0847.599.599
09:40 - 09/10/2025
Sơ đồ pin năng lượng mặt trời là phần quan trọng giúp hiểu cách các tấm pin hoạt động, đấu nối và tích hợp vào hệ thống điện. Việc nắm rõ sơ đồ không chỉ giúp lắp đặt đúng kỹ thuật, tối ưu hiệu suất mà còn đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng. Cùng CoCo Solar tìm hiểu về cấu tạo pin, các kiểu sơ đồ đấu nối (nối tiếp, song song, kết hợp) và những lưu ý khi lắp đặt để bạn có thể áp dụng hiệu quả cho gia đình hoặc doanh nghiệp.
Pin năng lượng mặt trời có nhiệm vụ trực tiếp biến đổi ánh sáng thành điện năng. Nhờ hoạt động theo hiệu ứng quang điện, pin tạo ra dòng điện một chiều (DC) để cung cấp cho hệ thống. Đây là mắt xích đầu tiên trong toàn bộ chuỗi chuyển đổi năng lượng, quyết định đến hiệu suất và độ bền của hệ thống điện mặt trời.
Một tấm pin năng lượng mặt trời thường được thiết kế với nhiều lớp bảo vệ nhằm đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ lâu dài. Cấu tạo cơ bản của pin năng lượng mặt trời gồm có:
Nhờ cấu tạo nhiều lớp này, pin mặt trời có thể hoạt động ổn định từ 25 - 30 năm, chịu được mưa nắng và cả môi trường khắc nghiệt.
Trong sơ đồ pin năng lượng mặt trời, pin chính là nguồn phát điện ban đầu. Không có pin, toàn bộ hệ thống không thể tạo ra điện từ ánh sáng. Tuy nhiên, dòng điện mà pin sản sinh là dòng điện một chiều (DC), cần được xử lý thêm trước khi sử dụng.
Có thể nói, pin năng lượng mặt trời là nơi bắt đầu quá trình khai thác và tận dụng năng lượng sạch từ thiên nhiên. Hiểu rõ cấu tạo và vai trò của pin sẽ giúp người dùng dễ dàng đọc hiểu sơ đồ pin, lựa chọn cách lắp đặt phù hợp và vận hành an toàn.
Trong bất kỳ hệ thống điện mặt trời nào, sơ đồ pin năng lượng mặt trời luôn giữ vai trò cốt lõi, thể hiện cách thức dòng điện được tạo ra và truyền tải đến các thiết bị tiêu thụ. Về cơ bản, sơ đồ nguyên lý sẽ bao gồm các bước sau: Pin mặt trời → Inverter (biến tần) → Tải sử dụng (hoặc điện lưới). Với hệ thống hòa lưới bám tải (on-grid), sơ đồ sẽ chỉ gồm pin và inverter, không cần bộ sạc và pin lưu trữ. Bộ điều khiển sạc chỉ áp dụng trong hệ thống hybrid hoặc off-grid.
Trong đó:
Đối với những gia đình hoặc khu vực thường xuyên mất điện, sơ đồ pin có thể mở rộng thêm bộ sạc (charge controller) và pin lưu trữ (battery storage). Khi đó, dòng điện từ pin mặt trời sẽ được phân phối theo nguyên tắc:
Trong thực tế, cách đấu nối pin năng lượng mặt trời sẽ quyết định điện áp, dòng điện và khả năng tương thích của hệ thống với inverter. Có 3 dạng sơ đồ phổ biến: nối tiếp (Series), song song (Parallel) và kết hợp (Series-Parallel). Mỗi cách đấu nối có ứng dụng riêng, tùy thuộc vào nhu cầu và quy mô lắp đặt.
Trong sơ đồ pin nối tiếp, cực dương (+) của tấm pin này sẽ được nối với cực âm (-) của tấm pin tiếp theo, tạo thành một chuỗi liên tục.
