Phân tích kinh tế kỹ thuật các dự án điện mặt trời nổi trên thế giới

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết giới thiệu tổng quan về cấu tạo của nhà máy điện mặt trời nổi, đồng thời so sánh ưu và khuyết điểm giữa dự án mặt trời trên mặt đất và dự án mặt trời nổi. Bên cạnh đó, bài viết cũng trình bày các bước đánh giá kinh tế sơ bộ dựa trên dữ liệu của Hàn Quốc và Thái Lan. Kết quả đánh giá cho thấy dự án điện mặt trời nổi khả thi về khía cạnh kinh tế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân tích kinh tế kỹ thuật các dự án điện mặt trời nổi trên thế giới

Trường ĐH Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM hướng tiếp cận khác cũng rất khả thi về tính kỹ Bài viết giới thiệu tổng quan về cấu tạo của thuật và kinh tế là lắp đặt các nhà máy điện mặt nhà máy điện mặt trời nổi, đồng thời so sánh ưu trời trên mặt hồ. Hướng tiếp cận này đã được và khuyết điểm giữa dự án mặt trời trên mặt đất nghiên cứu, đánh giá ở nhiều quốc gia, trong đó và dự án mặt trời nổi. Bên cạnh đó, bài báo cũng trình bày các bước đánh giá kinh tế sơ bộ dựa có quốc gia như Thái Lan có thời tiết, khí hậu trên dữ liệu của Hàn Quốc và Thái Lan. Kết quả tương tự như Việt Nam. Nhiều quốc gia trên thế đánh giá cho thấy dự án điện mặt trời nổi khả thigiới đã lắp đặt thành công hệ thống mặt trời nổi về khía cạnh kinh tế. [1] như: Nhật Bản (Công ty Kyocera tổng công suất lắp đặt hơn 20MW), Hoa Kỳ (Công ty SPG I. GIỚI THIỆU T Solar, 200kW), Ý (nhiều công ty, hơn 1MW), rong những năm gần đây, các nguồn Hàn Quốc (Công ty Techwin, 20kW),… năng lượng tái tạo phát triển mạnh mẽ Tại Việt Nam, hệ thống điện mặt trời trên hồ trên toàn thế giới. Trong đó, năng lượng nước đầu tiên được đưa vào vận hành là dự án mặt trời là nguồn năng lượng phát triển mạnh được thực hiện trên hồ Đa Mi với tổng suất thiết mẽ nhất nhờ những cải tiến trong công nghệ pin kế là 47,5MWp. Ngoài dự án tại Đa Mi, một dự quang điện. Tại Việt Nam, kể từ năm 2018, sau án khác cũng được xây dựng trên mặt hồ là dự khi các chính sách về năng lượng mặt trời được án điện mặt trời trên phần bán ngập của hồ Dầu Chính phủ và các bộ ban ngành được thông qua, Tiếng. Tổng công suất lắp đặt của toàn dự án là nhiều nhà máy điện mặt trời đã được lắp đặt và 500MW chia thành 3 giai đoạn. Tuy nhiên, dự đưa vào vận hành. Tính đến nay đã có 87 dự án án hồ Dầu Tiếng sử dụng công nghệ giá đỡ trên với 4500MW hòa vào lưới điện quốc gia. Ngoài mặt đất và xây lắp trên vùng bán ngập thay vì sử ra, còn có 126 dự án đã được duyệt quy hoạch. dụng phao nổi như hệ thống tại Đa Mi hay các Đa số các dự án đã và sắp được thực hiện là các hệ thống khác trên thế giới. dự án nhà máy điện mặt trời trên mặt đất. Một BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 1 / 2020 21
