ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
PHẠM THỊ HUÊ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN
NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CHO THÀNH PHỐ LÀO CAI VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KINH DOANH NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN
Thái Nguyên - năm 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
PHẠM THỊ HUÊ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN NĂNG LƢỢNG MẶT
TRỜI CHO THÀNH PHỐ LÀO CAI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ,
KINH DOANH NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã số: 8 52 02 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Nhƣ Hiển
Thái Nguyên - năm 2020
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Phạm Thị Huê
Đề tài luận văn: "Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện sử dụng năng
lƣợng mặt trời và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doanh cho năng lƣợng mặt
trời cho thành phố Lào Cai "
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8.52.02.01
Tác giả, Cán bộ hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 23 / 09
/2020 với các nội dung sau:
Bổ sung mã ngành trang bìa và phụ lục, danh mục bảng biểu.
Sắp xếp lại hình vẽ cho phù hợp với nội dung, đánh lại số thứ tự bảng.
Sửa lại các lỗi chính tả, danh mục tài liệu theo quy định trình bày.
Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2020
Cán bộ hƣớng dẫn Tác giả luận văn
PGS. TS. Nguyễn Nhƣ Hiển Phạm Thị Huê
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
PGS. TS. Võ Quang Lạp
i
THÔNG TIN CHUNG
Họ và tên: Phạm Thị Huê
Điện thoại: 0919709906 ; Email: huesinhlc@gmail.com
Đơn vị công tác: Trường Cao đẳng Lào Cai.
Ngành đào tạo: Kỹ thuật điện
Lớp: K21 KTĐ; Khóa học: 2018-2020
Mã ngành : 8.52.02.01
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Nhƣ Hiển
Điện thoại: 0868015995; 0913588906 Email: nhuhiendhktcn@gmail.com
Tên đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện sử dụng năng lƣợng mặt
trời cho thành phố Lào Cai và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doanh cho năng
lƣợng mặt trời"
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các nghiên cứu
và kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố
công bố trong bất kỳ một luận văn nào trước đây.
Tác giả luận văn
Phạm Thị Huê
iii
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận văn của mình, tôi đã nhận được nhiều ý kiến
đóng góp, động viên từ các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp và người thân trong
gia đình.
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn 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 đã cho tôi ý kiến 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.
Lào Cai, ngày tháng năm 2020
HỌC VIÊN
Phạm Thị Huê
iv
MỤC LỤC
THÔNG TIN CHUNG ............................................................................................ II
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... III
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... IV
MỤC LỤC ................................................................................................................. V
DANH MỤC CÁC CHỮ VI T TẮT................................................................. VIII
DANH MỤC BẢNG, BIỂU ................................................................................... IX
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................... X
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ..................................................................... 1
2.1. Đối tượng nghiên cứu: ................................................................................. 1
2.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................... 1
3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 2
4. Kết cấu của luận văn ........................................................................................... 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 3
1.1. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Lào Cai và thành phố Lào Cai ..................... 3
1.1.1. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Lào Cai ................................................. 3
1.1.2. Giới thiệu khái quát về điện lực thành phố Lào Cai ................................. 4
1.2. Vai trò, đặc điểm và hiện trạng cấp điện của các tỉnh Tây Bắc ....................... 5
1.2.1. Vai trò và đặc điểm ................................................................................... 5
1.2.2. Hiện trạng cấp điện cho khu vực Tây Bắc ............................................... 6
1.2.3. Tiềm năng năng lượng mặt trời tại các tỉnh Tây Bắc ............................... 7
1.2. Vai trò của năng lượng mặt trời của thành phố Lào Cai ................................. 9
1.3. Một số lưu ý về năng lượng mặt trời tại thành phố Lào Cai ......................... 10
1.3.1. Tư vấn về lắp điện mặt trời: ................................................................... 10
1.3.2. Chi phí lắp 1 hệ thống điện năng lượng mặt trời hoàn chỉnh: ................ 10
1.3.3. Lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời: .................................................. 10
1.3.4. Thu hồi vốn khi lắp hệ thống năng lượng mặt trời: ................................ 11
1.4. Kết luận chương 1 .......................................................................................... 11
v
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC HỆ ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI
CÓ LƢU TRỮ ......................................................................................................... 12
2.1. Giới thiệu: ...................................................................................................... 12
2.1.1. Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 12
2.1.2. Các mô hình lắp đặt ................................................................................ 13
2.1.2.1. Mô hình nối lưới trực tiếp (On Grid) .............................................. 13
2.1.2.2. Mô hình năng lượng mặt trời độc lập (Off Grid) ............................ 13
2.1.2.3. Mô hình vừa nối lưới vừa có lưu trữ (Hybrid) ................................ 14
2.2. Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời ............................................................... 15
2.2.1. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời nối lưới ............................................... 15
2.2.2. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời độc lập ................................................ 15
2.2.3. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời lai ........................................................ 16
2.3. Hệ năng lượng điện mặt trời nối lưới có lưu trữ ............................................ 17
2.3.1. Pin mặt trời (PV - Photovoltaic) ............................................................ 17
2.3.2. Bộ biến đổi một chiều - một chiều (DC/DC) ......................................... 21
2.3.3. Nghịch lưu nối lưới (Grid Tie Inverter) ................................................. 26
2.3.3.1. Nghịch lưu dòng một pha: ............................................................... 26
2.3.3.2. Sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa: ........................................ 27
2.3.3.3. Nghịch lưu áp 1 pha dạng cầu: ........................................................ 28
2.3.3.4. Mạch công suất của bộ nghịch lưu (cầu H)..................................... 29
2.3.4. Các phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu áp ...................................... 29
2.3.4.1. Dạng sóng sin mô phỏng: ................................................................ 30
2.3.4.2. Dạng sóng sin chuẩn: ...................................................................... 30
2.3.5. Lọc sóng hài............................................................................................ 31
2.3.5.1. Khái niệm về sóng hài ..................................................................... 31
2.3.5.2. Nguyên nhân phát sinh sóng hài ..................................................... 33
2.3.5.3. Tác hại sóng hài .............................................................................. 33
2.3.5.4. Giải pháp lọc sóng hài ..................................................................... 33
2.3.6. Nguồn điện một chiều (Ắc quy) ............................................................. 34
2.3.6.1. Giới thiệu chung về Ắc quy ............................................................ 34
vi
2.3.6.2.Tiêu chuẩn ắc quy: TCVN : 4472 : 93 ............................................. 35
2.3.7. Hệ thống điều khiển ................................................................................ 37
2.3.7.1. Điều khiển điện áp một chiều.......................................................... 38
2.3.7.2. Điều khiển nghịch lưu một pha ....................................................... 38
2.4. Kết luận chương 2 .......................................................................................... 40
2.4.1. Căn cứ để chọn hệ thống điện mặt trời lai: ............................................. 40
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ,
KINH DOANH NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CHO THÀNH PHỐ LÀO CAI 43
3.1. Đánh giá khái quát ......................................................................................... 43
3.1.1. Ưu, nhược điểm của năng lượng mặt trời .............................................. 43
3.1.2. Các văn bản pháp quy về điện mặt trời mái nhà .................................... 45
3.2. Quan điểm và định hướng phát triển NL tái tạo ở VN đến 2030 và tầm nhìn
đến 2050 ................................................................................................................ 46
3.2.1. Giai đoạn từ nay đến 2030 ...................................................................... 47
3.1.2. Định hướng đến 2050 ............................................................................. 47
3.3. Thực trạng phát triển NL mặt trời ở Việt Nam và thành phố Lào Cai .......... 50
3.3.1. Thực trạng phát triển NL mặt trời ở Việt Nam ...................................... 50
3.3.2. Tình hình phát triển điện mặt trời ở Thành phố Lào Cai ....................... 53
3.4. Đề xuất một số giải pháp QL và KD NLMT ở thành phố Lào Cai ............... 55
3.4.1. Công tác tuyên truyền ............................................................................. 55
3.4.2. Việc thực hiện thủ tục của ngành Điện .................................................. 58
3.4.3. Công tác kinh doanh, cung cấp thiết bị, phụ kiện, giá cả ....................... 59
3.4.4. Giải pháp hỗ trợ về tài chính .................................................................. 60
3.4.5. Công tác quản lý vận hành điện mặt trời ................................................ 61
3.4. Kết luận .......................................................................................................... 64
K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ ................................................................................ 65
1. Kết luận ............................................................................................................. 65
2. Kiến nghị: ......................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 67
vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VI T 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
viii
DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Bảng 1.1: Số liệu bức xạ của cả nước ......................................................................... 8
Bảng 2.1 Sơ đồ trạng thái đóng ngắt các khóa trên mạch cầu H .............................. 29
Bảng 2.2: Dạng sóng của một số loại phi tuyến ........................................................ 34
Bảng 2.3: Khả năng khởi động ban đầu của ắc quy .................................................. 36
Bảng 2.4: Khả năng phóng điện của ắc quy .............................................................. 37
ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Bản đồ số liệu bức xạ năng lượng mặt trời Việt Nam ................................ 8
Hình 2.1: Mô hình nối lưới trực tiếp ......................................................................... 13
Hình 2.2: Mô hình năng lượng mặt trời độc lập ....................................................... 14
Hình 2.3: Mô hình vừa nối lưới vừa có lưu trữ (Hybrid) .......................................... 14
Hình 2.4: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời nối lưới ............................................... 15
Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời độc lập ................................................ 16
Hình 2.6: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời lai ........................................................ 17
Hình 2.7: Các tấm pin mặt trời .................................................................................. 17
Hình 2.8: Mô hình tương đương của module PV...................................................... 19
Hình 2.9: Các họ đặc tính của PV ............................................................................. 21
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ giảm áp Buck .......................................................... 23
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp ................................................................ 24
Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý mạch Buck-Boost ......................................................... 24
Hình 2.13: Bộ chuyển đổi DC/DC có cách ly ........................................................... 25
Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu nguồn dòng ....................................... 26
S1, S4 đóng: i0>0; S2, S3 đóng: i0<0 .......................................................................... 26 Hình 2.15: Sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa ................................................. 27
Hình 2.16: Sơ đồ dạng nghịch lưu áp 1 pha dạng cầu .............................................. 28
Hình 2.17: Sơ đồ đơn giản của mạch cầu H sử dụng Mosfet làm công tắc .............. 29
Hình 2.18: Sóng sin mô phỏng (MODIRED SINE WAVE), thuần sin .................... 30
(SINE WAVE) và xung vuông (SQUARE WAVE) ................................................. 30
Hình 2.19: Sơ đồ cách tạo ra tín hiệu sin PWM ........................................................ 31
Hình 2.20: Mô dạng tín hiệu méo gây bởi song hài .................................................. 32
Hình 2.21: Cấu tạo Ắc quy ........................................................................................ 35
Hình 2.22: Cấu trúc điều khiển điện áp một chiều sử dụng bộ điều khiển PI .......... 38
Hình 2.23: Sơ đồ khối nghịch lưu một pha ............................................................... 38
Hình 2.24: Mạch vòng điều khiển dòng điện ............................................................ 39
Hình 2.25: Mạch vòng điều khiển công suất ............................................................ 39
Hình 2.26: Sơ đồ điều khiển hệ thống pin mặt trời nối lưới có lưu trữ .................... 40
x
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đề tài nghiên cứu khảo sát tiềm năng phát triển khai thác nguồn năng lượng
mặt trời tại tỉnh Lào Cai bằng việc thiết kế hệ thống điều khiển nhằm khai thác được
nguồn năng lượng mặt trời đưa vào phục vụ sản xuất và đời sống, nhất là áp dụng
cho các cơ quan cấp sở của tỉnh Lào Cai nhằm góp phần giảm tiêu hao năng lượng
hóa thạch, đồng thời giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính. Nguồn năng lượng mặt trời phong phú với nguồn bức xạ nắng trung bình là 4kW/h/m2/ngày. Bên cạnh
đó việc sử dụng năng lượng mặt trời như là một nguồn năng lượng tại chỗ để thay
thế cho các dạng năng lượng truyền thống đáp ứng nhu cầu năng lượng của các
vùng dân cư không tập trung là một kế sách có ý nghĩa về mặt kinh tế, an ninh quốc
phòng và phát triển văn hoá giáo dục,…
Từ những đánh giá quan trọng trên chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu
tiềm năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời tại tỉnh Lào Cai cũng như nghiên
cứu thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống này để cung cấp cho một số phụ tải tại
tỉnh Lào Cai, thực hiện thí điểm tại Thành phố Lào Cai.
Vì vậy tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện sử dụng
năng lƣợng mặt trời và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doanh cho năng lƣợng
mặt trời cho thành phố Lào Cai " là đề tài thực hiện luận văn tốt nghiệp.
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
2.1. Đối tượng nghiên cứu:
- Nguồn năng lượng tái tạo của thành phố Lào Cai và tiềm năng về điện mặt
trời trên địa bàn thành phố Lào Cai.
- Đánh giá khả năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho
một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai.
2.2. 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
một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai.
- Cấu trúc của nguồn năng lượng mặt trời dạng tập trung và áp mái.
1
* Các mục tiêu cụ thể là:
- Về lý thuyết:
+ Nghiên cứu khảo sát tiềm năng năng lượng mặt trời tại tỉnh Lào Cai.
+ Đánh giá khả năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho
một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai;
+ 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 Lào Cai.
3. Phƣơng 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 Lào Cai.
* 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.
4. Kết cấu của luận văn
Dự kiến kết cấu luận văn như sau
Chƣơng 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 Lào Cai.
Chƣơng 2. Nghiên cứu cấu trúc hệ điện mặt trời nối lƣới có lƣu trữ
Nghiên cứu mô hình đặc trưng là nguồn năng lượng mặt trời tập trung hay
phân tán dưới dạng lai nối lưới có lưu trữ.
Chƣơng 3. Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh
năng lƣợng mặt trời cho thành phố Lào Cai
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 Lào Cai.
Kết luận và kiến nghị.
2
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Lào Cai và thành phố Lào Cai
Trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0, nguồn năng lượng điện luôn giữ
vai trò xương sống góp phần quan trọng trong nền kinh tế của mỗi quốc gia. Việc
duy trì nguồn điện ổn định, liên tục luôn là bài toán đặt ra cho ngành điện hiện nay.
1.1.1. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Lào Cai
Hiện nay mạng lưới điện của tỉnh Lào Cai không ngừng được đầu tư xây
dựng, cải tạo. Lưới điện quốc gia đã đến được các thôn, bản vùng sâu, vùng xa,
vùng đặc biệt khó khăn nhất của tỉnh. Khi lưới điện ngày một phát triển thì yêu cầu
cung cấp điện ổn định, liên tục đang là bài toán được đặt ra cho Công ty Điện lực
Lào Cai và các Điện lực, đây cũng là một trong những tiêu chí hàng đầu mà Lãnh
đạo Công ty đặt ra và hướng đến tương lai.
Với thực trạng tổ chức sản xuất hiện nay Công ty Điện lực Lào Cai hiện
đang quản lý: Trạm trung gian: 5 trạm/9 máy, dung lượng 47.500 kVA; Trạm biến
áp phân phối 1.270 trạm/1.272 máy, dung lượng 26.874,85 kVA; 2.222 km đường
dây trung áp; 3.279 km đường dây hạ áp; Tụ bù trung áp 40 bộ dung lượng 23.700
kVAR, tụ bù hạ áp 3.084 bộ dung lượng 67.075 kVAR; với tổng số 20 đường dây
trung áp 35 kV, trong đó số đường dây đã khép vòng 6 đường dây cấp điện từ 15
xuất tuyến.
Nằm trên địa bàn một tỉnh miền núi, bên cạnh hoạt động sản xuất, kinh
doanh, một trong những mục tiêu lớn Công ty Điện lực Lào Cai hướng tới là làm
sao “phủ” lưới điện đến 100% các hộ nghèo trên địa bàn tỉnh. Do đó, những năm
qua, những đường dây cũ nát, cột tre, cột gỗ đã dần được thay thế bằng cột bê tông
vững chắc, nguồn điện về nông thôn bảo đảm an toàn và chất lượng. Công ty Điện
lực Lào Cai phấn đấu đưa điện lưới quốc gia sẽ về khắp các bản, làng. Đưa điện về
vùng sâu, vùng xa là một trong những mục tiêu mà Công ty Điện lực Lào Cai đã và
đang quyết liệt triển khai với mục đích tất cả người dân trên địa bàn Lào Cai sẽ
được sử dụng điện lưới, kể cả những địa bàn xa xôi nhất.
3
1.1.2. Giới thiệu khái quát về điện lực thành phố Lào Cai
- Nguồn điện
Thành phố Lào Cai hiện đang được cấp điện trực tiếp từ lưới điện Quốc Gia
thông qua hai trạm biến áp 220KV và 110 KV:
+ Trạm 220 KV Lào Cai 220/110 KV - 1x125MVA.
+ Trạm 110 KV Lào Cai 110/35/22/10 KV - 1x25MVA.
- Lưới điện
+ Lưới 220KV: Từ trạm 220KV Lào Cai có hai tuyến 220KV đi Tân Kiều và
Yên Bái: Tuyến 220KV Lào Cai - Tân Kiều (Trung Quốc) dây dẫn ACSR 300.
Tuyến 220KV Lào Cai - Yên Bái dây dẫn ACSR 400.
+ Lưới 110KV: Từ trạm 110KV Lào Cai có các lộ xuất tuyến sau: Tuyến
110KV Lào Cai - Hà Khẩu (Trung Quốc) dây dẫn AC 185, Tuyến 110KV Lào Cai -
Tằng Loỏng dây dẫn AC 185, Tuyến 110KV Lào Cai - Phong Thổ dây dẫn AC 185.
+ Lưới 35KV: Các tuyến 35KV hiện có trên địa bàn thành phố cấp điện đi
nổi dây dẫn AC 70, AC90.
+ Lưới 22KV: Các khu vực hành chính, đô thị phát triển mới và một số khu
vực trong đô thị cũ lưới điện 22KV hiện có đã được đầu tư hạ ngầm, sử dụng cáp
ngầm trung thế XLPE 3x240
+ Lưới 10KV: Trong khu vực đô thị cũ còn một số tuyến 10KV đi nổi dây
dẫn AC 50, AC 70, AC90.