Nguyên lý: Điện áp (V) sẽ được cộng dồn theo số lượng tấm pin, trong khi dòng điện (A) vẫn giữ nguyên. Ví dụ nếu có 4 tấm pin 540W, mỗi tấm 41V - 13A, khi nối tiếp sẽ tạo ra điện áp tổng cộng 160V, dòng vẫn giữ nguyên 13A.
Dạng nối tiếp phù hợp cho những inverter có dải điện áp đầu vào cao, thường dùng trong hệ thống điện mặt trời quy mô lớn hoặc khi muốn giảm tổn thất điện năng trên đường dây. Điểm mạnh của cách đấu nối này là giảm hao hụt điện năng, tuy nhiên nhược điểm là khi một tấm pin bị che bóng, hiệu suất của cả chuỗi sẽ giảm theo.
Trong sơ đồ pin song song, tất cả cực dương (+) của các tấm pin được nối chung với nhau, và tất cả cực âm (-) cũng nối chung với nhau.
Nguyên lý: Dòng điện (A) sẽ được cộng dồn, còn điện áp (V) vẫn giữ nguyên như điện áp của một tấm pin. Ví dụ nếu có 2 nhánh pin song song, mỗi nhánh gồm 2 tấm pin 40V - 13A nối tiếp, khi song song sẽ vẫn giữ 40V nhưng dòng điện tổng cộng tăng gấp đôi lên 26A.
Dạng đấu nối song song thích hợp khi cần dòng điện lớn, như trong các hệ thống hybrid hoặc off-grid cần cấp dòng sạc cao cho bộ pin lưu trữ. Ưu điểm của sơ đồ này là hạn chế ảnh hưởng khi một tấm bị che bóng. Tuy nhiên, do dòng điện tăng nên yêu cầu dây dẫn lớn hơn và thiết bị bảo vệ cũng phải phù hợp.
Sơ đồ pin kết hợp là sự phối hợp giữa nối tiếp và song song, nhằm tận dụng ưu điểm của cả hai phương án. Đây là kiểu lắp đặt phổ biến nhất hiện nay cho cả hộ gia đình lẫn doanh nghiệp.
Nguyên lý: Trong mỗi nhánh, các tấm pin được nối tiếp để tăng điện áp, sau đó nhiều nhánh sẽ được ghép song song để tăng dòng điện. Ví dụ nếu có 8 tấm pin 40V - 13A, có thể chia thành 2 nhánh, mỗi nhánh 4 tấm nối tiếp (160V - 13A). Sau đó ghép song song 2 nhánh, toàn bộ hệ thống sẽ đạt 160V - 26A.
Đấu nối kết hợp vừa đảm bảo dải điện áp phù hợp với inverter, vừa cân bằng dòng điện cho hệ thống, giúp thiết bị hoạt động ổn định. Ưu điểm lớn nhất của sơ đồ này là tính linh hoạt, phù hợp cho hầu hết nhu cầu sử dụng điện mặt trời từ hộ dân đến công nghiệp.
Sau khi lựa chọn cách lắp đặt sơ đồ pin (nối tiếp, song song hay kết hợp), bước quan trọng tiếp theo là đấu nối pin năng lượng mặt trời vào hệ thống. Tùy mục đích sử dụng, sơ đồ có thể triển khai theo 3 dạng: hòa lưới, hybrid hoặc off-grid.
Trong hệ thống hòa lưới, sơ đồ đấu nối pin thường được triển khai theo chuỗi sau:
Chuỗi pin mặt trời → CB DC → Isolator DC → SPD DC → Inverter hòa lưới → CB AC → Isolator AC → SPD AC → Tủ điện AC → Tải sử dụng & điện lưới.
Trong đó:
Đây là sơ đồ pin năng lượng mặt trời phổ biến nhất cho hộ gia đình, vì vừa tiết kiệm tiền điện, vừa đảm bảo khi thiếu điện mặt trời thì tự động lấy điện từ lưới mà không bị gián đoạn.
