Đề tài : Nghiên cứu hệ thống mái nhà điện mặt trời kết nối lưới – lập bảng dự toán kinh phí và khả năng hoàn vốn

NOI DAU Năng lượng tái tạo, nhất là năng lượng mặt trời đang được sự quan tâm đặc biệt của thế giới trong bối #ảnh giá dầu tăng, báo hiệu sự cạn kiệt sắp tới của loại năng lượng truyền

B46 ae ae 29s fe oe oft a ae se os oft ake

KHOA CƠ- ĐIỆN ~ ĐIỆN TỬ

BAO CAO DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC:

“NGHIÊN CỨU HỆ THONG MÁI NHÀ DIEN MAT TROI

NÓI LƯỚI - LẬP BẢNG DỰ TOÁN KINH PHÍ VÀ KHA NANG|

HOAN VON KHI TRIEN KHAI UNG DUNG TAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM.”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸTHUẬT CÔNG NGHỆ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BK RRR se ok ok Ke ok

KHOA CO- DIEN - DIEN TU

BAO CAO DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC:

“NGHIEN CUU HE THONG MAI NHA DIEN MAT TROI

NÓI LƯỚI - LAP BANG DY TOAN KINH PHi VA KHA NANG|

HOAN VON KHI TRIEN KHAI UNG DUNG TAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM.”

Báo cáo đề tài NCKH Mái nhà điện mặt trời nối lưới

LO! NOI DAU

Năng lượng tái tạo, nhất là năng lượng mặt trời đang được sự quan tâm đặc biệt của thế giới trong bối #ảnh giá dầu tăng, báo hiệu sự cạn kiệt sắp tới của loại năng lượng

truyền thống này.Với những ưu điểm độc đáo của Năng lượng Mặt Trời (NLMT) là

nguồn năng lượng vô tận, vì chúng không bi mat di trong suốt quá trình sử dụng, hoặc tái

tạo ra với tốc độ rất nhanh, nên có thể thấy việc phát triển NLMT là hoàn toàn có cơ sở

thực hiện, nhất là khi Việt Nam được đánh giá là nước có tiềm năng về nắng lớn nhất

Đông Nam Á

Tuy nhiên, thực tế cho thấy sự phát triển của điện mặt trời chỉ giới hạn ở các khu

vực không có điện lưới quốc gia: như hải đảo, vùng miền núi, nông thôn xa Đặc biệt

khu vực nông thôn, miền núi là nơi có mức sống rất thấp Còn ở nội thành, trung tâm tỉnh,

thành phố, mức sống cao thì hệ thống điện mặt trời lại rất ít được sử dụng Điều này

tưởng chừng như nghịch lý, bởi lẽ kinh phí đầu tư để khai thác sử dụng những nguyên

liệu lại rất cao do công nghệ, thiết bị sản xuất đều phải nhập từ nước ngoài Ước tính giá

thành chỉ phí cho đầu tư khoảng 6USD/W điện từ nguồn năng lượng mới (mặt trời, gió)

cao gấp 6 lần giá thành đầu tư khoảng hơn 1USD/W điện theo phương thức truyền thống

(thủy điện hoặc nhiệt điện)

Vẫn biết chỉ phí đầu tư cho ngành năng lượng mới có thể cao hơn các ngành năng

lượng truyền thống, nhưng để phụ tải điện thế quốc gia, hạn chế việc thiếu hụt năng

lượng thì việc sử dụng năng lượng mặt trời vẫn cẦn thiết, đặc biệt trong những lúc cúp

điện lưới thì hệ thống điện mặt trời vẫn có thể cung cấp nguồn năng lượng điện cho ta sử

dụng Đồng thời điện mặt trời có những ưu điểm lớn như: Sạch, xanh, không gây tiếng

ổn, là nguồn năng lượng vô tận, không phải chỉ phí cho nhiên liệu, chỉ phí bảo dưỡng ít

Về lâu dài, chúng ta cần phải đây mạnh hoạt động nghiên cứu, ứng dụng nguồn

năng lượng mới, năng lượng tái tạo; từng bước hạ giá thành đầu tư, xây dựng công trình

