Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện năng lượng mặt trời cho thành phố Sơn La và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doanh năng lượng mặt trời

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu chung của luận văn là nghiên cứu khảo sát tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La. Cấu trúc của nguồn năng lượng mặt trời dạng tập trung và áp mái.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện năng lượng mặt trời cho thành phố Sơn La và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doanh năng lượng mặt trời

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHẠM MẠNH QUÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO THÀNH PHỐ SƠN LA VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KINH DOANH NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN Thái Nguyên – Năm 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHẠM MẠNH QUÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO THÀNH PHỐ SƠN LA VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KINH DOANH NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Như Hiển Thái Nguyên – Năm 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Nguyễn Như Hiển. Các nội dung nghiên cứu, số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề tài này là trung thực và chưa từng được công bố công bố trong bất kỳ một luận văn nào trước đây. Các số liệu trong bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, đánh giá, nhận xét đã được chính tác giả thu thập từ nhiều nguồn thông tin khác và đã nêu rõ trong tài liệu tham khảo. Ngoài ra, đề tài cũng sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả, tổ chức cơ quan khác nhau và cũng đã thể hiện trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng cũng như kết quả luận văn của mình. Thái Nguyên, ngày 15 tháng 8 năm 2020 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phạm Mạnh Quân i
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp, động viên từ các quý thầy, cô trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên, từ các bạn đồng nghiệp và người thân trong gia đình. Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Như Hiển đã tận tình hướng dẫn, luôn hỗ trợ và khích lệ trong suốt thời gian làm luận văn để tôi có thể hoàn thành được luận văn của mình. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy, cô giáo đã tham gia giảng dạy trong khóa học chuyên ngành Kỹ thuật điện. Các thầy cô đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các Thầy giáo, Cô giáo của khoa Điện và Phòng Đào tạo Nhà trường đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất về mọi mặt để tôi hoàn thành nội dung luận văn. Thái Nguyên, ngày 15 tháng 8 năm 2020 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phạm Mạnh Quân ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam NLTT Năng lượng tái tạo NLMT Năng lượng mặt trời MT Mặt trời BXMT Bức xạ mặt trời DC Một chiều AC Xoay chiều MN Miền núi QL Quản lý KD Kinh doanh iii
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 1 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ..................................................................... 1 4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 2 5. Kết cấu của luận văn ..................................................................................... 2 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 3 1.1. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Sơn La và Thành phố Sơn La ................ 3 1.1.1 Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Sơn La .................................................. 3 1.1.2. Giới thiệu khái quát về Điện lực Thành phố Sơn La .............................. 5 1.2. Vai trò, đặc điểm và hiện trạng cấp điện của các tỉnh Tây Bắc và Thành phố Sơn La ........................................................................................................ 