Nội dung của bài viết nhằm cung cấp những kiến thức tổng quát về cấu tạo của nhà máy máy điện mặt trời nổi đồng thời cũng tham khảo kết quả tính toán kinh tế kỹ thuật tiềm năng từ các số liệu được nghiên cứu tại Hàn Quốc và Thái Lan. Bài viết được chia thành bốn phần. Phần tiếp theo trình bày cách phân loại các hệ thống pin mặt trời và cấu trúc của hệ thống pin mặt trời nổi. Trong phần ba, các tính toán về kinh tế, kỹ thuật theo các nghiên cứu của Hàn Quốc và Thái Lan sẽ được trình bày để cho thấy hiệu quả kinh tế của dự án điện mặt trời mái), Canal Top (bề mặt kênh), mái là hệ pin mặt trời có công nổi so với hệ thống điện mặt Offshore (mặt biển), Floating suất nhỏ khoảng vài chục cho trời trên mặt đất. (hệ thống nổi trên hồ). đến 100kW được lắp trên mái II. PHÂN LOẠI HỆ PIN nhà các hộ dân dụng hoặc Hệ thống điện mặt trời MẶT TRỜI VÀ CẤU TRÚC trung tâm thương mại, xưởng trên mặt đất thường là dạng HỆ PIN MẶT TRỜI NỔI sản xuất như hình 2. nhà máy điện mặt trời lớn có A. Phân loại hệ pin mặt công suất khoảng vài chục Hệ thống điện mặt trời trên trời [1]: megawatt. Các module pin bề mặt kênh là một dạng biến Căn cứ theo kết cấu, các mặt trời được sắp xếp trên các thể của hệ thống trên mặt đất hệ thống pin quang điện được khung giá đỡ được hỗ trợ bởi nhưng tận dụng khoảng không phân bố thành 5 dạng như sau: hệ công trình gắn với mặt đất gian phía trên mặt kênh. Hệ Ground mounted (hệ thống như cộc, móng như hình 1. thống này phù hợp để kết hợp trên mặt đất), Rooftop (áp Hệ thống điện mặt trời áp với trồng trọt trong các nông trường như hình 3. Hệ thống điện mặt trời trên mặt biển được xây dựng từ ý tưởng tận dụng bề mặt rộng lớn của mặt biển do 70% diện tích bề mặt trái đất là biển như hình 4. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hệ thống này là sự ăn mòn các thiết bị trong quá trình vận hành. Vì vậy chi phí bảo trì của loai nhà máy này còn khá cao so với các hệ pin mặt trời khác. Hệ thống điện mặt trời trên mặt hồ là dạng thiết kế mới vừa tận dụng được diện tích bề 22 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 1 / 2020
của tấm pin có thể bị ăn mòn theo thời gian vì vậy cần cân nhắc sử dụng khung, giá đỡ bằng polyme như hình 8. Dây nối của hệ thống có thể là dạng dây đi chìm dưới nước hoặc đi nổi nếu hệ thống được lắp đặt gần bờ. Ngay cả khi sử dụng loại dây đi nổi thì các nộp nối cũng phải đảm bảo tiêu chuẩn chống nước IP67. Các bộ phận còn lại như bộ inverter và ắc-quy (nếu có) sẽ được đặt nơi khô thoáng trên bờ. C. So sánh giữa hệ mặt trời nổi và hệ mặt trời trên mặt đất: mặt hồ nước lại vừa tăng hiệu hình 7. So sánh với hệ thống pin suất phát điện của tấm pin nhờ Mỏ neo có tác dụng giữ cố mặt trời trên mặt đất, hệ thống giảm được nhiệt độ tấm pin định cho hệ thống phao bè. Ở nổi trên mặt hồ có những ưu như hình 5. Theo tính toán, những vùng nước hồ sâu, việc và khuyết điểm như sau: hiệu suất trung bình của hệ pin lắp đặt mỏ neo có thể khá tốn trên mặt hồ cao hơn 11% so với Hệ thống trên mặt đất kém và phức tạp. hệ pin trên mặt đất. Ưu điểm: Đối với hệ thống trên mặt B. Cấu trúc của hệ thống hồ, ta có thể sử dụng tấm pin • Chi phí lắp đặt thấp điện mặt trời nổi: mặt trời tiêu chuẩn. Riêng hệ • Có hệ thống suntracking Các thành phần của hệ thống trên mặt biển, ta cần chú để điều chỉnh góc nghiêng theo thống mặt trời mặt nước gồm: ý sử dụng loại pin các phủ lớp mùa phao, bè, mỏ neo, pin mặt trời, đặc biết chống chịu muối biển. cáp nối. Cấu trúc tổng thể của Các bộ phận kim loại còn lại • Dễ xây dựng những hệ thống được trình bày ở hình 6. Phao là thành phần nổi chịu lực chủ yếu cho hệ thống. Phao được cấu tạo bằng HDPE (nhựa poly-ethylene mật độ cao) chịu được lực căng, không cần bảo trì và chống chịu được tia cực tím. HDPE đã được sử dụng rộng rãi đển chế tạo ống nước, bình sữa và thùng nước. Nhựa HDPE hoàn toàn tái chế được. Bè được ghép nối từ nhiều phao. Bộ phận ghép nối được tăng cường thêm sợi thủy tinh để tăng độ bền. Hình ảnh của phao và bè được thể hiện trong BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 1 / 2020 23
