Mùa đông ở miền bắc hệ thống điện năng lượng mặt trời không hoạt động có đúng ?

Mùa đông ở miền Bắc hệ điện năng lượng mặt trời không hoạt động là hiểu lầm. Thực tế, với tấm pin Mono/PERC, inverter hybrid và thiết kế tối ưu, hệ thống vẫn tạo điện ổn định ngay cả ngày nhiều mây. DAT Group mang đến giải pháp hiệu quả, giúp hộ gia đình và doanh nghiệp khai thác năng lượng sạch quanh năm, tiết kiệm chi phí và chủ động nguồn điện.

1. Hệ thống năng lượng mặt trời vẫn hoạt động mùa đông miền Bắc [1]

Mặc dù mùa đông miền Bắc có nhiều ngày âm u, mây mù và ánh sáng yếu, hệ thống năng lượng mặt trời vẫn vận hành hiệu quả nhờ cơ chế quang điện, hiệu suất thích ứng với ánh sáng khuếch tán và lợi thế nhiệt độ thấp.

1.1. Nguyên lý quang điện dưới ánh sáng yếu

Hệ thống năng lượng mặt trời vận hành nhờ các tấm pin quang điện (PV) mà khi ánh sáng từ mặt trời kể cả khi bị mây che hoặc ánh sáng khuếch tán vẫn có các photon lọt tới bề mặt pin và kích thích electron trong các tế bào PV di chuyển, sinh ra dòng điện.

Chính vì vậy, ngay cả trong những ngày trời nhiều mây, âm u hoặc ánh sáng yếu như mùa đông miền Bắc, pin vẫn có thể tạo ra điện năng chưa đạt công suất cao nhất, nhưng vẫn hoạt động.

Cơ chế quang điện không đòi hỏi ánh sáng trực tiếp mạnh để kích hoạt, mà ánh sáng khuếch tán (diffuse light) vẫn đủ để tấm pin hấp thụ và chuyển hoá năng lượng.

1.2. Mức giảm hiệu suất: 30-50% so mùa hè

Mặc dù hệ thống vẫn tạo ra điện, hiệu suất vào ngày nhiều mây hoặc ánh sáng yếu thường giảm đáng kể so với ngày nắng rõ. Một số dữ liệu từ các nghiên cứu quốc tế cho thấy trong điều kiện trời âm u, tấm pin có thể hoạt động chỉ ở khoảng 10–25% công suất định mức so với khi có nắng trực tiếp.

Ở một số ngày với mây nhẹ hoặc ánh sáng khuếch tán tương đối, hiệu suất có thể đạt cao hơn khoảng 30–60% công suất tiêu chuẩn, tuỳ thuộc vào mật độ mây, loại pin và hướng lắp đặt.

Sự giảm hiệu suất này chủ yếu do số photon tới pin giảm (bức xạ gián tiếp thay cho bức xạ trực tiếp), kết quả là dòng điện và điện áp đầu ra của hệ thống đều thấp hơn so với điều kiện tối ưu.

1.3. Lợi ích nhiệt độ thấp tăng điện áp pin

Tấm pin PV thường có thông số hệ số nhiệt độ Pmax, thể hiện mức giảm công suất khi nhiệt độ cell pin tăng. Nhiều tấm pin phổ biến hiện nay có γₚₘₐₓ khoảng –0,30% đến –0,45%/°C. Vì vậy, nếu nhiệt độ pin tăng từ mức chuẩn 25 °C lên 35°C. Điều này  sẽ cao hơn 10 °C sẽ làm công suất tối đa có thể giảm từ ~ 3% đến ~ 4,5%. 

Khi thời tiết mát ở miền Bắc thì nhiệt độ ambient thấp, cell pin cũng ít bị quá nhiệt tấm pin PV vì vậy dễ giữ công suất sát với hiệu suất danh định. Nhờ hiệu ứng của hệ số nhiệt độ âm, ở trời lạnh hiệu suất thực tế có thể cao hơn mức công bố khi đo ở điều kiện chuẩn (25 °C).

Cuối cùng, dù mùa đông thường rất ít nắng hơn, lợi thế từ nhiệt độ thấp giúp giảm tổn thất do nhiệt độ cao mùa hè. Nếu hệ thống được thiết kế hợp lý đủ tấm pin, góc lắp đúng thì mùa đông vẫn phát điện ổn định và hiệu quả tốt hơn so với điều kiện nắng nóng gay gắt.

2. Mùa đông ở miền Bắc hệ điện năng lượng mặt trời không hoạt động: Thực tế ra sao?

Mùa đông ở miền Bắc có thời gian chiếu sáng ngắn hơn so với mùa hè, trung bình khoảng 1.500–1.700 giờ/năm. Do đó, tấm pin mặt trời nhận ít ánh sáng mạnh và ổn định, khiến sản lượng điện tạo ra thấp hơn rõ rệt so với mùa nắng.