7 1.2.1. Vai trò và đặc điểm ................................................................................. 7 1.2.2. Hiện trạng cấp điện cho khu vực Tây Bắc và tỉnh Sơn La ..................... 7 1.2.3. Tiềm năng năng lượng mặt trời tại các tỉnh Tây Bắc ............................. 8 1.3. Vai trò của năng lượng mặt trời của Thành phố Sơn La: ........................ 10 1.4. Một số lưu ý về năng lượng mặt trời tại Thành phố Sơn La.................... 11 1.4.1. Tư vấn về lắp điện mặt trời: .................................................................. 11 1.4.3. Lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời: ................................................ 14 1.4.4. Thu hồi vốn khi lắp hệ thống năng lượng mặt trời: .............................. 16 1.5. Kết luận chương 1 .................................................................................... 17 Chương 2: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC HỆ ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI .............................................................................................................. 18 2.1. Giới thiệu:................................................................................................. 18 2.1.1. Nguyên lý hoạt động ............................................................................. 18 2.1.2. Các mô hình lắp đặt............................................................................... 18 iv
2.2. Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời ......................................................... 20 2.2.1. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời nối lưới .............................................. 20 2.2.2. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời độc lập ............................................... 21 2.2.3. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời lai ...................................................... 22 2.3. Hệ năng lượng điện mặt trời nối lưới ....................................................... 23 2.3.1. Pin mặt trời (PV - Photovoltaic) .......................................................... 23 2.3.2. Bộ biến đổi một chiều - một chiều (DC/DC) ........................................ 26 2.3.3. Nghịch lưu nối lưới (Grid Tie Inverter) ................................................ 31 2.3.4. Các phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu áp..................................... 34 2.3.5. Lọc sóng hài .......................................................................................... 36 2.3.6. Hệ thống điều khiển .............................................................................. 39 2.4. Kết luận chương 2 .................................................................................... 41 2.4.1. Căn cứ để chọn hệ thống điện mặt trời nối lưới: .................................. 41 Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KINH DOANH NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO THÀNH PHỐ SƠN LA ................................................................................................................... 43 3.1. Đặt vấn đề................................................................................................. 43 3.1.1. Ưu, nhược điểm của năng lượng mặt trời ............................................. 43 3.1.2. So sánh về ưu nhược điểm một số hệ thống năng lượng mặt trời ........ 46 3.1.3. Các văn bản pháp quy về điện mặt trời mái nhà ................................... 47 3.2.1. Giai đoạn từ nay đến 2030 .................................................................... 49 3.2.2. Định hướng đến 2050 ............................................................................ 49 3.3. Thực trạng phát triển năng lượng mặt trời ở Việt Nam và Thành phố Sơn La ..................................................................................................................... 52 3.3.1. Thực trạng phát triển năng lượng mặt trời ở Việt Nam ........................ 52 3.3.2. Tình hình phát triển điện mặt trời ở Thành phố Sơn La ....................... 55 3.4. Đề xuất một số giải pháp QL và KD NLMT ở Thành phố Sơn La ......... 57 v
