Khi tìm hiểu hệ thống điện mặt trời, bạn sẽ thường gặp các đơn vị kWp, kW và kWh. Vậy kWp là gì, khác kW và kWh như thế nào, 1 kWp tạo được bao nhiêu điện và nên chọn công suất hệ thống ra sao? Bài viết dưới đây Vua Thợ Mall sẽ giúp bạn hiểu rõ từng khái niệm.
1. kWp là gì?
kWp là viết tắt của kilowatt-peak, nghĩa là kilowatt đỉnh. Đây là đơn vị dùng để biểu thị công suất danh định tối đa của tấm pin hoặc toàn bộ dàn pin năng lượng mặt trời trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
Điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn STC thường gồm:
Cường độ bức xạ mặt trời: 1.000 W/m²
Nhiệt độ tế bào quang điện: 25°C
Phổ ánh sáng: AM 1.5
Hiểu đơn giản, kWp cho biết quy mô và công suất thiết kế của dàn pin mặt trời, chứ không cho biết trực tiếp hệ thống tạo ra bao nhiêu điện mỗi ngày. Ví dụ, một tấm pin có công suất 550 Wp tương đương:
550 Wp = 0,55 kWp
Nếu hệ thống sử dụng 10 tấm:
10 × 550 Wp = 5.500 Wp = 5,5 kWp
Như vậy, khi nói một hệ thống điện mặt trời có công suất 5,5 kWp, nghĩa là tổng công suất danh định của các tấm pin đạt 5,5 kWp trong điều kiện tiêu chuẩn. Tuy nhiên, công suất phát điện thực tế có thể thấp hơn mức kWp danh định do ảnh hưởng của nhiệt độ, cường độ bức xạ, bóng che, hướng mái, tổn hao dây dẫn và hiệu suất inverter.
Mẹo nhớ: kWp cho biết dàn pin lớn bao nhiêu, không phải số điện mà hệ thống tạo ra.
2. Phân biệt kWp, kW và kWh
kWp, kW và kWh đều xuất hiện rất thường xuyên trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, nhưng mỗi đơn vị biểu thị một đại lượng khác nhau.
Tiêu chí | kWp | kW | kWh |
Đại lượng đo | Công suất đỉnh danh định | Công suất tức thời | Điện năng |
Ý nghĩa | Khả năng công suất của dàn pin trong điều kiện tiêu chuẩn | Mức công suất hệ thống đang phát hoặc thiết bị đang tiêu thụ tại một thời điểm | Tổng lượng điện đã tạo ra hoặc tiêu thụ trong một khoảng thời gian |
Cách sử dụng | Dùng để xác định quy mô hệ thống | Theo dõi công suất vận hành thực tế | Theo dõi sản lượng điện theo ngày, tháng, năm |
Ứng dụng trong điện mặt trời | Ghi tổng công suất tấm pin | Hiển thị công suất đầu ra tức thời của inverter | Đánh giá sản lượng điện và mức tiết kiệm |
Ví dụ | Hệ thống 5 kWp | Đang phát 3,8 kW | Sản xuất 20 kWh/ngày |
Có thể hiểu nhanh theo cách sau:
kWp = công suất thiết kế của dàn pin. Ví dụ, 10 tấm 550 Wp tạo thành dàn pin khoảng 5,5 kWp.
kW = công suất tại một thời điểm. Ví dụ, hệ thống 5,5 kWp vào lúc 11 giờ trưa đang phát 4,2 kW.
kWh = lượng điện tích lũy theo thời gian. Nếu hệ thống duy trì công suất 4 kW trong 2 giờ thì lượng điện tạo ra là: 4 kW × 2 giờ = 8 kWh. Vì vậy, không nên nói “hệ thống 5 kWp tạo ra 5 kWh” nếu chưa xác định thời gian và điều kiện vận hành.
Ví dụ một hệ thống trong ngày có thể:
Công suất lắp đặt: 5 kWp
Công suất tức thời lúc trưa: 4,3 kW
Tổng sản lượng cuối ngày: 18 kWh
Ba con số trên hoàn toàn có thể cùng xuất hiện trên một hệ thống nhưng thể hiện ba ý nghĩa khác nhau.
