Xác định lượng giảm khí thải cacbon của hệ thống điện từ các dự án điện mặt trời

Microsoft Word 160 Ho Ngoc Dung doc Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN 978 604 82 2981 8 552 XÁC ĐỊNH LƯỢNG GIẢM KHÍ THẢI CACBON CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI Hồ Ngọc[.]

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 XÁC ĐỊNH LƯỢNG GIẢM KHÍ THẢI CACBON CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI Hồ Ngọc Dung1, Trịnh Quốc Công1 Trường Đại học Thủy lợi, email: hongocdung@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Công nghệ chuyển đổi ánh sáng thành điện (PV) triển khai rộng rãi Việc giảm chi phí điện mặt trời mười năm qua khiến nguồn lượng có sức cạnh tranh với lượng sử dụng nhiên liệu hóa thạch thơng thường Theo ước tính sản lượng điện mặt trời Việt Nam đạt 842 triệu MWh/ năm đứng thứ hạng 66/248 giới tiềm Đặc biệt vùng miền Trung miền Nam đất nước, với xạ quanh năm tương đối ổn định đạt 5,0 kWh/ m².ngày, số ngày nắng trung bình khoảng 300 ngày/ năm Đây điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy điện mặt trời nối lưới Khả giảm phát thải tương đương hệ thống điện mặt trời phụ thuộc vào lượng xạ mặt trời, cấu hình hiệu suất hệ thống PV Ngồi ra, cịn phụ thuộc vai trị hệ thống PV lưới điện khu vực cách toàn hệ thống xác định mức giảm phát thải từ PV Hiện nay, có nhiều dự án nhà máy điện mặt trời (NMĐMT) thiết kế, xây dựng vận hành Để đánh giá khả giảm phát thải dự án, nghiên cứu áp dụng tính tốn mơ xác định thơng số dự án thơng qua phần mềm PVsyst từ đánh giá khả giảm phát thải hệ thống NMĐMT nối lưới quy mô công suất 40MWp TP Cam Ranh, tỉnh Khánh Hồ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thơng số NMĐMT Điện sản xuất khoảng ti ngày tính theo cơng thức: E SPV ,i  N mod ul ,i Z t. SPV (1) đó: Nmodul, Z, Δt, η SPV - cơng suất phát điện, số lượng, thời gian phát điện hiệu suất khoảng i ngày NMĐMT 2.2 Hệ thống nhà máy ĐMT Hệ thống (HT) gồm: (i) HT pin mặt trời, công suất pin 350 Wp; (ii) HT inverter trung tâm công suất 1250 kW; (iii) HT MBA 0,4/22kV; (iv) TBA 22/110kV, Hệ thống lại, gồm: (i) Hộp đấu nối DC; (ii) Cáp điện DC; (iii) Thanh AC; HT nối đất, HT chiếu sáng, HT Scada, HT cấp thoát nước Hệ thống DC: Hệ thống pin lượng mặt trời nhà máy bố trí theo mảng, mảng gồm: pin nối tiếp, song song, hộp đấu nối Hệ thống AC: gồm Cáp AC;Thiết bị đóng, cắt; MBA 0,4/22 kV;MBA 22/110kV; HT đo lường, bảo vệ; ĐZ 110 KV 2.3 Phương pháp đánh giá lượng phát thải 2.3.1 Điều kiện áp dụng Phương pháp ACM002 “Grid-connected electricity generation from renewable sources” áp dụng tính tốn cho NMĐMT nối lưới, gồm điều kiện: + NMĐMT dự án lượng Greenfield lắp đặt, trang bị bổ sung không liên quan đến việc chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang nguồn lượng tái tạo + Kết nối lưới điện quốc gia: NMĐMT kết nối với lưới điện 110 kV, dây dẫn ACRS-185mm2, chiều dài 3km 552 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 