Bộ tích điện gia đình hoạt động như một máy phát điện dự phòng, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho gia đình sử dụng khi bị mất nguồn điện lưới Quốc Gia. Vận hành một cách êm ái do chỉ có các thiết bị điện tử làm việc. A. MÔ TẢ CHUNG Nguyên lý vận hành là điện năng sẽ được nạp dự trữ tại ắc qui, khi cần sử dụng thì nguồn năng lượng này sẽ được giải phóng để sử dụng, với đặc điểm này thì bộ tích điện gia đình hoạt động rất êm ái, chỉ nghe tiếng quạt làm mát chạy mà thôi. Để đáp ứng được yêu cầu chạy được tất cả các thiết bị điện trong gia đình, thì bộ tích điện cần phải có thông số công suất phù hợp với tải, có số lượng ắc qui tương ứng để đảm bảo thời gian cấp điện, đặc tính kỹ thuật của bộ đổi nguồn từ DC sang 220V xoay chiều phải là bộ sin chuẩn, với thông số đầu ra phải giống với thông số lưới điện Quốc Gia, 220V-50Hz. B. CẤU TẠO BỘ TÍCH ĐIỆN Gồm 2 thành phần chính: (1) Bộ kích điện 12V lên 220V sin chuẩn và (2) Ắc qui dự trữ năng lượng. I. Bộ kích điện 12V lên 220V sin chuẩn: Nhiệm vụ chính là biến đổi nguồn điện một chiều (DC) sang nguồn điện xoay chiều 220V, tần số 50Hz. Tùy theo yêu cầu sử dụng mà chúng ta có thể chọn công suất cho phù hợp. Thành phần chính của bộ kích điện này có thể chia làm 2 phần: I.1. Bộ sạc ắc qui: Được thiết kế với bộ sạc ắc qui thông minh 3 giai đoạn sạc, tự động nhận biết dung lượng ắc qui thông qua mạch điện tử bằng thuật toán so sánh điện áp và dòng sạc để đưa ra điện áp sạc phù hợp với từng giai đoạn ắc quy nhằm kéo dài tuổi thọ ắc qui. I. 2 Bộ nghịch lưu điện áp 12VDC lên 220VAC, sóng sin chuẩn, tần số 50Hz, THD<0.5% với ổn áp đầu ra: Bộ nghịch lưu là bộ phận quan trọng trong mạch bộ tích điện gia đình, có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng từ nguồn điện một chiều không đổi sang dạng năng lượng điện xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều. Đại lượng được điều khiển ở ngõ ra là điện áp hoặc dòng điện. Đối với thiết bị inverter ngày sử dụng mạch nghịc lưu áp: Để tạo một sóng đầu ra sin chuẩn từ nguồn DC là khó khăn hơn nhiều so với sóng Modified hay Square. Đối với công nghệ hiện đại sử dụng công nghệ bán dẫn và hệ thống điều khiển kỹ thuật số tốc độ cao thì có thể cho ra đời bộ kích điện 12V lên 220V sin chuẩn theo nguyên tắc: Mạch vi xử lý tần số cao sẽ biến đổi nguồn DC thành sóng điện áp AC chuẩn sin 50Hz ở điện áp thấp, vi xử lý sẽ đóng cắt liên tục ở tần số rất cao lên gấp 100 lần cho mỗi chu kỳ AC (tương đương 20.000 trong 1s), tức là trong 1 chu kỳ điện áp AC lưới là 20ms, thì có tới 400 lần đóng cắt của transitor, sau đó một bộ lọc có tính cảm sẽ lọc mịn các đỉnh hình răng cưa của điện áp để làm bằng các điểm nhọn đầu với nhau, tiếp tục điện áp đầu ra AC với tần số 50Hz này sẽ qua máy biến áp nâng áp để cấp nguồn 220VAC-50Hz cho hệ thống tải. II. Ăc qui dự trữ năng lượng Ắc qui sẽ làm nhiệm vụ lưu trữ năng lượng để giải phóng khi cần thiết, công