3.4.1. Công tác tuyên truyền ........................................................................... 57 3.4.2. Việc thực hiện thủ tục của ngành Điện ................................................. 60 3.4.3. Công tác kinh doanh, cung cấp thiết bị, phụ kiện, giá cả ..................... 61 3.4.4. Giải pháp hỗ trợ về tài chính ................................................................. 63 3.4.5. Công tác quản lý vận hành điện mặt trời .............................................. 63 3.5. Kết luận .................................................................................................... 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 66 1. Kết luận ....................................................................................................... 66 2. Kiến nghị: .................................................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 68 vi
DANH MỤC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1: Tài sản của ngành và của khách hàng ........................................................4 Bảng 1.2: Số liệu bức xạ các vùng của Việt Nam.......................................................9 Bảng 2.1 Sơ đồ trạng thái đóng ngắt các khóa trên mạch cầu H ..............................34 Hình 2.18: Sóng sin mô phỏng (MODIRED SINE WAVE), thuần sin ....................35 (SINE WAVE) và xung vuông (SQUARE WAVE) .................................................35 Bảng 2.2: Dạng sóng của một số loại phi tuyến........................................................39 vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Bản đồ số liệu bức xạ năng lượng mặt trời Việt Nam ................................9 Hình 1.2: Hệ pin năng lượng mặt trời .......................................................................13 Hình 1.3: Pin loại Pin Mono và poly ........................................................................14 Hình 2.1: Mô hình nối lưới trực tiếp .........................................................................19 Hình 2.3: Mô hình vừa nối lưới vừa có lưu trữ (Hybrid) ..........................................20 Hình 2.4: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời nối lưới ...............................................21 Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời độc lập ................................................22 Hình 2.6: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời lai ........................................................22 Hình 2.7: Các tấm pin mặt trời ..................................................................................23 Hình 2.8: Mô hình tương đương của module PV......................................................25 Hình 2.9: Các họ đặc tính của PV .............................................................................27 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ giảm áp Buck ..........................................................28 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp ................................................................29 Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý mạch Buck-Boost.........................................................29 Hình 2.13: Bộ chuyển đổi DC/DC có cách ly ...........................................................30 Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu nguồn dòng .......................................32 Hình 2.15: Sơ đồ nghịch lưu môt pha có điểm giữa .................................................32 Hình 2.16: Sơ đồ dạng nghịch lưu áp 1 pha dạng cầu ..............................................33 Hình 2.17: Sơ đồ đơn giản của mạch cầu H sử dụng Mosfet làm công tắc ..............34 Hình 2.18: Sóng sin mô phỏng (MODIRED SINE WAVE), thuần sin ....................35 Hình 2.19: Sơ đồ cách tạo ra tín hiệu sin PWM........................................................36 Hình 2.20: Mô dạng tín hiệu méo gây bởi song hài ..................................................37 Hình 2.21: Cấu trúc điều khiển điện áp một chiều sử dụng bộ điều khiển PI ..........40 Hình 2.22: Sơ đồ khối nghịch lưu một pha ...............................................................40 Hình 2.24: Mạch vòng điều khiển công suất ............................................................41 viii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu sử dụng điện của người dân, các tổ chức ngày càng tăng cao về chất và lượng. Trong khi đó, nguồn năng lượng cơ bản (than đá, thủy điện, dầu khí,…) phục vụ việc sản xuất điện ngày càng hạn hẹp. Đây là một trong những thách thức lớn đối với ngành Điện. Thêm vào đó, vấn đề tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng điện hiệu quả chưa thực sự được người dân quan tâm nhiều, chưa áp dụng triệt để, rộng rãi. Thành phố Sơn La là địa bàn có sự tăng trưởng phát triển kinh tế lớn trong tỉnh Sơn La. Dân số tập trung đông, tập trung nhiều cơ quan, tổ chức hành chính, doanh nghiệp với nhu cầu sử dụng điện lớn, có nhiều thiết bị điện hiện đại, yêu cầu cao về chất lượng điện năng. Thành phố Sơn La nằm ở trung tâm của tỉnh, thuộc phía Tây Bắc của đất nước, có vị trí địa lý thuận lợi, tổng số giờ nắng và cường độ bức xạ nhiệt cao (trung bình xấp xỉ 4kWh/m2/ngày), được đánh giá là khu vực có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời. Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện năng lượng mặt trời cho thành phố Sơn La và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doành năng lượng mặt trời” là một trong những giải pháp về đáp ứng nguồn cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng, qua đó nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện, tiết kiệm nguồn tài nguyên, tận dụng tốt nguồn năng lượng sạch, bảo vệ môi trường, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng ảnh hưởng đến tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay. 2. Đối tượng nghiên cứu. - Nguồn năng lượng tái tạo của Thành phố Sơn La và tiềm năng về điện mặt trời trên địa bàn Thành phố Sơn La; - Đánh giá khả năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La. 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài * Mục tiêu chung: - Nghiên cứu khảo sát tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho 1
một số phụ tải tại Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La. - Cấu trúc của nguồn năng lượng mặt trời dạng tập trung và áp mái. * Các mục tiêu cụ thể là: - Về lý thuyết: + Nghiên cứu khảo sát tiềm năng năng lượng mặt trời tại tỉnh Sơn La. + Đánh giá khả năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La. + Cấu trúc bộ nguồn năng lượng mặt trời khi vận hành độc lập và nối lưới. - Về thực tiễn: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh năng lượng mặt trời cho Thành phố Sơn La. 4. Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu: Đề tài sử dụng kết hợp 2 phương pháp nghiên cứu khảo sát, lý thuyết và thực tiễn nhằm có những đánh giá để đưa ra tính khả thi trong việc áp dụng khai thác nguồn năng lượng mặt trời cho Thành phố Sơn La. * Các công cụ, thiết bị nghiên cứu: Sử dụng các phần mềm phục vụ cho khảo sát đánh giá kết quả lý thuyết và thực tiễn. 5. Kết cấu của luận văn Dự kiến kết cấu luận văn như sau: Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu: Vai trò của năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời nói riêng của Thành phố Sơn La. Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc hệ điện mặt trời nối lưới: Nghiên cứu mô hình đặc trưng là nguồn năng lượng mặt trời nối lưới. Chương 3. Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh năng lượng mặt trời cho Thành phố Sơn La: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật, kinh tế và kinh doanh điện mặt trời từ các nguồn độc lập và nối lưới trên địa bàn Thành phố Sơn La. Kết luận và kiến nghị. 2
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Sơn La và Thành phố Sơn La 1.1.1 Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Sơn La * Về nguồn điện Sơn La là một tỉnh miền núi có rất nhiêu sông suối từ đó mọc lên nhiều thủy điện đặc biệt có thủy điện Sơn La với công suất (2.400 MW) là thủy điện lớn nhất Đông nam á ngoài ra còn nhiều thủy điện nhỏ khác nhau có công suất từ 3MW đến trên 30MW. * Lưới điện 500kV: - Trạm biến áp 500kV Sơn La: 01 TBA/02MBA với tổng dung lượng 1.800MVA (2x900MVA). - Đường dây 500kV: Gồm 03 lộ đường dây, với chiều dài là: 287,346 km. * Lưới điện 220kV: - Trạm biến áp 220kV: 01TBA/02 MBA với tổng dung lượng 500MVA ( 2x250MVA). - Đường dây: Gồm có 03 lộ đường dây với chiều dài là: 200km. * Lưới điện 110kV: - Trạm biến áp 110kV: 7TBA/11MBA với tổng dung lượng 283MVA, trong đó 6TBA 110/9MBA với tổng dung lượng 243MVA thuộc tài sản ngành điện. - Đường dây: gồm có17 đường dây với chiều dài là: 479,4 km, trong đó có 73,53km mạch kép và 403,75km mạch đơn. * Lưới điện trung, hạ áp: - Khu vực tỉnh Sơn La đang quản lý vận hành lưới điện trung áp với các cấp điện áp là: 35kV, 22kV, 10kV và 6kV cấp điện cho các phụ tải trên địa bản tỉnh. 3
Bảng 1.1: Tài sản của ngành và của khách hàng Cấp Tài sản ngành điện Tài sản khách hàng điện áp Đường TBA pp/ Dung lượng Đường TBA pp/ Dung dây (km) MBA (kVA) dây MBA lượng (km) (kVA) Lưới 4.022,304 1.868/1.868 184.489,5 114,53 293/301 99.836 35kV Lưới 393,6 329/331 68.258,5 12,64 108/111 37.584,5 22kV Lưới 54,77 41/41 8.156,5 0,09 2/2 740 10kV Lưới 18,52 17/17 3.785 0,23 3/3 330 6kV Lưới 4.571,75 0.4kV - Pmax = 162,83 MW lúc 18h00 ngày 02/6/2020. - Pmin = 28,7 MVA lúc 02h00 ngày 07/6/2020. - Tổng số TBA trung gian: 5 TBA/ 8 MBA với tổng công suất đặt là 26.800 kVA. - Tổng số trạm phân phối là 2661 trạm/2674 MBA với tổng công suất đặt MBA là 403.180kVA, trong đó tài sản Công ty là 2.255 trạm/2.257 MBA với công suất 264.689,5 kVA, tài sản khách hàng 406 trạm/417 MBA với công suất 138.490,5 kVA. - Tổng số km đường dây trung thế là 4.617,62 km trong đó 127,69 km thuộc tài sản khách hàng; Điện lực quản lý đường dây với tổng chiều dài ĐZ trên không là 4.477,74 km, ĐZ cáp ngầm là 12,19 km * Tình hình vận hành Mang tải các MBA 110 kV và các đường dây cao - trung áp: Trong 9 MBA 110 kV là TSĐL: 4
+ >100% tải định mức : 0 MBA. + (85-100)% tải định mức: 1 MBA (T1 E17.4-97%) + 100% tải định mức: 01 ĐZ (lộ 175E17.6 SL – 172A17.9 Pá Chiến) + (85-100)% tải định mức: 04 ĐZ. + 100% tải định mức : 0 ĐZ. + (85-100)% tải định mức : 01 ĐZ (378 E17.2- max 95%). + 100% công suất định mức = 6.673kVA (TP: 24; Mai Sơn: 8; Phù Yên: 23; Sông mã: 8). + Có 1.510 MBA mang từ 50% đến 100% công suất định mức = 186.124kVA (Thành Phố: 171; Mai Sơn: 263; Mộc Châu: 348; Phù Yên: 187; Sông Mã: 217; Thuận Châu: 245; Mường La: 79). + Có 525 MBA mang tải từ 30% đến 50% công suất định mức = 55.464kVA (TP: 33; MS: 80; MC: 21; PY: 109; SM: 70; TC: 108; ML: 103). + Có 203 MBA mang tải dưới 30% công suất định mức = 24.270kVA (Thành Phố: 10; Mai Sơn: 47; Mộc Châu: 3; Phù Yên: 37; Sông Mã: 8; Thuận Châu: 68; Mường La: 27). Đối với các MBA vận hành >100% công suất định mức chủ yếu là quá tải cục bộ có thời gian ngắn dưới 02 giờ/ngày, trong số này không có trạm nào vận hành trên 120% tải, hầu hết đã được đưa vào các chương trình chống quá tải, cải tạo san tải lưới điện hạ thế để đảm bảo MBA vận hành an toàn. Số lượng các MBA vận hành dưới 30% tải chủ yếu là các MBA thuộc dự án cấp điện cho đồng bào dân tộc ở các bản vùng sâu, vùng xa. Số lượng các MBA khách hàng vận hành non tải dưới 30% là 111 máy = 43.814kVA, chủ yếu là các trạm có công suất lớn từ 250kVA đến 630kVA. Để hợp lý hoá vận hành, tránh đầy tải, quá tải, năm 2019 toàn Công ty đã thực hiện luân chuyển 124 lượt MBA giữa các TBA (Thành Phố: 19, Mai Sơn: 23, Mộc Châu: 27, Phù Yên: 24, Sông Mã: 8, Thuật Châu: 10, Mường La: 13) 1.1.2. Giới thiệu khái quát về Điện lực Thành phố Sơn La - Nguồn điện: Thành phố Sơn La hiện đang được cấp điện trực tiếp từ lưới điện Quốc Gia thông qua chủ yếu 01 trạm biến áp 110kV E17.2 Thành phố Sơn La, với 02 máy 5
biến áp, tổng công suất là 50MVA. Ngoài ra, Thành phố còn được cấp điện từ phía trạm biến áp 110 KV E17.3 Mường La, E17.4 Thuận Châu bởi các mạch trung thế liên lạc với nhau. Ngoài ra Thành phố Sơn Là còn có 01 TBA Trung Gian 35/22kV với 02 MBA, tổng công suất là 12.600MVA. Tuy nhiên, các điểm liên lạc hầu như không đóng điện, chỉ sử dụng trong trường hợp thay đổi phương thức để sửa chữa, bảo dưỡng hoặc sự cố. - Về lưới điện: lưới điện thành phố gồm có cấp điện áp trung thế 22kV, 35kV và hạ thế 0,4kV. Trong đó: + Lưới 35KV: Gồm 05 lộ đường dây trung thế 35kV được cấp điện từ trạm 110kV E17.2 Thành phố Sơn La. Đây là lộ đường dây có bán kính cấp điện dài, cấp điện cho Thành phố Sơn La và một số huyện lân cận trong tỉnh như ( Thuận Châu, Mường La, Mai Sơn, Sông Mã) với bán kính cấp điện là hơn 80km. Do bán kính cấp điện lớn nên xác suất xảy ra sự cố mất điện lớn, ảnh hưởng đến tình hình cấp điện cho các hộ tiêu thụ. + Lưới 22KV: Gồm 06 lộ đường dây trung thế 22kV được cấp điện từ trạm 110kV E17.2 Thành phố Sơn La. Các lộ đường dây mới được xây dựng và cải tạo từ lưới điện 10kV với chiều dài đường dây dài tập trung phụ tải ở cuối nguồn, hiện tại vận hành đều đang đầy tải. + Lưới điện hạ thế 0,4KV: toàn địa bàn thành phố có 249 trạm biến áp công cộng và gần 100 trạm biến áp chuyên dùng của khách hàng. Trong đó, tại các trạm biến áp công cộng, cơ bản lưới điện hạ thế đều đã được đầu tư, cải tạo nên chất lượng điện năng đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, cung cấp điện ổn định, tin cậy. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều lưới điện của trạm biến áp có bán kính cấp điện lớn hơn tiêu chuẩn (>500m), nhiều lưới điện hạ thế đã đầy tải, một số có hiện tượng quá tải cục bộ và giờ cao điểm tối. Nhu cầu sử dụng điện trong thành phố đạt 30% so với toàn tỉnh Sơn La, tiêu chuẩn cấp điện sinh hoạt khu vực nội thị đạt khoảng 190kwh/người/năm. - Chiếu sáng công cộng: Điện chiếu sáng công cộng địa bàn Thành phố Sơn La được cấp chủ yếu qua các trạm biến áp chiếu sáng đô thị, dưới sự quản lý của UBND Thành phố Sơn La. Việc chiếu sáng công cộng từ nguồn điện khác hầu như 6
rất ít. 1.2. Vai trò, đặc điểm và hiện trạng cấp điện của các tỉnh Tây Bắc và Thành phố Sơn La 1.2.1. Vai trò và đặc điểm Vai trò: việc cấp điện ở các tỉnh Tây Bắc, đặc biệt là tỉnh có biên giới như tỉnh Sơn La có vai trò nhất định như sau: - Thứ nhất, là cấp điện phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh của người dân, doanh nghiệp, góp phần phát triển kinh tế, xã hội, xây dựng đất nước giàu đẹp. - Thứ hai, là cấp điện phục vụ cho cơ quan, chính quyền quản lý nhà nước (UBND, các Sở, ban, ngành của tỉnh…) nhằm đảm bảo duy trì các hoạt động quản lý của Nhà nước. - Thứ ba, là cấp điện cho người dân, các cơ sở vật chất khu vực biên giới, phục vụ mục đích an ninh, kinh tế. Đây