BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ ĐỀ TÀI Theo số liệu cập nhật đến ngày 31 tháng 12 năm 2020 Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), nước lắp đặt tổng cộng 101.029 hệ thống điện mặt trời áp mái (PV) với tổng công suất lắp đặt đạt 9.296 MWp, tương ứng với sản lượng điện đạt 1,15 tỷ kWh/năm Theo tính tốn EVN, tiềm kỹ thuật phát điện PV toàn lãnh thổ Việt Nam 76,34 tỷ kWh/năm (dự thảo QHĐ VIII, 2020) Như vậy, Việt Nam khai thác xấp xỉ 1,5% tiềm kỹ thuật thực tế Nêu phân tích quan điểm cá nhân khả phát triển PV giai đoạn từ 05 đến 10 năm tới Họ tên: Lê Duy Hưng MSSV: 16521160126 GVHD: Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 I–MỞĐẦU Với bùng nổ cách mạng công nghiệp 4.0, công nghệ lượng mặt trời đà phát triển mạnh, thị trường lượng tái tạo – điện mặt trời đánh giá ngành công nghiệp phát triển nhanh nhiều thập kỷ trở lại chiếm quan tâm nhiều nhà đầu tư quốc gia Và giải pháp điện mặt trời áp mái (PV) dần trở thành xu hướng tương lai nguồn lượng thân thiện với mơi trường, góp phần giảm tải cho áp lực thiếu hụt lượng ngày tăng cao Việt Nam Mặc dù Việt Nam khai thác xấp xỉ 1,5% tiềm kỹ thuật thực tế, hệ thống điện mặt trời áp mái (PV) có khả để phát triển 05 đến 10 năm tới II – NỘI DUNG Khái niệm lượng mặt trời Năng lượng mặt trời trình chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dạng lượng sử dụng Quang điện mặt trời, điện nhiệt mặt trời, sưởi ấm làm mát lượng mặt trời tạo nhờ công nghệ lượng mặt trời Tiềm hội cho phát triển điện mặt trời Việt Nam Tiềm năng lượng mặt trời thành mức sau: Mức 1: Khu vực có xạ trung bình năm 4,8 kWh/m2/ngày Mức 2: Khu vực có xạ trung bình năm từ 3,8÷4,8 kWh/ m2/ngày Mức 3: Khu vực có xạ trung bình năm từ 3,2÷3,7 kWh/m2/ngày Mức 4: Khu vực có xạ trung bình năm từ 3,2 kWh/m2/ngày trở xuống Với khu vực mức khai thác sử dụng lượng mặt trời đạt hiệu cao, mức đạt hiệu quả, mức bình thường, mức khơng có hiệu Việc đo đạc đánh giá liệu cường độ xạ mặt trời thường xun vị trí điều kiện cần thiết ban đầu để triển khai ứng dụng lượng mặt trời Vì thế, cần phải biết rõ giá trị xạ mặt trời năm vị trí cụ thể, nơi mà hệ thống thiết bị sử dụng lượng mặt trời thiết kế xác định cơng suất Ngồi ra, thơng số số nắng tiêu để đánh giá tiềm khả thực Theo số liệu thống kê Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia số nắng (số liệu bình quân 20 năm) Việt Nam, chia thành khu vực sau: Khu vực 1: Các tỉnh vùng Tây Bắc (Sơn La, Lai châu): Số nắng tương đối cao từ 1897÷2102 giờ/năm Khu vực 2: Các tỉnh lại miền Bắc số tỉnh từ Thanh Hóa đến Quảng Bình Số nắng trung bình năm từ 1400÷1700 giờ/năm Khu vực 3: Các tỉnh từ Huế trở vào: Số nắng cao nước từ 1900÷2900 giờ/năm Theo đánh