Các hệ thống phát điện bằng năng lượng mặt trời hiện đại thường sử dụng công nghệ Pin quang điện (Photovoltaic hoặc PV) để hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa nguồn năng lượng này thành điện năng. Các mảng pin của hệ thống Pin quang điện sản sinh ra dòng điện 1 chiều (DC) tăng giảm cường độ do ánh sáng mặt trời thay đổi. Để phục vụ được trong đời sống, nguồn năng lượng này cần phải được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) với điện áp mong muốn thông qua bộ nghịch lưu (inverter). Một vài hệ thống cần bộ ắc quy để trữ điện năng dự phòng trong những ngày trời âm u hoặc lúc về đêm, và bộ điều khiển sạc sẽ được sử dụng để ngăn ngừa tình trạng bộ ắc quy bị sạc quá đầy.

Hình 1: Sơ đồ hệ thống năng lượng mặt trời

Về cơ bản, chúng ta đều thấy hệ thống điện mặt trời là một hệ thống phức tạp với rất nhiều thành phần thiết bị điện cần được đo đạc, giám sát, phân tích và ghi lại các dữ liệu đo để bảo trì hệ thống cũng như để giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình vận hành hàng ngày.

Đo kiểm tra về điện

Đồng hồ vạn năng (Digital multimeters (DMMs)) và ampe kìm là những công cụ vô cùng tiện ích và dễ sử dụng với các chức năng đo điện áp và dòng điện để bảo trì hệ thống điện mặt trời.

Hioki DT4254 là thiết bị chuyên dụng được thiết kế để đo dòng điện với điện áp cao lên tới 1700V DC vô cùng phù hợp với hệ thống pin năng lượng mặt trời PV với điện áp thường xuyên cao tới 1000VDC.

 

Trong hộp đấu dây, một chiếc ampe kìm Hioki CM4370 AC/DC nên được sử dụng để đo dòng điện của mỗi chuỗi pin sinh ra điện và truyền lên lưới điện. Chuỗi pin bị sự cố sẽ phát ra dòng điện thấp hơn rõ rệt. Nhờ đó, mà các kĩ sư điện có thể so sánh những thông số được lấy từ các chuỗi pin trong cùng một hộp đấu dây để xem sự khác biệt và tìm ra chuỗi pin nào đang có vấn đề.

 

Đo điện trở cách điện của tấm pin năng lượng mặt trời

Khi đo điện trở cách điện của tấm pin năng lượng mặt trời, điều tiên quyết là chúng ta không được áp dụng những phương pháp truyền thống sử dụng cho các yêu cầu đo cách điện khác bởi điện áp của pin quang điện sẽ ảnh hưởng lên độ chính xác của việc đo điện áp và rủi ro gây hỏng thiết bị đo nếu mảng pin mặt trời được nối đất. Cách thông thường là đo cách điện pin quang điện vào buổi tối khi không có ánh sáng mặt trời nhưng bất tiện cho công việc.

Thiết bị đo điện trở cách điện Hioki IR4053 là sự lựa chọn lý tưởng để giải quyết vấn đề này, với khả năng đo điện trở cách điện pin quang điện nhanh chóng, an toàn, chính xác ngay cả trong ngày nắng với mạch đo đặc biệt được tích hợp sẵn.

 

Thiết bị đo cường độ ánh sáng và nhiệt độ không dây

Thiết bị ghi dữ liệu nhỏ gon Hioki LR8515 có thể được sử dụng như một công cụ đo và ghi lại cường độ ánh sáng và nhiệt độ trong khoảng thời gian yêu cầu.

• Ghi lại những dữ liệu từ cảm biến ánh sáng mặt trời được hiệu chuẩn và cảm biến nhiệt độ bằng Thiết Bị Ghi Dữ Liệu Điện Áp / Nhiệt Độ Không Dây LR8515. Sử dụng thông số đo được để hiệu chỉnh những đường cong IV và phục vụ các công tác bảo trì và phòng ngừa khác.
• Thiết bị thiết bị ghi dữ liệu Hioki LR8515 được thiết kế kết nối không dây Bluetooth giúp lấy dự liệu về điện thoại, máy tính bảng, laptop một cách dễ dàng.

 

Giám sát điện áp của bình ắc quy chì

Dòng thiết bị HIOKI LR8400-20 với những phiên bản khác nhau từ phiên bản tiêu chuẩn có 30 kênh, mở rộng lên đến 60 kênh có thể được sử dụng để đo điện áp của bình ắc quy chì UPS của hệ thống điện năng lượng mặt trời nhằm giám sát được sự dao động của điện áp.

Hình 7: Thiết bị ghi dữ liệu LR8400 được đấu nối trong hệ thống kiểm soát UPS trực tuyến

 

Kiểm tra lượng điện sản sinh và chất lượng điện của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Thiết bị phân tích chất lượng điện mới Hioki PQ3100 có thể đo lượng điện được sản sinh và tiêu thụ cùng lúc. Những dữ liệu sẽ cho phép chúng ta xác định rằng hệ thống pin quang điện có hoạt động tốt hay không.

PQ3100 có thể đo đầu ra của bộ điều hòa điện (power conditioner), điện áp và sự thay đổi tần số. Đồ thị nhiều màu thể hiện nhu cầu điện năng và những sự thay đổi được hiển thị trên màn hình của PQ3100 cho phép bạn kiểm tra khả năng hoạt động của hệ thống PV ngay tức khắc.

Thiết bị PQ3100 còn được dùng để cùng lúc đo tất cả những thông số chất lượng điện năng chẳng hạn như điện áp/ dòng RMS, tăng/ giảm điện áp, ngắt mạch, quá áp tức thời, dòng xung kích, điện năng, tần số, hệ số mất cân bằng điện áp/dòng điện, sóng hài.

 

Đánh giá các đặc tính đầu vào và đầu ra của bộ điều hòa điện (power conditioner)

Thiết bị phân tích công suất PW6001 có thể cùng lúc đo và thể hiện rất nhiều thông số gồm có điện áp/dòng điện DC/AC, hệ số nhấp nhô điện áp, công suất, công suất tiêu thụ, hệ số công suất, tần số, hệ số méo dạng điện áp/ dòng điện, lượng điện năng sản sinh và tiêu thụ, hệ số mất cân bằng điện áp, và hiệu suất. Thiết bị cũng có thể hiển thị các dạng sóng của điện áp/ dòng điện.

 

Đo hiệu suất của bộ nghịch lưu dùng cho hệ thống pin quang điện đa chuỗi

Một khả năng nữa của thiết bị PW6001 là đo hiệu suất của hệ thống nhiều chuỗi (mảng) pin mặt trời với đầu ra 50/60Hz hòa vào lưới điện.