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh

giải pháp hữu hiệu nhất nhằm hạn chế nguy cơ thiếu hụt năng lượng trong những năm tới

Do đó đề tài thực hiện “NGHIÊN CỨU HỆ THÓNG MÁI NHÀ ĐIỆN MẶT

TRỜI NÓI LƯỚI VÀ LẬP BẢNG DỤ TOÁN KINH PHÍ- KHẢ NĂNG HOÀN VỐN KHI LẮP ĐẶT TẠI TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ?” của hãng

SMA Solar Technology với công nghệ của Đức

Do đặc điểm kinh phí chỉ được giới hạn trong 10 triệu đồng mỗi đề tài, nên đề tài

được chia thành 2 đề tài con:

Dé tài ]:

- _ Tìm hiểu về tình hình phát triển điện mặt trời trên thế giới

- _ Tìm hiểu về hệ thống mái nhà mặt trời nối lưới (MNĐMTNL)

-_ Tính toán thiết kế Mái nhà điện mặt trời nối lưới tại một phòng ban ưu tiên

_ (Phong Ké hoach Tai chính) của Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ

-_ Lập bảng dự toán kinh phí Phân tích, đánh giá hiệu quả của hệ thống và khả năng hoàn vốn khi triển khai lắp đặt tại trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ

Dé tai 2:

“THIET KE VA CHE TAO MO HINH INVERTER THONG MINH TRONG

HỆ THÓNG MÁI NHÀ MẶT TRỜI NÓI LƯỚP ˆ

Nghĩa là ngoài chức năng như một Inverter thông thường là chỉ dùng để biến đổi

DC thành AC thì đề tài Thiết kế Inverter thông mỉnh còn có khả năng đảm bảo cấp năng

lượng cho tải thường xuyên, có hiệu suất cao, ít tổn hao năng lượng đê nâng cao hiệu quả

sử dụng cho hệ điện mặt trời

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh

Báo cáo đề tài NCKH Mái nhà điện mặt trời nối lưới

Chương 1: TÀI NGUYÊN NẮNG Ở VIỆT NAM

Chương 2 : TÌNH HÌNH PHÁT TRIÊN ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN THÉ GIỚI

