Bao Nhiêu Tấm Pin Cho Một MPPT? Cách Tính Số Tấm Pin Chuẩn Kỹ Thuật

Bao nhiêu tấm pin cho một MPPT là câu hỏi rất quan trọng khi thiết kế hệ thống điện mặt trời. Nếu đấu quá ít tấm, inverter có thể không khởi động hoặc MPPT hoạt động kém hiệu quả. Nếu đấu quá nhiều tấm, điện áp DC có thể vượt giới hạn cho phép và gây lỗi inverter.

MPPT là gì?

MPPT là viết tắt của Maximum Power Point Tracking, nghĩa là theo dõi điểm công suất cực đại. Đây là bộ điều khiển bên trong inverter giúp tìm điểm làm việc tối ưu của dàn pin để khai thác công suất cao nhất.

Mỗi MPPT có giới hạn riêng về:

• Dải điện áp làm việc
• Điện áp khởi động
• Điện áp DC tối đa
• Dòng điện tối đa
• Số string cho phép

Vì vậy, số tấm pin cho một MPPT không thể chọn theo cảm tính mà cần tính theo thông số tấm pin và inverter.

Một MPPT đấu được bao nhiêu tấm pin?

Không có một con số cố định cho mọi hệ thống. Một MPPT có thể đấu 4 tấm, 6 tấm, 10 tấm, 12 tấm hoặc nhiều hơn tùy vào:

• Điện áp Vmp của tấm pin
• Điện áp Voc của tấm pin
• Dòng Imp, Isc của tấm pin
• Dải điện áp MPPT của inverter
• Điện áp DC tối đa của inverter
• Nhiệt độ thấp nhất tại khu vực lắp đặt
• Số string song song trên mỗi MPPT
• Hướng mái và điều kiện bóng che

Với hệ dân dụng, nhiều cấu hình thường gặp là khoảng 6–12 tấm pin nối tiếp cho một MPPT, nhưng đây chỉ là tham khảo. Cần tính toán theo datasheet thực tế.

Nguyên tắc quan trọng khi tính số tấm cho một MPPT

1. Vmp string phải nằm trong dải MPPT

Vmp là điện áp làm việc tại điểm công suất cực đại của tấm pin. Khi đấu nối tiếp nhiều tấm, điện áp Vmp sẽ cộng dồn.

Công thức:

Vmp string = Vmp tấm pin × số tấm nối tiếp

Vmp string nên nằm trong dải MPPT của inverter để inverter tối ưu công suất tốt.

Ví dụ:

Nếu tấm pin có Vmp = 41V, đấu 10 tấm nối tiếp:

Vmp string = 41 × 10 = 410V

Nếu inverter có dải MPPT 120V – 550V thì 410V nằm trong dải cho phép.

2. Voc string không được vượt điện áp DC tối đa

Voc là điện áp hở mạch của tấm pin. Khi đấu nối tiếp nhiều tấm, Voc cũng cộng dồn.

Công thức cơ bản:

Voc string = Voc tấm pin × số tấm nối tiếp

Tuy nhiên, Voc sẽ tăng khi nhiệt độ môi trường thấp. Vì vậy khi thiết kế, cần tính thêm hệ số nhiệt độ để tránh vượt ngưỡng DC tối đa của inverter.

Ví dụ:

Nếu tấm pin có Voc = 49V, đấu 12 tấm:

Voc string = 49 × 12 = 588V

Nếu inverter chỉ cho phép DC tối đa 600V, cấu hình này đã rất sát ngưỡng. Khi trời lạnh, Voc có thể vượt 600V, không an toàn. Lúc này nên giảm số tấm hoặc chọn inverter có điện áp DC tối đa cao hơn.

3. Dòng điện không vượt giới hạn MPPT

Khi đấu nối tiếp, dòng điện của string gần bằng dòng của một tấm pin. Nhưng nếu đấu song song nhiều string vào một MPPT, dòng sẽ cộng lại.

Công thức:

Dòng MPPT = Dòng một string × số string song song

Ví dụ:

Một string có Imp = 13A. Nếu đấu 2 string song song vào cùng một MPPT:

Dòng MPPT = 13 × 2 = 26A

Nếu MPPT chỉ cho phép 16A hoặc 20A thì cấu hình này không phù hợp.

Cách tính số tấm tối thiểu cho một MPPT

Số tấm tối thiểu cần đảm bảo điện áp string cao hơn điện áp khởi động và nằm trong dải MPPT.