giá, vùng có số nắng từ 1800giờ/năm trở lên coi có tiềm để khai thác sử dụng Đối với Việt Nam, tiêu chí phù hợp với nhiều vùng, tỉnh phía Nam Ở Việt Nam, lượng mặt trời coi nguồn lượng phong phú nơi có, có đặc điểm bật sau : Năng lượng mặt trời khơng phân bố đồng tồn lãnh thổ đặc điểm địa hình chịu ảnh hưởng dịng khí đại dương lục địa Có hai vùng khí hậu đặc trưng rõ nét : + Từ vĩ tuyến 17 trở Bắc, khí hậu có mùa rõ rệt: xn, hạ, thu, đơng + Từ vĩ tuyến 17 trở vào Nam, khí hậu phân mùa: mùa mưa mùa khô Vùng Tây bắc * Nơi có độ cao lớn 1500m: Từ tháng 11 đến tháng 3, trời nắng, tần số xuất nắng có cao so với vùng có độ cao thấp 1500m Vào tháng tháng 10 trời nhiều mây Các tháng 4, 5, có số nắng trung bình hàng ngày lên cao đạt khoảng 6-7 giờ/ ngày, giá trị tổng xạ trung bình cao nhất, vượt 3,5 kWh/m 2/ngày, có nơi lên tới 5,8 kWh/m2/ngày Các tháng khác năm giá trị tổng xạ trung bình nhỏ 3,5 kWh/m2/ngày * Nơi có độ cao nhỏ 1500m: Nắng thịnh hành từ tháng đến tháng Số nắng cao vào khoảng 8-9 giờ/ngày tháng 4, 5, 9, 10 Từ tháng 12 đến tháng 2, thời gian nắng ngắn vào khoảng 5-6 giờ/ngày Từ tháng đến tháng 7, trời nhiều mây hay mưa Giá trị tổng xạ trung bình ngày cao vào tháng 2, 3, 4, tháng khoảng 5,2 kWh/m2/ngày Còn tháng khác năm giá trị tổng xạ trung bình 3,5 kWh/m2/ngày Vùng Đông bắc: Nắng thịnh hành từ tháng đến tháng 11 Tổng xạ mạnh từ tháng đến tháng 10, tháng 1, 2, sụt xuống thấp Số nắng trung bình thấp tháng 2, (dưới giờ/ngày), cao vào tháng (6÷7 giờ/ngày), giảm vào tháng 6, sau lại trì mức cao vào tháng 7÷10 Tổng xạ trung bình diễn biến tương tự lớn 3,5 kWh/ m 2/ngày vào tháng 5÷10 Một số nơi có dãy núi cao, chế độ xạ mặt trời có khác biệt với vùng đồng Mây sương mù thường che khuất mặt trời nên tổng xạ trung bình hàng ngày khơng vượt 3,5 kWh/ m2/ngày Bắc trung bộ: Càng phía nam thời gian nắng dịch lên sớm hơn, từ tháng 4÷9 Tổng xạ mạnh từ tháng 4÷10, tháng 1, 2, sụt xuống thấp Số nắng trung bình thấp tháng 2, (dưới giờ/ngày), cao vào tháng (7÷8 giờ/ngày), giảm vào tháng 6, sau lại trì mức cao vào tháng 7÷10 Tổng xạ trung bình lớn 3,5 kWh/ m2/ngày vào tháng 5÷10 Các tháng 5÷7 tổng xạ trung bình vượt 5,8 kWh/ m2/ngày Vùng Nam trung bộ: Càng phía nam, thời kỳ thịnh hành nắng sớm kéo dài cuối năm Các tháng năm có thời gian nắng nhiều nhất, thường bắt đầu vào lúc 6-7 sáng kéo dài đến 4-5 chiều Tổng xạ từ tháng 3÷10 vượt 3,5 kWh/m2/ngày, có tháng lên xấp xỉ tới 5,8 kWh/m2/ngày Vùng Tây nguyên: Cũng nhiều nắng tổng xạ trực xạ cao Tổng xạ trung bình cao, thường vượt 4,1 kWh/m2/ngày Số nắng trung bình tháng 7÷9 năm có tới 4÷5 giờ/ngày Vùng Đông Nam ĐBSCL: Vùng quanh năm nắng Tổng xạ trung bình cao, thường vượt 4,1 kWh/m2/ngày Ở nhiều nơi, có