Phải xem cho các nhà thiết kế EPC! Làm thế nào để cải thiện lợi nhuận với chuyển đổi FIP và PPA "DC link" với bộ lưu trữ pin

2025/05/29

Sự thay đổi hệ thống vào tháng 4 đã mở đường cho sự ra đời của "liên kết DC", kết nối pin lưu trữ với phía phát điện năng lượng mặt trời thay vì PCS. Một người tiên phong trong bộ chuyển đổi DC/DC cung cấp lời giải thích chi tiết về các điểm chính trong thiết kế liên kết DC.

Hình ảnh chính: Một nhà máy điện mặt trời ở Kyushu được cấp điện trở lại bằng bộ chuyển đổi DC/DC của Ampt. (Ảnh do Ampt cung cấp)

Giảm đầu tư ban đầu và tăng lợi nhuận với
nhiều lợi ích của liên kết DC

Để cải thiện lợi nhuận với "quá trình chuyển đổi FIP" từ hệ thống FIT sang hệ thống FIP, việc lắp đặt pin lưu trữ tại các nhà máy điện và vận hành chúng theo cách dịch chuyển thời gian là hiệu quả. Hơn nữa, "liên kết DC (dòng điện một chiều)", kết nối pin lưu trữ với phía phát điện mặt trời từ bộ điều hòa điện (PCS), có lợi thế là giảm đầu tư ban đầu và cải thiện lợi nhuận từ việc bán điện. Trong trường hợp "liên kết AC (dòng điện xoay chiều)", kết nối pin lưu trữ với phía lưới điện từ PCS, cần có một bộ biến tần lai (AC↓DC↓AC) cho pin lưu trữ ngoài PCS năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, liên kết DC không yêu cầu bộ biến tần lai, do đó có thể giảm chi phí xây dựng. Ngoài ra, số lần chuyển đổi được giảm, tăng hiệu quả của hệ thống, do đó có thể gửi nhiều điện năng lượng tái tạo hơn (kWh) vào lưới điện.

Theo hệ thống trước đây, khi một pin lưu trữ được kết nối với hệ thống phát điện năng lượng mặt trời thông qua liên kết DC sau khi chuyển sang FIP, giá cơ sở đã được thay đổi thành giá trị trung bình có trọng số dựa trên tỷ lệ đầu ra của PCS so với đầu ra của hệ thống phát điện năng lượng mặt trời quá tải, khiến giá cơ sở giảm. Để phản hồi lại điều này, các nhóm ngành và những người khác chỉ ra rằng "giá mua được tính toán thấp hơn so với khi tính đến dòng điện thực tế" và "điều này tạo ra sự mất động lực cho các doanh nghiệp".

Để ứng phó với vấn đề này, chính phủ đã thay đổi hệ thống kết nối pin lưu trữ với liên kết DC vào tháng 4 năm nay. Tỷ lệ khối lượng điện tăng lên do lắp đặt pin lưu trữ hiện sẽ được tính toán bằng cách sử dụng giá trị ước tính cho tỷ lệ khối lượng điện cắt đỉnh được tính toán về mặt kỹ thuật theo tỷ lệ quá tải. Điều này đã loại bỏ các biện pháp ngăn cản và dự kiến ​​lợi nhuận sẽ tăng so với hệ thống trước đây. Sự thay đổi hệ thống này sẽ là một lợi ích cho các doanh nghiệp đang cân nhắc cả việc chuyển giao FIP và lắp đặt pin lưu trữ.
 

Sự phổ biến của bộ chuyển đổi DC/DC và
các vấn đề trong phương pháp thiết kế mạch liên kết DC

Khi kết nối pin lưu trữ với liên kết DC, có một số cân nhắc về thiết kế dành riêng cho liên kết DC. Kondo cho biết, "Trong khi các bộ biến tần lai để sử dụng với liên kết AC được sử dụng rộng rãi, thì các bộ chuyển đổi DC/DC hiệu suất cao cần thiết cho liên kết DC lại không được sử dụng rộng rãi. Tôi nghĩ một trong những lý do khiến nhiều kỹ sư chọn liên kết AC là vì bộ chuyển đổi DC/DC khó có được."

Ngoài ra, cần có hiểu biết về cách thiết kế mạch liên kết DC. "Ví dụ, với liên kết DC, không có PCS giữa pin mặt trời và pin lưu trữ, do đó cần có mạch để ngăn dòng điện ngược từ pin lưu trữ đến pin mặt trời khi pin mặt trời không tạo ra điện, chẳng hạn như vào ban đêm. Ngoài ra, cần có các biện pháp để ngăn dòng điện khởi động từ pin lưu trữ đến bộ chuyển đổi DC/DC và PCS. Dòng điện khởi động là dòng điện lớn chạy ngay lập tức từ pin lưu trữ khi khởi động và phải cẩn thận để ngăn dòng điện này làm hỏng mạch", Kondo chỉ ra.

Hai điểm cần lưu ý khi thiết kế mạch liên kết DC

Kondo giải thích cách giải quyết các vấn đề này như sau: "Ampto, một công ty của Hoa Kỳ, có một loạt các bộ chuyển đổi DC/DC hiệu suất cao. Ngoài ra, dựa trên thành tích của họ ở Bắc Mỹ và các quốc gia khác trên thế giới, họ có bí quyết về các phương pháp thiết kế cụ thể cho các liên kết DC."