nghệ lưu trữ năng lượng điện cho đến thời điểm này thì ắc qui vẫn là nguồn lưu trữ năng lượng hiệu quả nhất, nhanh nhất, ít tốn kém nhất với nguyên tắc chuyển hóa điện năng thành hóa năng dự trữ, khi sử dụng thì quá trình biến đổi ngược lại với hiệu suất khoảng 70%. + Chọn ắc qui phù hợp cho bộ tích điện gia đình để đáp ứng thời gian sử dụng của phụ tải, cần ghi chú thêm là thời gian sử dụng tải trong bao lâu là do việc chúng ta lựa chọn ắc qui, thời gian này không phụ thuộc vào công suất của bộ kích điện. + Đối với tổ ắc qui, khi đấu nối nhiều ắc qui, thì mắc nối tiếp hay song song vẫn cho ra 1 lượng điện năng không đổi, vì khi mắc nối tiếp thì ta có dung lượng Ah không đổi nhưng điện áp thay đổi theo cấp số nhân của số lượng ắc qui, còn khi mắc song song thì điện áp không đổi nhưng dung lượng thay đổi theo cấp số nhân của ắc qui. Do đó, A=P x t = U x I x t sẽ không đổi so với 2 cách đấu nối. Việc chọn cách đấu nối nào thì phải tùy vào việc sử dụng, chung qui là dựa vào 3 yếu tố: dễ sử dụng, thiết bị inverter chịu được dòng phía sơ cấp (12VDC hay 24VDC) và yếu tố an toàn. III. Các thành phần khác bao gồm giá đỡ cho bộ inverter và ắc qui, dây dẫn đấu nối…. C. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Bộ tích điện gia đình được dùng để sử dụng cho các thiết bị điện gia đình sẽ được đấu nối tiếp vào khu vực cần sử dụng, nếu nhu cầu sử dụng cho cả gia đình thì việc đấu nối tiếp tại tủ điện tổng là dĩ nhiên. Ban đầu, ở chế độ vận hành bình thường, điện năng từ lưới điện vào inverter sẽ cấp cho bộ sạc để nạp ắc quy, và đồng thời cung cấp cho tải trong gia đình. Khi sự cố mất điện nguồn lưới, relay kích hoạt khóa chuyển mạch (cắt nguồn lưới, đóng inverter vào) để chuyển qua sử dụng nguồn từ ắc quy, thời gian chuyển mạch khoảng 10ms, hệ thống đèn sẽ chớp nháy trong quá trình quá độ này. Và khi nguồn điện lưới có trở lại, relay sẽ phát hiện và tiến hành quay lại như lúc ban đầu (cắt nguồn ắc quy, đóng lại điện lưới), thời gian này cũng tốn 10ms. D. LỰA CHỌN BỘ TÍCH ĐIỆN GIA ĐÌNH Chúng tôi sẽ dựa trên yêu cầu cụ thể của Quý khách để đưa ra lựa chọn ra bộ kích điện phù hợp với phụ tải, và lựa chọn ắc qui đảm bảo cung cấp điện suốt thời gian yêu cầu. Qui trình lựa chọn có thể tóm tắt theo các bước như sau: 1. Lựa chọn bộ kích điện 12V lên 220V, sin chuẩn: Giới hạn trong bài viết này, chúng tôi chỉ lựa chọn bộ tích điện để phục vụ cho các phụ tải trong gia đình, các phụ tải này bao gồm: đèn, máy quạt, tủ lạnh, máy lạnh, bơm nước, tivi, bếp điện….., do đó yêu cầu trước tiên bộ kích điện phải là loại sin chuẩn (tương đương với nguồn điện lưới), vì chúng ta biết rằng các thiết bị mang tính cảm như các loại động cơ thì nếu hoạt động với điện áp sin không chuẩn, sẽ sinh ra sóng hài, bản chất sóng hài là gây ra dòng điện một chiều trong mạch gây phát nóng hỏng thiết bị điện, đồng thời giảm hiệu suất hoạt động thiết bị. Yếu tố quan trọng của bộ kích