nhiều tháng lượng tổng xạ cao 5,8 kWh/m2/ngày (Nguồn từ Tổ chức lượng tái tạo nước ASEAN phân loại) Như vậy, giá trị xạ mặt trời trung bình hàng năm cao nguyên, duyên hải miền Trung, tỉnh phía nam cao ổn định suốt năm so với tỉnh phía Bắc Hiện nay, hệ thống điện mặt trời chủ yếu tập trung khu vực Nam Trung Bộ Nam Bộ nhờ giá trị xạ mặt trời cao, thời tiết ổn định (gồm mùa: mùa khô mùa mưa), gặp thiên tai, bão lũ so với Bắc Trung Bộ phía Bắc Thực trạng phát triển điện mặt trời a/ Mặt tích cực Hiện nay, so với nguồn lượng điện từ gió, thủy điện, nhiệt điện lượng mặt trời, lượng mặt trời thể nhiều ưu điểm đạt số thành tựu định Thời gian qua, Chính phủ ban hành nhiều chế, sách nhằm khuyến khích phát triển điện lượng mặt trời với định hướng phát triển kinh tế xanh bền vững, phù hợp với cam kết quốc tế Chỉ vài năm trở lại điện mặt trời có 19.400 MWp vào vận hành, dự án quy mơ nối lưới đạt khoảng 10.100 MW, điện mặt trời mái nhà đạt 101.029 cơng trình với tổng cơng suất gần 9.300 MWp Các chế tạo điều kiện cho hàng nghìn nhà đầu tư, doanh nghiệp nước tham gia thị trường từ nghiên cứu, sản xuất, phân phối, lắp đặt, dịch vụ, đến tài chính, bảo hiểm… góp phần hình thành phát triển thị trường điện lượng mặt trời Việt Nam Ngoài ra, Việt Nam trở thành quốc gia có tốc độ tăng trưởng cao điểm sáng giới phát triển lượng tái tạo nói chung điện mặt trời nói riêng, tổ chức quốc tế ghi nhận, đánh giá cao, ví dụ Tập đoàn Năng lượng mặt trời Bách Khoa (SolarBK) với hàng loạt sản phẩm dự án phục vụ cho trình phát triển ĐMTMN Việt Nam Mới nhất, pin lượng mặt trời IREX (một sản phẩm Công ty cổ phần Năng lượng IREX thuộc SolarBK) hợp tác với công ty pin mặt trời Singapore tiếp tục mở rộng hợp tác để nâng cao công suất dây chuyền sản xuất tế bào quang điện, nhằm đáp ứng thị trường nội địa mở rộng xuất Thương hiệu pin Việt Nam đạt bảo hiểm hiệu suất đến từ hai công ty bảo hiểm lớn giới Munich Re IREX vượt qua 500 hồ sơ đề cử doanh nghiệp để lọt vào vòng chung kết 14 doanh nghiệp trẻ đạt giải Năng lượng bền vững 2019… b/ Mặt hạn chế Theo số liệu cập nhật đến ngày 31/12/2020 Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), nước lắp đặt tổng cộng 101.029 hệ thống điện mặt trời áp mái (PV) với tổng công suất lắp đặt đạt 9.296 MWp, tương ứng với sản lượng điện đạt 1,15 tỷ kWh/năm Theo tính tốn EVN, tiềm kỹ thuật phát điện PV toàn lãnh thổ Việt Nam 76,34 tỷ kWh/năm (dự thảo QHĐ VIII, 2020) Như vậy, Việt Nam khai thác xấp xỉ 1,5% tiềm kỹ thuật thực tế Có nhiều hạn chế dẫn đến việc nước ta chưa khai thác hết khả điện mặt trời: Sự phát triển lượng tái tạo, đặc biệt nguồn điện áp mái, ngày lớn sách lại khơng đồng giải pháp kỹ thuật, lưu trữ điện ban hành chậm - Ảnh hưởng