Đầu tiên, đây là cách ngăn chặn dòng điện chảy ngược vào ắc quy lưu trữ, đây là một vấn đề trong quá trình thiết kế: "Phương pháp điện đầu tiên là sử dụng điốt ngăn dòng điện chảy ngược để cho phép dòng điện chạy theo một hướng, và phương pháp thứ hai là phát hiện trời tối và mở rơle điện từ được lắp giữa pin mặt trời và ắc quy lưu trữ. Cả hai phương pháp đều có thể ngăn chặn dòng điện chảy ngược, nhưng tốt nhất là thiết kế cụ thể, có tính đến các yếu tố như chi phí và tổng lượng dòng điện. Ngoài ra, rơle điện từ này được sử dụng để ngăn ngừa hỏa hoạn do sạc quá mức ắc quy lưu trữ. Nếu EMS (hệ thống quản lý năng lượng) phát hiện ắc quy lưu trữ bị quá điện áp hoặc vượt quá dòng điện sạc tối đa (tốc độ C), rơle điện từ sẽ tắt và dừng sạc", Kondo giải thích.

Tiếp theo, về các biện pháp chống dòng điện đột biến, người ta nói rằng việc lắp đặt một mạch để ngăn dòng điện đột biến được gọi là "mạch sạc trước" là có hiệu quả. Mạch sạc trước là mạch tạm thời cho dòng điện đột biến đi qua một điện trở khi bật nguồn, cho phép dòng điện dư thoát ra. "Dòng điện đột biến tạm thời được bỏ qua đến một mạch có điện trở, và sau vài giây, dòng điện đột biến giảm xuống, do đó nó được đưa trở lại mạch điện bình thường không có điện trở. Mạch sạc trước rất phổ biến, nhưng chúng có thể bị bỏ qua khi thiết kế mạch liên kết DC lần đầu tiên", Kondo cho biết.

 

Thể hiện sức mạnh trong PPA cho người tiêu dùng muốn có năng lượng tái tạo 24 giờ một ngày

Việc kết nối pin lưu trữ với liên kết DC sẽ mang lại lợi ích không chỉ cho việc chuyển mạch FIP mà còn cho các hợp đồng mua bán điện (PPA). "Ví dụ, sẽ có nhu cầu ngày càng tăng đối với các công ty có mục tiêu sử dụng 100% điện tái tạo cho các hoạt động kinh doanh của họ, ngay cả vào ban đêm. Với liên kết DC, điện được tạo ra có thể được sạc trực tiếp vào pin lưu trữ dưới dạng dòng điện một chiều và bằng cách tăng tỷ lệ quá tải, có thể cung cấp điện tái tạo 24 giờ một ngày vào những ngày nắng." Ampto đã nhận được nhiều câu hỏi về loại hình hoạt động này từ các trung tâm dữ liệu và nhà máy hoạt động 24 giờ một ngày, là người tiêu dùng. "Ngoài ra, đối với các nhà máy điện có diện tích đất lớn nhưng không có đủ công suất kết nối lưới điện từ công ty điện lực, ví dụ, bằng cách lắp đặt cơ sở phát điện mặt trời 3000kW với công suất kết nối lưới điện 500kW và kết nối nó với pin lưu trữ bằng liên kết DC, có thể bán điện vào ban đêm", Kondo nhấn mạnh.

Ampt được thành lập tại Colorado, Hoa Kỳ vào năm 2007. Công ty chuyên về các công nghệ chuyển đổi điện tiên tiến như bộ chuyển đổi DC/DC và đang theo đuổi các phương pháp thiết kế hiệu quả cho toàn bộ hệ thống phát điện năng lượng tái tạo. Đây là một công ty tái cung cấp năng lượng hàng đầu đang phát triển nhiều dự án tại hơn 15 quốc gia trên toàn thế giới, bao gồm Bắc Mỹ, Châu Âu và Úc. "Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về thiết kế liên kết DC, vui lòng liên hệ với chúng tôi", Kondo cho biết.

Bộ chuyển đổi DC/DC của Amput là gì?

Bộ chuyển đổi DC/DC của Ampt được sử dụng như bộ tối ưu hóa chuỗi để cấp điện lại cho các nhà máy điện mặt trời. Chúng được trang bị chức năng MPPT vận hành tất cả các chuỗi tại các điểm vận hành tối ưu tương ứng của chúng và có thể tự động làm cho điện áp của tế bào quang điện liên tục thay đổi theo điện áp SOC (dung lượng lưu trữ) của pin lưu trữ.

Những người đã lắng nghe câu chuyện

Trưởng chi nhánh Nhật Bản, Amput Nhật Bản

Ông Shigeki Kondo

Tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật Điện tử tại Đại học Doshisha. Làm việc trong lĩnh vực phát triển pin mặt trời tại Kyocera và các nhà máy điện mặt trời lớn tại JX Nippon Oil & Energy (nay là ENEOS). Với kinh nghiệm trong nhiều lĩnh vực của chuỗi giá trị trong ngành sản xuất điện mặt trời, hiện ông là giám đốc chi nhánh Nhật Bản của Ampt LLC, một nhà sản xuất thiết bị có trụ sở tại Hoa Kỳ có thể cải thiện hiệu suất của các nhà máy điện mặt trời.

cuộc điều tra

Amput Japan LLC
Tầng 10, Tòa nhà Nisso 12, 3-6-12 Shin-Yokohama, Kohoku-ku, Yokohama, Tỉnh Kanagawa, 222-0033
TEL: 045-565-9977