Backup (Nguồn điện dự phòng) là khả năng cung cấp điện cho một số tải được thiết kế trong trường hợp mất điện lưới, thường sử dụng trong hệ thống Hybrid có pin lưu trữ. Đây là tính năng chỉ có ở các hệ thống dùng Hybrid Inverter kết hợp Battery đã đề cập ở Bài 07 — một hệ thống điện mặt trời hòa lưới thông thường, không có pin lưu trữ, sẽ tự động ngắt hoàn toàn khi mất điện lưới và không thể cấp điện dự phòng.
1. Bảng Thuật Ngữ Liên Quan Đến Backup
|
Thuật ngữ |
Tên đầy đủ / Ý nghĩa |
Giải thích ngắn gọn |
|
Backup (Nguồn Điện Dự Phòng) |
Nguồn điện dự phòng |
Khả năng cung cấp điện cho một số tải được thiết kế trong trường hợp mất điện lưới, thường sử dụng trong hệ thống Hybrid có pin lưu trữ. |
|
Hybrid Inverter |
Inverter hỗn hợp |
Loại Inverter có khả năng vừa hòa lưới vận hành bình thường, vừa tự động chuyển sang cấp điện độc lập từ pin lưu trữ khi mất điện lưới. |
|
Critical Load Panel |
Tủ tải ưu tiên |
Bảng điện riêng biệt chứa các tải được chỉ định cấp nguồn khi mất điện lưới, tách biệt khỏi toàn bộ tải của công trình. |
|
Transfer Time |
Thời gian chuyển mạch |
Khoảng thời gian hệ thống cần để chuyển từ chế độ hòa lưới sang chế độ dự phòng khi phát hiện mất điện lưới. |
|
Backup Autonomy |
Thời gian tự vận hành dự phòng |
Khoảng thời gian tải ưu tiên có thể được cấp điện liên tục từ pin lưu trữ trước khi pin cạn, phụ thuộc vào dung lượng pin và công suất tải. |
|
Anti-Islanding Protection |
Bảo vệ chống hòa lưới ngoài ý muốn |
Cơ chế an toàn bắt buộc ngắt hệ thống khỏi lưới điện khi mất điện lưới, nhằm bảo vệ nhân viên sửa chữa lưới và là điều kiện để hệ thống chuyển sang chế độ Backup. |
* Bảng thuật ngữ trên tổng hợp các khái niệm kỹ thuật thường gặp khi tìm hiểu về chức năng cấp điện dự phòng của hệ thống Hybrid.
2. Hệ Thống Chuyển Sang Chế Độ Dự Phòng Như Thế Nào Khi Mất Điện Lưới?
Khi lưới điện gặp sự cố, hệ thống không thể tiếp tục hòa lưới như bình thường vì lý do an toàn — đây là lúc cơ chế Backup của Hybrid Inverter được kích hoạt, trải qua một chuỗi bước xử lý gần như tức thời.
Chuỗi Chuyển Đổi Sang Chế Độ Backup
|
Bước |
Nội dung |
Diễn giải |
|
Bước 1 |
Hybrid Inverter liên tục giám sát điện áp và tần số của lưới điện |
Phát hiện mất điện lưới gần như ngay khi sự cố xảy ra |
|
Bước 2 |
Kích hoạt Anti-Islanding Protection, ngắt kết nối hoàn toàn với lưới |
Bắt buộc theo tiêu chuẩn an toàn, tránh cấp điện ngược vào lưới đang sửa chữa |
|
Bước 3 |
Chuyển sang chế độ hoạt động độc lập (Island Mode), lấy điện từ pin lưu trữ |
Đây là thời điểm xảy ra Transfer Time — có thể ngắt quãng vài mili-giây đến vài giây tùy thiết bị |
|
Bước 4 |
Cấp điện cho Critical Load Panel (tải ưu tiên đã đấu nối riêng) |
Chỉ các tải được thiết kế trước mới được cấp điện, không phải toàn bộ công trình |
|
Bước 5 |
Khi điện lưới phục hồi, hệ thống tự động kết nối trở lại và chuyển về chế độ hòa lưới |
Quá trình đồng bộ lại với lưới cũng cần được kiểm tra an toàn trước khi đóng lại |
* Thời gian chuyển mạch (Transfer Time) khác nhau tùy dòng Hybrid Inverter: một số dòng cao cấp có thể chuyển mạch gần như liền mạch (dưới 20 mili-giây, không nhận thấy gián đoạn), trong khi một số dòng phổ thông có thể mất vài giây.