nguồn PV công suất lớn lưới truyền tải điện quốc gia lắp đặt tập trung chủ yếu khu vực tiềm Nam Trung Bộ Nam Bộ: - Sự thay đổi yêu cầu/tiêu chuẩn với dịch vụ phụ trợ để cân cơng suất phụ tải điều kiện có PV; Ổn định hệ thống điện; Quá độ điện từ; Chất lượng điện năng; Truyền tải điện + Gây dao động công suất, tần số điện áp bất định, phụ thuộc công suất phát PV vào điều kiện môi trường xung quanh (nhiệt độ, xạ mặt trời, mây, sương mù…) + Bức xạ mặt trời tập trung vào khoảng 8h-16h/ngày dẫn đến tượng thừa công suất vào thời gian trên, đặc biệt vào thấp điểm trưa khoảng từ 10h-14h (nhất vào ngày nghỉ cuối tuần, nghỉ lễ) lúc phụ tải xuống thấp xạ mặt trời lại tốt ngày Mặt khác, vào cao điểm tối (17h3018h30) thời điểm mà nhu cầu tiêu thụ điện cao ngày, hệ thống điện cần lượng công suất phát điện lớn, lúc này, khả đáp ứng điện mặt trời khơng cịn - Điện mặt trời khó hịa với điện lưới quốc gia Như năm 2020, sản lượng điện thương phẩm Công ty Điện lực tiếp nhận điện từ PTC3 đạt 13,48 tỷ kWh Sản lượng điện nguồn lượng tái tạo (có cấp điện áp từ 110 kV trở xuống) ngồi việc cung cấp điện cho Cơng ty Điện lực, dư thừa phát ngược lên lưới truyền tải điện qua máy biến áp 220 kV đạt 2,22 tỷ kWh, gây đầy tải, tải lưới điện - Ngoài văn Thủ tướng nêu: "Việc phát triển nguồn điện mặt trời mái nhà khơng kiểm sốt phù hợp với nhu cầu sử dụng điện, đặc biệt tháng 12-2020 gây khó khăn cơng tác vận hành hệ thống điện quốc gia, đại dịch tác động theo hướng bất lợi, dẫn tới nhu cầu sử dụng điện giảm Do yếu tố nên EVN phải xây dựng thực cắt giảm nguồn mặt trời, lượng tái tạo khác gây lãng phí nguồn lực xã hội, tâm lý lo lắng, xúc nhà đầu tư" Có thể thấy tỷ trọng nguồn lượng tái tạo hệ thống điện ngày tăng kèm theo tính bất ổn định vận hành gia tăng tương ứng, cộng thêm nhiều nguyên nhân khách quan bất lợi như: Phụ tải tăng trưởng thấp dự kiến ảnh hưởng đại dịch Covid-19; Chênh lệch phụ tải cao điểm thấp điểm ngày lớn; Phụ tải cao điểm buổi chiều có cơng suất lớn khơng cịn điện mặt trời hỗ trợ dẫn đến nhiều khó khăn cho công tác điều độ hệ thống điện Khả phát triển lượng mặt trời giai đoạn từ 05 tới 10 năm tới a/ Quan điểm phát triển lượng mặt trời Với lợi khí hậu, địa hình, giá trị xạ mặt trời phát triển ngày vững công nghệ, giai đoạn từ 05 tới 10 năm tới, lượng mặt trời có nhiều hội mở rộng quy mô nâng cao chất lượng Quan điểm phát triển lượng mặt trời từ 05 tới 10 năm tới sau: Kết hợp phát triển lượng mặt trời với triển khai thực mục tiêu kinh tế, xã hội môi trường - Phát triển sử dụng lượng mặt trời kết hợp với phát triển công nghiệp lượng mặt trời - - Kết hợp sách ưu đãi, hỗ trợ với chế thị trường Kết hợp tái cấu với nâng cao lực quản lý nhà nước lĩnh vực lượng