trang trại mặt trời lớn nhờ diện • Độ nghiêng được thiết độ của khu vực lân cận. tích ở vùng nông thôn kế nhỏ để chịu được thủy triều • Chi phí lắp đặt cao • Dễ bảo trì, lau chùi cao, sóng, bão, sóng thần (hơn 20 – 25%) so với mặt đất. Khuyết điểm: • Hiện tượng ăn mòn điện Do hệ thống nổi trên mặt hóa nhiều hơn so với mặt đất hồ phải giữ góc nghiêng nhỏ • Khu vực đô thị không có diện tích đất để lắp đặt • Che khuất ánh sáng tự hơn so với hệ trên mặt đất, vì nhiên có thể ảnh hưởng đến vậy khả năng hấp thụ ánh sáng • Cần những vật liệu đời sống của thủy sinh trong hồ mặt trời vào mùa đông bị thấp cứng, vật liệu xây dựng để giữ tấm pin khi xảy ra thời tiết xấu • Giảm độ ẩm và nhiệt hơn như hình 9. • Thời gian lắp đặt có thể lâu hơn so với các hệ thống khác Hệ thống trên mặt hồ Ưu điểm: • Tăng hiệu suất pin quang điện hơn 11% so với hệ thống trên mặt đất nhờ được làm mát tự nhiên từ mặt nước. • Giảm hiện tượng bốc hơi trên mặt hồ • Tăng chất lượng nước • Ít bị bụi bẩn • Tiết kiệm đất Hệ thống trên mặt hồ Khuyết điểm: 24 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 1 / 2020
trong khoảng thời gian 3,82 – 4,7 năm. Trong đó, dự án nhỏ nhất là 0,1 MW và lớn nhất là 75,85 MW. B. Tính toán kinh tế của dự án điện nổi trên thị trường điện Thái Lan [5]: Tại Thái Lan, Tập đoàn Siam Cement Group đã lắp đặt 1MW điện mặt trời nổi với chi phí 9,9 triệu đô la (tương đương 40 triệu Bath).Trong khi đó, Cơ quan sản xuất điện năng Thái Lan (EGAT) khởi cũng được bán dựa trên mỗi công dự án 45MW trên mặt III. ĐÁNH GIÁ TÍNH MWh điện được sản xuất. hồ thủy điện Sirindhorn và KINH TẾ CỦA DỰ ÁN: Giá trị trung bình của sản sẽ hòa lưới vào năm 2020 với A. Tính toán kinh tế của lượng điện và chứng chỉ năng chi phí 2,27 tỷ Bath. Dựa trên dự án điện nổi trên thị trường lượng tái tạo trong năm 2018 số liệu xây dựng các nhà máy điện Hàn Quốc [4]: lần lượt là 82,93US$/MWh này, nghiên cứu đã thống kê chi phí xây dựng của nhà máy năng lượng mặt trời nổi 1MW tại Thái Lan quy đổi về kWp như sau: • Pin mặt trời 310W, 3456 tấm: 755,1$/kW • Phao và bè: 373,8$/kW • Inverter trung tâm: 67,87$/ kW • Hộp nối và máng cáp: 34,57$/kW Căn cứ báo cáo của Viện • Dây dẫn: 29,29 $/kW và 89,06US$/MWh. Ngoài ra, Kinh tế năng lượng Hàn Quốc, theo quy định, chứng chỉ năng • Hệ thống giám sát: 57,46$/ chi phí lắp đặt bình quân của lượng tái tạo của dự án mặt kW các hệ thống pin mặt trời là trời nổi tại Hàn Quốc được • Dây tín hiệu: 47,07$/kW 1,43US$/W và chi phí vận hành nhân thêm trọng số 1,5308 lần. bảo trì hàng năm 10,38 US$/ Tổng chi phí phần điện: Như vậy tổng giá trị bán ra của kW. Các dự án năng lượng mặt 1 365$/kW. Chi phí cho mỗi MWh điện mặt trời trên trời được chào bán sản lượng công trình xây dựng trên bờ: mặt hồ có thể đạt 219,263US$/ điện (SMP – system marginal 