AC Coupled và DC Coupled trong hệ thống điện mặt trời: Lựa chọn nào tối ưu hơn?

BTB Electric

• Tin tức
• Th1 16, 2026
• 291 lượt xem

AC Coupled và DC Coupled là 2 cấu hình phổ biến của Bộ chuyển điện năng (PSC) trong hệ thống BESS, đồng thời cũng là 2 phương pháp lắp đặt pin lưu trữ chủ yếu để nâng cấp hệ thống điện mặt trời hòa lưới. Vậy sự khác nhau giữa 2 cấu hình này là gì? Nên chọn cấu hình nào để tối ưu cho hệ thống năng lượng mặt trời? Mời bạn tìm hiểu trong bài viết sau của chúng tôi. 

AC Coupled là gì?

AC Coupled (Ghép nối AC) là cấu hình mà pin lưu trữ BESS được kết nối với hệ thống năng lượng mặt trời (PV) hoặc lưới điện ở phía dòng điện xoay chiều AC của biến tần.

Về mặt cấu trúc, một hệ thống AC Coupled sẽ bao gồm 2 biến tần riêng biệt là: 

• Biến tần năng lượng mặt trời (PV): Kết nối với các tấm pin mặt trời để chuyển đổi điện một chiều DC sang điện xoay chiều AC để sử dụng trực tiếp tại nhà hoặc hòa ngược lên lưới. 
• Biến tần pin (Bộ chuyển đổi PCS): Biến tần 2 chiều (còn gọi là biến tần lai), chịu trách nhiệm chuyển đổi từ điện AC (từ lưới hoặc từ điện PV) thành DC để sạc đầy cho cell pin, sau đó lại chuyển đổi từ điện DC sang AC để cung cấp cho tải. 

Về mặt nguyên lý hoạt động, cả tấm pin mặt trời và các module ắc quy trong cấu hình AC Coupled đều có thể vận hành cùng lúc hoặc độc lập, đồng thời có thể dùng chung một đường kết nối với lưới điện, hoặc các đường kết nối riêng biệt. Do đó, cấu hình này là lựa chọn ưu tiên của các hệ thống điện mặt trời hiện có khi có thể dễ dàng bổ sung thêm pin lưu trữ mà không cần thay đổi biến tần PV hiện tại.

Xem chi tiết cấu trúc BESS tại: Các thành phần chính trong hệ thống lưu trữ điện năng BESS

DC Coupled là gì?

DC Coupled (Ghép nối DC) là cấu hình mà cả hệ thống PV và pin BESS đều được kết nối trực tiếp vào chung 1 đường dây DC Bus của 1 bộ biến tần. Biến tần này được thiết kế để xử lý dòng điện 1 chiều từ cả 2 nguồn và pin lưu trữ BESS được đặt ở phía DC của biến tần.

Lợi thế vượt trội của DC Coupled nằm ở quy trình sạc đạt hiệu suất cao. Theo đó, điện DC từ tấm pin mặt trời sẽ đi thẳng vào pin lưu trữ mà không cần thông qua quy trình chuyển đổi 3 lần từ DC sang AC và ngược lại như ở hệ AC Coupled. Nhờ vậy, hệ thống hạn chế được tình trạng tổn thất năng lượng và cho hiệu suất tổng thể cao hơn (thường cao hơn 3 - 5% so với AC Coupled), đặc biệt thích hợp với các hệ thống năng lượng mặt trời tích hợp với pin lưu trữ được thiết kế từ đầu.

Ưu, nhược điểm của AC Coupled

AC Coupled được nhận định là giải pháp linh hoạt cho các hệ thống năng lượng mặt trời công nghệ cũ nhưng lại bị hạn chế về mặt hiệu suất chuyển đổi. 

