Tổng quan

Tình trạng thiếu năng lượng và ô nhiễm môi trường đang trở thành một trong những vấn đề cấp bách của xã hội hiện nay. Đồng thời, việc cấp nước tại các khu vực chăn nuôi xa xôi cũng gặp nhiều trở ngại do điều kiện địa lý. Trong bối cảnh đó, hệ thống bơm nước năng lượng mặt trời (photovoltaic pump) ra đời như một giải pháp tất yếu.

Bài viết này tóm tắt nguyên lý cơ bản và cấu trúc hệ thống bơm nước bằng năng lượng mặt trời, đồng thời giới thiệu một hệ thống mới giúp người dùng không cần hiểu biết sâu về cài đặt biến tần vẫn có thể vận hành dễ dàng qua HMI – giống như sử dụng điện thoại di động, thuận tiện và dễ bảo trì.

Đặc điểm GD100-PV

GD100-PV là dòng biến tần chuyên dụng cho hệ thống bơm nước năng lượng mặt trời, phát triển dựa trên dòng biến tần GD20 của INVT. Thiết bị có nhiều tính năng nổi bật:

  • Hỗ trợ cấp nguồn DC trực tiếp, không cần pin lưu trữ
  • Tích hợp bộ điều khiển MPPT hiệu suất cao
  • Điều khiển mực nước, tự động ngủ và thức dậy
  • Tự điều chỉnh tốc độ theo nhiệt độ và ánh sáng
  • Hỗ trợ lắp tủ chuẩn IP54 (1 pha 220V / 3 pha 220V & 380V)
  • Có thể tích hợp module chuyển đổi PV/AC, module boost cho ≤ 2.2kW
  • Tùy chọn module GPRS để giám sát qua app và website
  • Nhiều cơ chế bảo vệ: nối ngược, quá áp, quá nhiệt…

*GD100-PV đã ngừng sản xuất, dòng mới thay thế hiện tại là GD170-PV

Quy trình cài đặt cơ bản

  1. Cài đặt thông số động cơ phù hợp
  2. Thiết lập thông số vận hành (tần số tối thiểu, chọn nguồn PV hoặc AC)
  3. Vận hành thử:
    • Đóng aptomat DC, biến tần tự khởi động sau 10 giây
    • Kiểm tra lưu lượng nước. Nếu bình thường, kết thúc chạy thử. Nếu yếu, đổi chéo hai dây motor và thử lại.

Cài đặt nâng cao (nếu cần)

1. Điều chỉnh PI theo lưu lượng:

  • P15.06~P15.10: Tăng các thông số này sẽ tăng lưu lượng nhưng có thể khiến tần số motor dao động nhiều hơn.

2. Cài đặt riêng cho motor 1 pha:

  • P04.00=1 (chế độ V/F), chỉnh P04.03~P04.08 theo điều kiện thực tế
  • Tăng P15.28 nếu ánh sáng tốt nhưng khởi động chậm
  • Motor 1 pha kiểu hai cuộn (có tụ):
    • Giới hạn điện áp nhỏ hơn 1/1.6 điện áp DC bus, P02.04 nên < 200V
    • Quan sát dòng của từng cuộn qua P17.38 và P17.39
    • Sử dụng P04.35 để cân chỉnh dòng giữa hai cuộn (cần kỹ sư có chuyên môn)

Giới thiệu dự án

Photonsolar – đại lý INVT chuyên về biến tần năng lượng mặt trời tại Bỉ, kinh doanh chủ yếu tại Morocco. Tại đây, hệ thống thường được lắp ở khu vực xa thành phố, người dùng chủ yếu là nông dân, không rành kỹ thuật nên yêu cầu sản phẩm phải dễ dùng, giá rẻ và có khả năng bảo vệ cao.

Giải pháp: thiết kế lại tủ điều khiển, mô phỏng nhiệt, tích hợp HMI để điều khiển dễ như dùng điện thoại.