+ Lưới điện hạ thế 0,4KV trong khu vực đô thị mới và khu vực trung tâm đô
thị cũ cơ bản đã được đầu tư xây dựng mới bằng hệ thống cột bê tông ly tâm cáp
vặn xoắn ABC bọc cách điện tiết diện từ 50 mm2 đến 95 mm2, điện áp ổn định.
Còn lại một số các khu vực dân cư ven đô thị lưới điện hạ thế 0,4KV đi nổi trên cột
bê tông chữ H dùng dây nhôm bọc và dây nhôm trần A35, A50, A70 và A95.
Nhu cầu sử dụng điện trong thành phố đạt 100%, tiêu chuẩn cấp điện sinh
hoạt khu vực nội thị đạt khoảng 600 kwh/người/năm.
- Chiếu sáng công cộng
Tiếp tục nâng cao chất lượng chiếu sáng đô thị đảm bảo 100% các công trình
giao thông, không gian công cộng và quảng cáo tại đô thị (bao gồm: xây mới, cải
4
tạo, nâng cấp) sử dụng các sản phẩm chiếu sáng hiệu suất cao, tiết kiệm điện, trong
đó phấn đấu các công trình sử dụng đèn năng lượng mặt trời đạt tiêu chuẩn.
1.2. Vai trò, đặc điểm và hiện trạng cấp điện của các tỉnh Tây Bắc
1.2.1. Vai trò và đặc điểm
Các tỉnh thuộc Tây Bắc (trong đó có tỉnh Lào Cai) chiếm một vùng rộng lớn,
có rất nhiều tiềm năng, lợi thế về khí hậu, diện tích đất đai rộng, giàu khoáng sản và
nhiều loại tài nguyên quý trữ lượng lớn, tiềm năng rừng , thuỷ điện phong phú, các
di tích lịch sử và nhiều dân tộc có truyền thống văn hóa dân tộc đặc sắc rất thuận lợi
cho phát triển du lịch. Nằm ở khu vực giáp biên giới 3 nước Việt Nam – Lào –
Trung Quốc, các tỉnh Tây Bắc có thế mạnh kinh tế biên với cả Lào và Trung Quốc,
đồng thời là tâm điểm giao thương và khu vực hợp tác giữa các nước thuộc Tiểu
vùng sông Mê Công mở rộng. Chính phủ Việt Nam cũng đã có chính sách đầu tư
riêng cho Tây Bắc, nhưng với những bất lợi như địa hình hiểm trở, cơ sở hạ tầng
thiếu và yếu kém, dân cư phân tán với nhiều dân tộc thiểu số, trình độ dân trí thấp,
kinh tế chậm phát triển, đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn, Tây Bắc vẫn là
vùng kinh tế khó khăn và tỷ lệ hộ đói nghèo thuộc diện cao nhất cả nước.
Các tỉnh thuộc Tây Bắc (trong đó có tỉnh Lào Cai) là địa bàn chiến lược đặc
biệt quan trọng về kinh tế – xã hội, an ninh quốc phòng và là nơi có nhiều tiềm
năng, lợi thế về tài nguyên khoáng sản, du lịch, kinh tế cửa khẩu, và năng lượng tái
tạo như thủy điện nhỏ, năng lượng mặt trời,... Do dân cư khu vực Tây Bắc tập trung
nhiều ở vùng sâu vùng xa, địa hình hiểm trở, cơ sở hạ tầng còn thiếu nên việc cấp
điện cho phụ tải khu vực này còn gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy việc nghiên cứu
tìm ra giải pháp hợp lý cung cấp điện năng cho khu vực Tây Bắc là một nhu cầu có
tính cấp thiết cao.
Là địa bàn chiến lược đặc biệt quan trọng về kinh tế – xã hội, an ninh quốc
phòng và là nơi có nhiều tiềm năng, lợi thế về tài nguyên khoáng sản, du lịch, kinh
tế cửa khẩu và năng lượng tái tạo như thủy điện nhỏ, năng lượng mặt trời,... Do dân
cư khu vực Tây Bắc tập trung nhiều ở vùng sâu vùng xa, địa hình hiểm trở, cơ sở hạ
tầng còn thiếu nên việc cấp điện cho phụ tải khu vực này còn gặp rất nhiều khó
5
khăn. Vì vậy việc nghiên cứu tìm ra giải pháp hợp lý cung cấp điện năng cho khu
vực Tây Bắc là một nhu cầu có tính cấp thiết cao.
1.2.2. Hiện trạng cấp điện cho khu vực Tây Bắc
Theo đặc điểm cung cấp năng lượng, các tỉnh Tây Bắc phân chia thành 2 khu
vực là khu vực có điện lưới, tập trung ở các xã thuộc vùng thấp, gần trung tâm các
huyện, thành phố thuận tiện giao thông và khu vực vùng sâu, vùng xa, vùng biên
giới, có đặc điểm dân cư sống phân tán, nhu cầu năng lượng thấp, chưa có hoặc đầu
tư đấu nối với lưới điện quốc gia gặp khó khăn và không kinh tế.
Có một thực tế là tại các vùng nông thôn miền núi thì điện chủ yếu dùng
trong sinh hoạt tiêu dùng và thường chiếm tỉ lệ rất cao, khoảng trên 70%. Theo tính
toán, tiêu thụ điện các huyện vùng sâu, vùng xa Việt Nam bình quân đầu người hiện
chỉ khoảng 60kWh/người.năm. Theo thống kê của EVN, số hộ gia đình nông thôn
miền núi Tây Bắc nước ta (bao gồm các tỉnh Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên và Lai
Châu và một phần Lào Cai, Phú Thọ) có mức độ điện khí hóa của vùng này mới đạt
khoảng hơn 74,0%, là một trong những vùng lãnh thổ có tỷ lệ điện khí hóa thấp
nhất cả nước.
Tình hình cấp điện phục vụ nhu cầu sinh hoạt và sản xuất tại khu vực Tây
Bắc như sau:
- Sử dụng điện lưới quốc gia: đây là giải pháp hiệu quả nhất về mặt kinh tế –
kỹ thuật, tuy nhiên giải pháp này chỉ có thể áp dụng được đối với các địa phương
gần lưới điện quốc gia,…
- Sử dụng máy phát diesel: được áp dụng phổ biến do có ưu điểm là chi phí
đầu tư thấp và dễ vận hành. Tuy nhiên, việc sử dụng các dạng nhiên liệu như xăng,
dầu để chạy máy có ảnh hưởng lớn đến môi trường và giá thành xăng dầu hiện nay
đang tăng khá cao, vào khoảng 21.300đ/lít. Vì vậy thời gian sử dụng máy phát
diesel trong ngày là không nhiều, chủ yếu phục vụ khi có nhu cầu và trong giờ cao
điểm.
- Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo (NLTT): Hiện nay việc khai thác sử
dụng các nguồn năng lượng tái tạo (đặc biệt từ các nguồn năng lượng nhiều tiềm
năng là thủy điện nhỏ và năng lượng mặt trời (NLMT)) là rất phổ biến tại khu vực
6
xa lưới điện quốc gia, đã mang lại hiệu quả xã hội rất rõ rệt, tuy nhiên do chi phí
đầu tư cao (ngoại trừ thuỷ điện nhỏ), nguồn năng lượng phụ thuộc thiên nhiên,
không ổn định là rào cản lớn khi triển khai giải pháp này. Cho đến nay phần lớn các
dự án cấp điện từ nguồn năng lượng tái tạo đều ở quy mô nhỏ, phân tán, chưa được
xã hội hoá, chủ yếu do tài trợ của chính phủ, của các tổ chức quốc tế.
Như vậy, có thể thấy rằng tình hình cung cấp và sử dụng điện tại khu vực
Tây Bắc nói chung còn gặp nhiều khó khăn, các giải pháp cung cấp điện hiện nay
đều không đảm bảo được chất lượng và sự ổn định cao. Đối với các địa phương xa
lưới điện quốc gia thì giải pháp khả thi nhất là sử dụng các nguồn NLTT có tiềm
năng như NLMT, thủy điện nhỏ,… để cung cấp điện năng phục vụ nhu cầu của
đồng bào, chiến sĩ tại khu vực này.
1.2.3. Tiềm năng năng lượng mặt trời tại các tỉnh Tây Bắc
Các trạm khí tường vùng núi phía Bắc như Cao Bằng, Lai Châu đã tiến hành
đo trong nhiều năm các số liệu khí tượng phục vụ cho ngành khí tượng thủy văn
như số liệu về bức xạ mặt trời, số giờ nắng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, tốc
độ gió, lượng mưa,… Các số liệu về đo bức xạ MT bao gồm cường độ trực xạ, tán
xạ, tổng xạ, tổng lượng tổng xạ, số giờ nắng trung bình ngày, tháng.
Khu vực Tây Bắc được đánh giá có tiềm năng năng lượng mặt trời vào loại
khá trong toàn quốc do không bị ảnh hưởng nhiều bởi gió mùa và hoàn toàn có thể
ứng dụng hiệu quả các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời tại khu vực Tây Bắc.
Bức xạ mặt trời trung bình năm từ 4,1 – 4,9 kWh/m2/ngày. Số giờ nắng trung bình
cả năm đạt từ 1800 – 2100 giờ nắng, các vùng có số giờ nắng cao nhất thuộc các
tỉnh Điện Biên, Sơn La. Số liệu bảng 2 cho thấy, thời điểm trong năm khai thác hiệu
quả nhất NLMT tại khu vực Tây Bắc là vào tháng 3 đến tháng 9, trong khi vào các
tháng mùa đông hiệu quả khai thác NLMT là rất thấp.
7
Số liệu bức xạ của cả nước ta như sau:
Bảng 1.1: Số liệu bức xạ của cả nước
Giờ nắng trong Cƣờng độ Vùng Ứng dụng năm BXMT (kWh/m2, 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 2000-2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Trung Bộ
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
8
1.2. Vai trò của năng lƣợng mặt trời của thành phố Lào Cai
Điện được sản xuất ra từ năng lượng mặt trời đang trở thành xu thế của
tương lai và việc lắp điện năng lượng mặt trời cho từng hộ gia đình có điều kiện sẽ
là một trong những giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề tăng phụ tải như hiện
nay. Vì sao nhiều quốc gia tiên tiến trên thế giới, nhiều tỉnh thành trên Việt Nam
luôn mong muốn có lượng bức xạ mặt trời cao như ở Lào Cai, bởi theo đo lường thì
cường độ bức xạ ở đây nằm trong khoảng 1800 2100 giờ/năm và ổn định trong
suốt thời gian của năm. Trong khi ở những nơi khác chỉ giao động từ 200 400
giờ/năm. Bức xạ mặt trời là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng của Việt Nam nói
chung và của tỉnh Lào Cai nói riêng, chúng ta đang được sống trong nguồn tài
nguyên vô tận đó vậy tại sao lại có thể bỏ phí chúng.
Năng lượng nguyên thủy đang ngày một cạn kiệt, thay vào đó là sự lên ngôi
của năng lượng tái tạo xanh và sạch như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều,
sóng và địa nhiệt, trong đó năng lượng mặt trời đang được áp dụng rộng rãi cũng
như là phù hợp nhất với điều kiện thời tiết ở nhiều tỉnh thành của Việt Nam. Không
thể phủ nhận những lợi ích mà tấm pin mặt trời mang lại cho cuộc sống hiện taị.
Ngoài việc mang lại những lợi ích to lớn, đẹp đẽ như bảo vệ môi trường, giảm
thiểu gánh nặng tiêu thụ điện năng, đảm bảo cung cấp điện cho bất cứ nơi đâu từ
biển đảo xa xôi đến các vùng núi hẻo lánh, tuy nhiên có một điều quan trọng hơn tất
cả đó là nó mang lại lợi ích tài chính rất lớn cho chính các hộ tiêu thụ điện. Nếu một
hộ gia đình hay hộ kinh doanh có hóa đơn điện hàng tháng từ 2 triệu trở lên, thì với
việc đầu tư một vài tấm pin năng lượng mặt trời thì chỉ trong 4 5 năm sẽ thu hồi
được vốn, cũng đồng nghĩa với việc sẽ được sử dụng điện miễn phí suốt hơn 30
năm sau đó và tiết kiệm được hơn 1 tỉ đồng tiền điện, chưa kể nếu dùng không hết
phần điện năng có thể được bán lại cho nhà nước và kiếm được thêm một khoàn
tiền cố định từ việc lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời. Vào mùa hè hoặc đông nhu
cầu sử dụng điện tăng cao vì để chạy các thiết bị như máy lạnh, quạt nước, lò sưởi
dễ gây nên tình trạng sụt điện vì quá tải hoặc mất điện thường xuyên vào những
tháng hanh khô trong năm do mạng lưới điện quốc gia thiếu hụt điện nghiêm trọng
điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sinh hoạt hàng ngày của gia đình hoặc cản trở
9
công việc kinh doanh. Những lúc như thế này nếu lắp đặt điện năng lượng mặt trời
thì có thể yên tâm vì luôn có nguồn điện năng để sử dụng và không bị phụ thuộc
vào nguồn điện của quốc gia. Ngoài ra, vấn đề thẩm mỹ của tấm pin năng lượng
mặt trời không chỉ đẹp mắt mà nó còn giúp ngôi nhà bạn chống nóng một cách rất
hiệu quả.
1.3. Một số lƣu ý về năng lƣợng mặt trời tại thành phố Lào Cai
Khi muốn sử dụng một hệ thống năng lượng mặt trời thì trước hết, cần giải
quyết tốt một số vấn đề sau:
1.3.1. Tư vấn về lắp điện mặt trời:
Cần có các đơn vị chuyên môn và đội ngũ kỹ thuật để tư vấn về cách thức
lắp pin năng lượng mặt trời hoàn toàn miễn phí.
1.3.2. Chi phí lắp 1 hệ thống điện năng lượng mặt trời hoàn chỉnh:
Mô hình điện mặt trời áp mái cho gia đình sẽ được tính như sau: Với công
suất lắp đặt từ 2 5kW, mỗi kW cần diện tích khoảng 6 7m2, mỗi ngày sản xuất
được từ 4 6kWh (tùy chất lượng tấm pin, các thành phần khác trong hệ thống và
điều kiện nắng) sẽ có suất đầu tư từ 20 25tr/1kWh cho các sản phẩm tốt và từ 25
30tr cho các sản phẩm cao cấp có tiêu chuẩn và chất lượng vượt trội, thời gian bảo
hành cũng lâu hơn. Số tiền mua pin mặt trời chiếm khoảng 60 70% giá trị hợp
đồng, số phần trăm còn lại bao gồm: Các thiết bị sử dụng trong tủ điện, dây dẫn
chuyên dụng cho điện mặt trời. Tiếp đến là điều kiện mái thi công, chất lượng thi
công, bảo hành bảo dưỡng.
1.3.3. Lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời:
Do số tiền mua pin mặt trời chiếm khoảng 60 70% giá trị hợp đồng, vì vậy
phải lựa chọn mua pin mặt trời loại nào. Có rất nhiều pin năng lượng mặt trời, kể cả
một số hãng sản xuất cũng có nhiều cấp độ sản phẩm, phổ thông và rẻ nhất là Poly/
Poly Perc, cao hơn là Mono/ Mono Perc hay cao cấp là Mono N-Type. Giá thành
các sản phẩm này tùy thuộc vào uy tín nhà sản xuất, thông số kỹ thuật của sản
phẩm, chế độ bảo hành, các chứng chỉ chứng nhận của sản phẩm,...
10
1.3.4. Thu hồi vốn khi lắp hệ thống năng lượng mặt trời:
Nói về chi phí lắp đặt và thời gian hoàn vốn, hãy tham khảo một mô hình sau
một ví dụ cụ thể như sau: Nếu lắp hệ thống 1kWh thì 1 tháng sẽ tiết kiệm được
khoảng 300.000 VNĐ tiền điện, một năm sẽ tiết kiệm được 3.600.000 VNĐ và sau
khoảng 7 năm sẽ thu hồi được vốn. Nếu lắp đặt pin năng lượng chất lượng thì thời
gian bảo hành lên đến 30 năm. Như vậy, có nghĩa là sẽ còn 23 năm để sử dụng điện
hoàn toàn miễn phí. Lắp điện mặt trời không thể chỉ tính lợi trước mắt được, vì vào
những ngày nắng nóng hay những giờ cao điểm bị cắt điện lưới thì mới thấy hết lợi
ích của điện mặt trời. Hãy tin tưởng rằng việc lắp điện năng lượng mặt trời đang là
xu thế của xã hội hiện đại và nó không phải mang đến lợi tích tức thì mà sẽ đem lại
lợi ích lâu dài cho chúng ta.
Phần chi tiết về NLMT của thành phố Lào Cai sẽ được trình bày chi tiết
trong chương 3.
1.4. Kết luận chƣơng 1
Lào Cai là một trong những tỉnh liên tục đứng ở vị trí tốp đầu về chỉ số năng
lực cạnh tranh cấp tỉnh trong bảng xếp hạng những năm gần đây. Đặc biệt, trong
bảng xếp hạng về Chỉ số năng lực cạnh tranh cấp tỉnh của Việt Nam năm 2011, tỉnh
Lào Cai xếp ở vị trí thứ 1/63 tỉnh thành. Đó là tiền đề cho việc phát triển kinh tế - xã
hội tại tỉnh Lào Cai. Khai thác tốt tiềm năng về năng lượng tái tạo nói chung và
năng lượng mặt trời nói riêng sẽ góp phần thúc đẩy thành phố Lào Cai ngày càng
phát triển về mọi mặt.
11
CHƢƠNG 2
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC HỆ ĐIỆN MẶT TRỜI
NỐI LƢỚI CÓ LƢU TRỮ
2.1. Giới thiệu:
Ứng dụng công nghệ chuyển hóa quang năng thành điện năng đã trở thành
xu thế mới để dần thay thế các nguồn điện sử dụng tài nguyên môi trường. Hệ thống
điện mặt trời mái nhà với công suất nhỏ, tiện dụng, điện mặt trời (ĐMT) lắp trên
mái nhà không chỉ giúp tiết kiệm chi phí, mà còn góp phần giảm áp lực về đầu tư
nguồn điện, giảm ô nhiễm môi trường. Ưu thế của nó thể hiện như sau:
- Điện mặt trời mái nhà là giải pháp năng lượng mặt trời cho hộ gia đình,
doanh nghiệp, ... là nguồn năng lượng tái tạo thực sự, chuyển hóa quang năng thành
điện năng, tận dụng ánh sáng mặt trời, thân thiện với môi trường.
