Hiệu suất phát điện của tấm pin năng lượng mặt trời phụ thuộc trực tiếp vào cường độ ánh sáng chiếu xuống bề mặt. Khi trời nhiều mây, lớp che phủ khí quyển làm tán xạ và hấp thụ phần lớn tia nắng, khiến lượng bức xạ tới pin giảm mạnh.

Hiện tượng này không đồng nghĩa với việc hệ thống ngừng hoạt động hoàn toàn, nhưng sản lượng thực tế sẽ sụt giảm rõ rệt so với ngày nắng. Sự chênh lệch này xuất phát từ cơ chế chuyển đổi quang điện, điều kiện thời tiết địa phương và cách thiết kế kỹ thuật của từng công trình.

Vì sao điện mặt trời đôi khi sản xuất dư so với nhu cầu

Giữa khung giờ 9h và 15h, khi mặt trời ở vị trí cao nhất, các tấm pin quang điện thường đạt công suất sản xuất lớn nhất. Tuy nhiên, đây cũng là lúc nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp vắng nhà do đang làm việc hoặc học tập, khiến nhu cầu sử dụng điện giảm sút.

Trong khi đó, hoạt động của máy lạnh, thiết bị điện tử và hệ thống chiếu sáng thường bùng nổ vào buổi tối, khi ánh nắng yếu đi và không thể duy trì dòng điện. Sự chênh lệch này giữa thời điểm sản xuất và thời điểm tiêu thụ thực tế tạo ra tình trạng dư thừa điện năng.

Các yếu tố như mùa hè nóng bức làm tăng nhu cầu làm mát, hay mùa mưa bão làm giảm hiệu suất thu năng lượng, càng làm gia tăng sự mất cân đối. Những biến động theo ngày, theo mùa và theo thói quen sinh hoạt khiến hệ thống điện mặt trời thường xuyên tạo ra lượng điện vượt quá nhu cầu sử dụng ngay tại thời điểm đó.

Hiện tượng cắt giảm công suất điện mặt trời là gì

Curtailment hay cắt giảm công suất là thao tác chủ động giảm lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo đưa vào lưới chung. Hành động này diễn ra khi sản lượng thu thập được vượt quá giới hạn mà hạ tầng truyền tải có thể đáp ứng.

Do lưới điện vận hành dựa trên nguyên tắc cân bằng tải nghiêm ngặt, việc lượng điện mặt trời tăng vọt vào khung giờ nắng đỉnh có thể gây quá tải cục bộ nếu không kiểm soát. Lúc này, trung tâm điều độ sẽ yêu cầu hạn chế đầu vào để đảm bảo an toàn hệ thống, chứ không phải nhằm làm hư hại thiết bị.

Rào cản cốt lõi thường nằm ở sự mất cân đối: các dự án điện mặt trời được lắp đặt ồ ạt trong khi mạng lưới truyền tải chưa được nâng cấp đồng bộ, dẫn đến tình trạng nghẽn cổ chai khi công suất lắp đặt tăng nhanh.

Các sự cố kỹ thuật bất ngờ trên đường dây hoặc sự sụt giảm nhu cầu tiêu thụ tại chỗ cũng là những nguyên nhân kích hoạt cơ chế này. Đây là một phần tất yếu trong vận hành lưới điện hiện đại, đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa bên sản xuất, đơn vị vận hành và cơ quan quản lý.

Nguyên nhân gây suy giảm hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời

Nhiều yếu tố vật lý và môi trường tác động làm suy giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng của tấm pin. Mây dày cản trở trực tiếp lượng photon tới tế bào quang điện, trong khi thời tiết xấu có thể khiến sản lượng tụt giảm tới 50% so với ngày nắng. Bụi bẩn, lá cây và phân chim tích tụ thành lớp màng ngăn sáng; ngay cả một lớp bụi mỏng cũng có thể làm giảm từ 5% đến 15% sản lượng.

Bóng râm từ công trình hoặc cây cối che khuất một phần cell pin gây gián đoạn dòng điện toàn chuỗi, dẫn đến hiện tượng điểm nóng làm tăng nhiệt độ cục bộ và đẩy nhanh lão hóa vật liệu. Góc nghiêng và hướng lắp đặt sai lệch là nguyên nhân kỹ thuật phổ biến; tế bào quang điện hoạt động tối ưu khi ánh sáng chiếu vuông góc, nên lệch hướng Nam hoặc góc nghiêng không phù hợp vĩ độ địa lý làm giảm rõ rệt khả năng hấp thụ bức xạ.