mặt trời - Tăng cường hợp tác quốc tế, tiếp thu tiến tới tự chủ công nghệ, nâng cao khả lao động khả cạnh tranh thị trường - b/ Giải pháp phát triển lượng mặt trời Bộ Công thương tiếp tục nghiên cứu, đánh giá khả áp dụng hệ thống lưu trữ giải việc tải lưới điện, ổn định tần số, điện áp với trường hợp cụ thể giá thành cịn cao Tính tới phương án sử dụng pin tích yêu cầu bắt buộc nhà đầu tư vào hệ thống lượng tái tạo Pin tích trữ lượng đảm bảo cho việc cân cung cầu, điều chỉnh tối ưu điện áp, đảm bảo an ninh lượng từ cao điểm sang thấp điểm, ngày sang đêm, vừa có lợi cho hệ thống, vừa có lợi cho doanh nghiệp, giúp nâng cao chất lượng cung cấp điện tỉ trọng nguồn lượng tái tạo hệ thống điện ngày lớn Ví dụ với gia đình hay hệ thống phát triển lắp pin áp mái phải có yêu cầu kèm với lưu trữ Một số giải pháp giá điện: + Xây dựng giá FIT( Feed-in Tariff) cho lượng mặt trời nối lưới Các đơn vị điện lực có phương án mua lượng điện sản xuất từ lượng mặt trời + + Ban hành hợp đồng mua bán điện (Power Purchase Agreement) + Chi phí mua điện từ lượng mặt trời tính vào giá thành bán điện + Khách hàng sử dụng điện cuối mua điện từ hệ thống điện quốc gia, phát triển nguồn điện từ lượng mặt trời áp dụng toán bù trừ - Giải pháp đầu tư dự án lượng mặt trời: + Dự án lượng mặt trời ưu tiên đấu nối với hệ thống điện quốc gia + Dự án cần lập cách đồng để truyền tải đường dây tối ưu Thực thị dự án quy đổi điện đến nước Lào, Campuchia thời điểm xạ mặt trời cao (8h-16h) + - Hình thành thị trường công nghệ lượng mặt trời + Xây dựng chương trình quốc gia lượng mặt trời + Xây dựng phát triển ngành công nghiệp lượng mặt trời + Hình thành phát triển thị trường công nghệ lượng mặt trời - Thi hành sách ưu đãi, hỗ trợ khác: thuế, đất đai, mơi trường Nhà nước có sách hỗ trợ, khuyến khích hộ gia đình tổ chức sử dụng lượng mặt trời - Quy hoạch sử dụng đất hợp lí dựa tình hình phát triển kinh tế - xã hội địa phương tiềm năng lượng mặt trời - Nhà nước cần lập dự án phát triển lượng mặt trời cách đồng tỉnh nhằm tránh tình trạng tải đường dây Bán điện cho Lào, Cam-pu-chia để giải tình trạng dư điện ... trời phát triển ngày vững công nghệ, giai đoạn từ 05 tới 10 năm tới, lượng mặt trời có nhiều hội mở rộng quy mô nâng cao chất lượng Quan điểm phát triển lượng mặt trời từ 05 tới 10 năm tới sau:... cịn điện mặt trời hỗ trợ dẫn đến nhiều khó khăn cho cơng tác điều độ hệ thống điện Khả phát triển lượng mặt trời giai đoạn từ 05 tới 10 năm tới a/ Quan điểm phát triển lượng mặt trời Với lợi... tương đối cao từ 1897÷ 2102 giờ /năm Khu vực 2: Các tỉnh cịn lại miền Bắc số tỉnh từ Thanh Hóa đến Quảng Bình Số nắng trung bình năm từ 1400÷1700 giờ /năm Khu vực 3: Các tỉnh từ Huế trở vào: Số nắng