Máy biến áp quang điệnlà loại máy biến áp điện chuyên dụng được thiết kế để hỗ trợ hệ thống năng lượng quang điện mặt trời (PV) bằng cách chuyển đổi và điều hòa điện giữa bộ biến tần năng lượng mặt trời và lưới điện hoặc phụ tải cục bộ. Trong các nhà máy điện mặt trời hiện đại và các dự án năng lượng phân tán, máy biến áp quang điện là thành phần không thể thiếu giúp đảm bảo tính tương thích, an toàn và truyền tải điện hiệu quả.
Máy biến áp quang điện phục vụ ba chức năng chính trong hệ thống phát điện mặt trời:
| Thành phần | Chức năng | Dải điện áp |
|---|---|---|
| Tấm pin mặt trời | Chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện DC | Lên đến ~1100V DC |
| Biến tần | Chuyển đổi DC sang AC | 400–800V AC |
| Máy biến áp quang điện | Tăng/giảm bậc và cách ly | 400V AC → lên tới 35kV trở lên |
| Lưới / Tải | Truyền tải và cung cấp điện | Điện áp trung bình/cao thế |
Máy biến áp quang điện rất cần thiết vì chúng đảm bảo rằng điện được tạo ra từ các tấm pin mặt trời là an toàn, hiệu quả và tương thích với lưới điện tiện ích hoặc mạng lưới phân phối địa phương. Các nhà máy năng lượng mặt trời tạo ra năng lượng thay đổi dựa trên bức xạ và điều kiện thời tiết; máy biến áp giúp ổn định và chuẩn bị nguồn điện đó để sử dụng tin cậy.
Về cốt lõi, máy biến áp quang điện có chức năng tương tự như máy biến áp điện truyền thống nhưng được thiết kế đặc biệt để đối phó với môi trường PV:
Máy biến áp xử lý nguồn điện xoay chiều từ biến tần, nâng nó lên mức điện áp trung bình hoặc cao phù hợp cho kết nối lưới, thường dao động từ 6,6kV đến 35kV hoặc cao hơn để lắp đặt ở quy mô tiện ích.
Có một số cấu hình tùy thuộc vào kích thước và thiết kế ứng dụng:
Máy biến áp quang điện thường được lắp đặt:
| Tính năng | Máy biến áp quang điện | Máy biến áp thông thường |
|---|---|---|
| Mục đích thiết kế | Được thiết kế cho các tải thay đổi và sóng hài biến tần | Được thiết kế cho điều kiện lưới điện ổn định |
| Quản lý hài hòa | Bao gồm các tính năng để giảm thiểu sóng hài biến tần | Chỉ cách điện và cuộn dây tiêu chuẩn |
| Môi trường cài đặt | Cài đặt năng lượng tái tạo ngoài trời | Phân phối chung trong nhà/ngoài trời |
| Đặc tính điện áp | Phù hợp với yêu cầu đầu ra của biến tần và lưới điện | Phù hợp với nhu cầu phân phối lưới |
Máy biến áp quang điện là máy biến áp được thiết kế đặc biệt cho hệ thống năng lượng mặt trời để chuyển đổi và điều hòa điện từ bộ biến tần năng lượng mặt trời đến mức phù hợp để tích hợp lưới điện hoặc sử dụng điện cục bộ, thường có các tính năng bổ sung để quản lý sóng hài biến tần và áp lực môi trường.
Không giống như các máy biến áp thông thường hoạt động trong điều kiện lưới điện ổn định, máy biến áp quang điện được thiết kế để xử lý các tải biến động, sóng hài biến tần và các điều kiện môi trường thay đổi phổ biến trong các ứng dụng sản xuất điện mặt trời.
Cách ly điện do máy biến áp quang điện cung cấp sẽ ngăn chặn các lỗi hoặc nhiễu loạn từ hệ thống PV lan vào lưới điện, cải thiện độ an toàn và bảo vệ thiết bị ở cả hai phía của kết nối.
Có — máy biến áp quang điện chất lượng cao có thể giảm sóng hài, ổn định điện áp và cải thiện chất lượng điện năng, nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Chúng được sử dụng phổ biến nhất trong các trang trại năng lượng mặt trời quy mô tiện ích, hệ thống PV trên mái nhà phân tán và lắp đặt kết hợp yêu cầu sự thích ứng giữa đầu ra biến tần và các yêu cầu của lưới điện hoặc mạng cục bộ.