- Sử dụng nguồn "nguyên liệu" gần như là vô tận - ánh sáng mặt trời, sử
dụng trong gia đình, doanh nghiệp giúp giảm sâu hóa đơn tiền điện hàng tháng.
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng cực thấp. Người dùng chỉ cần giữ hệ thống sạch
sẽ (vệ sinh 2-3 lần/năm). Hệ thống điện mặt trời mái nhà không có các bộ phận
chuyển động gây hao mòn, do đó chi phí bảo dưỡng gần như là không có.
- Công nghệ phát triển điện mặt trời phát triển rất nhanh và không ngừng tiến
bộ. Những đổi mới của công nghệ càng ngày sẽ càng làm cho hiệu quả của các tấm
pin mặt trời tăng lên.
2.1.1. Nguyên lý hoạt động
- Năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi tấm pin và chuyển hóa thành nguồn
điện 1 chiều.
- Inverter chuyển dòng điện 1 chiều từ hệ thống tấm pin sang dòng điện xoay
chiều để sử dụng.
- Năng lượng điện sinh ra từ hệ thống điện mặt trời mái nhà được sử dụng
cho tòa nhà.
- Năng lượng thừa không sử dụng hết sẽ được phát ngược lên lưới điện.
12
2.1.2. Các mô hình lắp đặt
Có ba mô hình chính: Mô hình các hệ thống khác nhau của điện mặt trời như
mô hình nối lưới trực tiếp; Mô hình năng lượng mặt trời nối lưới có lưu trữ - dùng
hệ thống lưu trữ nguồn điện; Mô hình kết hợp lưu trữ và nối lưới trực tiếp.
2.1.2.1. Mô hình nối lưới trực tiếp (On Grid)
Năng lượng mặt trời được hấp thu trực tiếp qua tấm pin năng lượng mặt
trời tạo ra dòng điện một chiều DC. Sau đó thông qua bộ chuyển đổi điện hòa lưới
(DC/AC inverter on grid). Dòng điện được chuyển đổi thành điện xoay chiều AC,
cùng pha, cùng tần số với điện lưới quốc gia. Hệ thống sẽ hòa chung với điện lưới
quốc gia cùng cung cấp điện cho các thiết bị điện.
Hình 2.1: Mô hình nối lưới trực tiếp
2.1.2.2. Mô hình năng lượng mặt trời độc lập (Off Grid)
Nó gần tương tự hệ thống điện nối lưới không dự trữ. Tuy nhiên, có thêm hệ
thống ắc quy lưu trữ như trên Hình 2.2. Dành cho những thiết bị quan trọng cần
nguồn điện ổn định như camera quan sát, modum internet, máy tính,. hoặc dành cho
toàn bộ tải của hệ thống (chỉ dành cho những yêu cầu đặc biệt).
13
Hình 2.2: Mô hình năng lượng mặt trời độc lập
2.1.2.3. Mô hình vừa nối lưới vừa có lưu trữ (Hybrid)
Đây là mô hình tích hợp của hai mô hình trên như trên Hình 2.3. Lượng điện
mặt trời sau khi thu được nhờ pin năng lượng sẽ được nạp vào acquy. Khi acquy đã
đầy, lượng điện dư vẫn là điện 1 chiều sẽ được chuyển thành xoay chiều. Điện xoay
chiều được chuyển đến tải. Nếu điện sử dụng từ tải vẫn còn dư thì sẽ chuyển lên
lưới điện quốc gia.
Hình 2.3: Mô hình vừa nối lưới vừa có lưu trữ (Hybrid)
14
2.2. Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời
Từ các mô hình năng lượng mặt trời nói trên, ta đi xây dựng cấu trúc khối các
hệ năng lượng mặt trời như sau:
2.2.1. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời nối lưới
Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời nối lưới được biểu diễn trên Hình 2.4, gồm
các khối chức năng chính sau:
- Khối Modul quang điện (PV);
- Khối biến đổi một chiều - một chiều (DC/DC);
- Khối biến đổi một chiều - xoay chiều có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều
tại DC bus thành điện áp xoay chiều hình sin 1 pha hoặc 3 pha có tần số 50Hz để
nối với lưới điện quốc gia hoặc lưới nội bộ nối lưới có lưu trữ;
- Khối lọc có nhiệm vụ lọc các sóng hài của điện áp và dòng điện do bộ biến
đổi gây ra;
Hình 2.4: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời nối lưới
- Khối đồng bộ hóa lưới (PWM);
- Khối điều khiển chung hệ thống.
2.2.2. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời độc lập
Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời độc lập được biểu diễn trên Hình 2.5,
gồm các khối chức năng chính sau:
- Khối Modul quang điện (PV);
- Khối tích lũy năng lượng một chiều (Ắc quy);
- Khối biến đổi một chiều - một chiều (DC/DC);
15
- Khối biến đổi một chiều - xoay chiều có nhiệm vụ biến đổi điện áp một
chiều tại DC bus thành điện áp xoay chiều hình sin 1 pha hoặc 3 pha có tần số 50Hz
để cho lưới nội bộ nối lưới có lưu trữ;
- Khối lọc có nhiệm vụ lọc các sóng hài của điện áp và dòng điện do bộ biến
đổi gây ra;
- Khối điều khiển nghịch lưu (PWM);
- Khối điều khiển chung hệ thống.
Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời độc lập
2.2.3. Cấu trúc hệ năng lượng mặt trời lai
Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời lai được biểu diễn trên Hình 2.6, gồm các
khối chức năng chính sau:
- Khối Modul quang điện (PV);
- Khối biến đổi một chiều - một chiều (DC/DC);
- Khối tích lũy năng lượng một chiều (Ắc quy);
- Khối biến đổi một chiều - xoay chiều có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều
tại DC bus thành điện áp xoay chiều hình sin 1 pha hoặc 3 pha có tần số 50Hz để
nối với lưới điện quốc gia hoặc lưới nội bộ nối lưới có lưu trữ;
16
Hình 2.6: Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời lai
- Khối lọc có nhiệm vụ lọc các sóng hài của điện áp và dòng điện do bộ biến
đổi gây ra;
- Khối đồng bộ hóa lưới (PWM);
- Khối điều khiển chung hệ thống.
2.3. Hệ năng lƣợng điện mặt trời nối lƣới có lƣu trữ
Hệ năng lượng điện mặt trời nối lưới có lưu trữ có mô hình như trên Hình 2.2
và cấu trúc thể hiện như Hình 2.6. Sau đây, ta đi xét cụ thể từng khối của hệ điện
mặt trời nối lưới có lưu trữ.
2.3.1. Pin mặt trời (PV - Photovoltaic)
- Khái niệm
Pin mặt trời hay pin quang điện có tên tiếng Anh là Solar panel, nó bao gồm
nhiều tế bào quang điện ( gọi là solar cells) như trên hình 2.7. Tế bào quang điện
này là các phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt nhiều các cảm biến của ánh sáng là
đi ốt quang, nó làm biến đổi năng lượng của ánh sáng thành năng lượng điện.
Hình 2.7: Các tấm pin mặt trời
17
Các chỉ số cường độ dòng điện, hiệu điện thế hay điện trở của tấm pin thay
đổi phụ thuộc vào lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Các tế bào quang điện này được
ghép lại thành một khối để trở thành pin mặt trời ( thông thường sẽ từ 60 hoặc 72 tế
bào quang điện trên một tấm pin)
Tấm pin năng lượng mặt trời là vật liệu đặc biệt có khả năng chuyển đổi
quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng được lắp trong hệ thống điện mặt
trời. Nếu như thủy điện thì tạo ra điện từ nước, nhiệt điện thì từ than...còn pin năng
lượng mặt trời sẽ tạo ta nguồn điện từ ánh sáng của mặt trời. Điều này thật đặc biệt
có phải không? Trí thông minh của con người và vô tận khi có thể tạo ra nguồn điện
năng qúy giá từ những điều tưởng chừng như quá bình thường trong cuộc sống.
Có một điều đáng lưu ý là rất nhiều người lầm tưởng rằng chỉ khi có nắng
tấm pin mặt trời mới có thể chuyển hóa ra điện năng, điều này là hoàn toàn sai lầm.
Tấm pin năng lượng mặt trời vẫ sẽ làm việc tốt ngay cả khi thời tiết lạnh. Trong
thực tế, tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra điện từ ánh sáng, không nhiệt. Vì vậy nó
sẽ sản xuất điện tốt hơn trong khu vực lạnh so với các khu vực nóng với cùng một
lượng ánh sáng mặt trời. Giá tâm pin năng lượng mặt có thể lên tới 2500000 VND /
tấm.
Hiệu suất pin mặt trời là tỉ số giữa năng lượng điện pin mặt trời có thể phát ra
và năng lượng từ ánh sáng mặt trời tỏa nhiệt trong 1m². hiệu suất của pin mặt trời
thay đổi từ 6% - 30% tùy theo loại vật liệu và hình dạng tấm pin.
Pin mặt trời được sản xuất và ứng dụng phổ biến hiện nay là các pin mặt trời
được chế tạo từ vật liệu tinh thể bán dẫn Silicon (Si) có hoá trị 4. Từ tinh thể Si tinh
khiết, để có vật liệu tinh thể bán dẫn Si loại n, người ta pha tạp chất Donor là Photpho
(P) có hoá trị 5. Còn để có vật liệu bán dẫn tinh thể loại p thì tạp chất Acceptor được
dùng để pha vào Si là Bo có hoá trị 3. Đối với pin mặt trời từ vật liệu tinh thể Si khi
được chiếu sáng thì hiệu điện thế hở mạch giữa hai cực vào khoảng 0,55V, còn dòng
ngắn mạch của nó dưới bức xạ mặt trời 1000W/m2 vào khoảng (2530) mA/cm3. Hiện
nay cũng đã có các pin mặt trời bằng vật liệu Si vô định hình (a-Si). Pin mặt trời a-Si
có ưu điểm là tiết kiệm được vật liệu trong sản xuất do đó có thể có giá thành rẻ hơn.
18
Tuy nhiên, so với pin mặt trời tinh thể thì hiệu suất biến đổi quang điện của nó thấp và
kém ổn định khi làm việc ngoài trời.
Năng lượng mặt trời được tạo ra từ các tế bào quang điện (PV) là một trong
những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng do lợi thế như không cần chi phí nhiên
liệu, bảo trì ít và không có tiếng ồn và mòn do sự vắng mặt của bộ phận chuyển
động. Về lý thuyết đây là một nguồn năng lượng lý tưởng. Tuy nhiên, để hệ thống
này được triển khai rộng rãi trong thực tế cần phải tiếp tục giải quyết một số vấn đề
như: Giảm chi phí lắp đặt; tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng và các vấn đề liên
quan đến sự tương tác với các hệ thống khác.
- Mô hình toán và đặc tính làm việc của pin mặt trời
Mô hình toán học của tế bào quang điện đã được nghiên cứu trong nhiều thập
kỷ qua. Mạch điện tương đương của mô hình tế bào quang điện bao gồm: Dòng
quang điện, Điôt, điện trở song song (dòng điện dò), điện trở nối tiếp được chỉ ra
trên Hình 2.8. Ta có:
(2.1)
Trong đó: Igc là dòng quang điện (A); I0 là dòng bão hòa (A) phụ thuộc vào nhiệt độ tế bào quang điện; q là điện tích của điện tử, q = 1,6.10-19C; k là hằng số Boltzman, k = 1,38.10-23J/K; F là hệ số phụ thuộc vào công nghệ chế tạo pin, ví dụ
công nghệ Si-mono F = 1,2; công nghệ Si-Poly F = 1,3, …; Tc là nhiệt độ tuyệt đối của tế bào (0K); Vd là điện áp trên điôt (V); Rp là điện trở song song.
Hình 2.8: Mô hình tương đương của module PV
19
Dòng quang điện Igc phụ thuộc trực tiếp vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ pin,
được tính theo công thức (2.2)
(2.2)
Với: µsc là hệ số phụ thuộc nhiệt độ của dòng ngắn mạch (A/0C); Tref là nhiệt độ tham chiếu của tế bào quang điện (0K); Tc là nhiệt độ làm việc của tế bào quang điện (0K); Isc là dòng điện ngắn mạch trong điều kiện chuẩn (nhiệt độ 250C và bức xạ mặt trời 1kW/m2); G là bức xạ mặt trời kW/m2
Dòng bão hòa I0 thay đổi theo nhiệt độ của tế bào quang điện theo biểu thức sau.
(2.3)
(2.4)
Trong đó I0α là dòng điện bão hòa tại một bức xạ mặt trời và nhiệt độ tham
chiếu; Vg là năng lượng lỗ trống của chất bán dẫn được sử dụng làm tế bào; V0c là
điện áp hở mạch của tế bào. Từ các biểu thức (2.1), (2,2), (2.3), (2.4) ta có thể xây
dựng được mô hình mô phỏng modul PV trên Matlab. Trong các mô hình đó, các
đầu vào là bức xạ mặt trời và nhiệt độ của tế bào quang điện, các đầu ra là áp và
dòng PV. Các thông số của mô hình thường được lấy từ bảng dữ liệu do nhà sản
xuất cung cấp.
Công suất của pin được tính theo công thức:
P = U.I (2.5)
Tiến hành mô phỏng ta thu được họ đặc tính I(U) và đặc tính P(U) của pin mặt
trời như Hình 2.9a,b,c,d.
Trong đó, hình 2.9a,b là đặc tính P(U) và đặc tính I(U) của PV với các mức
bức xạ khác nhau; Hình 2.4c,d là đặc tính P(U) và đặc tính I(U) của PV với nhiệt độ
khác nhau. Từ đó ta có nhận xét sau:
20
- Dòng ngắn mạch Isc tỉ lệ thuận với cường độ bức xạ mặt trời và ít thay đổi
theo nhiệt độ
- Điện áp hở mạch tỉ lệ nghịch với nhiệt độ và ít thay đổi theo bức xạ mặt trời
- Công suất modul PV thay đổi nhiều theo cả bức xạ mặt trời và nhiệt độ tấm
PV. Mỗi đường đặc tính P(U) có một điểm ứng với công suất lớn nhất, gọi là điểm
công suất cực đại (MPP - Max Power Point).
2.3.2. Bộ biến đổi một chiều - một chiều (DC/DC)
- Chức năng: Bộ biến đổi một chiều một chiều có nhiệm vụ biến đổi điện áp
một chiều về trị số phù hợp với điện áp một chiều đặt vào bộ nghịch lưu (thường
300 - 600V) và duy trì ổn định điện áp đó để hòa vào thanh cái một chiều (DC- Bus)
cùng với điện áp của các nguồn năng lượng tái tạo khác (nếu có). Đồng thời thông
qua bộ biến đổi DC/DC này để thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại
cho hệ thống.
Hình 2.9: Các họ đặc tính của PV
21
Các bộ biến đổi DC/DC được chia làm 2 loại: Có cách ly và loại không cách
ly. Loại cách ly sử dụng máy biến áp cao tần, chúng cách ly nguồn điện một chiều
đầu vào với nguồn một chiều ra và tăng hay giảm áp bằng cách điều chỉnh hệ số
biến áp. Loại này thường được sử dụng cho các nguồn cấp một chiều sử dụng khoá
điện tử và cho hệ thống lai. Loại DC/DC không cách ly không sử dụng máy biến áp
cách ly. Chúng luôn được dùng trong các bộ điều khiển động cơ một chiều. Các loại
bộ biến đổi DC/DC thường dùng trong hệ PV gồm:
- Bộ giảm áp (buck);
- Bộ tăng áp (boost).
Bộ giảm áp buck có thể định được điểm làm việc có công suất tối ưu mỗi khi
điện áp vào vượt quá điện áp ra của bộ biến đổi, trường hợp này ít thực hiện được
khi cường độ bức xạ của ánh sáng xuống thấp.
Bộ tăng áp boost có thể định điểm làm việc tối ưu ngay cả với cường độ ánh
sáng yếu. Hệ thống làm việc với lưới dùng bộ Boost để tăng điện áp ra cấp cho tải
trước khi đưa vào bộ biến đổi DC/AC.
- Các loại bộ biến đổi DC/DC không cách li
+ Mạch Buck
Sơ đồ nguyên lý mạch buck được chỉ ra trên Hình 2.10. Khóa K trong mạch là
những khóa điện tử BJT, MOSFET, hay IGBT. Mạch Buck có chức năng giảm điện
áp đầu vào xuống thành điện áp nạp ắc quy. Khóa transitor được đóng mở với tần số
cao. Hệ số làm việc D của khóa được xác định theo công thức sau:
(2.6)
Trong đó Ton là thời gian khóa K mở, T là chu kỳ làm việc của khóa, fDC tần số
đóng cắt.
22
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ giảm áp Buck
Trong thời gian mở, khóa K thông cho dòng đi qua, điện áp một chiều được
nạp vào tụ C2 và cấp năng lượng cho tải qua cuộn kháng L. Trong thời gian đóng,
khóa K đóng lại không cho dòng qua nữa, năng lượng 1 chiều từ đầu vào bằng 0.
Tuy nhiên tải vẫn được cung cấp đầy đủ điện nhờ năng lượng lưu trên cuộn kháng
và tụ điện do Điot khép kín mạch. Như vậy cuộn kháng và tụ điện có tác dụng lưu
giữ năng lượng trong thời gian ngắn để duy trì mạch khi khóa K đóng.
(2.7) Uout = Uin.D
Công thức (2.7) cho thấy điện áp ra có thể điều khiển được bằng cách điều
khiển hệ số làm việc. Hệ số làm việc được điều khiển bằng cách phương pháp điều
chỉnh độ rộng xung thời gian mở ton. Do đó, bộ biến đổi này còn được biết đến như
là bộ điều chế xung PWM.