Công thức tham khảo:

Số tấm tối thiểu = Điện áp MPPT tối thiểu / Vmp tấm pin

Ví dụ:

• Dải MPPT inverter: 120V – 550V
• Vmp tấm pin: 41V

120 / 41 = 2,92

Về lý thuyết cần tối thiểu 3 tấm. Tuy nhiên thực tế không nên thiết kế quá sát ngưỡng. Khi tấm pin nóng, điện áp Vmp giảm. Vì vậy nên chọn số tấm cao hơn để MPPT hoạt động ổn định, ví dụ 6–8 tấm tùy hệ.

Cách tính số tấm tối đa cho một MPPT

Số tấm tối đa phải đảm bảo Voc string sau khi hiệu chỉnh nhiệt độ không vượt điện áp DC tối đa của inverter.

Công thức đơn giản:

Số tấm tối đa = Điện áp DC tối đa inverter / Voc tấm pin đã hiệu chỉnh nhiệt độ

Ví dụ:

• Điện áp DC tối đa inverter: 600V
• Voc tấm pin: 49V
• Dự phòng tăng Voc khi trời lạnh: khoảng 10%

Voc hiệu chỉnh:

49 × 1,10 = 53,9V

Số tấm tối đa:

600 / 53,9 = 11,13

Như vậy nên chọn tối đa 11 tấm nối tiếp, không nên chọn 12 tấm.

Ví dụ thực tế với tấm pin 620W

Giả sử sử dụng tấm pin 620W có thông số tham khảo:

• Vmp: 41V
• Voc: 49V
• Imp: 15A
• Isc: 16A

Inverter có thông số:

• Dải MPPT: 120V – 550V
• Điện áp DC tối đa: 600V
• Dòng tối đa MPPT: 16A
• Mỗi MPPT cho 1 string

Tính số tấm tối thiểu

120 / 41 = 2,92

Tối thiểu về lý thuyết là 3 tấm, nhưng thực tế nên từ 6 tấm trở lên để ổn định.

Tính số tấm tối đa

Nếu tính Voc tăng 10% khi trời lạnh:

49 × 1,10 = 53,9V

600 / 53,9 = 11,13

Vậy số tấm tối đa nên là 11 tấm/string.

Cấu hình phù hợp

Có thể chọn:

• 8 tấm/MPPT
• 9 tấm/MPPT
• 10 tấm/MPPT
• 11 tấm/MPPT

Trong đó 10 tấm/MPPT là cấu hình phổ biến, dễ đạt điện áp tốt và có khoảng an toàn.

Có nên đấu 12 tấm cho một MPPT không?

Có thể hoặc không, tùy thông số tấm pin và inverter.

Nếu inverter có điện áp DC tối đa 600V, tấm pin Voc khoảng 49–50V thì 12 tấm có thể quá sát ngưỡng. Khi nhiệt độ thấp, điện áp Voc tăng, dễ vượt giới hạn.

Nếu inverter có điện áp DC tối đa 1.000V hoặc 1.100V thì 12 tấm thường không phải vấn đề, miễn là Vmp nằm trong dải MPPT và dòng không vượt giới hạn.

Vì vậy, không nên chỉ hỏi “12 tấm có được không”, mà cần xem:

• Tấm pin model gì?
• Voc bao nhiêu?
• Vmp bao nhiêu?
• Inverter DC max bao nhiêu?
• Dải MPPT bao nhiêu?
• Nhiệt độ thấp nhất khu vực lắp đặt?

Một MPPT có thể đấu 2 string không?

Có, nếu inverter cho phép. Một số inverter có 1 MPPT nhưng 2 ngõ vào PV, hoặc mỗi MPPT cho phép 2 string song song.

Tuy nhiên cần đảm bảo:

• Hai string cùng số tấm
• Cùng hướng mái
• Cùng góc nghiêng
• Cùng loại tấm pin
• Dòng tổng không vượt giới hạn MPPT
• Dòng Isc tổng không vượt giới hạn inverter

Ví dụ:

Mỗi string Imp = 13A. Hai string song song là 26A. Nếu MPPT cho phép 30A thì có thể phù hợp. Nếu MPPT chỉ cho phép 16A thì không phù hợp.

Có nên đấu khác số tấm vào cùng một MPPT không?

Không nên, đặc biệt khi hai string đấu song song vào cùng một MPPT.

Ví dụ:

• String 1: 8 tấm
• String 2: 10 tấm

Hai string này có điện áp khác nhau. Khi đấu song song vào cùng MPPT, hệ thống sẽ khó tối ưu, có thể làm giảm sản lượng hoặc gây dòng tuần hoàn không mong muốn.

