Chúng ta thường nghe nói những thiết bị thay đổi nguồn điện gọi chung là biến tần ( thay đổi tần số). Tuy nhiên có sự khác biệt lớn giữa biến tần sử dụng trong ngành điện năng lượng mặt trời và biến tần sử dụng trong điều khiển tốc độ động cơ trong công nghiệp. Có điểm chung giữa hai thiết bị này là đều được sử dụng để tiết kiệm năng lượng cho các mục đích khác nhau.
Trong bài viết này Quang Điện Energy sẽ đi sau khám phá những điểm giống và khác nhau giữa hai thiết bị này.
Biến tần năng lượng mặt trời Solar Inverter
Nội dung
Bộ biến tần năng lượng mặt trời theo các sách chuyên ngành điện tử công suất được gọi là bộ nghịch lưu, nghĩa là vai trò chính của nó là chuyển đổi nguồn DC (dòng điện một chiều) từ tấm pin quang điện, pin lưu trữ thành nguồn AC (dòng điện xoay chiều).
Quá trình chuyển đổi này có vai trò then chốt để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của các thiết bị, tiện ích và công cụ hoạt động bằng nguồn điện xoay chiều AC.
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hoạt động như nào?
Các khía cạnh chính của bộ biến tần năng lượng mặt trời:
- Chuyển đổi nguồn DC sang AC: Chức năng cốt lõi của bộ biến tần năng lượng mặt trời xoay quanh việc chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC), do đó làm cho nguồn điện đầu ra của nó tương thích với các thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều.
- Ứng dụng đa dạng: Bộ biến tần năng lượng mặt trời được ứng dụng trong nhiều cài đặt khác nhau. Chúng bao gồm hệ thống điện không nối lưới, phương tiện giải trí, giải pháp điện dự phòng khẩn cấp và hệ thống năng lượng tái tạo.
- Hỗ trợ thiết bị xoay chiều AC: Bộ biến tần đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép hoạt động của các thiết bị sử dụng nguồn AC tiêu chuẩn trong môi trường có nguồn điện chính là DC. Điều này đặc biệt thích hợp trong các tình huống không nối lưới hoặc nguồn điện di động.
Phân loại biến tần năng lượng mặt trời Solar Inverter
Biến tần độc lập hay còn gọi là biến tần không nối lưới Off Grid: Sử dụng trên tàu thủy, hải đảo, miền sâu vùng xa, nhà di động.
Biến tần hòa lưới hay còn gọi là kết nối lưới On Grid: đây là biến tần được sử dụng nhiều nhất bởi chi phí thấp và thời gian hoàn vốn cho các dự án điện mặt trời nhanh.
Biến tân giữa hai loại trên là biến tần Hybrid: Biến tần hòa lưới có lưu trữ này được sử dụng nhiều trong các hộ gia đình, vừa giảm tiền điện vừa thay thế máy phát điện.
Bộ biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ VFD
Bộ biến tần VFD, còn được gọi là bộ điều khiển thay đổi tần số của động cơ Variable Frequency Drive hoặc bộ điều chỉnh tốc độ động cơ Adjustable Speed Drive (ASD), hoạt động như một thành phần quan trọng trong lĩnh vực điều khiển động cơ.
Chức năng chính của nó xoay quanh việc điều khiển chính xác tốc độ và mô-men xoắn của động cơ AC (dòng điện xoay chiều). Thao tác này đạt được bằng cách điều chỉnh linh hoạt cả tần số và điện áp cung cấp cho động cơ. VFD chuyển đổi năng lượng bằng cách thay đổi tần số cố định và điện áp cố định thành tần số thay đổi và điện áp thay đổi bằng cách sử dụng các mạch điện tử. Việc tăng tần số thậm chí còn giúp động cơ có thể chạy nhanh hơn mức thiết kế.
Các khía cạnh chính của Bộ biến tần điều khiển động cơ:
- Điều khiển các thông số động cơ AC: Mục đích chính của bộ biến tần là thực hiện điều khiển động cơ AC, cho phép điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của chúng.
- Ứng dụng công nghiệp và thương mại: Bộ biến tần VFD được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở công nghiệp và thương mại, nơi bắt buộc phải điều khiển tỉ mỉ các thiết bị tự động. Điều này bao gồm các ứng dụng trong máy bơm, quạt, hệ thống băng tải và nhiều loại máy móc chạy bằng động cơ khác.
- Tần số và điện áp đầu ra thay đổi: Không giống như các nguồn điện thông thường, bộ biến tần VFD mang lại sự linh hoạt trong việc thay đổi cả tần số và điện áp của nguồn điện được cung cấp, từ đó cho phép điều khiển tốc độ đối với các hệ thống tự động hóa.
Biến tần điều khiển động có thường có các hàm điều chỉnh thông dụng như sau:
- Điều khiển quay động cơ thuận, quay động cơ ngược
- Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng chiết áp, bằng phím ấn
- Cài đặt chế độ tăng tốc, giảm tốc của động cơ.
Tuy theo nhu cầu sử dụng mà có các chế độ điều khiển động cơ cho phù hợp với ứng dụng của từng máy móc như: Điều khiển V/F, điều khiển véc tơ không cảm biến tốc độ (Sensorless Vector – SVC), điều khiển Torque.
Ưu điểm của việc sử dụng VFD là gì?
Biến tần điều khiển động cơ VFD giúp khởi động động cơ ở tần số và điện áp bằng 0. Điều này sẽ giúp tăng tuổi thọ động cơ.
Tổn thất điện năng được loại bỏ khi sử dụng VFD.
Để giữ cho động cơ AC nằm trong giới hạn và không vượt quá phạm vi tiết kiệm năng lượng, VFD điều khiển và điều chỉnh điện áp và công suất. Điều này bảo vệ cả quá trình và thiết bị.
Lợi ích hữu ích nhất của VFD là khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa với VFD giúp giảm chi phí tổng thể .
Tiềm năng tiết kiệm năng lượng tối đa với VFD?
Ngoài chức năng điều chỉnh tốc độ động cơ cảm ứng nhờ điều chỉnh tần số của nguồn điện. Biến tần VFD còn giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể, từ 20% đến 65%, tùy thuộc vào ứng dụng và phạm vi hoạt động. Lý do chính khiến khả năng tiết kiệm năng lượng đạt tối đa với VFD trong thiết bị điện là do nó sử dụng với động cơ bơm, VFD mang lại lợi thế tiết kiệm chi phí và tiết kiệm rất nhiều năng lượng.
Tóm lại, mấu chốt của sự khác biệt nằm ở mục đích riêng biệt mà các thiết bị này phục vụ:
- Bộ biến tần điều khiển động cơ chuyên dụng để điều khiển các thông số động cơ xoay chiều trong hệ thống công nghiệp và thương mại.
- Ngược lại, bộ biến tần solar chuyên chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC, cho phép vận hành các thiết bị dùng nguồn AC trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Thuật ngữ “biến tần” là chỉ các thiết bị biến đổi, tuy nhiên cần tìm hiểu sâu và chính xác là không thể thiếu để tránh nhầm lẫn, vì các thiết bị này, mặc dù cả hai đều liên quan đến việc chuyển đổi năng lượng điện, vẫn đáp ứng các nhu cầu khác nhau trong phạm vi rộng hơn của hệ thống điện.