 2: Đấu nối tiếp – 1 Chuỗi 
(1 String)
Khi đấu nối tiếp 1 string điện áp làm việc của 
dàn pin là tổng điện áp của tất cả các tấm pin 
trong string, và dòng điện làm việc của dàn pin 
bằng dòng điện qua từng tấm pin. Phương pháp 
này có hạn chế là điện áp khá cao dẫn đến nguy 
hiểm khi chạm chập, ngoài ra nếu có 1 tấm pin 
sản sinh ra dòng điện thấp thì dòng điện cả dàn 
cũng thấp theo. Ví dụ khi có bóng đổ trên một 
vài tấm pin trong string sẽ làm dòng điện của 
các tấm này sinh ra giảm và dẫn đến dòng điện 
trong cả dàn sinh ra cũng giảm theo. 
¾	Phương pháp 3: Đấu nối tiếp – Nhiều 
chuỗi (N String)
Khi đấu nối tiếp N string điện áp làm việc 
của từng string là tổng điện áp của tất cả các 
tấm pin trong string đó, và dòng điện làm việc 
của từng string bằng dòng điện qua từng tấm 
pin. Phương pháp này có hạn chế là điện áp 
khá cao dẫn đến nguy hiểm khi chạm chập. Ưu 
điểm của phương pháp này là từng string làm 
việc độc lập không bị ảnh hưởng nhaun, nếu 
string nào giảm dòng sẽ không làm string khác 
giảm dòng điện, ngoài ra các string sẽ có thể 
làm việc ở các điểm tối ưu công suất (MPPT) 
khác nhau sẽ hiệu quả hơn cho toàn hệ thống. 
¾	Phương pháp 4: Kết hợp song song và 
nối tiếp trong hệ thống tấm pin mặt trời
Khi đấu hỗn hợp song song và nối tiếp, điện 
áp dàn pin bằng điện áp tổng các tấm pin đã 
mắc nối tiếp, dòng điện dàn pin sẽ bằng tổng 
dòng điện của các nhánh đã mắc song song. 
Phương pháp này hài hòa về dòng điện và điện 
áp, tùy theo thực tế và yêu cầu của inverter.
II. PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI HỆ THỐNG 
CÁC TẤM PIN VỚI BIẾN TẦN
Một hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa 
lưới thông thường gồm các thiết bị sau:
- Các tấm pin năng lượng mặt trời.
- Inverter chuyển đổi DC/AC.
- Tủ điện đóng cắt, bảo vệ DC và AC.
- Điện kế.
- Các thiết bị tải xoay chiều AC.
9	Nguyên tắc làm việc các thiết bị này như 
sau:
Điện  NLMT thu được từ tấm pin (Solar 
Panel) là điện DC, qua bộ chuyển đổi và hòa 
lưới (Grid-tie inverter), có chức năng đổi từ 
điện DC – AC cùng pha cùng tần số với điện 
lưới, sau đó hệ thống sẽ hòa chung với điện 
lưới quốc gia. Hệ thống điện năng lượng mặt 
trời hòa lưới không cần dùng ắc-quy lưu trữ. 
Khi công suất hòa lưới bằng công suất tải thì tải 
tiêu thụ điện hoàn toàn từ pin mặt trời.
- Khi công suất tải tiêu thụ lớn hơn công 
suất hòa lưới thì tải sẽ nhận thêm công suất lưới 
bù vào. Buổi tối sẽ dùng năng lượng điện từ lưới 
điện quốc gia (vì không có bức xạ mặt trời).
- Các tấm pin sẽ được lắp trên mái nhà. 
Cần có đồng hồ đo điện năng hai chiều được lắp 
thêm vào để tính toán lượng điện năng lượng 
mặt trời sản xuất ra từ tấm pin và điện năng 
nhận từ lưới.
Khi xác định vị trí lắp Inverter phải xem xét 
một số yếu tố sau:
- Đảm bảo tính thẩm mỹ cho công trình, 
khu vực lắp thiết bị.