2.3.2 Hệ số phát thải Hoạt động NMĐTM sản xuất điện từ nguồn lượng tái tạo Điện tạo khơng có khí thải; khơng có rị rỉ vật liệu đưa vào lưới điện quốc gia Hiện nay, lưới điện Việt Nam phần bao gồm nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch nhiều khí nhà kính EVN tập đoàn sản xuất, truyền tải bán điện Việt Nam Mức độ giảm phát thải dự án điện lượng tái tạo nối lưới - ACM0002 tính tốn việc thay có trọng số tỷ lệ phát thải hệ thống, đại diện bởi: a) Hệ số phát thải biên vận hành (OMThe Operating Margin): Tỷ lệ phát thải từ tất dự án phát điện hệ thống b) Hệ số phát thải biên xây dựng (BM-The Build Margin): hệ số phát thải trung bình có trọng số (tCO2/ MWh) tất nhà máy điện năm gần có liệu phát điện c) Hệ số phát thải biên kết hợp (CM- The Combined Margin): thiết lập để tính hệ số phát thải cho hệ thống điện với trọng số OM (wOM = 75%) cho trọng số BM (wBM = 25%) HS phát thải Đơn vị Giá trị OM tCO2/MWh 0,7777 BM tCO2/MWh 0,8531 CM tCO2/MWh 0,7965 Nguồn: Bộ Tài nguyên môi trường tháng 3/2017 y nhà máy điện truyền thống tham gia vào hoạt động giảm phát thải (MWh/ năm); EFgrid ,CM , y - hệ số phát thải biên kết hợp để phát điện nối lưới năm thứ y (tCO2/ MWh) + Khi thay NMĐMT nối lưới: (3) EG PJ , y  EG facility , y Trong đó: EG facility , y - sản lượng điện ròng N MĐMT cấp lên lưới năm thứ y + Lượng giảm phát thải xác định: (4) ER y  BE y  PE y đó: ER y - lượng giảm phát thải năm thứ y (tCO2/ năm); BE y - tổng phát thải năm thứ y (tCO2/ năm); PE y - phát thải dự án năm thứ y (tCO2/ năm) Đối với NMĐMT PE y  KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Dữ liệu đầu vào 3.1.1 Vị trí Nhà máy xây dựng thành phố Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa với diện tích: 46 Tọa độ địa lý sau: Vĩ độ : 11°53'36.62" B; Kinh độ: 109°5'5.43" Đ 3.1.2 Tấm pin Sử dụng dịng cơng nghệ thị trường pin PV (i) cơng nghệ tinh thể silic đơn tinh thể Hệ số phát thải lưới điện trung bình Việt Nam 0,7695 tCO2/MWh, theo quy định Chính phủ Việt Nam [2] 2.3.3 Ước tính ức giảm phát thải NMĐMT + Phát thải nhà máy điện nối lưới: bao gồm lượng khí thải CO2 từ sản xuất điện nhà máy điện chạy nhiên liệu hóa thạch bị dịch chuyển hoạt động NMĐMT Trong phương pháp giả định tất nhà máy điện kết nối lưới có bổ sung thay NMĐMT Phát thải để tính sau: (2) BE y  EG PJ , y  EFgrid ,CM , y đó: BE y - tổng phát thải nhà máy truyền thống năm thứ y (tCO2/ năm); EG PJ , y - sản lượng điện lên lưới năm thứ Loại Công suất danh định (STC) Điện áp Pmax (Umpp) Dòng điện Pmax (Impp) Hiệu suất pin Nhiệt độ hoạt động Monocrystalline 350 Wp 38,14 V 9,18 A 17,70 % -40 ~ +85 3.1.3 Inverter Trung tâm thu gom chuỗi pin mặt trời điểm Đầu vào (DC) Dải điện áp tối ưu cơng suất Điện áp tối đa Dịng điện tối đa Đầu (AC) Công suất định mức Hiệu suất 553 525 – 900 V 1000 V(1) 2400 A 1250 kW 98,6% Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 3.2 Mô thiết kế NMĐMT Phát Phái Mức giảm thải thải rò phát thải ĐMT rỉ (Ley) (ERy) (Pey) 