Thêm vào đó, trời nhiều mây, sương mù hay ánh sáng khuếch tán làm bức xạ trực tiếp đến pin giảm, khiến hiệu suất chuyển đổi điện năng giảm đáng kể. Dù vậy, pin vẫn có thể tạo ra điện nhờ ánh sáng gián tiếp, chỉ là sản lượng thấp hơn.

Ngoài ra, khi không khí chứa nhiều bụi hoặc hạt ô nhiễm như PM2.5, bụi bẩn bám lên bề mặt pin sẽ cản trở ánh sáng tới các tế bào quang điện, làm giảm thêm lượng điện phát ra. Những yếu tố này kết hợp khiến mùa đông ở miền Bắc khó khai thác năng lượng mặt trời tối đa, nhưng hệ thống vẫn vận hành ổn định.

3. So sánh hiệu suất năng lượng mặt trời giữa các mùa [2]

Hiệu suất điện năng mặt trời tại miền Bắc thay đổi rõ theo mùa, với mùa hè nắng dài tạo nhiều điện hơn và mùa đông ánh sáng yếu giảm công suất, nhưng hệ thống vẫn hoạt động ổn định nhờ thiết kế và công nghệ thích ứng.

3.1. Mùa hè: 4-5 kWh/kWp/ngày, nắng dài

Vào mùa hè, bức xạ mặt trời mạnh và thời gian chiếu sáng dài giúp hệ thống pin đạt hiệu suất cao nhất. Ví dụ tại Bắc Ninh, mỗi kWp lắp đặt có thể tạo khoảng 5,86 kWh/ngày. Nắng dài và ổn định giúp cung cấp đủ điện cho sinh hoạt và nhu cầu sản xuất, khai thác gần tối đa công suất của tấm pin.

3.2. Mùa đông: 1.5-2.5 kWh/kWp/ngày, bù đắp công nghệ

Mùa đông, ánh sáng yếu hơn và góc chiếu của mặt trời thấp khiến sản lượng giảm, trung bình khoảng 2,97 kWh/kWp/ngày. Dù vậy, hệ thống vẫn tạo điện nhờ ánh sáng khuếch tán và những giờ nắng yếu, giúp duy trì nguồn điện ổn định cho gia đình hoặc doanh nghiệp.

3.3. Tổng năm: 2.8-3 kWh/kWp/ngày miền Bắc

Tính trung bình cả năm, sản lượng khoảng 2,8–3 kWh/kWp/ngày, phản ánh dao động theo mùa. Mức này vẫn đủ để hệ thống mặt trời ở miền Bắc mang lại giá trị sử dụng ổn định, đảm bảo hiệu quả lâu dài nếu thiết kế hợp lý và kỳ vọng được đặt đúng mức.

4. Giải pháp tối ưu hiệu suất mùa đông miền Bắc

Để hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả mùa đông ở miền Bắc, nên thiết kế dư công suất 20–30% để bù điện giảm do ánh sáng yếu và thời gian chiếu sáng ngắn. Đồng thời, chỉnh góc nghiêng tấm pin để đón ánh sáng khi mặt trời thấp.

Trang bị pin lưu trữ lithium giúp tích trữ điện vào ngày nắng, dùng vào ngày âm u hoặc ban đêm, giảm phụ thuộc vào cường độ ánh sáng. Kết hợp hệ thống hybrid với lưới điện hoặc nguồn phụ đảm bảo nguồn điện ổn định mọi thời tiết.

Nhờ các biện pháp này dư công suất, chỉnh góc nghiêng, lưu trữ và hòa lưới hybrid hệ năng lượng mặt trời ở miền Bắc vẫn có thể vận hành ổn định dù mùa đông, giúp bạn khai thác tối đa nguồn năng lượng sạch quanh năm.

5. Tiềm năng điện năng lượng mặt trời miền Bắc mùa đông

Miền Bắc có bức xạ mặt trời trung bình khoảng 4 kWh/m²/ngày, nên dù mùa đông không quá nắng, lượng bức xạ này vẫn tạo cơ sở để khai thác năng lượng mặt trời.

Những tấm pin công nghệ hiện đại đặc biệt pin Mono / PERC có khả năng hoạt động tốt ngay cả với ánh sáng khuếch tán. Vì thế, hệ thống vẫn thu được điện khi trời nhiều mây hay ánh sáng không mạnh, không phụ thuộc hoàn toàn vào ngày nắng đẹp.