227,9$/kW. Chi phí nhân công MWh ( 21,926 cent$/kWh). price) và chứng chỉ năng lượng lắp đặt và vận chuyển: 40,88$/ tái tạo. Giá bán sản lượng Với suất chiết khấu 5,5% kW. Tổng cộng chi phí đầu điện được chào bán trên thị theo hướng dẫn tính toán của tư chung: 1 634$/kW (tương trường năng lượng Hàn Quốc Viện Kinh tế năng lượng Hàn đương 49 700 Bath/kW). – Korean Power Exchange. Quốc, các dự án được xem xét Giá mua điện tại Thái Lan Chứng chỉ năng lượng tái tạo trong nghiên cứu cho thấy, được giữ cố định và xác định thời gian hoàn vốn của dự án BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 1 / 2020 25
theo khung giờ cao điểm và thấp điểm. Khung giờ cao điểm từ 9g sáng đến 10 giờ tối từ thứ 2 đến thứ 6, giá mua điện: 4,2243 Bath/kWh. Khung giờ thấp điểm là khoảng thời gian còn lại bao gồm ngày nghỉ cuối tuần và ngày lễ, giá mua điện: 2,3567Bath/kWh. So sánh tính kinh tế giữa dự án điện trên mặt đất và trên mặt hồ trong thời gian 25 năm với suất chiết khấu 6%/ năm được cho như bảng 1 và biểu đồ dòng tiền như hình 10: Trên mặt Trên mặt Chỉ tiêu Đơn vị hồ đất Công suất IV. TỔNG KẾT lắp đặt 1.0 1.0 MW Qua phân tích kinh tế cho các dự án năng Sản lượng lượng mặt trời nổi tại Hàn Quốc và Thái Lan, trung GWh/ ta thấy năng lượng mặt trời nổi là phương án bình hàng 1.42 1.36 năm đầu tư khả thi, mang lại lợi ích cho chủ đầu năm tư. Tại Hàn Quốc, các dự án mặt trời nổi nhận Chi phí Triệu được nhiều hỗ trợ về giá cả, cho phép chào giá đầu tư 49.7 38.3 chứng chỉ năng lượng tái tạo gấp 1,5 lần so với ban đầu Bath các nguồn năng lượng mặt trời khác. Vì vậy, tỷ Triệu suất lợi nhuận cao và thời gian hoàn vốn nhanh. Doanh 5.09 4.88 Bath/ Tại Thái Lan, qua số liệu xây dựng thực tiễn và thu năm phân tích kinh tế cho thấy dự án mặt trời điện Triệu nổi mang lại lợi ích cho chủ đầu tư, tuy có hiệu Chi phí 0.8 0.93 Bath/ suất kinh tế kém hơn dự án mặt trời trên mặt năm đất. Tuy nhiên, phương án so sánh chưa bao Chi phí Triệu gồm chi phí sử dụng đất của dự án mặt trời trên thay thế 4.0 3.0 Bath/10 mặt đất. Đây cũng vốn dĩ là lợi thế cạnh tranh sửa chữa năm của dự án mặt trời trên mặt nước. Từ những nghiên cứu này, chúng ta cần phân tích kỹ Triệu NPV 7,25 14,9 lưỡng khả năng áp dụng rộng rãi các nhà máy Bath điện nổi trong bối cảnh phát triển nguồn năng IRR 7,76% 10,8% lượng mặt trời tại Việt Nam hiện nay./ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Sahu, A., Yadav, N., & Sudhakar, K. (2016). Floating photovoltaic power plant: A review. Renewable and sustainable energy reviews, 66, 815-824. LSIS. Floating Photovoltaic System, http://www.lsis.com/edm/2016/1128/1611_electric_Floating%20Photovoltaic%20 System.pdf (truy cập ngày 25/12/2019) NRG Island. Floating PV Plants, http://www.nrgisland.com/floating_pv_plants.html (truy cập 25/12/2019) Kim, S. M., Oh, M., & Park, H. D. (2019). Analysis and prioritization of the floating photovoltaic system potential for reservoirs in Korea. Applied Sciences, 9(3), 395. Sittichoke Pookpunt (2019). Floating Solar PV Project Technical and Financial Analysis, GMSARN Int. Conf. on Smart Energy, Environment, and Development for Sustainable GMS, Laos 26 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG 1 / 2020