Trung Tâm Điều Hành
Hệ Thống Điện Mặt Trời Việt Nam

Số tấm pin nối tiếp trên một MPPT không phải là con số chọn tùy tiện, mà là kết quả của việc ép điện áp chuỗi nằm gọn trong cửa sổ làm việc của inverter ở mọi điều kiện vận hành. Nếu chuỗi quá dài, điện áp hở mạch trong ngày lạnh có thể vượt ngưỡng chịu đựng của inverter và gây hỏng hoặc kích hoạt bảo vệ. Nếu chuỗi quá ngắn, điện áp không đủ để MPPT bám điểm công suất cực đại, khiến hệ hụt sản lượng vào sáng sớm và chiều muộn. Bài viết đi qua từng ràng buộc và khép lại bằng một ví dụ tính toán.

Các thông số điện áp cần nắm

Tấm pin có ba mức điện áp quan trọng ghi trên nhãn ở điều kiện tiêu chuẩn STC (25°C, 1000 W/m²):

• Voc (open-circuit voltage): điện áp hở mạch, cao nhất, xuất hiện khi chưa có tải.
• Vmp (voltage at maximum power): điện áp tại điểm công suất cực đại, thấp hơn Voc khoảng 15–20%.
• Hệ số nhiệt của điện áp, thường khoảng −0,25 đến −0,35 %/°C cho pin silic tinh thể.

Về phía inverter, cần ba con số: điện áp DC vào tối đa (max input voltage, giới hạn tuyệt đối không được chạm), và dải điện áp MPPT (MPPT range) với cận trên và cận dưới.

Nguyên tắc cốt lõi: dùng Voc ở nhiệt độ thấp nhất để kiểm tra giới hạn trên, và Vmp ở nhiệt độ cao nhất để kiểm tra cận dưới của dải MPPT.

Nhiệt độ thấp làm tăng Voc như thế nào

Điện áp pin quang điện tăng khi lạnh. Đây là bẫy phổ biến nhất trong thiết kế chuỗi. Với hệ số nhiệt −0,30 %/°C và nhiệt độ thiết kế thấp nhất giả định 10°C (vùng núi phía Bắc, sáng sớm mùa đông), độ lệch so với 25°C là 15°C, làm Voc tăng thêm:

0,30 % × 15 = 4,5 %

Một tấm có Voc(STC) 41,5 V sẽ đạt khoảng 41,5 × 1,045 ≈ 43,4 V ở 10°C. Chênh lệch tưởng nhỏ nhưng nhân với số tấm trong chuỗi thì tích lũy rất nhanh. Ở đa số vùng đồng bằng Việt Nam nhiệt độ hiếm khi xuống dưới 15°C, nhưng thiết kế an toàn nên chọn mốc thấp nhất theo dữ liệu khí hậu địa phương, không lấy 25°C.

Ràng buộc số tấm tối đa và tối thiểu

Số tấm tối đa bị chặn bởi điện áp vào tối đa của inverter:

Số tấm ≤ Điện áp vào tối đa ÷ Voc(nhiệt độ thấp nhất)

Luôn làm tròn xuống. Nên chừa thêm biên an toàn 2–3% cho dung sai sản xuất và sai số đo.

Số tấm tối thiểu bị chặn bởi cận dưới dải MPPT, xét ở nhiệt độ cao nhất khi Vmp bị kéo tụt. Trên mái tôn giữa trưa nhiệt độ tế bào có thể đạt 65–70°C. Với mốc 70°C, độ lệch so với 25°C là 45°C:

0,30 % × 45 = 13,5 % suy giảm Vmp.

Số tấm phải đủ nhiều để tổng Vmp nóng vẫn nằm trên cận dưới MPPT, nếu không MPPT tụt ra khỏi dải và inverter chạy kém hiệu quả.

Ví dụ tính toán một MPPT

Giả định:

• Tấm pin: Voc 41,5 V, Vmp 34,5 V, hệ số nhiệt −0,30 %/°C.
• Inverter: điện áp vào tối đa 1000 V, dải MPPT 200–850 V.
• Nhiệt độ thiết kế: thấp nhất 10°C, cao nhất tế bào 70°C.

Voc ở 10°C: 41,5 × 1,045 ≈ 43,4 V. Số tấm tối đa: 1000 ÷ 43,4 ≈ 23,04 → chọn tối đa 22 tấm (chừa biên an toàn).

Vmp ở 70°C: 34,5 × (1 − 0,135) ≈ 29,8 V. Số tấm tối thiểu để vượt 200 V: 200 ÷ 29,8 ≈ 6,7 → tối thiểu 7 tấm.

Vậy chuỗi hợp lệ nằm trong khoảng 7 đến 22 tấm. Thực tế nên chọn gần cận trên, ví dụ 20 tấm, để điện áp làm việc cao giúp giảm dòng, giảm sụt áp và giảm tổn hao trên dây DC. Kiểm tra lại: 20 tấm × 43,4 V = 868 V ở 10°C, vẫn dưới 1000 V; 20 × 34,5 = 690 V ở STC, nằm gọn trong dải MPPT 200–850 V.

Chuỗi song song trên cùng một MPPT

Khi công suất một chuỗi chưa lấp đầy công suất định mức của MPPT, ta đấu nhiều chuỗi song song vào cùng một đầu vào. Ba điều kiện bắt buộc:

• Các chuỗi song song phải cùng số tấm và cùng loại pin, để điện áp khớp nhau, tránh dòng cân bằng.
• Tổng dòng của các chuỗi song song không vượt dòng vào tối đa mỗi MPPT của inverter.
• Từ 3 chuỗi song song trở lên thường cần bố trí cầu chì nhánh để bảo vệ chống dòng ngược (xem bài riêng về branch fusing).

Điện áp chuỗi song song bằng điện áp một chuỗi; chỉ có dòng cộng lại. Do đó ràng buộc điện áp ở phần trên vẫn giữ nguyên, còn ràng buộc mới là về dòng.

Kết luận thực tiễn

Quy trình gọn: (1) tính Voc ở nhiệt độ lạnh nhất để tìm số tấm tối đa theo điện áp vào inverter; (2) tính Vmp ở nhiệt độ nóng nhất để tìm số tấm tối thiểu giữ MPPT trong dải; (3) chọn chuỗi dài gần cận trên để tối ưu tổn hao; (4) đấu song song đủ để lấp công suất MPPT, đồng bộ số tấm và kiểm tra dòng. Đội kỹ thuật AutoSPC khuyến nghị luôn dùng dữ liệu nhiệt độ thực của địa điểm lắp đặt thay vì mặc định STC, vì chính biên nhiệt độ thấp mới là ranh giới quyết định độ an toàn của chuỗi.

Bài liên quan

• Chọn dây dẫn, CB và cầu chì bảo vệ cho hệ điện mặt trời
• "Tỷ lệ công suất DC/AC và oversizing tấm pin hợp lý"
• Thiết kế hệ điện mặt trời độc lập (off-grid) cho vùng thiếu điện

Nội dung mang tính tham khảo kỹ thuật, không thay thế văn bản pháp luật hay tư vấn thiết kế cho công trình cụ thể. Số liệu có ngày cập nhật ở đầu bài; khi chính sách hoặc giá thay đổi, AutoSPC sẽ cập nhật.