Việc lắp đặt hệ mặt trời giúp người dùng chủ động nguồn điện, giảm phụ thuộc vào lưới điện và ít phải lo cắt tải. Hơn nữa, với các chính sách khuyến khích và hỗ trợ từ nhà nước dành cho điện mặt trời, việc đầu tư vẫn có tiềm năng sinh lợi và là giải pháp xanh, bền vững.

6. Có nên lắp năng lượng mặt trời miền Bắc mùa đông? [3]

Khi cân nhắc lắp điện mặt trời ở miền Bắc mùa đông, cần so sánh giờ nắng, bức xạ, ô nhiễm và nhiệt độ trung bình để đánh giá hiệu quả, lợi ích và thời gian hoàn vốn, từ đó lựa chọn thiết kế phù hợp cho từng khu vực:

7. Lưu ý lắp đặt năng lượng mặt trời miền Bắc

Để hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả ở miền Bắc, cần lựa chọn pin, inverter, khung lắp và hướng lắp phù hợp, đồng thời duy trì vệ sinh định kỳ và chọn nhà cung cấp uy tín, bảo hành dài hạn.

• Nên sử dụng tấm pin Mono hoặc PERC vì các loại này có hiệu suất cao và hoạt động ổn định trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc thay đổi, rất phù hợp với mùa đông và những ngày nhiều mây ở miền Bắc.
• Nên dùng inverter hybrid hoặc inverter có công suất dư so với tổng công suất tấm pin để đảm bảo hệ thống chuyển đổi điện và sử dụng ổn định nhất là nếu bạn có lưu trữ hoặc dùng điện vào ban đêm, ngày âm u.
• Khung và vật tư lắp đặt nên làm từ chất liệu chống ăn mòn (nhôm anodized, thép mạ kẽm, inox…) và khung phải chắc chắn nhằm chịu được gió, mưa, độ ẩm cao, kéo dài tuổi thọ cho hệ thống.
• Vệ sinh tấm pin định kỳ (ví dụ mỗi 1–2 tháng/lần) để loại bỏ bụi, bẩn, lá cây hoặc rêu mốc bởi lớp bẩn bám lên sẽ cản ánh sáng, làm giảm hiệu suất chuyển hóa năng lượng.

8. Câu hỏi thường gặp về lắp đặt năng lượng mặt trời miền Bắc

Nhiều người thắc mắc về khả năng sinh điện, chi phí, loại pin phù hợp, lợi ích cho hộ gia đình và thời gian hoàn vốn khi lắp điện mặt trời miền Bắc, giúp đánh giá hiệu quả trước khi đầu tư hệ thống.

Miền Bắc đủ nắng lắp năng lượng mặt trời không ?

Miền Bắc hoàn toàn có thể lắp điện mặt trời với 1.600–1.800 giờ nắng/năm. Hệ thống vẫn tạo điện cả mùa đông và những ngày nhiều mây nhờ ánh sáng khuếch tán.

Chi phí lắp đặt điện mặt trời ở miền Bắc là bao nhiêu ?

Hệ thống rooftop cho hộ gia đình khoảng 12–15 triệu đồng/kWp. Một hệ 5 kWp phổ biến có chi phí 60–150 triệu đồng.

Loại pin nào phù hợp với miền Bắc ?

Pin Mono hoặc PERC hoạt động ổn định ngay cả khi ánh sáng yếu, thích hợp cho miền Bắc quanh năm.

Có nên lắp điện năng lượng mặt trời cho hộ gia đình ?

Nên lắp, giúp giảm tiền điện, chủ động nguồn điện và hoạt động ổn định ngay cả mùa đông.

Thời gian hoàn vốn cho hệ thống điện mặt trời ở miền Bắc là bao lâu?

Khoảng 4–5 năm tùy mức tiêu thụ, công suất lắp đặt và giá điện, mang lại hiệu quả lâu dài.

Đầu tư năng lượng mặt trời mùa đông tại miền Bắc vẫn mang lại hiệu quả lâu dài, và mùa đông ở miền bắc hệ điện năng lượng mặt trời không hoạt động là hiểu lầm phổ biến. Hãy tham khảo các giải pháp từ DAT Group để được tư vấn chi tiết, tối ưu hóa lợi ích điện mặt trời cho mái nhà bạn. Truy cập https://datsolar.com/ để bắt đầu hành trình tiết kiệm và bền vững hôm nay.

Nguồn tham khảo:

[1] Tại Sao Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Có Thể Hoạt Động Ngay Cả Khi Trời Âm U? (n.d.). 

How Solar Panels Work in Different Weather Conditions. (n.d.). 

[2] Solar PV Analysis of Vĩnh Phúc, Vietnam – profileSOLAR.com – Solar PV consulting & software. (n.d.). 

[3] Miền Bắc và Hà Nội tiếp diễn tình trạng ô nhiễm không khí nặng | Thời báo Tài chính Việt Nam. (n.d.).