Bộ Buck có cấu trúc đơn giản nhất, dễ hiểu và dễ thiết kế nhất, bộ Buck còn
thường được dùng để nạp ắc quy nhưng nó có nhược điểm là dòng điện vào không
liên tục vì khoá điện tử được bố trí ở vị trí đầu vào, vì vậy cần phải có bộ lọc tốt.
Mạch Buck thích hợp sử dụng khi điện áp pin cao hơn điện áp ắc quy. Dòng
công suất được điều khiển bằng cách điều chỉnh chu kỳ đóng mở của khóa điện tử.
Bộ Buck có thể làm việc làm việc trong hầu hết điều kiện nhiệt độ, cường độ bức
xạ. Nhưng bộ này sẽ không làm việc chính xác khi điện áp nạp ắc quy thấp dưới
điều kiện nhiệt độ cao và cường độ bức xạ xuống thấp. Vì vậy để nâng cao hiệu quả
làm việc, có thể kết hợp bộ Buck với thành phần tăng áp.
+ Mạch Boost
Sơ đồ nguyên lý mạch boock như Hình 2.11
23
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp
Giống như bộ Buck, hoạt động của bộ Boost được thực hiện qua cuộn kháng
L. Chuyển mạch K đóng mở theo chu kỳ. Khi K mở cho dòng qua (ton) cuộn kháng
tích năng lượng, khi K đóng (toff) cuộn kháng giải phóng năng lượng qua điôt tới tải.
(2.8)
Khi khóa K mở, cuộn cảm được nối với nguồn 1 chiều. Khóa K đóng, dòng
điện cảm ứng chạy vào tải qua Điốt. Với hệ số làm việc D của khóa K, điện áp ra
được tính theo:
(2.9)
Với phương pháp này cũng có thể điều chỉnh Ton trong chế độ dẫn liên tục để
điều chỉnh điện áp vào V1 ở điểm công suất cực đại theo thế của tải Vo.
+ Mạch Buck - Boost:
Có sơ đồ nguyên lý như Hình 2.12
Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý mạch Buck-Boost
Từ công thức (2.9): Do D < 1 nên điện áp ra luôn lớn hơn điện áp vào. Vì vậy
mạch Boost chỉ có thể tăng áp trong khi mạch Buck đã trình bày ở trên thì chỉ có thể
24
giảm điện áp vào. Kết hợp cả hai mạch này với nhau tạo thành mạch Buck – Boost
vừa có thể tăng và giảm điện áp vào.
Khi khóa đóng, điện áp vào đặt lên điện cảm, làm dòng điện trong điện cảm
tăng dần theo thời gian. Khi khóa ngắt, điện cảm có khuynh hướng duy trì dòng
điện qua nó sẽ tạo điện áp cảm ứng đủ để Điot phân cực thuận. Tùy vào tỷ lệ giữa
thời gian đóng khóa và mở khóa mà giá trị điện áp ra có thể nhỏ hơn, bằng hay lớn
hơn giá trị điện áp vào. Trong mọi trường hợp thì dấu của điện áp ra là ngược với
dấu của điện áp vào, do đó dòng điện đi qua điện cảm sẽ giảm dần theo thời gian.
Ta có công thức:
(2.10)
Công thức (2.10) cho thấy điện áp ra có thể lớn hơn hay nhỏ hơn điện áp vào
tùy thuộc vào hệ số làm việc D.
Khi D = 0.5 thì Uin = Uout
Khi D < 0.5 thì Uin > Uout
Khi D > 0.5 thì Uin < Uout
- Bộ biến đổi DC/DC có cách ly
Hình 2.13: Bộ chuyển đổi DC/DC có cách ly
Bộ chuyển đổi DC-DC được mô tả trong Hình 2.13. Chúng bao gồm một tụ
lọc đầu vào C1, 6 chuyển mạch dùng MOSFET (M1-M6), hai điôt chỉnh lưu, D1 và
D2, một biến áp cao tần với hệ số biến áp bằng K và một tụ hóa C2.
25
Máy biến áp cung cấp điện áp cách ly giữa bảng mạch PV và lưới, nâng cao
độ an toàn cho toàn hệ thống . Điện cảm rò (Lk) được sử dụng như 1 phần tử
chuyển đổi nguồn. Sự điều khiển chuyển đổi pha thích hợp giữa những chân cầu
vào (M1-M4) và những chân kích hoạt chỉnh lưu (M5-M6) cho phép định hướng
dòng điện của biến áp, vì vậy có thể đạt được chuyển đổi với điện áp và dòng điện
bằng 0 (Zero current Zero Voltage Switching - ZCZVS).
2.3.3. Nghịch lưu nối lưới (Grid Tie Inverter)
Bộ nghịch lưu (Inverter) có chức năng biến đổi dòng điện một chiều (DC) từ
thanh cái một chiều thành dòng điện xoay chiều (AC) và kết nối với lưới. Khác với
bộ nghịch lưu làm việc nối lưới có lưu trữ, nghịch lưu nối lưới phải đảm bảo chuẩn
kết nối lưới về biên độ, tần số và góc pha, đồng thời phải điều chỉnh được dòng
công suất bơm vào lưới.
Tùy theo yêu cầu của phụ tải mà ta thiết kế bộ nghịch lưu là một pha hay ba pha.
Trong phạm vi của đề tài ta chỉ nghiên cứu bộ nghịch lưu một pha.
2.3.3.1. Nghịch lưu dòng một pha:
Là mạch nghịch lưu có điện cảm L bằng vô cùng ở đầu vào, làm cho tổng trở
trong của nguồn có giá trị lớn: tải làm việc với nguồn dòng. Hình 2.14 trình bày sơ
đồ nguyên lý và mạch điện tương đương của Nghịch lưu nguồn dòng 1 pha tải RL.
Dòng in phẳng, không đổi ở một giá trị tải, được đóng ngắt thành nguồn AC cung
cấp cho tải.
Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu nguồn dòng
S1, S4 đóng: i0>0; S2, S3 đóng: i0<0
26
Vậy tải nhận được dòng xoay chiều (AC) là những xung vuông có biên độ
phụ thuộc tải. Và với dòng điện AC trên tải là những xung vuông thì chưa đáp ứng
được yêu cầu của đề tài này.
2.3.3.2. Sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa:
- Sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa có sơ đồ nguyên lý như trên Hình
2.15. Nối điện áp một chiều vào các nửa dây quấn sơ cấp của các máy biến áp, bằng
cách đổi nối luân phiên hai thyristor làm điện áp cảm ứng bên thứ cấp của máy biến
áp có dạng hình chữ nhật cung cấp cho động cơ. Tụ điện C có vai trò giúp các
thyristor chuyển mạch. Vì tụ C mắc song song với tải qua máy biến áp nên phải mắc
nối tiếp một cuộn dây L nối tiếp với nguồn để ngăn không cho tụ C phóng ngược
trở lại nguồn trong quá trình chuyển mạch của các van bán dẫn.
- Khi một thyristor dẫn điện, điện áp nguồn một chiều E đặt vào một nửa
cuộn dây sơ cấp. Điện áp tổng cộng 2E được nạp cho tụ C. Mở thyristor tiếp theo sẽ
làm khoá thyristor trước, nhờ quá trình chuyển mạch qua tụ được mắc song song.
Hình 2.15: Sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa
- Trong trường hợp máy biến áp là lý tưởng, sức từ động của máy biến áp
luôn cân bằng. Trong thực tế, điện áp một chiều trên hai đầu dây quấn chỉ có thể
được duy trì bằng từ thông biến thiên, do đó cần có dòng điện từ hoá ban đầu.
27
- Để cải thiện dạng sóng của điện áp tải cho gần với sóng hình sin nên chọn
các phần tử một cách thích hợp sao cho tránh được phần nằm ngang của điện áp,
nghĩa là kích mở một thyristor gần thời điểm dẫn của thyristor khác, làm cho điện
áp tải có trị số cực đại.
- Với sơ đồ nghịch lưu một pha có điểm giữa cho chất lượng điện áp ra chưa
đạt yêu cầu của đề tài, nên ta phân tích thêm một số sơ đồ khác để đi đến lựa chọn
sơ nào có chất lượng điện áp ra tốt hơn.
2.3.3.3. Nghịch lưu áp 1 pha dạng cầu:
- Nguyên lý chung: Bộ nghịch lưu nguồn áp 1 pha dạng cầu (còn gọi là bộ
nghịch lưu dạng chữ H) chứa 4 công tắc điện tử (IGBT) và 4 diod mắc song song.
(Hình 2.16). Trong dạng này, trị trung bình áp tải phụ thuộc vào thời gian đóng,
ngắt các khóa trong mạch.
Nhưng phải luôn lưu ý rằng các cặp khóa S1, S3 và S2, S4 không được đóng đồng
thời, nếu không sẽ gây ngắn mạch nguồn gây nguy hiểm cho người và thiết bị.
Hình 2.16: Sơ đồ dạng nghịch lưu áp 1 pha dạng cầu
28
2.3.3.4. Mạch công suất của bộ nghịch lưu (cầu H)
- Mạch cầu H là một mạch chuyển mạch tạo bởi 4 linh kiện sắp xếp theo
hình chữ H. Bằng cách điều khiển các khóa trong mạch ta có thể tạo điện áp dương,
âm và 0V trên tải. Mạch cầu H cơ sở được thể hiện qua Hình 2.17.
Hình 2.17: Sơ đồ đơn giản của mạch cầu H sử dụng Mosfet làm công tắc
- Quan hệ giữa tình trạng hoạt động của các linh kiện trong mạch và điện áp
trên tải được mô tả trong bảng 2.1
- Lưu ý là các trường hợp khác đã được loại trừ, ví dụ ngắn mạch.
Bảng 2.1 Sơ đồ trạng thái đóng ngắt các khóa trên mạch cầu H
Q1 Q2 Q3 Q4 Áp trên tải
Dẫn Tắt Tắt Dẫn Dương
Tắt Dẫn Dẫn Tắt Âm
Dẫn Dẫn Tắt Tắt 0V
Tắt Tắt Dẫn Dẫn 0V
2.3.4. Các phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu áp
- Có nhiều phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu áp. Có thể kể đến như
phương pháp điều chế độ rộng xung sin (Sin PWM), phương pháp điều chế theo
mẫu, phương pháp điều chế độ rộng xung tối ưu (optimum PWM), phương pháp
điều rộng,…Các phương pháp trên nhằm mục tiêu duy nhất là cho điện áp đầu ra có
dạng càng gần sin càng tốt. Thông thường dạng sóng tạo ra có 2 loại: tạo ra sóng sin
mô phỏng và sin chuẩn.
29
2.3.4.1. Dạng sóng sin mô phỏng:
Một sóng sin mô phỏng có dạng sóng gần với sóng vuông nhưng có giai
đoạn chuyển đổi nên gần với sóng hình sin. Hình dạng của các dạng sóng được vẽ
trong Hình 2.18 dưới đây. Sóng sin mô phỏng có thể được tạo dễ dàng bằng cách
chuyển đổi bởi 3 mức tần số xác định. Do đó, giá thành rẻ. Tuy nhiên không phải
thiết bị nào cũng có thể sử dụng loại nghịch lưu này.
2.3.4.2. Dạng sóng sin chuẩn:
Để tạo ra dạng sóng sin chuẩn thì cũng có nhiều phương pháp. Trong luận
văn này ta chỉ xét phương pháp điều biến độ rộng xung (Pusle Width Modulation -
PWM) bằng linh kiện điện tử số:
- Tín hiệu PWM tương tự sử dụng bộ so sánh hai tín hiệu vào, gồm tín hiệu
chuẩn và tín hiệu sóng mang để tạo ra tín hiệu dựa trên sự sai khác. Tín hiệu chuẩn
phải có dạng sin tần số cùng với tần số yêu cầu ở đầu ra, trong khi tín hiệu sóng
mang ở dạng sóng răng cưa hay tam giác và thường có tần số lớn hơn tần số chuẩn.
Hình 2.18: Sóng sin mô phỏng (MODIRED SINE WAVE), thuần sin
(SINE WAVE) và xung vuông (SQUARE WAVE)
Khi tín hiệu sóng mang lớn hơn tín hiệu chuẩn, đầu ra của bộ so sánh ở
trạng thái (mức hấp) còn ngược lại đầu ra của bộ so sánh ở trạng thái thứ hai (mức
cao). Quy trình này được mô tả trong Hình 2.19.
-Trong đó, tín hiệu sóng mang là xung tam giác, tín hiệu chuẩn là tín hiệu sin
30
Hình 2.19: Sơ đồ cách tạo ra tín hiệu sin PWM
Sau khi qua bộ so sánh xuất ra tín hiệu ở bên dưới để đóng ngắt các khóa
trong bộ nghịch lưu (ở đây là các khóa trong mạch cầu H sẽ được nói ở phần tiếp
theo).
- Sự thay đổi của độ rộng xung trong tín hiệu PWM được sử dụng để điều
khiển tốc độ động cơ và biến đổi nguồn. Tín hiệu PWM có thể được tạo ra khi sử
dụng các bộ vi điều khiển hoặc các bộ tạo tín hiệu chuyên dụng.
2.3.5. Lọc sóng hài
2.3.5.1. Khái niệm về sóng hài
Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất
lượng lưới điện và cần được chú ý tới khi tổng các dòng điện hài cao hơn mức độ
giới hạn cho phép. Dòng điện hài là dòng điện có tần số là bội của tần số cơ bản. Ví
dụ dòng 250Hz trên lưới 50Hz là sóng hài bậc 5.
Dòng điện 250Hz là dòng năng lượng không sử dụng được với các thiết bị
trên lưới. Vì vậy, Sẽ bị chuyển hoá sang dạng nhiệt năng và gây tổn hao.
Sóng hài được đặc trưng của dao động hoàn toàn trên phổ tần số công nghiệp
cơ bản. Thành phần sóng hài trong nguồn AC được định nghĩa là thành phần sin của
một chu kỳ sóng có tần số bằng số nguyên lần tần số cơ bản của hệ thống.
31
Hình 2.20: Mô dạng tín hiệu méo gây bởi song hài
Nguyên nhân của sóng hài là do các phụ tải dạng phi tuyến trong hệ thống
điện. Điện áp đầu vào của tải phi tuyến thì là dạng hình sin nhưng dòng qua nó có
dạng không sin.
Một dạng sóng bất kỳ là tổng của các dạng sóng hình sin. Khi đồng nhất từ
chu kỳ này sang chu kỳ khác nó có thể được miêu tả như những sóng sin cơ bản và
bội số của tần số cơ bản, có nghĩa là bao gồm sóng sin cơ bản và chuỗi của các dạng
sóng sin hài bậc cao, gọi là chuỗi Fourier.
Quá trình tính toán có thể nối lưới có lưu trữ với mỗi hài riêng. Kết quả tính
toán của mỗi tần số sẽ được kết hợp vào một dạng của chuỗi Fourier để có dạng
sóng ra tổng quát nếu cần. Thông thường chỉ cần quan tâm đến biên độ của sóng
hài.
Khi cả nửa chu kỳ âm, dương của một dạng sóng có dạng đồng nhất, chuỗi
Fourier chỉ chứa hài bậc lẻ. Điều này làm đơn giản cho quá trình nghiên cứu hệ
thống vì hầu hết các thiết bị sinh ra sóng hài thông thường có dạng sóng đồng nhất.
Tuy nhiên sự xuất hiện của sóng hài thường gây ra sự cố cho các thiết bị tải hoặc
các bộ biến đổi dùng cho đo lường.
32
2.3.5.2. Nguyên nhân phát sinh sóng hài
Các tải công nghiệp: Các thiết bị điện tử công suất, lò hồ quang, máy hàn, bộ
khởi động điện tử, đóng mạch máy biến áp công suất lớn,…
Các tải dân dụng: Đèn phóng điện chất khí, tivi, máy photocopy, máy tính, lò
vi sóng,…
Bảng 2.1 trình bày dạng sóng của một số tải phi tuyến và hệ số méo của
chúng. Độ méo điều hòa phụ thuộc chế độ vận hành của thiết bị do sự đối xứng của
dạng sóng dòng điện, phân tích phổ của chúng chỉ chứa các điều hòa bậc lẻ. Phổ có
thể gián đoạn hoặc liên tục, có tính ngẫu nhiên hoặc lặp lại.
Sóng hài gây nên sự gia tăng nhiệt độ trong thiết bị và ảnh hưởng đến cách
điện. Trong các trường hợp khắc nghiệt có thể làm hư hỏng thiết bị hay giảm tuổi
thọ.
2.3.5.3. Tác hại sóng hài
Sóng hài có thể làm cho cáp bị quá nhiệt, phá hỏng cách điện. Động cơ cũng
có thể bị quá nhiệt hoặc gây tiếng ồn và sự dao động của momen xoắn trên rotor
dẫn tới sự cộng hưởng cơ khí và gây rung. Tụ điện quá nhiệt và trong phần lớn các
trường hợp có thể dẫn tới phá huỷ chất điện môi. Các thiết bị hiển thị sử dụng điện
và đèn chiếu sáng có thể bị chập chờn, các thiết bị bảo vệ có thể ngắt điện, máy tính
lỗi (data network) và thiết bị đo cho kết quả sai.
2.3.5.4. Giải pháp lọc sóng hài
Việc loại bỏ sóng hài bằng các bộ lọc cộng hưởng LC chủ yếu theo các
phương pháp:
- Cuộn cảm nối tiếp
- Bộ lọc thụ động
- Bộ lọc thụ động mắc song song và nối tiếp
- Bộ lọc tích cực
- Máy biến áp Zigzag
33
Bảng 2.2: Dạng sóng của một số loại phi tuyến
2.3.6. Nguồn điện một chiều (Ắc quy)
2.3.6.1. Giới thiệu chung về Ắc quy
- Đối với ắc quy, trên thị trường cũng có nhiều loại khác nhau, tuy nhiên loại
ắc quy được đề cập đến trong đề tài là ắc quy axit.
- Ắc quy là nguồn năng lượng có tính thuận nghịch. Nó tích trữ năng lượng
dưới dạng hóa năng và giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng. Dòng điện
trong bình ắc quy tạo ra do phản ứng điện phân giữa vật liệu trên bản cực và dung
dịch H2SO4.