- Vị trí lắp inverter càng gần với giàn pin 
sẽ tốt hơn (không nên xa quá 50m).
- Phải có gió tự nhiên, thoáng mát để đảm 
bảo mức tản nhiệt cho thiết bị và đủ không gian 
để lắp các thiết bị trong hệ thống.
- Chọn phương án đi dây dễ dàng từ các 
tấm pin đến inverter và từ inverter đến điểm 
hòa lưới.
- Xác định và đo chiều dài từ vị trí lắp pin 
đến vị trí lắp inverter.
- Xác định phương pháp đi dây điện từ 
giàn pin đến vị trí inverter.
- Phải có bản vẽ thể hiện vị trí lăp inverter.
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 2019 21
4 
Hướng dẫn lắp đặt Inverter 1 pha: 
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 201922
5 
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 2019 23
6 
Hướng dẫn lắp đặt Inverter 3 pha: 
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 201924
7 
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 2019 25
8 
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 201926
quá trình khoan để gia cố các 
thanh đỡ của khung giàn
- Sử dụng bass nẹp để cố 
định tấm pin và khung giàn 
đỡ khi lắp áp sát mái, các bass 
nẹp không được quá cao so 
với mặt pin vì sẽ gây đổ bóng 
vào các cell làm giảm hiệu suất 
hệ thống.
3.1 Lắp áp sát mái tole
Rail nhôm được bố trí 
vuông góc với xà gồ mái tôn 
và các tấm pin được cố định 
với giàn khung như hình bên 
dưới:
9	 Lắp giàn khung 
trên mái tôn:
- Lắp đặt ấm pin bằng 
giàn khung trên mái tôn cũng 
tương tự như lắp đặt trên mái 
bê tông. Các bảng liên kết giàn 
III. LẮP ĐẶT CÁC TẤM SOLAR TRÊN MÁI NHÀ
Những điểm cần chú ý khi lắp đặt trên mái tole:
- Tùy thuộc vào mức độ đổ bóng, hướng mái, độ nghiêng mái 
mà phương án lắp đặt là áp sát mái tôn hay dựng giàn khung 
trên mái tôn.
- Chú ý đến vấn đề chống thấm trên mái tole khi thực hiện 
Hình 3.1: Cách lắp bass nẹp giữa 02 tấm pin và bass nẹp 
tại tấm pin cuối của dãy
Hình 3.3: Cách lắp đặt tấm pin bằng giàn khung trên mái tôn.
Hình 3.5: Lắp đặt bass hook mái ngói 
Hinh 3.2: Cách lắp tấm pin áp sát mái trên mái tole
Hình 3.6: Lắp đặt rail nhôm lên 
bass hook
 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 3 / 2019 27
Hình 3.7: Lắp đặt tấm pin bằng giàn khung sắt trên mái ngói
Hình 3.7: Lắp đặt tấm pin bằng giàn khung sắt trên mái ngói
khung với xà gồ mái cần được làm cẩn thận, 
đảm bảo chống thấm và gia cố chắc chắn.
3.2 Lắp trên mái ngói
Tùy thuộc vào mức độ đổ bóng, hướng mái, 
độ nghiêng mái mà phương án lắp đặt là áp sát 
mái ngói hay dựng giàn khung trên mái ngói 
Chú ý đến vấn đề chống thấm trên mái ngói khi 
thực hiện lắp đặt giàn khung Sử dụng bass nẹp 
để cố định tấm pin và khung giàn đỡ khi lắp áp 
sát mái, các bass nẹp không được quá cao so với 
mặt pin vì sẽ gây đổ bóng vào các cell làm giảm 
hiệu suất hệ thống.
- Lắp áp sát mái ngói:
- Lắp đặt giàn khung trên mái ngói
Đối với phương án lắp đặt giàn khung trên 
mái ngói, cần đảm bảo xà gồ mái đủ lớn để chịu 
được tải trọng của giàn khung. Ngoài ra phải 
lưu ý phương pháp chống thấm và gia công cơ 
khí cần được đảm bảo ở mức độ cao.