3. 1 kWp bằng bao nhiêu kWh điện?
1 kWp không bằng một số kWh cố định. kWp là công suất lắp đặt, còn kWh là lượng điện được sản xuất theo thời gian.
Sản lượng từ 1 kWp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
Mùa trong năm.
Hướng và độ nghiêng của mái.
Nhiệt độ tấm pin.
Bóng che.
Bụi bẩn trên bề mặt pin.
Hiệu suất inverter.
Tổn hao dây dẫn và các thiết bị khác.
Trong điều kiện thực tế tại Việt Nam, có thể tham khảo mức sản lượng trung bình sau:
Khu vực | Sản lượng/ngày | Sản lượng/tháng | Sản lượng/năm |
Miền Nam và Nam Trung Bộ | Khoảng 4–4,5 kWh/kWp | 120–135 kWh/kWp | 1.440–1.620 kWh/kWp |
Miền Trung | Khoảng 3,5–4,2 kWh/kWp | 105–126 kWh/kWp | 1.260–1.512 kWh/kWp |
Miền Bắc | Khoảng 3–3,8 kWh/kWp | 90–114 kWh/kWp | 1.080–1.368 kWh/kWp |
Như vậy, nếu hỏi 1 kWp bằng bao nhiêu kWh, có thể hiểu theo mức tham khảo rằng:
1 kWp có thể tạo khoảng 3–4,5 kWh điện/ngày tùy khu vực và điều kiện lắp đặt.
Ví dụ, hệ thống 5 kWp tại khu vực có sản lượng trung bình 4 kWh/kWp/ngày:
5 × 4 = 20 kWh/ngày
Trong 30 ngày:
20 × 30 = 600 kWh/tháng
Tuy nhiên, sản lượng thực tế không cố định từng ngày. Ngày nắng tốt có thể cao hơn, trong khi ngày mưa hoặc nhiều mây sẽ thấp hơn.
3.1. Cách ước tính sản lượng điện từ hệ thống kWp
Một trong những cách đơn giản để ước tính sản lượng là:
Sản lượng điện/ngày = Công suất hệ thống × Giờ nắng tương đương × Hiệu suất hệ thống
Trong đó:
Công suất hệ thống: được tính bằng kWp.
Giờ nắng tương đương: phụ thuộc khu vực.
Hiệu suất hệ thống: tính đến tổn hao inverter, nhiệt độ, dây dẫn, bụi bẩn...
Ví dụ, một gia đình lắp hệ thống 5 kWp, khu vực có khoảng 4,5 giờ nắng tương đương mỗi ngày và hiệu suất tổng thể 80%:
5 × 4,5 × 0,8 = 18 kWh/ngày
Ước tính:
1 ngày: 18 kWh
30 ngày: khoảng 540 kWh
1 năm: khoảng 6.480 kWh
Nếu hệ thống 10 kWp trong cùng điều kiện:
10 × 4,5 × 0,8 = 36 kWh/ngày
Tương đương khoảng:
36 × 30 = 1.080 kWh/tháng
Công thức này phù hợp để ước tính nhanh trước khi đầu tư. Khi thiết kế công trình thực tế, vẫn cần khảo sát vị trí, hướng mái, bóng che và dữ liệu bức xạ tại khu vực.
4. Cách chọn công suất kWp cho hệ điện mặt trời
Không phải hệ thống càng nhiều kWp càng tốt. Công suất phù hợp cần dựa trên mức tiêu thụ điện, thời gian sử dụng điện, diện tích mái và mục tiêu đầu tư.
Bước 1: Kiểm tra số lượng điện tiêu thụ: Nên xem hóa đơn điện trong khoảng 6–12 tháng để biết mức tiêu thụ trung bình. Ví dụ: Gia đình sử dụng khoảng 500 kWh/tháng. Nếu nhu cầu tăng mạnh vào mùa nóng do sử dụng máy lạnh, nên lấy mức tiêu thụ trung bình hoặc mức cao điểm phù hợp với mục tiêu đầu tư.
Bước 2: Xác định thời điểm sử dụng điện: Đây là yếu tố rất quan trọng đối với hệ thống hòa lưới tự dùng.