Inverter hoạt động không ổn định, lỗi phần mềm hoặc chênh lệch công suất với dàn pin cũng gây tổn thất điện năng. Nhiệt độ môi trường cao vượt ngưỡng 25°C làm giảm điện áp hoạt động; mỗi độ C tăng thêm có thể khiến hiệu suất suy giảm từ 0.4% đến 0.5%. Quá trình lão hóa tự nhiên không thể đảo ngược; tấm pin thương mại thường mất từ 0.5% đến 1% hiệu suất mỗi năm, và sau 20 đến 25 năm vận hành, tổng công suất có thể giảm từ 10% đến 25%.

Độ ẩm cao và môi trường ven biển thúc đẩy ăn mòn đầu nối và hộp đấu dây, làm tăng điện trở tiếp xúc và giảm khả năng dẫn điện. Chất lượng vật liệu sản xuất ban đầu quyết định tốc độ suy giảm; tấm pin giá rẻ thường sử dụng tế bào silic loại 2 hoặc 3, có độ tinh khiết thấp và khả năng chống chịu thời tiết kém hơn hẳn so với dòng mono-crystalline cao cấp.

Cách duy trì hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời ở mức tối đa

Để giữ hiệu suất pin mặt trời ở mức cao nhất, việc làm sạch bề mặt là bước quan trọng cần thực hiện đều đặn. Tùy theo điều kiện môi trường, bạn nên vệ sinh tấm pin từ 2 đến 4 lần trong một năm bằng nước sạch kết hợp khăn mềm hoặc hệ thống rửa tự động, nhằm loại bỏ bụi bẩn để ánh sáng có thể chiếu trực tiếp vào tế bào quang điện.

Cần kiểm tra kỹ lưỡng khung đỡ, ốc vít và các mối nối dây dẫn định kỳ mỗi 6 tháng đến 1 năm để kịp thời xử lý các dấu hiệu lỏng lẻo hay ăn mòn.

Song song với bảo dưỡng, việc lắp đặt đúng kỹ thuật, chọn vị trí thoáng đãng tránh bóng râm và căn chỉnh góc nghiêng phù hợp với vĩ độ địa phương sẽ giúp tối đa hóa khả năng thu năng lượng. Sử dụng thiết bị chính hãng với thời gian bảo hành trên 10 năm cùng chế độ giám sát sản lượng qua ứng dụng hoặc đồng hồ thông minh cũng là những nhân tố quan trọng giúp phát hiện sớm bất thường và duy trì ổn định sản lượng.

Bức xạ mặt trời quyết định lượng điện mặt trời tạo ra

Sản lượng điện từ hệ thống quang điện phụ thuộc trực tiếp vào cường độ bức xạ mặt trời. Chỉ số này, đo bằng kWh/m²/ngày, biểu thị tổng năng lượng ánh sáng nhận được trên mỗi mét vuông trong vòng 24 giờ. Khu vực phía Nam Việt Nam sở hữu tiềm năng lớn với mức bức xạ trung bình đạt 4–5 kWh/m²/ngày.

Hiệu suất thu năng lượng còn tăng lên nhờ phản xạ từ môi trường xung quanh. Các bề mặt sáng màu như mái tôn trắng hay nền xi măng có khả năng phản chiếu cao, cung cấp thêm nguồn năng lượng gián tiếp cho tấm pin. Cơ chế albedo này giúp gia tăng sản lượng điện từ 2% đến 10%.

Ngược lại, các yếu tố như bóng râm hay bụi bẩn sẽ cản trở đường truyền của photon, làm giảm lượng điện tạo ra. Việc khảo sát kỹ lưỡng điều kiện bức xạ tại địa điểm lắp đặt là bước quan trọng để dự báo chính xác sản lượng và cải thiện thiết kế hệ thống.

Tình hình cắt giảm công suất điện mặt trời tại việt nam

Từ năm 2020 đến 2021, làn sóng đầu tư ồ ạt vào điện mặt trời nhằm tranh thủ giá bán điện cố định (FIT) đã khiến lưới điện truyền tải quá tải do thiếu sự chuẩn bị đồng bộ. Hậu quả là lượng điện mặt trời bị cắt giảm nghiêm trọng, đặc biệt vào khung giờ cao điểm ban ngày. Theo báo cáo từ EVN và Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia, tổng sản lượng điện mặt trời bị cắt giảm trong năm 2021 lên tới 1,3 tỷ kWh.

Tại các tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận, nhiều nhà máy phải đối mặt với mức cắt giảm công suất dao động từ 40% đến 60%. Những hạn chế về hạ tầng truyền tải, quy hoạch thiếu đồng bộ cùng khả năng lưu trữ điện yếu kém là nguyên nhân cốt lõi gây ra tình trạng này, ảnh hưởng trực tiếp đến cả các dự án lớn lẫn hệ thống hòa lưới nhỏ lẻ. Để khắc phục, việc phát triển lưới điện thông minh và tích hợp pin lưu trữ đang được đẩy mạnh nhằm cân bằng nguồn cung và giảm thiểu tổn thất sản lượng.