Sơ đồ hybrid là sự kết hợp giữa hòa lưới và lưu trữ điện, được triển khai theo dạng:
Pin mặt trời → CB DC → Isolator DC → SPD DC → Inverter hybrid → CB AC → Isolator AC → SPD AC → Tải sử dụng & Pin lưu trữ.
Trong đó:
Cơ chế hoạt động của dạng đấu nối này là ưu tiên cấp điện trực tiếp từ pin mặt trời cho tải, điện dư sẽ được nạp vào pin lưu trữ. Khi cả pin và lưu trữ không đủ, hệ thống mới lấy từ lưới.
Với sơ đồ này, gia đình vừa giảm chi phí hóa đơn, vừa có nguồn dự phòng khi mất điện, phù hợp ở khu vực có lưới điện nhưng thường xuyên mất ổn định hoặc có nhu cầu sử dụng điện liên tục cả ngày và đêm.
Đây là sơ đồ pin năng lượng mặt trời độc lập, hoàn toàn không phụ thuộc vào điện lưới:
Pin mặt trời → CB DC → Isolator DC → SPD DC → Bộ điều khiển sạc (MPPT/PWM) → Pin lưu trữ → Inverter off-grid → CB AC → Isolator AC → SPD AC → Tải.
Trong đó:
Đây là sơ đồ phù hợp cho vùng sâu vùng xa, hải đảo hoặc khu vực không có điện lưới quốc gia. Hệ thống off-grid cho phép người dùng tự cung tự cấp 100% bằng điện năng lượng mặt trời.
Hướng đặt và góc nghiêng của pin
Tại Việt Nam, hướng tối ưu nhất khi lắp đặt pin năng lượng mặt trời là hướng Nam. Ở khu vực miền Nam có thể lắp góc nghiêng 10 - 15°, còn ở miền Bắc thì nên lắp góc nghiêng 15 - 20° để tối ưu lượng bức xạ nhận được. Việc đặt đúng hướng và góc nghiêng sẽ giúp tăng hiệu suất phát điện từ 10 - 20% so với lắp đặt sai lệch.
Tránh che bóng, vật cản
Trong sơ đồ pin nối tiếp, chỉ cần một cell hoặc một tấm bị che bóng cũng làm giảm hiệu suất. Do đó, cần tránh vị trí có cây cối, cột điện, anten hoặc các vật cản tạo bóng đổ lên bề mặt pin, đặc biệt vào khung giờ nắng cao (9h - 15h).
Dây dẫn và đầu nối tiêu chuẩn
Nên sử dụng dây dẫn DC chuyên dụng, lõi đồng hoặc hợp kim chịu nhiệt, có khả năng chống tia UV. Đầu nối MC4 chuẩn quốc tế với khả năng chống nước và bụi theo tiêu chuẩn IP67 giúp hệ thống an toàn và ổn định lâu dài. Tránh dùng dây kém chất lượng vì có thể gây thất thoát điện năng, tăng nhiệt và nguy cơ cháy nổ.
Hệ thống bảo vệ an toàn
Trước khi điện DC đi vào inverter, cần lắp đặt CB DC, isolator DC và SPD DC để bảo vệ hệ thống trước sự cố quá dòng, quá áp hoặc sét lan truyền. Đây là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn cho cả người dùng và thiết bị.
Tiếp địa hệ thống
Tiếp địa là bước quan trọng khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời giúp giảm nguy cơ rò điện, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do sét đánh hoặc sự cố chạm chập.
Để đơn giản hóa quá trình triển khai, CoCo Solar mang đến nền tảng hỗ trợ từ khảo sát, báo giá sử dụng AI cho đến thi công và giám sát vận hành trên một ứng dụng duy nhất. Với CoCo Solar, việc lắp đặt pin năng lượng mặt trời trở nên dễ dàng, minh bạch và tiết kiệm hơn bao giờ hết.
>>> Trải nghiệm ngay tại: https://www.cocosolar.vn/vi
Chia sẻ mạng xã hội
Bài viết liên quan