Nếu gia đình sử dụng nhiều điện vào ban ngày, điện mặt trời tạo ra có thể được sử dụng trực tiếp cho:
Máy lạnh.
Tủ lạnh.
Máy giặt.
Máy bơm.
Thiết bị văn phòng.
Máy móc sản xuất.
Ngược lại, nếu phần lớn điện được sử dụng vào buổi tối, chỉ tăng số kWp của dàn pin chưa chắc tối ưu. Khi đó có thể cần cân nhắc thêm pin lưu trữ.
Bước 3: Xác định tỷ lệ điện muốn bù: Ví dụ, gia đình sử dụng 500 kWh/tháng và muốn điện mặt trời đáp ứng khoảng 80%:
500 × 80% = 400 kWh/tháng
Bước 4: Tính công suất hệ thống
Công thức:
Công suất cần lắp = Điện năng muốn bù ÷ Sản lượng trung bình của 1 kWp
Giả sử khu vực tạo khoảng 120 kWh/kWp/tháng:
400 ÷ 120 ≈ 3,33 kWp
Có thể cân nhắc hệ thống khoảng 3,3–4 kWp, sau đó điều chỉnh theo số lượng tấm pin thực tế.
Nếu sử dụng tấm 550 Wp:
7 tấm × 550 Wp = 3,85 kWp
Đây sẽ là cấu hình gần với nhu cầu tính toán hơn.
Bước 5: Kiểm tra diện tích mái: Diện tích cần thiết phụ thuộc vào kích thước và công suất của tấm pin.
Với các tấm pin công suất lớn hiện nay, có thể tham khảo khoảng 4,5–5,5 m² cho mỗi kWp diện tích tấm pin, chưa tính khoảng trống kỹ thuật.
Ví dụ:
Công suất | Diện tích mái tham khảo |
3 kWp | Khoảng 14–17 m² |
5 kWp | Khoảng 23–28 m² |
8 kWp | Khoảng 36–44 m² |
10 kWp | Khoảng 45–55 m² |
15 kWp | Khoảng 68–83 m² |
Ngoài diện tích, mái cần đảm bảo không bị cây cối, bồn nước hoặc công trình lân cận che bóng đáng kể.
Bước 6: Kiểm tra inverter và cách chia chuỗi pin
Công suất kWp của dàn pin phải được thiết kế phù hợp với inverter.
Cần kiểm tra:
Công suất inverter.
Số lượng MPPT.
Dải điện áp MPPT.
Điện áp DC tối đa.
Dòng điện đầu vào.
Vmp và Voc của tấm pin.
Imp và Isc.
Số tấm trong mỗi string.
Ví dụ, mái chia thành hai hướng Đông và Tây thì có thể cần inverter từ 2 MPPT để mỗi nhóm pin được tối ưu độc lập.
Bảng tham khảo công suất kWp theo nhu cầu điện
Điện tiêu thụ/tháng | Công suất tham khảo | Tấm 550 Wp tham khảo |
200–300 kWh | 2–3 kWp | Khoảng 4–6 tấm |
300–500 kWh | 3–5 kWp | Khoảng 6–10 tấm |
500–800 kWh | 5–8 kWp | Khoảng 10–15 tấm |
800–1.200 kWh | 8–10 kWp | Khoảng 15–18 tấm |
Trên 1.200 kWh | Từ 10 kWp trở lên | Từ khoảng 18 tấm |
Bảng trên chỉ dùng để tham khảo ban đầu. Công suất tối ưu của từng công trình còn phụ thuộc vào biểu đồ tiêu thụ điện trong ngày, điều kiện mái và việc hệ thống có sử dụng pin lưu trữ hay không.
Hiểu rõ kWp là gì và 1 kWp tạo ra bao nhiêu kWh sẽ giúp bạn ước tính đúng quy mô và sản lượng của hệ thống điện năng lượng mặt trời. Khi chọn công suất kWp, nên xem đồng thời nhu cầu sử dụng điện, thời gian dùng điện, diện tích mái và cấu hình inverter.
Nếu cần tìm tấm pin, inverter, pin lưu trữ hoặc vật tư điện mặt trời, bạn có thể tham khảo tại Vua Thợ Mall để lựa chọn giải pháp phù hợp.