Cấu hình hệ thống

  • Nguồn đầu vào: 20 tấm pin năng lượng mặt trời
    → 260W/tấm, Voc = 37.7V, Vmppt = 30.4V (mùa đông) / 26.7V (mùa hè)
  • Biến tần: GD100-004G-4-PV
  • HMI: VK043-N0CXN
  • Motor bơm: thương hiệu địa phương
  • Tủ điều khiển: thiết kế bởi Photonsolar
  • GPRS: điều khiển qua internet/app

Cài đặt tham khảo

  • P00.01 = 2 (chế độ truyền thông)
  • P15.00 = 1 (kích hoạt chức năng năng lượng mặt trời)
  • P15.01 = 1 (kích hoạt MPPT)
  • P15.05 = 60% (tần số giới hạn PID thấp nhất)
  • PI ví dụ:
    • Ví dụ 1: P15.06 = 10, P15.07 = 10, P15.08 = 35, P15.09 = 35
    • Ví dụ 2: P15.06 = 10, P15.07 = 10, P15.08 = 20, P15.09 = 20

Giao diện HMI

  • Hiển thị cảnh báo và lịch trình
  • Giao diện dễ nhìn, dễ thao tác, phù hợp với người không chuyên
  • Giảm chi phí bảo trì do không cần kỹ sư chuyên sâu


Tính năng và lợi ích

  • Người dùng dễ sử dụng, không cần kiến thức kỹ thuật phức tạp
  • Tận dụng tối đa năng lượng mặt trời nhờ MPPT, không phải trả tiền điện
  • Giải pháp cho vùng sâu vùng xa không có điện lưới
  • Màn hình HMI trực quan, hỗ trợ vận hành và giám sát dễ dàng
  • Tích hợp GPRS giúp điều khiển qua app/web
  • Tủ điều khiển cải tiến giúp bảo vệ tốt hơn chuẩn IP20 cũ

Xử lý sự cố

Có bảng hướng dẫn xử lý lỗi cụ thể theo từng mã lỗi phổ biến, kèm cách khắc phục và reset biến tần.

Mã lỗi Loại lỗi Nguyên nhân Giải pháp
LL Lỗi tải nhẹ điện tử Biến tần sẽ báo trước lỗi tải nhẹ theo giá trị đã đặt. Kiểm tra tải và điểm báo trước tải nhẹ.
OV Quá áp phía mô-đun boost Ánh sáng mặt trời thay đổi đột ngột. Điều chỉnh các tham số PI của boost. Tăng giá trị P19.07 và P19.08.
A-LS Báo động ánh sáng yếu Ánh sáng yếu hoặc cấu hình tấm pin mặt trời không đủ. Thiết bị sẽ tự động chạy khi ánh sáng đủ mạnh. Kiểm tra cấu hình tấm pin mặt trời có phù hợp không.
A-LL Báo động thiếu tải Bồn chứa bị rỗng. Kiểm tra bồn chứa.
A-tF Báo động đầy nước Bồn chứa đầy. Nếu đã cài báo đầy nước, thiết bị sẽ dừng khi đến thời gian cài đặt. Không cần thao tác thêm. Nếu không, kiểm tra dây tín hiệu có đúng không.
A-tL Báo động hết nước Bồn chứa bị rỗng. Nếu đã cài báo hết nước, thiết bị sẽ dừng khi đến thời gian cài đặt. Không cần thao tác thêm. Nếu không, kiểm tra dây tín hiệu có đúng không.

Kết luận

Dự án ứng dụng GD100-PV cho bơm nước năng lượng mặt trời đạt hiệu quả kinh tế cao, vận hành ổn định và rất đáng tin cậy. Tính năng MPPT giúp hệ thống hoạt động hiệu quả, đặc biệt phù hợp cho tưới tiêu ở vùng nông thôn. Đây là giải pháp được người dùng đánh giá cao.

Để lại một bình luận