62.851 50.061 0 50.061 62.537 49.810 0 49.810 62.224 49.561 0 49.561 61.913 49.314 0 49.314 10 61.603 49.067 0 49.067 11 61.295 48.822 0 48.822 12 60.989 48.578 0 48.578 13 60.684 48.335 0 48.335 14 60.380 48.093 0 48.093 15 60.079 47.853 0 47.853 16 59.778 47.613 0 47.613 17 59.479 47.375 0 47.375 18 59.182 47.138 0 47.138 19 58.886 46.903 0 46.903 20 58.591 46.668 0 46.668 21 58.299 46.435 0 46.435 22 58.007 46.203 0 46.203 23 57.717 45.972 0 45.972 24 57.428 45.742 0 45.742 25 57.141 45.513 0 45.513 Tổng 1.518.087 1.209.156 0 1.209.156 Năm thứ Mô đánh giá hệ thống NMĐMT 40MWp phần mềm PVsyst Tồn thơng số mô dùng làm liệu sở đầu vào, gồm: đặc điểm địa lý khí tượng, hướng bề mặt pin, phủ bóng, cấu hình mảng pin, inverter, tổn thất Sơ đồ quỹ đạo mặt trời trích xuất từ hệ thống liệu Meteonorm (Hình 2) Hình Solar paths Cam Ranh 3.3 Kết tính tốn thơng số NMĐNT Bảng Thơng số NMĐMT 40MWp TT Các hạng mục Công suất DC/AC Điện TBN Sản lượng điện riêng Đơn vị MW 106kWh kWh/kWp Bảng Kết tính tốn trung bình tháng Hình Sản lượng điện trung bình tháng 3.4 Kết tính tốn độ giảm khí thải cho hệ thống kết nối NMĐTM Năm thứ Sản lượng điện En Phát thải sở (BEy) MWh 64.446 64.124 63.803 63.484 63.167 tCO2 51.331 51.075 50.819 50.565 50.312 Phát Phái Mức giảm thải thải rò phát thải ĐMT rỉ (Ley) (ERy) (Pey) tCO2 tCO2 tCO2 0 51.331 0 51.075 0 50.819 0 50.565 0 50.312 Phát thải sở (BEy) KẾT LUẬN Giá trị 40/35 64446 1611 Bảng Mức giảm phát thải NMĐMT Sản lượng điện En Nghiên cứu sử dụng mô PVsyst cho NMĐMT nối lưới công suất 40MWp cho kết điện lớn 60,723 GWh/ năm Từ sử dụng công cụ CDM đánh giá mức độ giảm phát thải CO2 môi trường dự án vào hoạt động thay cho công suất nhà máy điện sử dụng lương hố thạch Kết trung bình năm dự án giúp làm giảm lượng phát thải 48.366 tCO2/ năm Có thể nói NMĐMT nguồn bổ sung lượng quan trọng cho nhu cầu phát triển phụ tải liên tục nước, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường giảm nguồn phát thải CO2 thay phần công suất nhà máy điện sử dụng lượng hóa thạch truyền thống TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kandasamy CP, Prabu P, Niruba K (2013) Solar Potential Assessment Using PVSYST Software IEEE 667-672 [2] Implementation-Completion-and-ResultsReport-ICR-Document-04032018 from World bank [3] ACM002 “Grid-connected electricity generation from renewable sources” 554 ... số tỷ lệ phát thải hệ thống, đại diện bởi: a) Hệ số phát thải biên vận hành (OMThe Operating Margin): Tỷ lệ phát thải từ tất dự án phát điện hệ thống b) Hệ số phát thải biên xây dựng (BM-The Build... lượng điện riêng Đơn vị MW 106kWh kWh/kWp Bảng Kết tính tốn trung bình tháng Hình Sản lượng điện trung bình tháng 3.4 Kết tính tốn độ giảm khí thải cho hệ thống kết nối NMĐTM Năm thứ Sản lượng điện. .. y - sản lượng điện ròng N MĐMT cấp lên lưới năm thứ y + Lượng giảm phát thải xác định: (4) ER y  BE y  PE y đó: ER y - lượng giảm phát thải năm thứ y (tCO2/ năm); BE y - tổng phát thải năm