- Bình ắc quy được làm từ nhiều tế bào ắc quy (cell), ta gọi đó là những ắc
quy đơn, được đặt trong 1 vỏ bọc bằng cao su cứng hay nhựa cứng.
- Mỗi ắc quy đơn có điện thế khoảng 2V. Ắc quy 12V có 6 ắc quy đơn mắc
nối tiếp.
34
- Muốn có điện thế cao hơn ta mắc nối tiếp nhiều ắc quy lại với nhau như
Hình 2.21 như sau.
Hình 2.21: Cấu tạo Ắc quy
- Khi sử dụng hay nạp điện và bảo dưỡng cho ắc quy, cần tuân thủ nghiêm
ngặt theo quy định của nhà sản xuất.
- Những dấu hiệu cho thấy ắc quy đã đầy điện khi nạp.
+ Hiện tượng sủi bọt rất mạnh xảy ra xung quanh cực âm và cực dương
+ Tỷ trọng chất điện phân so với nước đạt 1.12 – 1.22 đối với ắc quy cố định
và 1.25 – 1.30 đối với ắc quy di động.
+ Hiệu điện thế đạt 2.7 – 2.8 và ổn định trong suốt 3h
+ Dung lượng nạp vào gấp 1.2 – 1.3 lần dung lượng định mức
2.3.6.2.Tiêu chuẩn ắc quy: TCVN : 4472 : 93
- Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại ắc quy chì dùng cho mục đích khởi
động có điện áp danh định 6V và 12V
- Bình ắc quy phải đảm bảo gắn kín, không thoát hơi ở quanh chân đầu điện
cực và quanh nắp, áp suất chân không trong bình 21 ± 1.33 Kpa (160 ± 10 mmHg)
- Khi đặt nghiêng bình ắc quy một góc 450 so với vị trí làm việc, điện dịch
không được chảy ra ngoài.
- Nhựa gắn kín nắp bình ắc quy phải đồng nhất, chịu được axit, không thấm
nước và chịu được sự thay đổi nhiệt độ từ (-30) đến 600C.
- Khả năng khởi động ban đầu: (chỉ áp dụng cho ắc quy tích điện khô). Trong
vòng 60 ngày kể từ ngày sản xuất, ắcquy phải đảm bảo được thông số theo bảng 2.2
35
Bảng 2.3: Khả năng khởi động ban đầu của ắc quy
Ắc quy tích Dòng điện Thời gian tối Điện áp đầu ra (V)
điện khô phóng khởi thiểu kết thúc Sau 5-7s từ lúc Điện áp cuối
khởi động bắt đầu phóng động Ip, (A)
(phút) Loại Loại Loại Loại
bình 6v bình bình 6v bình
12v 12v
Trong vòng
60 ngày kể 3 4 8 3 6 3C20 từ khi sản
xuất
Chú thích: C20: dung lượng ở chế độ phóng nạp 20h
- Dung lượng danh định của ắc quy: Dung lượng được xác định theo chế độ
phóng điện 20 giờ với dòng điện liên tục không đổi Ip = 0.05C20 (A) và nhiệt độ điện dịch được trước khi phóng không quá 320C. Bình ắc quy phải ngừng phóng
điện khi điện áp ở hai đầu điện cực giảm đến 5.25V (đối với bình 6V) và 10.5V (đối
với bình 12V).
- Khả năng phóng điện khởi động của ắc quy
- Khả năng phóng điện khởi động được xác định bằng khả năng phóng điện ở
chu kì thứ 4 với dòng phóng Ip = 3C20 (A). Chỉ tiêu này để áp dụng cho ắcquy
không thuộc loại tích điện khô. Các thông số của ắc quy phải đạt như theo bảng 2.3
- Khả năng nhận nạp điện: được xác định bằng dòng điện nạp. Bình ắc quy
mới chưa qua sử dụng sau khi nạp no, phóng điện 5 giờ với Ip = 0.1C20 (A), sau đó
nạp với điện áp 7.2V (đối với bình 6V) và 14.4V (đối với bì.nh 12V), trong 10 phút,
dòng điện nạp không nhỏ hơn 0.1C20 (A).
- Khả năng chịu được nạp quá áp của ắc quy: Bình ắc quy phải chịu được
nạp quá bằng dòng điện liên tục không đổi In = 0.1C20 (A) trong 100 giờ với 4 chu
kỳ liên tục. Sau mỗi chu kì nạp 100 giờ để hở mạch 68 giờ và phóng kiểm tra bằng
36
dòng điện Ip = 3C20 (A) ở nhiệt độ 40±30C để đến điện áp cuối của ắc quy theo
bảng 2.2. Thời gian phải đạt trên 4 phút.
Bảng 2.4: Khả năng phóng điện của ắc quy
Thời gian tối Dòng điện Điện áp đầu ra
thiểu kết thúc phóng khởi Sau 5-7s từ lúc bắt đầu Điện áp cuối
khởi động phóng động Ip, (A)
tính bằng Loại bình Loại bình Loại bình Loại bình
(phút) 6V 12V 6V 12V
5.5 4 8 3 6 3C20
- Tổn thất dung lượng (tự phóng) của bình ắc quy: tổn thất dung lượng so với
dung lượng danh định sau 14 ngày đêm không giảm quá 14%.
- Tuổi thọ của ắc quy (tính theo chu kỳ phóng nạp điện): Tuổi thọ ắc quy
phải đạt thấp nhất 240 chu kỳ theo phép thử quy định trong tiêu chuẩn này.
- Ghi nhãn: Tên mỗi bình ắc quy phải ghi rõ và bền:
+ Tên nhà máy sản xuất
+ Dấu hiệu hàng hóa sản xuất
+ Kí hiệu quy ước ắc quy; dung lượng danh định (Ah); điện áp (V)
+ Kí hiệu đầu cực: Cực dương “+” và âm “ - ”
+ Thời gian sản xuất
+ Kí hiệu tiêu chuẩn này (TCVN:4472:93)
2.3.7. Hệ thống điều khiển
Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn tập trung vào nghiên cứu hệ thống
điều khiển nghịch lưu một pha sử dụng nguồn năng lượng tái tạo pin mặt trời. Đây
là một nguồn năng lượng tái tạo rất có tiềm năng ở nước ta. Vì vậy, từ sơ đồ khối
cấu trúc điều khiển của hệ thống pin mặt trời nối lưới có lưu trữ, ta thấy cần phải
thực hiện thiết kế các phần điều khiển:
- Thiết kế điều khiển điện áp một chiều DC/DC.
- Thiết kế điều khiển DC/AC.
37
2.3.7.1. Điều khiển điện áp một chiều
Điện áp đường một chiều được đưa đến bộ nghịch lưu để biến đổi thành điện
áp xoay chiều tần số 50Hz kết nối với lưới điện. mạch vòng điều chỉnh điện áp được
đưa vào nhằm duy trì điện áp không thay đổi khi điện áp pin quang điện thay đổi
do môi trường thay đổi. Sơ đồ cấu trúc vòng điều khiển điện áp đường một chiều
như hình 2.22. Tín hiệu điện áp từ đường DC link qua senso điện áp được so sánh
với điện áp tham chiếu Vdc-ref, sai lệch điều khiển được qua bộ điều chỉnh PI sau
đó cho ta tín hiệu đưa đến điều chế PWM đóng mở khóa điều khiển của khối
DC/DC.
Hình 2.22: Cấu trúc điều khiển điện áp một chiều sử dụng bộ điều khiển PI
Về hình thức bộ điều khiển PI được định nghĩa:
(2.11)
2.3.7.2. Điều khiển nghịch lưu một pha
Sơ đồ khối của nghịch lưu nối lưới được chỉ ra trên Hình 2.23, trong đó R và L
là điện trở và điện cảm của lưới và của cuộn kháng lọc, E là trị hiệu dụng của điện áp
đầu ra bộ nghịch lưu, V là trị hiệu dụng điện áp lưới điện. i là dòng điện chạy trong
mạch.
Hình 2.23: Sơ đồ khối nghịch lưu một pha
38
Với sơ đồ khối ở trên ta cần phải thực hiện với 2 mạch vòng điều khiển là điều
khiển dòng điện và điều khiển công suất.
- Cấu trúc mạch vòng điều khiển dòng điện:
Cấu trúc điều khiển mạch vòng dòng điện được chỉ ra trên hình 2.24 với các bộ điều
khiển PI được thiết kế như ở mục 2.5.4.1.
Hình 2.24: Mạch vòng điều khiển dòng điện
Hình 2.25: Mạch vòng điều khiển công suất
- Cấu trúc điều khiển mạch vòng công suất
Cấu trúc điều khiển mạch vòng công suất được đưa ra như hình 2.25:
39
Tập hợp lại, ta xây dựng được cấu trúc điều khiển hệ thống như hình 2.26:
Hình 2.26: Sơ đồ điều khiển hệ thống pin mặt trời nối lưới có lưu trữ
2.4. Kết luận chƣơng 2
2.4.1. Căn cứ để chọn hệ thống điện mặt trời lai:
- Khi nghiên cứu hệ thống NLMT độc lập, ta sẽ thấy NLMT sẽ chuyển hóa
quang năng từ Mặt trời thông qua tấm pin thành điện năng và điện năng này được
lưu trữ trực tiếp trên acquy, hệ thống hoạt động độc lập và không cần điện lưới quốc
gia. Hệ thống NLMT độc lập được dùng trong các trường hợp sau:
+ Nơi không có lưới điện quốc gia hoặc chi phí cho việc phát triển lưới điện
quá cao.
+ Có lưới điện nhưng muốn có hệ thống điện của riêng mình.
+ Cung cấp năng lượng cho các phương tiện di chuyển liên tục.
+ Cần hệ thống điện tuyệt đối an toàn, hoàn toàn sử dụng điện 1 chiều.
* Ưu điểm của hệ thống:
+ Tự chủ nguồn điện, không phụ thuộc vào lưới điện quốc gia.
+ Rất linh hoạt, có thể lắp đặt ở mọi nơi.
* Nhược điểm của hệ thống:
+ Chi phí đầu tư cho hệ thống lưu trữ điện một chiều lớn nếu muốn đáp ứng
được hoàn toàn nhu cầu sử dụng điện.
40
+ Việc thay mới hệ thống acquy sẽ tạo ra nguồn xả thải độc hại và khó xử lý
cho môi trường.
+ Acquy phải được thay thế thường xuyên.
- Hệ thống NLMT nối lƣới trực tiếp (On Grid System)
Hệ thống NLMT sẽ chuyển hóa quang năng thành điện một chiều thông qua
tấm Pin. Nguồn 1 chiều này sẽ được chuyển đổi thành nguồn xoay chiều cùng pha
và cùng tần số với lưới điện quốc gia để cấp cho tải, nếu dư sẽ được hòa vào lưới
điện.
Hệ thống NLMT được dùng cho các tải tiêu thụ nhiều điện năng vào ban
ngày như Nhà xưởng, Trường học, Bệnh viện, Cơ quan, hộ gia đình…
* Ưu điểm của hệ thống:
+ Cấu trúc rất đơn giản, độ bền cao.
+ Chi phí cho đầu tư và kiểm tra bảo dưỡng thấp.
+ Giảm lượng điện năng tiêu thụ từ lưới vào ban ngày.
+ Có nguồn thu từ việc bán điện dư lên lưới.
+ Giảm được gánh nặng cho lưới điện quốc gia vào các mùa khô hạn và giờ
cao điểm.
* Nhược điểm của hệ thống:
+ Không có điện cung cấp cho tải khi mất điện lưới.
+ Nếu triển khai HTĐMT áp mái tập trung quá nhiều trong một khu vực có
thể ảnh hưởng đến vận hành lưới điện và chất lượng điện năng.
+ Điện NLMT chỉ tạo ra vào ban ngày, ban đêm vẫn phải sử dụng điện do
lưới điện quốc gia cung cấp.
+ Không dùng được cho các khu vực ít nắng hay bị mưa bão ảnh hưởng.
- Hệ thống kiểu kết hợp, vừa lƣu trữ vừa hòa lƣới
Đây là hệ thống kết hợp giữa kiểu độc lập và nối lưới trực tiếp. Điện 1 chiều
sinh ra từ tấm Pin sẽ được ưu tiên nạp vào hệ thống lưu trữ (hệ thống acquy), sau đó
sẽ được biến đổi thành điện xoay chiều để cung cấp cho tải, nếu dư sẽ được phát
ngược lên lưới điện quốc gia.
41
Hệ thống kiểu kết hợp được dùng cho tải yêu cầu phải luôn có điện như Bệnh
viện, Trung tâm dữ liệu,… Hệ thống NLMT sẽ tạo ra điện năng cung cấp cho tải và
hòa lên lưới điện (nếu dư). Trong trường hợp mất điện, chức năng hòa động bộ của
Inverter sẽ ngưng hoạt động, điện từ hệ thống lưu trữ sẽ được nghịch lưu và cấp
điện cho tải. Hệ thống NLMT vừa lưu trữ vừa hòa lưới kết hợp ưu điểm của hai hệ
thống nêu trên, tuy nhiên chi phí cho việc đầu tư và bảo dưỡng hệ thống là rất lớn.
2.4.2. Để thiết kế được hệ thống điều khiển phát điện sử dụng nguồn năng
lượng pin mặt trời một pha cần phải thực hiện các bước của mục 2.3. Đây cũng là
các nội dung chính về một hệ thống điện mặt trời nối lưới có lưu trữ.
42
CHƢƠNG 3
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KINH DOANH
NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CHO THÀNH PHỐ LÀO CAI
3.1. Đánh giá khái quát
Từ những nghiên cứu, phân tích về hệ thống năng lượng mặt trời như đã
trình bày trong chương 2, ta có thể khái quát một số vấn đề sau:
3.1.1. Ưu, nhược điểm của năng lượng mặt trời
- Ưu điểm
+ Giảm các hóa đơn tiền điện
Năng lượng trong những năm vừa qua tăng ít nhất 7% một năm. Bạn có thể
tự bảo vệ mình khỏi các hóa đơn tiện ích gia tăng bằng cách kết hợp các tấm pin
mặt trời vào hỗn hợp năng lượng của bạn. Điều này sẽ giảm đáng kể các khoản tiền
điện của bạn. Vì vậy, trong khi chi phí tiện ích tiếp tục tăng cao mỗi năm, việc lắp
đặt pin năng lượng mặt trời có thể giúp giảm tác động. Cũng nên nhớ rằng điện
năng sinh ra từ các tấm pin mặt trời là miễn phí.
+ Bán lại điện
Nếu hệ thống của bạn sản xuất nhiều năng lượng hơn bạn cần, thông qua các
chương trình thuế quan, bạn có thể bán thặng dư trở lại lưới điện. Vì vậy, ngoài việc
cắt giảm hóa đơn tiện ích, đầu tư vào các tấm pin mặt trời sẽ cho bạn một khoản bảo
đảm cho thu nhập được nhà nước hỗ trợ trong 20 năm tới.
+ Giảm thải Carbon
Chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời sẽ cắt giảm lượng khí thải carbon,
vì nó là một nguồn năng lượng tái sinh. Không giống như các máy phát điện truyền
thống, năng lượng mặt trời không thải ra bất kỳ khí cacbonic (CO2) hoặc các chất
gây ô nhiễm khác. Ước tính cũng cho thấy rằng các tấm pin mặt trời cho nhà có thể
tiết kiệm được khoảng một tấn CO2 mỗi năm, mà đến khoảng 25 tấn trong suốt thời
gian vận hành của nó.
+ Hiệu quả quanh năm
43
Các tấm pin mặt trời hoạt động quanh năm. Khả năng của chúng được phát
huy đầy đủ nhất trong những tháng đầy nắng, nhưng chúng cũng sản xuất một
lượng điện đáng kể trong mùa đông, cũng như vào những ngày nhiều mây.
+ Không cần bảo trì nhiều
Các tấm pin mặt trời cần hầu như không cần bảo trì. Một khi các tấm pin này
được lắp đặt, bạn cần phải giữ chúng sạch sẽ và kiểm tra xem có bất kỳ cây nào bắt
đầu che phủ bóng râm lên chúng không. Giữ cho pin được sạch sẽ thậm chí còn dễ
dàng hơn khi các tấm pin mặt trời được lắp trên mái nhà nghiêng, vì lượng mưa có
thể giúp làm sạch bụi khỏi hệ thống.
Với các tấm pin mặt trời lắp đặt trên mặt đất, bảo trì có thể là nhiều vấn đề hơn,
vì lắp đặt ở đây có thể tích tụ bụi, mảnh vụn hoặc phân chim. Bất kỳ bụi bẩn nào có
thể được lấy ra khỏi tấm pin mặt trời bằng cách sử dụng nước nóng, bàn chải, và có
thể một số chất tẩy rửa khác.
+ Độc lập với lưới điện
Các tấm pin mặt trời độc lập với hệ thống lưới điện công cộng nên rất lý
tưởng cho các khu vực xa xôi, nơi mở rộng đường dây điện để kết nối với lưới điện
điện sẽ là quá đắt. Đây là một giải pháp hợp lý và hiệu quả cho những ngôi nhà bị
cô lập ở các vùng nông thôn, hải đảo.
Cũng có khả năng tích hợp pin lưu trữ các hệ thống pin năng lượng mặt trời,
và điều này có thể được sử dụng như một bộ lưu trữ năng lượng. Pin dự trữ năng
lượng được thu thập bởi pin mặt trời, dự trữ điện cho các ngày mưa hoặc để sử dụng
suốt đêm. Hệ thống pin mặt trời rất tốn kém, và thông thường giá dao động từ
700.000 đến 7 triệu tùy thuộc vào kích cỡ và công suất của pin. Tuy nhiên, phát
triển công nghệ đang dẫn đến các giải pháp mới và cuối cùng sẽ đưa ra một giải
pháp tuyệt vời cho năng lượng mặt trời vào ban đêm.