điện là thông số công suất, thông số này lựa chọn dựa trên yêu cầu công suất của phụ tải để đảm bảo: P_kích điện > P_tải trong nhà 2. Lựa chọn ắc qui Ăc qui phải đảm bảo được thời gian vận hành của thiết bị, thông số cơ bản của ắc qui gồm điện áp và dung lượng Ah. Dãy dung lượng của ắc qui thông thường là 12DC-50Ah, 70Ah, 90Ah, 100Ah, 150Ah, 200Ah, 250Ah, 300Ah. E. CÁCH LẮP ĐẶT BỘ TÍCH ĐIỆN GIA ĐÌNH Khi lắp đặt bộ tích điện cấp điện cho cả gia đình thì cần lắp tại đường dây tổng cấp điện, thông thường tại vị trí ngay sau cầu dao tổng của tủ Điện lực. Lựa chọn vị trí khô ráo, ít người qua lại để an toàn, cũng như các thiết bị khác cần thực hiện nối đất an toàn cho thiết bị. Sau khi lắp đặt, thì bộ tích điện sẽ vận hành ở 2 chế độ: 1. Chế độ sẵn sàng cấp điện khi công tắc POWER ở vị trí ON, nghĩa là bộ tích điện ở chế độ nạp ắc qui và cấp điện cho phụ tải gia đình, khi mất điện lưới thì trong 10ms bộ tích điện sẽ chuyển qua dùng điện từ ắc qui. Khi có điện trở lại thì trong 10ms bộ tích điện sẽ tự động quay lại chế độ nạp ắc qui như ban đầu. 2. Chế độ by_pass: khi công tắc POWER ở vị trí OFF, chế độ này bộ tích điện chỉ nạp ắc qui, tải sẽ được by-pass qua inverter, nghĩa là bộ tích điện không tự động chuyển mạch khi mất điện. Chúng tôi khuyến nghị nên để công tắc POWER ở vị trí OFF, nếu mất điện xảy ra thì chủ hộ nên chủ động đi đến bậc công tắc POWER nhằm tăng mạnh sự chú ý đến hệ thống điện trong lúc này, để thông báo trong gia đình cắt giảm tải hợp lý. Các tình huống xảy ra trong quá trình vận hành bộ tích điện: - Khi vận hành ắc qui còn khoảng 30%, thì những ắc qui thương mại bình thường sẽ xảy ra quá trình sụt áp do nội trở tăng mạnh ở giai đoạn này, có thể giảm bớt tải ở giai đoạn cuối này để bộ inverter không báo lỗi thấp áp. Để tăng tuổi thọ ắc qui thì nhà sản suất khuyến cáo nên nạp lại ắc qui, tuổi thọ ắc qui được tính bằng số lần nạp -xả, số lần này khoảng 500-1200 lần. Trong trường hợp Quý khách mua loại ắc qui tốt cho phép xả sâu thì vẫn vận hành bình thường. - Sử dụng máy tích điện như một thiết bị tiết kiệm bằng cách chạy những giờ cao điểm vì giờ cao điểm giá bán điện cao hơn những giờ thường, lúc này chúng ta có thể sử dụng năng lượng từ ắc qui. D. ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ Trụ sở chính: Công ty Cổ phần Tư vấn và Thiết bị Điện Tân Trung Nam 174/47 Nguyễn Thiện Thuật – Phường 3 – Quận 3 – TpHCM Tel: 08–62–92–43–16; Fax: 08–62–92–43–38 Website : www.electric.equipment ; HP : 0903 111 117 (Mr.Nam) VPĐD tại Tp.HCM: 4B/5 Cộng Hòa, P4, Tân Bình, TP.HCM (Ngay vòng xoay Lăng Cha Cả) Tel: 08-62-92-43-16 ; Fax: 08 –62-92-43-38 HP : 0903 11 11 17 (VũTrungNam) Email : nam@electric.equipment VPĐD tại Đà Nẵng: 84 Bùi Lâm – Phường Nại Hiên Đông – Quận Sơn Trà- Tp.Đà Nẵng (Cách chân cầu Sông Hàn 1.5km về phía núi Sơn Trà) Tel: 0903 111 117 (VũTrungNam) Email : nam@electric.equipment KEYWORDS: Bo tich dien gia dinh