Ưu điểm

• Dễ dàng nâng cấp, mở rộng: AC Coupled cho phép hệ thống điện mặt trời hòa lưới dễ dàng tích hợp thêm pin lưu trữ (cùng biến tần pin riêng) mà không cần thay thế biến tần PV hiện có. Ngoài ra, cấu hình này cũng thuận tiện để mở rộng công suất pin lưu trữ hoặc các tấm pin mặt trời mà không bị ràng buộc về khả năng tương thích với các thiết bị sẵn có. 
• Tính linh hoạt cao: Mọi thành phần trong AC Coupled (pin, biến tần PV, biến tần pin BESS) đều có thể hoạt động độc lập nên không hạn chế về vị trí lắp đặt. AC Coupled cũng có tính tương thích với mọi loại biến tần. Bên cạnh đó, ghép nối AC cho phép pin được sạc từ lưới hoặc tấm pin mặt trời nên trong trường hợp pin mặt trời không đủ để tạo ra điện, biến tần pin vẫn có thể dễ dàng lấy điện AC từ lưới và sạc đầy cho pin.
• Khả năng dự phòng: Tính linh hoạt trong AC Coupled giúp giảm thiểu rủi ro mất điện toàn hệ thống nếu 1 bộ biến tần bị lỗi. Trường hợp biến tần PV gặp sự cố, biến tần pin vẫn có thể hoạt động bình thường. 

Nhược điểm

• Chi phí cao: Do sử dụng nhiều bộ biến tần nên AC Coupled thường có chi phí cao hơn DC Coupled. 
• Hiệu suất chuyển đổi thấp: Khi sạc pin từ năng lượng mặt trời, điện phải trải qua 3 lần chuyển đổi, gây tổn thất năng lượng cho hệ thống xuống còn 90-94%. 
• Phức tạp trong quản lý năng lượng: Việc điều phối năng lượng giữa 2 biến tần độc lập, với 2 hệ thống lưới điện và pin mặt trời đòi hỏi công nghệ và thuật toán điều khiển phức tạp hơn. 
• Hạn chế về ứng dụng: Hệ thống AC Coupled không được thiết kế để sử dụng độc lập với lưới điện nên không thể xử lý tải đột biến. 
• Giới hạn về công suất đầu ra: Tổng công suất đầu ra của AC Coupled thường bị giới hạn bởi công suất định mức của biến tần pin BESS. 

Đọc thêm: Pin lưu trữ BESS: Thông số, phân loại và cách lựa chọn hiệu quả

Ưu, nhược điểm của DC Coupled

AC Coupled tập trung vào hiệu suất và sự đồng bộ nhưng lại hạn chế về tính linh hoạt. 

Ưu điểm

• Hiệu suất chuyển đổi cao: Cấu hình DC Coupled chỉ chuyển đổi dòng điện 1 lần, điện DC từ pin mặt trời có thể đi thẳng vào pin lưu trữ rồi chuyển ngược lại ở đầu ra cho tải nên giảm thiểu được hao tổn năng lượng, cho hiệu suất tổng thể cao hơn AC Coupled (từ 95% trở lên). 
• Giá cả hợp lý: Cấu hình ghép nối DC chỉ yêu cầu 1 bộ biến tần lai để quản lý cả pin mặt trời và pin lưu trữ nên tiết kiệm được chi phí ban đầu.  
• Sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả: DC Coupled cho khả năng tận dụng tối đa năng lượng dư thừa từ pin mặt trời để tích trữ trong pin BESS, trong khi ở hệ thống AC Coupled, năng lượng này bị thất thoát sau nhiều lần chuyển đổi. 
• Linh hoạt công suất đầu ra: Ghép nối DC cho phép các tấm pin mặt trời tạo ra nhiều điện năng hơn công suất định mức của biến tần. 

Nhược điểm

• Hạn chế về tính linh hoạt: Trong DC Coupled, biến tần cần được đặt gần ắc quy. Ngoài ra, khi muốn mở rộng pin lưu trữ trong hệ thống PV sẵn có, thường phải thay thế biến tần PV bằng biến tần lai. 
• Hạn chế về khả năng mở rộng độc lập: Việc mở rộng công suất pin lưu trữ hoặc hệ thống PV có thể bị ảnh hưởng bởi công suất và tính tương thích của bộ biến tần lai. 
• Khả năng dự phòng thấp: Nếu biến tần lai gặp sự cố, cả hệ thống Solar PV và pin lưu trữ đều có thể ngừng hoạt động. 
• Dải điện áp phức tạp: Do kết nối chung một đường dây DC, biến tần lai phải có khả năng quản lý dải điện áp DC phức tạp hơn để xử lý được cả 2 nguồn pin và PV. 