3. Vì Sao Backup Chỉ Cấp Điện Cho Một Số Tải, Không Phải Toàn Bộ Công Trình?
Công suất của Hybrid Inverter và dung lượng pin lưu trữ đều có giới hạn nhất định, trong khi tổng công suất tức thời của toàn bộ thiết bị điện trong một công trình (đặc biệt các thiết bị có dòng khởi động lớn như máy lạnh, máy bơm) thường vượt xa khả năng của hệ thống dự phòng. Vì vậy, khi thiết kế hệ thống có chức năng Backup, kỹ sư điện sẽ tách riêng một nhóm tải thiết yếu — gọi là Critical Load Panel — chỉ bao gồm các thiết bị thực sự cần duy trì khi mất điện: chiếu sáng, tủ lạnh, router mạng, quạt, một số ổ cắm quan trọng.
Việc đấu nối toàn bộ công trình vào chế độ Backup mà không qua tính toán tải ưu tiên có thể khiến hệ thống quá tải ngay khi chuyển mạch, hoặc làm cạn pin chỉ sau một thời gian rất ngắn.
4. Cách Tính Thời Gian Dự Phòng (Backup Autonomy)
Thời gian tải ưu tiên có thể được duy trì khi mất điện lưới phụ thuộc vào hai yếu tố: dung lượng khả dụng của pin lưu trữ (đã tính đến giới hạn DoD như đề cập ở Bài 09) và tổng công suất của các tải ưu tiên đang hoạt động cùng lúc.
Backup Autonomy (giờ) = Dung lượng pin khả dụng (kWh) ÷ Tổng công suất tải ưu tiên (kW)
Ví Dụ Tính Toán Thời Gian Dự Phòng
|
Nội dung |
Giá trị |
Diễn giải |
|
Dung lượng pin lắp đặt |
10 kWh |
Lấy từ thông số Battery đã đề cập ở Bài 07 |
|
DoD cho phép (Depth of Discharge) |
90% |
Đã đề cập ở Bài 09 — phần dung lượng được phép khai thác |
|
Dung lượng khả dụng = 10 kWh × 90% |
9 kWh |
Đây là lượng điện thực tế có thể lấy ra sử dụng |
|
Tổng công suất tải ưu tiên |
1,5 kW |
Tủ lạnh, đèn chiếu sáng, router, quạt — các thiết bị thiết yếu |
|
Backup Autonomy = 9 kWh ÷ 1,5 kW |
6 giờ |
Thời gian tải ưu tiên được cấp điện liên tục trước khi pin cạn |
* Các con số trong ví dụ trên chỉ mang tính minh họa cách tính, không phải thông số của một hệ thống cụ thể. Thời gian thực tế còn phụ thuộc vào mức độ dao động của tải trong quá trình sử dụng.
Muốn Công Trình Của Bạn Luôn Có Điện Khi Mất Điện Lưới?
Thiết kế đúng dung lượng pin, công suất Hybrid Inverter và danh sách tải ưu tiên là yếu tố quyết định hiệu quả thực tế của chức năng Backup. DevSolar khảo sát và tư vấn giải pháp phù hợp cho:
● Hộ gia đình: xác định danh sách thiết bị thiết yếu cần duy trì khi mất điện.
● Doanh nghiệp: tính toán thời gian dự phòng phù hợp với quy trình vận hành liên tục.
● Nhà máy: thiết kế hệ thống Backup cho các phụ tải quan trọng, tránh gián đoạn sản xuất.
Liên hệ DevSolar để được khảo sát và tư vấn giải pháp cấp điện dự phòng phù hợp với công trình của bạn.
DevSolar – Power the Future