- Nhược điểm
+ Chi phí ban đầu cao
Không có gì ngạc nhiên khi chi phí cho bảng năng lượng mặt trời ban đầu
cao. Mặc dù, một số chương trình trợ cấp cũng như trợ cấp của chính phủ giúp cân
44
đối chi tiêu. Khi các công nghệ mới trong lĩnh vực năng lượng mặt trời xuất hiện,
giá các tấm pin mặt trời sẽ tiếp tục giảm làm cho đầu tư trở nên hợp lý hơn.
+ Phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời
Các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời, và mặc dù điều này
không nhất thiết phải là ánh sáng mặt trời trực tiếp, chúng hiệu quả nhất ở các vị trí
có ánh sáng mặt trời trực tiếp. Do đó, chúng không thể sản xuất năng lượng vào ban
đêm và ít hiệu quả hơn trong mùa đông nhiều mây. Do đó, giải pháp hiệu quả cho
việc này là chuyển sang lưới điện chính vào ban đêm. Ngoài ra, ngôi nhà có hệ
thống độc lập có thể lưu trữ năng lượng trong pin trong ngày để sử dụng vào ban
đêm.
+ Vị trí của pin mặt trời
Một vị trí không chính xác của các tấm pin mặt trời có thể là một trở ngại lớn
cho hiệu quả của việc phát điện. Những người bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi điều này
là những ngôi nhà được bao phủ bởi cây cối và cảnh quan. Cũng giống như vậy, nếu
bạn sống trong một khu vực bao quanh bởi các tòa nhà lớn, hiệu quả của các tấm
pin mặt trời sẽ bị hạn chế. Tuy nhiên, hiệu quả có thể được tăng lên bằng cách thêm
nhiều tấm hơn vào mái nhà của bạn để tạo ra một nguồn cung cấp đầy đủ điện.
3.1.2. Các văn bản pháp quy về điện mặt trời mái nhà
1. Quyết định 11/2017/QĐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện
mặt trời tại Việt Nam
2. Quyết định số 02/2019/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ : Sửa đổi, bổ sung
một số điều của Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11 tháng 4 năm 2017 của
Thủ tướng Chính phủ về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại
Việt Nam
3. Quyết định 67/QĐ-EVN về việc phân cấp, ủy quyền ký kết và thực hiện Hợp
đồng mua bán điện đối với các dự án điện mặt trời trên mái nhà
4. Thông tư 16/2017/TT-BCT Quy định về phát triển dự án và Hợp đồng mua bán
điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời
5. Thông tư số 05/2019/TT-BCT của Bộ trưởng Bộ Công thương: Sửa đổi, bổ sung
45
một số điều của Thông tư số 16/2017/TT-BCT ngày 12 tháng 9 năm 2017 của Bộ
trưởng Bộ Công Thương quy định về phát triển dự án và Hợp đồng mua bán điện
mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời
6. Thông tư 39/2015/TT-BCT Quy định hệ thống điện phân phối
7. Văn bản 1337/EVN-KD về việc hướng dẫn thực hiện tạm thời đối với các dự án
điện mặt trời trên mái nhà
8. Văn bản 1530/EVN-TCKT- KD về việc hạch toán doanh thu, chi phí hệ thống
điện áp mái tại văn phòng Tổng công ty và các đơn vị trực thuộc.
9. Văn bản 1534/BTC-CST của Bộ tài chính về việc chính sách ưu đãi đối với dự
án điện mặt trời trên mái nhà có công suất lắp đặt không quá 50kW
10. Văn bản 1586/EVN-KD về việc thay biểu mẫu BM.03 kèm theo văn bản
1532/EVN-KD
11. Văn bản 2266/EVN-KD về việc hướng dẫn vướng mắc về điện mặt trời mái
nhà
12. Văn bản 1397/EVNNPC-KD về việc Hướng dẫn thực hiện các dự án Điện mặt
trời trên mái nhà (ĐMTMN)
13. Văn bản 2274/EVNNPC-KD+TCKT về việc Hướng dẫn hạch toán doanh thu-
chi phí liên quan đến dự án điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN)
14. Văn bản số 3450/EVN-KD ngày 2/7/2019 của EVN về việc hướng dẫn giải
quyết một số vướng mắc về điện mặt trời mái nhà
15. Văn bản 2846/EVNNPC-KD của EVNNPC về việc Hướng dẫn giải quyết
vướng mắc liên quan đến dự án điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN)
3.2. Quan điểm và định hƣớng phát triển NL tái tạo ở VN đến 2030 và tầm
nhìn đến 2050
Ngày 25 tháng 11 năm 2015, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chiến lược
phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050
tại Quyết định số 2068/QĐ-TTg.
Với quan điểm phát triển kết hợp phát triển năng lượng tái tạo với triển khai thực
hiện các mục tiêu kinh tế, xã hội và môi trường; Phát triển và sử dụng năng lượng
46
tái tạo kết hợp với phát triển công nghiệp năng lượng tái tạo; kết hợp sử dụng công
nghệ ngắn hạn với phát triển công nghệ dài hạn; kết hợp chính sách ưu đãi, hỗ trợ
với cơ chế thị trường và kết hợp tái cơ cấu với nâng cao năng lực quản lý nhà nước
trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt
Nam đến năm 2030, tầm nhìn 2050 (Chiến lược) đặt ra 9 mục tiêu và định hướng
phát triển theo các giai đoạn như sau:
3.2.1. Giai đoạn từ nay đến 2030
- Phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo độc lập nhằm đáp ứng mục
tiêu điện khí hóa nông thôn.
- Đầu tư phát triển các nhà máy phát điện sử dụng năng lượng tái tạo nối
lưới.
- Phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo để cung cấp nhiệt năng.
- Phát triển và sử dụng nguồn nhiên liệu sinh học.
3.1.2. Định hướng đến 2050
Tập trung nguồn lực, khai thác và sử dụng tối đa tiềm năng năng lượng tái
tạo trong nước bằng những công nghệ tiên tiến, phù hợp với điều kiện thực tế của
từng vùng miền, mang lại hiệu quả cao về kinh tế, xã hội và môi trường. Phát triển
mạnh mẽ thị trường công nghệ năng lượng tái tạo, ngành công nghiệp sản xuất máy
móc thiết bị, cung cấp dịch vụ năng lượng tái tạo trong nước. Tăng cường mạnh
tiềm lực cho nghiên cứu, phát triển, chuyển giao và ứng dụng các dạng năng lượng
tái tạo mới.
Đồng thời, Chiến lược định hướng phát triển theo các lĩnh vực thủy điện, nguồn
năng lượng sinh khối, nguồn điện gió, nguồn năng lượng mặt trời và xây dựng các
cơ chế, chính sách để thực hiện như sau:
- Khuyến khích các tổ chức, cá nhân với các hình thức sở hữu khác nhau
tham gia vào việc phát triển và sử dụng năng lượng tái tạo, Nhà nước bảo hộ các
quyền và lợi ích hợp pháp của các tổ chức, cá nhân phát triển và sử dụng năng
lượng tái tạo.
- Các đơn vị điện lực có trách nhiệm mua toàn bộ điện năng được sản xuất từ
việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo nối lưới thuộc địa bàn do đơn vị mình
47
quản lý. Việc mua bán điện được thực hiện thông qua hợp đồng mua bán điện mẫu
do Bộ Công Thương quy định. Các dự án điện sử dụng nguồn năng lượng tái tạo để
sản xuất điện được ưu tiên đấu nối với hệ thống điện quốc gia.
- Các tổ chức, cá nhân hoạt động trong lĩnh vực điện lực có trách nhiệm đóng
góp vào việc phát triển ngành năng lượng tái tạo của đất nước.
- Các khách hàng sử dụng điện cuối cùng đang mua điện từ hệ thống điện
quốc gia, thực hiện phát triển nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo với mục đích
chính là tự đảm bảo cho nhu cầu điện của mình, được áp dụng cơ chế thanh toán bù
trừ.
- Các dự án phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo được hưởng các
ưu đãi về tín dụng đầu tư theo các quy định pháp luật hiện hành về tín dụng đầu tư
và tín dụng xuất khẩu của Nhà nước.
- Các dự án phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo được miễn thuế
nhập khẩu đối với hàng hóa nhập khẩu để tạo tài sản cố định cho dự án; hàng hóa
nhập khẩu là nguyên liệu, vật tư, bán thành phẩm trong nước chưa sản xuất được
nhập khẩu để phục vụ sản xuất của dự án theo quy định của pháp luật hiện hành về
thuế xuất khẩu, thuế nhập khẩu.
- Việc miễn, giảm thuế thu nhập doanh nghiệp đối với các dự án phát triển và
sử dụng nguồn năng lượng tái tạo được thực hiện như đối với dự án thuộc lĩnh vực
ưu đãi đầu tư theo quy định của pháp luật hiện hành về thuế.
- Các dự án phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo được miễn, giảm
tiền sử dụng đất, tiền thuê đất theo quy định của pháp luật hiện hành áp dụng đối
với dự án thuộc lĩnh vực ưu đãi đầu tư.
- Ưu tiên cho các nghiên cứu liên quan đến phát triển và sử dụng tài nguyên
năng lượng tái tạo trong lĩnh vực phát triển khoa học và công nghệ và phát triển
công nghiệp công nghệ cao; bố trí kinh phí từ các quỹ để hỗ trợ các nghiên cứu
khoa học và công nghệ tại các dự án thí điểm, dự án công nghiệp hóa cho phát triển
và sử dụng năng lượng tái tạo, thúc đẩy cải tiến công nghệ liên quan đến sự phát
triển và sử dụng năng lượng tái tạo, giảm chi phí sản xuất của các sản phẩm năng
lượng tái tạo và nâng cao chất lượng sản phẩm. v.v…
48
Một số giải pháp thực hiện Chiến lược:
+ Doanh nghiệp phát triển bất động sản có trách nhiệm thực hiện các yêu cầu
về sử dụng năng lượng mặt trời khi thiết kế và xây dựng các tòa nhà, phù hợp với
các tiêu chuẩn kỹ thuật do các cơ quan có thẩm quyền của Nhà nước ban hành.
+ Các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu phải kết hợp bán nhiên liệu lỏng
sinh học đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia trong hệ thống bán nhiên liệu tại địa
phương
+ Hàng năm, Bộ Công Thương ban hành quy định cụ thể tỷ lệ nhiên liệu
lỏng sinh học tối thiểu các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu phải kết hợp bán trên
địa bàn các địa phương.
+ Thành lập Quỹ phát triển năng lượng bền vững sử dụng các nguồn vốn từ
ngân sách nhà nước, nguồn thu từ phí môi trường đối với nhiên liệu hóa thạch, các
nguồn tài trợ, đóng góp của các tổ chức, cá nhân trong, ngoài nước và các nguồn
vốn hợp pháp khác nhằm hỗ trợ tài chính cho các hoạt động khuyến khích phát triển
ngành năng lượng trên phạm vi toàn quốc.
+ Khuyến khích và hỗ trợ phát triển các dịch vụ và các tổ chức tư vấn trong
lĩnh vực năng lượng tái tạo.
+ Khuyến khích và hỗ trợ các trường đại học, các cơ sở dạy nghề phát triển
giáo trình và giảng dạy các môn học mới liên quan tới năng lượng tái tạo.
+ Xây dựng và phát triển ngành công nghiệp năng lượng tái tạo, khuyến
khích nghiên cứu, chuyển giao, tiếp nhận và ứng dụng có hiệu quả các tiến bộ kỹ
thuật, công nghệ mới vào sản xuất, sử dụng năng lượng tái tạo.
+ Hình thành và phát triển thị trường công nghệ năng lượng tái tạo, tạo sự
bình đẳng trên cơ sở cạnh tranh lành mạnh giữa các doanh nghiệp thuộc mọi thành
phần kinh tế, hỗ trợ thúc đẩy phát triển các dự án sản xuất, kinh doanh và dịch vụ
năng lượng tái tạo v.v…
Đơn vị quản lý lưới điện ký thỏa thuận đấu nối lưới điện với các doanh
nghiệp sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để phát điện đã được cấp giấy phép
hoặc có trong danh mục các dự án nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo đã được
cấp có thẩm quyền phê duyệt, mua toàn bộ sản lượng điện sản xuất từ các dự án
49
nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật kết nối lưới
điện trong khu vực thuộc phạm vi hệ thống lưới điện do các đơn vị điện lực quản lý.
3.3. Thực trạng phát triển NL mặt trời ở Việt Nam và thành phố Lào Cai
3.3.1. Thực trạng phát triển NL mặt trời ở Việt Nam
Việc sử dụng năng lượng điện mặt trời ở Việt Nam đang trên đà phát triển
không ngừng nghỉ. Bởi nguồn năng lượng mặt trời sẵn có quanh năm, bức xạ mặt trời khá ổn định, trung bình 150 kcal/m2. Nhu cầu lắp pin năng lượng mặt trời cho
gia đình, công sở, nhà máy… liên tục tăng cao trong nhiều năm gần đây.
Tình hình sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam đã và đang phát triển
nhanh một cách chóng mặt. Rất nhanh chúng ta đã biết khai thác và ứng dụng vào
đời sống hàng ngày. Sử dụng năng lượng điện mặt trời trong quy mô hộ gia đình.
Ứng dụng trong quy mô nhà hàng, khách sạn hay các bệnh viện, quân đội. Hay ứng
dụng cho các trung tâm dịch vụ xã hội như đèn công cộng, các trạm sạc pin… Có
thể nói rằng ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam đã góp phần cải thiện tình
hình kinh tế quốc gia.
Phải nói rằng thực trạng năng lượng mặt trời ở Việt Nam thuộc nhóm công
nghiệp năng lượng mới. Mặc dù được đánh giá là nước có nguồn tài nguyên năng
lượng mặt trời lớn mạnh, có nhiều tiềm năng. Tuy nhiên, các dự án sử dụng năng
lượng điện mặt trời ở Việt Nam chưa được chú ý và phát triển như đánh giá. Các dự
án đang trên cả nước mới chỉ là quy mô vừa và nhỏ. Chủ yếu tập trung vào khai
thác nhiệt năng từ năng lượng mặt trời, cho dù được các nhà chuyên môn đánh giá
tiềm năng năng lượng mặt trời ở Việt Nam có cơ hội phát triển hàng đầu.
Những thuận lợi trong việc phát triển năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam:
Như chúng ta đã biết điện năng lượng mặt trời dựa vào các tấm pin mặt trời
để thu nhận năng lượng. Năng lượng mặt trời sau khi được thu nhận sẽ chuyển đổi
thành dòng điện một chiều. Các tấm pin có mức công suất cao giá thành lại rẻ. Đặc
biệt hệ thống chuyển đổi dòng điện một chiều sang xoay chiều được phát triển có độ
tin cậy cao. Chính vì vậy việc sản xuất điện năng bằng pin mặt trời được đánh giá
có ưu việt nổi trội.
50
Ngoài ra sử dụng điện năng lượng mặt trời sẽ thân thiện với môi trường.
Không gây ảnh hưởng và tác động nhiều vào thiên nhiên.
Bảo dưỡng tiện lợi, thuận tiện khôi phục khi có vấn đề xảy ra. Chính những
lợi thế này làm cho năng lượng mặt trời ở Việt Nam phát triển mạnh mẽ như hiện
nay.
Những hạn chế năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam:
Bên cạnh những lợi ích mà năng lượng điện mặt trời mang lại thì cần phải
nhắc đến những mặt hạn chế chưa tìm ra phương hướng giải quyết. Đơn giản như
vấn đề môi trường. Việc sản xuất năng lượng điện mặt trời thân thiện với môi
trường. Như quy trình công nghệ sản xuất ra tấm pin mặt trời có thể thải ra các loại
khí làm ảnh hưởng xấu đến đời sống.
Ngoài ra, các chi phí liên quan đến lưu trữ năng lượng lại cao. Giá của các
bình ắc quy tích trữ năng lượng điện mặt trời vẫn còn khá cao so với túi tiền của
người dân. Nhìn chung, tình hình sử dụng điện năng lượng mặt trời ở Việt Nam
chưa ổn định.
Điện năng lƣợng mặt trời có tính ổn định thấp: Có một sự thật không thể thay
đổi đó là: Vào những ngày mưa gió, nhiều mây, ánh nắng mặt trời không có. Bức
xạ thấp dẫn đến nguồn năng lượng mặt trời thấp hoặc không có. Nên nguồn điện
năng lượng mặt trời chưa được coi là “nguồn sống” chính yếu hiện nay. Như thế
dẫn đến việc không thể kiểm soát được nguồn năng lượng điện. Không thể chủ
động việc duy trì điện năng theo nhu cầu.
Mặt trái của việc thân thiện với môi trƣờng: Có thể khẳng định thực trạng sử
dụng điện năng lượng mặt trời ở Việt Nam hiện nay được đánh giá là sạch và thân
thiện với môi trường. Mọi vấn đề khai thác nguồn điện năng này không có bất kỳ
tác động xấu nào đến khí quyển. Nhưng bên cạnh đó vẫn có mặt khác của vấn đề
độc hại cho môi trường.
Đó là trong quá trình làm vệ sinh tẩy rửa các tấm pin. Các dung môi tẩy rửa
đó là những chất độc hại nếu không xử lý thì sẽ chảy trực tiếp xuống đất, nước sinh
hoạt. Hay như vấn đề xử lý các tấm pin hỏng mà nhà máy điện thải ra vẫn chưa có
phương pháp rõ ràng.
51
Sự thật điện năng lƣợng mặt trời có nguồn năng lƣợng thấp: Một trong những
điều quan trọng hàng đầu về tình hình sử dụng điện năng lượng mặt trời ở Việt Nam
nói riêng và thế giới nói chung là: Công suất trung bình được đo đạc bằng W/m2.
Được thể hiện bằng điện năng có thể thu được từ đơn vị diện tích, thời tiết khí hậu
của vùng. Mặc dù chỉ số điện năng lượng mặt trời là 170 W/m2 nhiều hơn so với
các nguồn năng lượng tái tạo khác. Nhưng lại thấp hơn so với than, dầu, khí và điện
hạt nhân. Vì vậy để tạo ra 1KW điện từ năng lượng mặt trời đòi hỏi một diện tích
khá lớn của các tấm pin, cũng như điều kiện thời tiết ủng hộ.