Cách tốt nhất là các string song song trên cùng MPPT phải giống nhau về số tấm, hướng mái và loại tấm.

Có nên trộn hướng Đông và Tây vào một MPPT không?

Không nên.

Mái Đông và mái Tây nhận nắng khác nhau theo thời điểm trong ngày. Nếu đấu chung vào một MPPT, điểm công suất tối đa của hai nhóm tấm khác nhau, khiến MPPT khó tối ưu.

Cách chia đúng:

• MPPT 1: mái Đông
• MPPT 2: mái Tây

Nếu inverter chỉ có 1 MPPT, cần cân nhắc lại thiết kế hoặc chọn inverter có nhiều MPPT hơn.

Dấu hiệu chia số tấm MPPT chưa đúng

Hệ thống có thể đang chia string chưa hợp lý nếu:

• Inverter khởi động muộn
• Inverter ngắt sớm khi chiều xuống
• Công suất MPPT thấp bất thường
• Một MPPT mạnh, một MPPT yếu dù số tấm tương đương
• Inverter báo PV voltage low
• Inverter báo PV over voltage
• Sản lượng thấp hơn thiết kế
• MPPT dao động liên tục
• Có string không nhận điện
• Dòng MPPT vượt giới hạn

Khi gặp các dấu hiệu này, cần kiểm tra lại thiết kế string, số tấm, hướng mái, điện áp, dòng điện và dữ liệu trên app inverter.

Lỗi thường gặp khi chọn số tấm cho một MPPT

Một số lỗi phổ biến gồm:

• Chỉ chia theo số lượng tấm mà không tính điện áp
• Không tính Voc tăng khi nhiệt độ thấp
• Không kiểm tra dòng tối đa MPPT
• Đấu hai string lệch số tấm vào cùng MPPT
• Đấu chung nhiều hướng mái vào một MPPT
• Chọn số tấm quá ít khiến inverter khó khởi động
• Thiết kế sát ngưỡng DC tối đa
• Không xem datasheet tấm pin và inverter
• Không tính sụt áp dây DC
• Không kiểm tra lại điện áp thực tế sau khi lắp

Gợi ý cấu hình thường gặp

Với tấm pin công suất lớn hiện nay từ 550W – 670W, nhiều hệ dân dụng thường chia:

• Inverter 1 pha 5–6kW: khoảng 6–10 tấm/string tùy inverter
• Inverter hybrid 8–12kW: khoảng 8–12 tấm/string tùy điện áp DC max
• Inverter 3 pha: có thể chia nhiều tấm/string hơn nếu DC max 1.000V hoặc 1.100V
• Hệ thương mại: thường dùng string dài hơn, nhưng phải tính kỹ theo inverter

Các con số này chỉ mang tính tham khảo. Thiết kế chuẩn phải dựa trên datasheet cụ thể.

Checklist trước khi quyết định số tấm cho một MPPT

Trước khi chốt phương án, cần kiểm tra:

• Vmp từng tấm
• Voc từng tấm
• Imp và Isc
• Hệ số nhiệt độ Voc
• Số MPPT inverter
• Dải MPPT
• Điện áp khởi động
• Điện áp DC tối đa
• Dòng tối đa mỗi MPPT
• Số string tối đa mỗi MPPT
• Hướng mái
• Góc nghiêng
• Bóng che
• Chiều dài dây DC
• Sụt áp DC
• Khả năng mở rộng tương lai

Kết luận

Một MPPT đấu được bao nhiêu tấm pin phụ thuộc vào thông số tấm pin, inverter, điện áp MPPT, điện áp DC tối đa, dòng điện và điều kiện lắp đặt thực tế. Không có con số cố định cho mọi hệ thống.

Nguyên tắc quan trọng là: Vmp string phải nằm trong dải MPPT, Voc string không vượt điện áp DC tối đa và dòng điện không vượt giới hạn MPPT. Ngoài ra, các tấm pin trong cùng MPPT nên cùng hướng, cùng góc nghiêng, cùng loại và hạn chế bóng che.

LumiSolar – thương hiệu thuộc Công ty TNHH Công nghệ Việt Số Hoá chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và bảo trì hệ thống điện mặt trời an toàn, tối ưu kỹ thuật tại Hải Phòng và khu vực miền Bắc.

Thông tin liên hệ:
LumiSolar – Công ty TNHH Công nghệ Việt Số Hoá
Địa chỉ công ty: 194 Trung Hành, Hải An, Hải Phòng
Showroom: 489 Ngô Gia Tự, Hải An, Hải Phòng
Hotline: 0981.669.996
Website: lumisolar.vn