Tìm hiểu thêm về An toàn trong hệ thống BESS: Các tiêu chuẩn và biện pháp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ

Nên chọn AC Coupled hay DC Coupled?

Để lựa chọn AC Coupled hay DC Coupled cho hệ thống điện mặt trời, trước hết cần phân biệt rõ sự khác biệt giữa 2 cấu hình này. 

Về đặc điểm:

Về ưu, nhược điểm: 

Thông thường, AC Coupled có tính phổ biến hơn trong các dự án quy mô lớn nhờ khả năng linh hoạt trong lắp đặt và mở rộng. AC Coupled có thể hoạt động như “phần bổ sung” cho các nhà máy điện mặt trời hiện có hoặc lắp đặt đồng thời tại các nhà máy điện mặt trời xây mới. Tuy chi phí lắp đặt AC Coupled cao hơn và hiệu suất chuyển đổi thấp hơn nhưng các nhà đầu tư có thể thu hồi vốn nhờ việc lưu trữ năng lượng trong pin và bán lại vào thời điểm giá điện cao. Hơn nữa, cấu hình AC Coupled dễ lắp đặt hơn nhiều so với DC Coupled nên đây là lựa chọn lý tưởng cho các nhu cầu nâng cấp hệ thống điện mặt trời đã có và cần sự linh hoạt trong thiết kế. Tìm hiểu ngay giá BESS tại Việt Nam hiện nay.

Ngược lại, nếu bạn đang xây mới một hệ thống năng lượng mặt trời và muốn đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao nhất, DC Coupled chính là cấu hình phù hợp. Ghép nối DC cũng thích hợp với các dự án tiện ích tại nhà ở, căn hộ khi muốn tối ưu hóa việc kết nối năng lượng mặt trời với pin lưu trữ để phục vụ cho mục đích sinh hoạt, sản xuất đơn giản. 

Một số câu hỏi về cấu hình ghép nối AC - DC

Câu hỏi 1: AC Coupled hay DC Coupled có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn?

Trả lời: Hiệu suất chuyển đổi của DC Coupled thường cao hơn AC Coupled từ 3 - 5 % do cấu hình này chỉ cần trải qua 1 lần chuyển đổi từ DC của pin/PV sang AC để sử dụng cho tải. 

Câu hỏi 2: Quy mô hộ gia đình nên lựa chọn cấu hình nào?

Trả lời: DC Coupled phù hợp với các ứng dụng ở quy mô tiện ích như hộ gia đình nhờ chi phí thấp, tính đồng bộ và hiệu suất chuyển đổi cao. 

Câu hỏi 3: Nhược điểm lớn nhất của DC Coupled là gì?

Trả lời: Nhược điểm lớn nhất của DC Coupled là hạn chế ở tính linh hoạt và khả năng mở rộng. Ghép nối DC phù hợp với các hệ thống điện mặt trời xây mới nhưng khi muốn mở rộng công suất pin lưu trữ hoặc pin PV, có khả năng sẽ phải nâng cấp công suất biến tần lai. Trường hợp hệ thống năng lượng mặt trời sẵn có muốn thêm pin theo cấu hình này, cần thay thế biến tần PV thành biến tần lai mới đủ khả năng vận hành. 

Câu hỏi 4: Có thể sử dụng cả AC Coupled và DC Coupled trong cùng 1 hệ thống điện mặt trời không?

Trả lời: Có. Việc kết hợp 2 cấu hình này có thể đem lại hiệu suất chuyển đổi và tính linh hoạt cao hơn cho hệ thống năng lượng mặt trời sẵn có, giúp tận dụng tối đa năng lượng tái tạo để cung cấp nguồn điện liên tục trong trường hợp mất điện lưới. 

Tuy nhiên, việc kết hợp cả 2 cấu hình trong cùng 1 hệ thống sẽ phức tạp và đòi hỏi chi phí đầu tư lớn hơn. Vì vậy nếu muốn triển khai hình thức này, bạn cần tham khảo ý kiến từ các chuyên gia.