Các dự án năng lƣợng mặt trời nổi bật ở Việt Nam: Tuy rằng nguồn năng lượng
mặt trời ở Việt Nam đang được các nhà đầu tư quan tâm. Các dự án sử dụng điện
năng lượng mặt trời ở Việt Nam đang ngày càng chú ý và phát triển, nhưng quy mô
vẫn còn nhỏ. Một phần do chi phí quá lớn nên cản trở đến việc phát triển các dự án.
Tuy vậy, đã có các nhà đầu tư dũng cảm đặt nhiều tâm huyết để đầu tư vào các dự
án năng lượng mặt trời như:
Dự án điện khí hoá nông thôn Fondem France-Solarlab Vietnam, 1990- 2000
Dự án điện mặt trời với công suất 154 kWp ở khuôn viên Trung tâm Hội
nghị Quốc gia, Hà Nội.
Dự án điện mặt trời Hồng Phong 1
Nhà máy điện mặt trời Tuy Phong
Nhà máy điện mặt trời Phong Phú
Nhà máy điện mặt trời Phước Hữu
Nhà máy điện mặt trời Mỹ Sơn
Nhà máy điện mặt trời BP Solar 1
Nhà Máy điện mặt trời Bim 1
Các dự án điện mặt trời Tây Ninh
Các dự án điện mặt trời ở Huế
Các dự án điện mặt trời ở Phú Yên…
Đây là những dự án điện năng lượng mặt trời năm 1990 đến nay. Đã có
những nhà máy đi vào hoạt động mang lại nhiều lợi ích về kinh tế đời sống cho đất
nước.
52
Các nhà máy sản xuất pin năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam:
Việt Nam đã xây dựng các nhà máy sản xuất pin năng lượng mặt trời hiện
đại. Đáp ứng tiềm năng sẵn có và nhu cầu sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam
hiện nay.
Dưới đây là những nhà máy đi đầu trong ngành công nghệ sản xuất pin mặt
trời.
Dự án HT Solar tại KCN Tràng Duệ, An Dương, Hải Phòng. Dự án đã được
cấp phép đầu tư tháng 7 năm 2016. Tổng số vốn đầu tư lên đến 22 triệu USD.
Dự án IREX ở Vũng Tàu được thành lập 2012. Là một trong những nhà máy
sản xuất hiện đại bấc nhất. Tiêu chuẩn thiết kế đạt yêu cầu chủng loại IEC, rất an
toàn cho pin mặt trời.
Dự án Vina Solar ở Lào Cai. Được thành lập đầu năm 2018 có số vốn đầu tư
lên tới 1 tỷ USD. Diện tích xây dựng là 228 ha.
Dự án IC Energy ở Quảng Nam, được khởi công từ năm 2011. Tổng giá trị
đầu tư lên tới 390 triệu USD. Áp dụng công nghệ tiên tiến từ Mỹ và Châu Âu.
Dự án Trina Solar ở Bắc Giang được thành lập từ 2017. Tổng số vốn đầu tư
lên tới 100 triệu USD. Diện tích mặt xưởng là 42.000 m2, sản xuất loại pin đơn tinh
thể và đa tinh thể.
Với thực trạng năng lượng mặt trời ở Việt Nam hiện nay thì tương lai gần
ngành công nghệ điện năng lượng mặt trời phát triển rất nhanh. Thúc đẩy nền kinh
tế của cả nước và đời sống của người dân lên một tầng cao mới.
3.3.2. Tình hình phát triển điện mặt trời ở Thành phố Lào Cai
Lào Cai là tỉnh có nguồn năng lượng mặt trời phong phú với nguồn bức xạ
nắng trung bình là 4kW/h/m2/ngày, tiềm năng phát triển điện mặt trời trên mái nhà
là rất lớn, đặc biệt là điện mặt trời trên mái nhà (ĐMTMN). Cường độ bức xạ ở
đây nằm trong khoảng 1800 2100 giờ/năm. và ổn định trong suốt thời gian của
năm. Trong khi ở những nơi khác chỉ giao động từ 200 400 giờ/năm.
Thành phố Lào Cai có lượng bức xạ lớn, trung bình khoảng 1.581 kWh/m2/năm, cao nhất là 6,3 kWh/m2/ngày vào tháng 6 và thấp nhất là 3,3 kWh/m2/ngày vào tháng 12. Số giờ nắng trung bình thấp nhất là trong tháng 2, 3
53
(khoảng 2h/ngày), nhiều nhất vào tháng 5 (khoảng 6 – 7h/ngày) và duy trì ở mức
cao từ tháng 7. Do đó, tiềm năng phát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời ở TP.
Lào Cai rất lớn, đặc biệt là ĐMTMN.
So với các huyện của tỉnh, TP. Lào Cai là có mật độ dân số và tốc độ tăng
trưởng kinh tế cao. Nhu cầu tiêu thụ điện của các nhóm hộ gia đình, thương mại và
công nghiệp cao hơn so với các huyện của tỉnh Lào Cai.
Trước nhu cầu điện gia tăng đột biến trong thời gian qua, Tổng công ty Điện lực
miền Bắc EVNNPC và Công ty Điện lực Lào Cai định hướng phát triển, tăng tỷ
trọng sử dụng nguồn năng lượng tái tạo. Sau một thời gian triển khai, đến nay, tỷ
trọng nguồn năng lượng mặt trời đạt khoảng 0,5% tổng công suất sử dụng của thành
phố.
Theo thống kê, TP. Lào Cai đã thực hiện lắp đặt được 61 công trình
ĐMTMN với công suất là 595,44 kWp. Tổng sản lượng ĐMTMN phát ngược lên
lưới điện trong 5 tháng đầu của năm 2020 là 78.013 kWh, ứng với số tiền ĐMTMN
là 156 triệu đồng.
Thời gian tới, để đáp ứng được đủ điện cho yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội
và quá trình đô thị hóa nhanh chóng của TP. Lào Cai, tỷ trọng này tiếp tục được
nâng cao do tiềm năng phát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời ở TP. Lào Cai
khá lớn, đặc biệt là ĐMTMN.
Qua khảo sát sơ bộ, tiềm năng lắp đặt ĐMTMN của một số nhóm như sau:
Nhóm hành chính sự nghiệp, bao gồm cả giáo dục, y tế, giao thông; Nhóm sản xuất;
Nhóm thương mại khoảng… Nếu có các cơ chế chính sách phù hợp thì ĐMTMN sẽ
có khả năng phát triển rất nhanh trong thời gian tới.
Mới đây, Phó Thủ tướng Chính phủ Trịnh Đình Dũng đã ký Quyết định
13/2020/QĐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời ở Việt Nam thay
cho Quyết định 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/4/2017.
Theo quyết định trên, giá mua điện với cả 3 loại hình gồm điện mặt trời mặt
đất, điện nổi và điện trên mái nhà. Trong đó, các dự án ĐMTMN đang thực hiện cơ
chế mua bán điện theo chiều giao và chiều nhận riêng biệt của công tơ điện đo đếm
hai chiều, có giá mua mới là 1.943 đồng/kWh (chưa bao gồm thuế GTGT, tương
54
đương với 8,38 UScents/kWh). Giá mua này được áp dụng cho hệ thống có công
suất không quá 1 MW, đấu nối trực tiếp hoặc gián tiếp vào lưới điện có cấp điện áp
từ 35 kV trở xuống và có xác nhận chỉ số công tơ trong giai đoạn từ ngày 1/7/2019
đến 31/12/2020, áp dụng trong 20 năm kể từ ngày vận hành (cho cả 3 loại hình).
Như vậy, cơ chế mua bán điện mặt trời theo quyết định mới của Chính phủ
đã tạo ra hấp dẫn cho các hộ gia đình và nhiều nhà đầu tư tham gia.
Để tiếp tục vận động người dân, doanh nghiệp (DN) sử dụng ĐMTMN, EVNNPC
và Điện lực tại địa bàn Thành phố, tỉnh Lào Cai tiếp tục hỗ trợ, tạo mọi điều kiện
thuận lợi nhất trong việc hòa lưới và mua bán điện mặt trời, để khuyến khích khách
hàng trên địa bàn TP. Lào Cai tham gia thực hiện. Đồng thời luôn đồng hành, hỗ trợ
khách hàng tốt nhất.
Ngoài ra, Điện lực địa bàn, Sở Công Thương TP đã tăng cường công tác
tuyên truyền nâng cao nhận thức về sử dụng ĐMTMN; khuyến khích các đơn vị
hành chính sự nghiệp; cơ quan, trường học, bệnh viện và các DN Nhà nước trên địa
bàn TP tự đầu tư hoặc kêu gọi xã hội hóa trong việc đầu tư lắp đặt các hệ thống
ĐMTMN để sử dụng và bán lại phần điện còn dư cho ngành điện.
3.4. Đề xuất một số giải pháp QL và KD NLMT ở thành phố Lào Cai
Với những nhận định trên, việc phát triển điện năng lượng mặt trời ở Thành
phố Lào Cai còn rất khiêm tốn so với tiềm năng sẵn có của địa bàn. Để điện mặt trời
ở Thành phố Lào Cai phát triển mạnh mẽ hơn, đáp ứng được sự kỳ vọng và được
khai thác hiệu quả tiềm năng phát triển điện mặt trời, tôi xin đề xuất một số giải
pháp quản lý, kinh doanh trên địa bàn như sau:
3.4.1. Công tác tuyên truyền
Một trong những nguyên nhân đầu tiên khiến người dân còn rụt rè, chưa
mạnh dạn đầu tư lắp đặt hệ thống điện mặt trời để sử dụng tại gia đình hoặc cơ
quan, doanh nghiệp là do chưa nắm bắt đầy đủ thông tin, kiến thức về điện mặt trời.
Từ năm 2019, Nhà nước và các bộ, ngành, đặc biệt là Bộ Công thương và ngành
Điện đã có những cơ chế, chính sách thuận lợi, tạo điều kiện, khuyến khích người
dân, tổ chức lắp đặt và sử dụng điện mặt trời nhưng do công tác tuyên truyền của
các bộ, ngành, đặc biệt là ngành Điện chưa thật sự rộng rãi và hiệu quả nên thông
55
tin đến với người dân còn hạn chế. Để làm tốt điều này nhằm giúp người dân hiểu
rõ hơn về điện mặt trời và các chính sách khuyến khích của nhà nước, chúng ta cần
thực hiện đẩy công tác tuyên truyền, thông tin về một số nội dung chính sau:
- Hiệu quả thực tế của điện mặt trời như: công suất điện do hệ thống điện mặt
trời sinh ra là đủ lớn, đủ đáp ứng cho hộ tiêu thụ gia đình hay cơ sở sản xuất, kinh
doanh; hình thức lắp đặt thuận tiện nhất, nhanh gọn (chỉ cần lắp trên mái nhà, tiết
kiệm diện tích, không gian), vận hành ổn định, chi phí bảo trì, bảo dưỡng không
đáng kể, pin có độ nhạy cao với ánh sáng (với pin Mono thì chỉ cần có ánh sáng mặt
trời là có thể sinh được ra điện, kể cả không có nắng hay ánh sáng mạnh); hệ thống
điện mặt trời có bộ điều khiển thông minh, ưu tiên dùng điện năng do điện mặt trời
phát ra, nếu không đủ thì sẽ nhận thêm điện năng từ lưới điện.
- Chính sách ưu đãi, khuyến khích của nhà nước: từ năm 2019, khi khách
hàng lắp đặt điện mặt trời áp mái nhà, hệ thống điện mặt trời sẽ được hòa lưới quốc
gia, lượng điện năng mà hệ thống điện mặt trời phát ra, hộ tiêu thụ dùng không hết
sẽ được ghi nhận qua công tơ đo đếm và được ngành Điện mua lại với giá mua điện
xấp xỉ 2.000 đồng/kWh. Đây là giá mua điện mức cao so với nhiều loại hình phát
điện khác (giá mua thủy điện < 1.000 đồng/kWh, giờ thấp điểm chỉ có chưa đến 500
đồng/kWh); khách hàng chỉ phải đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái, công tơ đo
đếm điện năng do ngành Điện đầu tư.
- Chính sách, thủ tục nhanh, gọn của ngành Điện: một số câu hỏi thường gặp
của người dân khi tiếp cận, có nhu cầu lắp đặt năng lượng mặt trời là cần bao nhiêu
thời gian để được ký hợp đồng bán điện, hòa hệ thống điện mặt trời với lưới điện
quốc gia? Hồ sơ thủ tục như thế nào? Trình tự ra sao? Đây cũng là một trong những
nội dung cần đẩy mạnh tuyên truyền. Với chính sách của ngành Điện như hiện nay,
chỉ cần 3-5 ngày kể từ khi khách hàng hoàn thiện lắp đặt hệ thống điện mặt trời, gửi
đề nghị đến Điện lực là khách hàng có thể được lắp đặt công tơ, hòa lưới điện quốc
gia, ký hợp đồng bán điện. Thêm vào đó, hồ sơ, thủ tục đơn giản, dễ thực hiện. Khi
tuyên tuyền tốt nội dung này, người dân hiểu, nắm bắt rõ về sự thuận lợi đó sẽ kích
thích số lượng, nhu cầu lắp đặt của người dân.
56
- Lợi ích về kinh tế khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời: một trong những nội
dung có tác động mạnh đến đẩy mạnh sự phát triển điện mặt trời tại thành phố Lào
Cai đó là người dân sẽ được hưởng lợi về kinh tế như nào khi lắp đặt điện mặt trời?
Khi đã đầu tư lắp đặt hệ thống thì có thể sinh lời để hoàn vốn không? Thời gian là
bao lâu? Phải khẳng định rằng khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời, người dân sẽ có
được 2 lợi ích về kinh tế: thứ nhất là giảm tiền điện hàng tháng do có điện năng từ
hệ thống điện mặt trời, lượng điện năng mua từ ngành Điện sẽ giảm, số kWh mua
giá bậc thang cao cũng sẽ giảm, từ đó giảm tiền điện phải trả hàng tháng; thứ hai,
với lượng điện năng do hệ thống điện mặt trời sinh ra và hộ sử dụng không hết, bán
lại cho ngành Điện, hộ sẽ được ngành Điện thanh toán với chi phí khoảng 2000
đồng/kWh. Tổng lợi ích kinh tế như vậy, sau khi quy đổi thì chỉ với 5-6 năm là hộ
sẽ thu hồi được vốn đầu tư ban đầu, trong khi thời gian bảo hành pin mặt trời lên
đến 20 năm. Các năm tiếp theo, hộ sẽ được hưởng lợi hoàn toàn lợi ích kinh tế từ hệ
thống điện mặt trời.
Theo bà Ngụy Thị Khanh - Giám đốc Trung tâm Phát triển Sáng tạo Xanh
(GreenID), nguyên nhân đầu tiên khiến điện mặt trời áp mái chưa được quan tâm tại
Việt Nam thời gian qua chính là thiếu thông tin. Do vậy, giải pháp quan trọng để
thúc đẩy điện mặt trời áp mái phát triển trong thời gian tới chính là phải coi trọng
truyền thông tới cộng đồng, đặc biệt phải truyền thông tới từng hộ gia đình, từ khả
năng đầu tư cũng như lợi ích đạt được của mô hình này. "Chúng tôi thấy rằng do
các hộ gia đình chưa có hoặc có ít thông tin, thông tin chưa sáng tỏ dẫn đến người
dân không hiểu được hiện nay Nhà nước đã có chính sách phát triển điện mặt trời áp
mái. Do vậy, việc truyền thông đến cho người dân là vô cùng cần thiết" – Trích Báo
điện tử tmhpp.com.vn.
Đồng thời, để công tác tuyên truyền thật sự đi sâu, đi sát đến người dân thì
Nhà nước, các bộ, ngành cần chú trọng, đẩy mạnh tuyên truyền qua nhiều hình thức,
phù hợp với xu thế của xã hội, cụ thể như:
+ Trên các phương tiện thông tin đại chúng: đài truyền hình, phát thanh, báo
của Trung ương và Lào Cai. Đây là những hình thức truyền thông chính thống phổ
biến có tác dụng ảnh hưởng sâu rộng, đặc biệt là mang lại uy tín, sự yên tâm cho
57
người dân. Tuy nhiên, do sự phát triển của internet như hiện nay, bên cạnh những
người thường xuyên theo dõi, cập nhật thông tin qua các kênh trên, có một bộ phận
người dân hầu như rất ít theo dõi truyền hình, phát thanh hoặc Báo giấy. Vì vậy điều
này làm hạn chế phần nào khả năng truyền thông.
+ Tiếp cận trực tiếp người dân thông qua băng Roll, Banner, Poster, áp
phích, tờ rơi,… Đây là một trong những hình thức truyền thông trực tiếp, góp phần
nâng cao tần suất xuất hiện thông tin, giúp người dân dần quen và gần gũi hơn với
hệ thống điện mặt trời.
+ Hệ thống internet, mạng xã hội: Báo điện tử, Facebook, Zalo, Youtube...
với sự phát triển mạnh mẽ của internet và mạng xã hội như hiện nay thì đây là các
kênh truyền thông rất hữu hiệu, thông tin được cập nhật liên tục, thường xuyên, kịp
thời và đặc biệt là có thông tin phản hồi đa chiều giúp người dân tiếp cận, trao đổi
với ngành Điện về hệ thống điện mặt trời.
Công tác tuyên truyền phải được thực hiện thường xuyên, liên tục và có chiến lược,
kế hoạch cụ thể, phù hợp với từng đối tượng, từng khu vực; có đánh giá hiệu quả
của công tác tuyên truyền nhằm kịp thời điều chỉnh nhằm mục đích nâng cao hiệu
quả thực chất của việc tuyên truyền, cung cấp thông tin đầy đủ, kịp thời, chính xác
đến người dân; có như vậy mới góp phần giúp người dân hiểu và đẩy mạnh việc
tham gia, đăng ký, lắp đặt, sử dụng điện mặt trời.