cũng là một trong những vai trò trọng tâm của cấp điện. Đặc điểm: Các tỉnh thuộc Tây Bắc bao gồm ( Sơn La, Hòa Bình, Điện Biên, Lai Châu, Lào Cai, Yên Bái) chủ yếu có đặc điểm cấp điện tương đồng. Lưới điện đa số là hình tia. Đường dây trung thế thường hình tia, kéo dài trên các sườn đồi con suối, chất lượng điện năng ở cuối nguồn có nhiều thời điểm không đảm bảo tiêu chuẩn vận hành. 1.2.2. Hiện trạng cấp điện cho khu vực Tây Bắc và tỉnh Sơn La Theo số lượng trạm biến áp truyền tải 110kV, 220kV tại khu vực tỉnh Sơn La lưới điện chủ yếu hình tia đồi núi cao, vào giờ cao điểm tối trong ngày, nhiều hộ tiêu dùng ở cuối nguồn phải sử dụng điện năng với chất lượng không đảm bảo tiêu chuẩn. Một số khu vực lưới điện quá tải cục bộ vào giờ cao điểm tối, đặc biệt là khu vực Thành phố, thị trấn. Khi lưới điện quá tải, aptomat nhảy gây mất điện, ảnh hưởng đến sinh hoạt, kinh doanh, sản xuất của các hộ tiêu dùng. Bên cạnh đó, tại khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa, do đặc thù sử dụng điện của hộ tiêu thụ, tình trạng non tải máy biến áp vẫn còn phổ biến và kéo dài trong ngày. Tại đây, dân cư thưa thớt, rải rác, chủ yếu sinh sống bằng nghề nông, lâm nghiệp, nhu cầu tiêu thụ 7
điện ít cả về thời gian và công suất. Đa số các máy biến áp phân phối chỉ đạt tối đa khoảng 80% tải vào giờ cao điểm tối. Vào các thời điểm khác, công suất sử dụng của trạm chủ yếu chỉ
Bảng 1.2: Số liệu bức xạ các vùng của Việt Nam Cường độ Giờ nắng Vùng BXMT (kWh/m2, Ứng dụng trong năm ngày) Đông Bắc 1600 - 1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750 - 1800 4,1 – 4,9 Trung bình Bắc Trung Bộ 1700 - 2000 4,6 – 5,2 Tốt Tây Nguyên và Nam Trung Bộ 2000 - 2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Nam Bộ 2200 - 2500 4,3 – 4,9 Rất tốt Trung bình cả nước 1700 - 2500 4,6 Tốt Hình 1.1: Bản đồ số liệu bức xạ năng lượng mặt trời Việt Nam 9
1.3. Vai trò của năng lượng mặt trời của Thành phố Sơn La: Được coi là nguồn năng lượng gần như vô tận, năng lượng mặt trời mang lại rất nhiều ứng dụng về mặt năng lượng, cụ thể: Năng lượng mặt trời tạo ra các máy nước nóng sử dụng nguồn nhiệt từ mặt trời để sử dụng trong sinh hoạt, kinh doanh, sản xuất. Hệ thống sưởi ấm từ năng lượng mặt trời áp dụng trong xây dựng, sử dụng các vật liệu nhiệt khối như đá, xi măng, nước... Hệ thống xử lý nước sử dụng nhiệt mặt trời và điện năng lượng mặt trời để khử mặn hoặc khử khuẩn. Bếp năng lượng mặt trời, người ta cũng sử dụng kỹ thuật hội tụ ánh sáng mặt trời để tạo nhiệt phục vụ nấu ăn, điển hình là các bếp công nghiệp công nghệ Ấn Độ đang phục vụ tới 35.000 suất ăn mỗi ngày. Lợi ích to lớn từ điện năng lượng mặt trời Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện được chuyển đổi từ năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng. Do vậy với năng lượng mặt trời, chúng ta có một nguồn tài nguyên gần như vô tận để khai thác. Ý nghĩa kinh tế của điện năng lượng mặt trời Với nguồn cung cấp ngày càng lớn về nguyên vật liệu, chi phí sản xuất pin năng lượng mặt trời đang ngày càng giảm. Đồng thời với sự phát triển của công nghệ ngày càng cao, sản lượng điện do pin mặt trời cung cấp đang tăng dần theo thời gian góp phần giảm chi phí tiêu thụ điện. An ninh năng lượng Một trong những vai trò quan trọng nữa là điện năng lượng mặt trời trong tương lai có thể thay thế các hình thức sản xuất điện khác từ việc đốt nguyên liệu hóa thạch cũng như hạn chế thủy điện làm thay đổi hệ sinh thái. Lợi ích môi trường của điện năng lượng mặt trời Điện năng lượng mặt trời được công nhận là nguồn năng lượng xanh, sạch và thân thiện với môi trường, công nghệ tái chế pin năng lượng mặt trời cũng dần hoàn thiện, theo thống kê các năm gần đây, lượng phát thải khí CO2 trung bình của điện năng lượng mặt trời là 41g/kWh so với điện than là 820g/kWh và dầu khí là 10