3.4.2. Việc thực hiện thủ tục của ngành Điện
Giải pháp quan trọng tiếp theo liên quan đến ngành Điện. Để tạo điều kiện
tốt, thuận lợi cho người dân, tổ chức tiếp cận, lắp đặt, sử dụng, khai thác điện mặt
trời thì công tác cải cách thủ tục hành chính của ngành Điện cần tiếp tục được quan
tâm, đẩy mạnh và phát huy tốt. Trong những năm trở lại đây, công tác dịch vụ
khách hàng, cải cách thủ tục hành chính của ngành Điện ngày càng được nâng cao.
Ngành Điện cần tiếp tục duy trì và phát huy tốt, chú trọng các nội dung như sau:
- Duy trì tốt việc thực hiện thủ tục liên quan đến phát triển mới: tiếp nhận
thông tin đề nghị đấu nối qua nhiều kênh (trực tiếp, điện thoại, email, trang web
dịch vụ công của tỉnh, của quốc gia), chủ động liên hệ với khách hàng để khảo sát,
58
tư vấn cho khách hàng về vấn đề kỹ thuật, thủ tục; đặc biệt là đảm bảo thời gian
thời gian lắp công tơ, ký hợp đồng theo đúng quy định.
- Đảm bảo thực hiện đúng, đầy đủ thủ tục thanh toán tiền cho khách hàng đối với
điện năng mua từ hệ thống điện mặt trời của khách hàng. Hiện nay, hầu hết các
khách hàng có hệ thống điện mặt trời nối lưới chỉ được thanh toán, quyết toán chi
phí điện năng 1 lần sau khi kết thúc năm. Đây là một trong những chính sách còn có
phần hạn chế của Nhà nước, phần nào tạo tâm lý rụt rè cho người dân. Giải pháp tốt
nhất là thực hiện thanh toán hàng tháng đối với phần điện năng này, qua đó giúp
người dân thấy được lợi ích kinh tế qua từng tháng, tạo tâm lý tốt cho người đang sử
dụng và chưa sử dụng điện mặt trời.
- Tiếp đến là việc tư vấn, hỗ trợ, chăm sóc khách hàng trong quá trình thực
hiện hợp đồng mua bán điện. Khi khách hàng cho nhu cầu, liên hệ với ngành Điện
để được hỗ trợ, tư vấn hoặc có nhu cầu thay đổi công suất, thiết bị thì ngành Điện
cần quan tâm, thực hiện tốt các thủ tục theo quy định. Đồng thời khuyến khích
ngành Điện có những dịch vụ hỗ trợ, tư vấn cho khách hàng đối với vấn đề kỹ thuật
liên quan đến điện mặt trời (gồm cả dịch vụ có tính phí). Điều này góp phần tạo sự
tin tưởng, yên tâm đối với khách hàng khi sử dụng hệ thống điện mặt trời, hệ thống
mà cần có kiến thức vững trong quá trình vận hành, sử dụng.
3.4.3. Công tác kinh doanh, cung cấp thiết bị, phụ kiện, giá cả
Khi người dân đã có đầy đủ thông tin về điện mặt trời, nắm rõ ưu, nhược
điểm khi sử dụng và các chính sách, khuyến khích của nhà nước thì nhiều người
dân sẽ có nhu cầu sử dụng, lắp đặt. Lúc này, nguồn cung cấp thiết bị (tấm pin, bộ
điều khiển, phụ kiện), chất lượng thiết bị, chế độ ưu đãi lắp đặt, giá cả có vai trò
quyết định đến tình hình đăng ký sử dụng của người dân. Hiện nay, với tình hình
phát triển điện mặt trời ở Lào Cai như hiện tại, đã có một số Công ty, doanh nghiệp
kinh doanh thiết bị, làm dịch vụ lắp đặt điện mặt trời, tuy nhiên số lượng các doanh
nghiệp còn ít, chất lượng thiết bị còn trôi nổi, chưa có doanh nghiệp xây dựng được
uy tín rõ ràng, giá thiết bị còn cao dẫn đến thời gian thu hồi vốn kéo dài. Để thực
59
hiện tốt nội dung này, trên địa bàn thành phố Lào Cai cần phát triển một số nội dung
sau:
- Các doanh nghiệp cần chú trọng xây dựng thương hiệu, uy tín, cung cấp các
thiết bị nguồn gốc rõ ràng, chất lượng tốt, đặc biệt là pin mặt trời và bộ điều khiển
hòa lưới; chủng loại thiết bị cần đa dạng với nhiều mức giá khác nhau để người dân
dễ dàng lựa chọn cho phù hợp với tình hình kinh tế của người tiêu thụ.
- Với chế độ bảo hành, chăm sóc khách hàng tốt của các doanh nghiệp, nhà
cung cấp, người sử dụng sẽ yên tâm, tin dùng sản phẩm của nhà cung cấp, doanh
nghiệp; thêm vào đó, việc tăng số lượng doanh nghiệp, nhà cung cấp, lắp đặt trên
địa bàn Thành phố, nâng cao tính cạnh tranh, qua đó nâng cao chất lượng thiết bị,
dịch vụ cũng là yếu tố quan trọng giúp người dân được hưởng lợi, khuyến khích
người dân đầu tư, lắp đặt.
3.4.4. Giải pháp hỗ trợ về tài chính
Giải pháp thứ tư là chế độ, chính sách khuyến khích về kinh tế của nhà nước.
Cụ thể ở đây là bộ Công Thương, ngành Điện hoặc ngân hàng có các chính sách
giúp đỡ, hỗ trợ người dân, tổ chức trong chi phí đầu tư thiết bị như: chính sách
khuyến mãi, giảm giá của doanh nghiệp, nhà cung cấp; chế độ hỗ trợ tài chính của
Nhà nước, bộ, ngành. Cụ thể như:
- Ngành Điện hoặc chính quyền địa phương cùng đầu tư với khách hàng là tổ
chức, doanh nghiệp với tỷ lệ góp vốn từ 70% đến 100%, phối hợp đầu tư và chuyển
giao hệ thống.
- Các tổ chức tín dụng như Ngân hàng triển khai chính sách cho vay vốn ứng
với phần chi phí lắp đặt đối với khách hàng doanh nghiệp và doanh nghiệp cá nhân
với tài sản bảo đảm chính là hệ thống điện mặt trời áp mái.
- Các doanh nghiệp, nhà cung cấp có những chính sách ưu đãi, giảm giá theo
từng đợt hoặc cho khách hàng mua lần đầu, khách hàng thân quen hoặc trả góp…
qua đó góp phần kích thích nhu cầu mua, đầu tư thiết bị, phát triển điện mặt trời.
60
3.4.5. Công tác quản lý vận hành điện mặt trời
Song song với các giải pháp trên thì công tác quản lý vận hành điện mặt trời
cũng cần được quan tâm, chú trọng. Ở đây, ta cần tập trung một số nội dung như
sau:
- Vấn đề an toàn điện: các hệ thống điện mặt trời hiện nay đều có chức năng
điều khiển tự động ngắt, tách ra khỏi lưới điện khi lưới điện bị sự cố hoặc cắt điện
để bảo dưỡng, sửa chữa. Với chức năng này, người vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa
lưới điện sẽ được an toàn do khi công tác trên lưới, sẽ ngăn chặn được nguy cơ mất
an toàn điện do nguồn điện của hệ thống điện mặt trời. Với những bộ điều khiển
thông minh còn cho phép tự ngắt, cách ly khỏi lưới điện quốc gia nhưng vẫn duy trì
cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, do vậy vẫn đảm bảo duy trì cung cấp điện cho các
hoạt động sinh hoạt, kinh doanh hoặc sản xuất của hộ. Đây cũng là điều khoản được
ghi rõ trong hợp đồng bán điện, được ngành Điện kiểm tra đầy đủ, chính xác trước
khi ký kết hợp đồng.
- Công tác bảo dưỡng, bảo trì: mặc dù là thiết bị sinh điện ở dạng tĩnh nhưng
trong quá trình vận hành, để hệ thống luôn duy trì được hiệu suất phát điện cao,
đảm bảo an toàn điện thì cần quan tâm đến công tác bảo dưỡng, bảo trì, sửa chữa:
+ Trước hết là công tác vệ sinh bề mặt tấm pin mặt trời. Qua thời gian vận
hành, dưới tác động của thời tiết, bề mặt tấm pin sẽ bị bám bụi, bụi sẽ gây hạn chế
các tấm pin tiếp xúc ánh sáng mặt trời, làm giảm hiệu suất, công suất phát điện của
pin. Việc vệ sinh tấm pin rất đơn giản, có thể thực hiện thủ công nếu số lượng nhỏ
hoặc sử dụng máy rửa nếu số lượng tấm pin lớn. Trên địa bàn thành phố Lào Cai,
hầu như không có nhà máy công nghiệp hay cơ sở sản xuất nào gây ô nhiễm không
khí nên việc vệ sinh được thực hiện dễ dàng, thuận tiện.
+ Tiếp đến là bảo dưỡng, sửa chữa bộ điều khiển: cấu tạo bộ điều khiển bao
gồm các tiếp điểm và hệ thống điều khiển điện tử. Ở đây ta chỉ quan tâm đến bảo
trì, bảo dưỡng các tiếp điểm. Qua thời gian sử dụng, do dòng điện đi qua các tiếp
điểm lớn, gây phát nhiệt và tiếp xúc sẽ kém. Để an toàn, phòng ngừa nguy cơ hỏng,
cháy, nổ, ta cần định kỳ kiểm tra và vệ sinh các tiếp điểm của bộ điều khiển nhằm
nâng cao tuổi thọ, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
61
+ Công tác thay thế, sửa chữa: Các bộ phận chính liên quan của hệ thống
điện mặt trời gồm các tấm pin, bộ điều khiển, giá đỡ, dây trục mạch lực và phụ
kiện. Qua thời gian vận hành, các thiết bị có thể hư hỏng gặp lỗi sản xuất, cần thay
thế hoặc sửa chữa.
Các nội dung này có thể được thực hiện bởi nhà cung cấp thiết bị, dịch vụ
hoặc phối hợp với ngành Điện để làm dịch vụ vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng.
Trên đây là những giải pháp cơ bản trong công tác quản lý, kinh doanh điện
mặt trời nhằm đẩy mạnh sự phát triển điện mặt trời tại địa bàn Thành phố Lào Cai.
Ngoài những giải pháp trên, còn có những giải pháp khác tùy theo từng giai đoạn,
chính sách, thời điểm. Tôi tin rằng, những giải pháp như trên được thực tế hóa,
trong thời gian tới, điện mặt trời sẽ phát triển mạnh mẽ, bền vững ở thành phố Lào
Cai, góp phần nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất, nâng cao hiệu quả
truyền tải, sử dụng điện, đưa thành phố Lào Cai dần trở thành một trong những
thành phố hiện đại, thông minh.
62
63
3.4. Kết luận
Để có chiến lược phát triển NLMT ở thành phố Lào Cai, các cấp các ngành
đã có những chủ trương, văn bản hướng dẫn cũng như đã đề ra các chính sách
khuyến khích thu hút đầu tư hệ NLMT và khuyến khích các hộ tiêu thụ điện chuyển
sang sử dụng NLMT nhằm giám áp lực cho lưới điện thành phố, nhất là giờ cao
điểm. các cứ vào các nghiên cứu, luận văn đã có một số những giải pháp như trên.
Nếu như các giải pháp này được thực tế hóa, trong thời gian tới, điện mặt trời sẽ
phát triển mạnh mẽ, bền vững ở thành phố Lào Cai, góp phần nâng cao chất lượng
điện năng, giảm tổn thất, nâng cao hiệu quả truyền tải, sử dụng điện, đưa thành phố
Lào Cai dần trở thành một trong những thành phố hiện đại, phát triển, đạt và vượt
các chỉ tiêu kinh tế - xã hội đề ra.
64
K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ
1. Kết luận
Nội dung cơ bản của luận văn tập trung vào nghiên cứu hệ thống năng lượng
mặt trời nối lưới có lưu trữ một pha và các đề xuất về quản lý, kinh doanh NLMT ở
thành phố Lào Cai. Đề tài nghiên cứu khảo sát tiềm năng phát triển khai thác nguồn
năng lượng mặt trời tại tỉnh Lào Cai bằng việc thiết kế hệ thống điều khiển nhằm
khai thác được nguồn năng lượng mặt trời đưa vào phục vụ sản xuất và đời sống,
nhất là áp dụng cho các cơ quan cấp sở của tỉnh Lào Cai nhằm góp phần giảm tiêu
hao năng lượng hóa thạch, đồng thời giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính.
Nguồn năng lượng mặt trời phong phú với nguồn bức xạ nắng trung bình là 4kW/h/m2/ngày. Bên cạnh đó việc sử dụng năng lượng mặt trời như là một nguồn
năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống đáp ứng nhu
cầu năng lượng của các vùng dân cư không tập trung là một kế sách có ý nghĩa về
mặt kinh tế, an ninh quốc phòng và phát triển văn hoá giáo dục,…
Với mục tiêu đặt ra là: Nghiên cứu khảo sát tiềm năng nguồn năng lượng mặt
trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai. Căn cứ
vào mục tiêu, nội dung luận văn đã hoàn thành các chương sau:
Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu;
Chương 2. Nghiên cứu cấu trúc hệ điện mặt trời nối lưới có lưu trữ;
Chương 3. Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh năng
lượng mặt trời cho thành phố Lào Cai.
Kết quả của luận văn đã đạt được là:
- Xây dựng được cấu trúc điều khiển hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới có
lưu trữ một pha, có thể làm nguồn cung cấp điện cho một số cơ quan, chung cư và
hộ gia đình;
- Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh năng lượng mặt trời
cho thành phố Lào Cai nhằm đạt được mô hình quản lý chặt chẽ và sử dụng có hiệu
quả nguồn năng lượng tái tạo này để giảm nhẹ cho lưới điện quốc gia.
65
2. Kiến nghị:
Với thời gian nghiên cứu còn ít, kiến thức và kinh nghiệm về thực tiễn có hạn,
cho nên nội dung luận văn còn một số hạn chế. Tác giả sẽ tiếp tục nghiên cứu hoàn
thiện để có thể áp dụng tốt kết quả nghiên cứu vào công tác chuyên môn sau này,
nhất là áp dụng các bộ điều khiển hiện đại vào các đối tượng trong thực tế.
66
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1]. Vũ Linh, Đặng Đình Thống: Thiết kế và lắp đặt các hệ nguồn điện Pin mặt trời;
Tuyển tập các báo cáo KH, Hội nghị KH Trường ĐHBK HN trang 22, Hà nội,
1991.
[2]. Đặng Danh Hoằng, Thiết kế và chế tạo hệ thống sử dụng năng lượng tái tạo
tương tác lưới sinh hoạt, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ, 2019.
[3]. Đặng Đình Thống: Solar Photovoltaic (PV) system for Truong Sa Island,
Center of energy study, Indian Institute of Technology, New Delhi, 12 - 1991,
India.
[4]. Vũ Linh, Đặng Đình Thông: Nghiên cứu công nghệ chế tạo mô đun pin mặt
trời; Hội nghị Vật lý toàn quốc lần thứ 4, Hà nội 5 - 8/ 1993.
[5]. Đặng Đình Thống, Trần Hông Quân: ứng dụng các nguồn năng lượng thiên
nhiên cho Viễn thông; Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt nam, Trung tâm
thông tin tư liệu, Hà nội 1995; Giấy phép xuất bản 205S.GPNT/XB cấp ngày 11-12-
1995. Xuất bản lần thứ nhất 2/1996.
[6. Đặng Đình Thống, Nguyễn Tiến Dũng, Vương Sơn: Nghiên cứu, thiết kế và chế
tạo Bộ điều khiển điện tử dùng trong hệ nguồn điện pin mặt trời; Hội nghị KH Đại
học Bách khoa HN, 52 - 58, Phân ban Vật lý, Hà nội 12- 13/ 10/ 2001.
[7 Ngô Tuấn Kiệt và cộng sự, Viện Khoa học năng lượng; “Nghiên cứu xây dựng
mô hình Trạm cung cấp điện kết hợp sử dụng năng lượng mặt trời và nguồn điện
lưới tại Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam”; Đề tài Độc lập cấp Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, 2010 – 2012.
[8] Trương Quốc Thành và cộng sự, Viện Khoa học năng lượng; “Trạm phát điện
mặt trời độc lập phối hợp nguồn diesel dự phòng sử dụng thiết bị quản lý vận hành
điều khiển từ trung tâm điều khiển”; Dự án chuyển giao công nghệ; 2010 – 2011.
[9] Nguyễn Đình Quang và cộng sự, Viện Khoa học năng lượng; “Nghiên cứu, điều
tra đề xuất quy hoạch sử dụng nguồn năng lượng nhỏ, phân tán (ngoài thủy điện)
tỉnh Sơn La”, “Xây dựng trạm mô hình khai thác nguồn năng lượng tái tạo để cấp
điện cho các cụm phụ tải nhỏ tại các vùng sâu vùng xa thuộc hai huyện Mộc Châu
67
& Mai Sơn”; Đề tài Độc lập cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2009 –
2012.
[10] Nguyễn Tiến Khiêm và cộng sự; “CÔNG NGHỆ PIN MẶT TRỜI VÔ ĐỊNH
HÌNH VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHO VÙNG BIỂN, HẢI ĐẢO VIỆT NAM”;
Hội nghị triển khai hội thảo khoa học toàn quốc – Điều tra, khảo sát tiềm năng năng
lượng biển Việt Nam; 2009.
Tiếng Anh
[11]. A. H. M. A Rahim and M. Ahsanul Alam; STATCOM-Supercapacitor Control
for Low Voltage Performance Improvement of Wind Generation System, Arab J Sci
Eng, vol, DOI 10.1007/s1-012-0471-3,2012.
[12]. Yang. H, Wei. Z, and Chengzh. L, “Optimal design and techno-economic
analysis of a hybrid solar-wind power generation system,” Applied Energy, vol. 86,
pp. 163-169, Feb.
Các trang Website tham khảo
[9]. www.khoahoc.com.vn/timkiem/năng+lượng+mới/index.aspx
[10]. www.cpc.vn/cpc/home/Ttuc_Detail.aspx?pm=ttuc&sj=KHKT&id...
[11]. www.megasun.com.vn/
[12]. www.solarpower.vn/
[13]. Nangluongvietnam.vn/
68