2.1 Ưu thế của điện mặt trời Trang 5

2.2 Tỉnh hình phát triển điện mặt trời trên thế giới Trang 6

2.3 Mái nhà điện mặt trời trên thế giới, Trang 7

2.4 Tình hình phát triển điện mặt trời ở Việt Nam Trang 9

2.4.1 Nhà máy chế tạo pin mặt trời ở Việt Nam Trang 10

2.4.2 Các ứng dụng điện mặt trời V lệt Nam Trang 11

Chương 3: HE DIEN MAT TROI CO BAN

Giới thiệu chung về hệ điện mặt trời cơ bản Trang 22

3.4 Hệ thiết bị sử dụng Trang 28

Chương 4: HỆ THÓNG MÁI NHÀ MẶT TRỜI NÓI LƯỚI

4.1 Sơ đồ hệ thống mái nhà điện mặt trời nối lưới Trang 29

4.2 Lợi ích và công dụng của mái nhà mặt trời nối lưới Trang 31

4.3 Lắp đặt mái nhà điện mat trai Trang 31

4.5 Tuổi thọ của mái nhà Mặt trời Trang 32

mmmmmmm=m=mm= ` `5

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh

Báo cáo đề tài NCKH Se a RT ET Mái nhà điện mặt trời nối lưới

Chuong 5: THIET KE MNDMTNL VA LẬP BẢNG DỰ TOÁN KINH PHÍ-

KHẢ NĂNG HOAN VON KHI LAP DAT TAI TRUONG DH KY THUAT

CONG NGHE

5.2 Thiết kế hệ thống mái nhà điện mặt trời nối lưới cho Trường ĐHKTCN

5.2.1 Vị trí địa lý Trang 35

2.2.2 Xác định nhu cầu năng lượng Trang 35

5.2.3 Thông số kỹ thuật đặc trưng của modul Pin mặt trời, các thiết bị điện, hệ

5.2.5 Sơ đồ két nối Trang 41

Báo cáo đề tài NCKH ee TO Chương 1: Tài nguyên nắng ở Việt Nam

A TAI OK EATERIES HAO AT SSN ORR

CHUONG 1: TAI NGUYEN NANG O VIET NAM

1.1 _NGUON NANG LUQNG VO TAN |

Ánh sáng mặt trời là một nguồn năng lượng dồi dào Trong 36 giờ truyền xạ, mặt

trời cho chứng ta một năng lượng bằng tat cả những giếng dầu của quả đất Năng lượng

mặt trời vì vậy gần như vô tận Hơn nữa, nó không phát sinh các loại khí nhà kính

(greenhouse gas) và khí gây ô nhiễm

Mười vấn đề lớn của nhân loại trong vòng 50 năm tới đã được ghi nhận theo thứ tự

nghiêm trọng là: (1) năng lượng, (2) nước, (3) thực phẩm, (4) môi trường, (3) nghèo

đói, (6) khủng bố và chiến tranh, (7) bệnh tật, (8) giáo dục, (9) thực hiện dân chú và

(10) bùng nỗ dân số Năng lượng quả thật là mối quan tâm hàng đầu của nhiều chính phủ

trên thế giới

Nguồn năng lượng chính của nhân loại hiện nay là dầu hỏa Nó quí đến nỗi được

người ta cho một biệt hiệu là "pàng đen" Cuộc sống văn minh của nhân loại không thể

tồn tại khi thiếu vắng năng lượng

Theo thống kê, hiện nay hơn 85 % năng lượng được cung cấp từ dầu hỏa và khí

đốt Nhưng việc thu hoạch từ các giếng dầu sẽ đạt đến mức tối đa trong khoảng năm 2010

- 2015, sau đó sẽ đi xuống vì nguồn nhiên liệu sẽ cạn kiệt cùng năm tháng Người ta cũng

tiên đoán nếu dầu hỏa được tiếp tục khai thác với tốc độ hiện nay, kể từ năm 2050 lượng

dầu được sản xuất sẽ vô cùng nhỏ và không đủ cung cấp cho nhu cầu toàn thế giới Như

vậy, nguồn năng lượng nào sẽ thay thế cho "vàng đen"? Đó chính là các nguồn năng

lượng vô tận, sạch và tái sinh (renewable ©nergy) như: „ăng lượng từ mặt trời, gió, thủy

triều, nước (thủy điện), lòng đất (địa nhiệt) v Voss

Trong những nguồn năng lượng này có lẽ năng lượng mặt trời đang được lưu tâm

nhiều nhất

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 1

to space

Earths surface is heated by the sun and radiates the heat back out towards space

Hinh 1.1: Bic xa mat troi

Bức xạ mặt trời là một nguồn năng lượng khổng lồ, vĩnh cữu và không chất thải

đỗi với trái đất Nguồn năng lượng này đã đang và sẽ luôn là thành phần quan trọng duy

trì cuộc sông của chúng ta

Theo khảo sát thì Khu vực thấp nhất trên trái đắt cũng nhận được lượng bức xạ

là 2XWh/tm”⁄ ngày Xhu vực cao nhất đạt tới 7KWh/m2/ ngày

Th Ss Nguyễn Thị Ngọc Anh

Báo cáo đề tài NCKH SS ee ea ee IS Ae HS AES Ure Chương 1: Tài nguyên nắng ở Việt Nam ree

ere ee

1.2.2 Bức xa mặt trời ở Việt Nam

Bảng 1-1 và 1-2 bên dưới cho chúng ta thấy tông bức xạ trung bình ngày suốt 12

tháng tại 12 trạm điển hình phân bố đều trên lănh thô Việt Nam Con số này đã được thống

kê ghi nhận trong suốt thời gian đài (từ 3 đến 20 năm)

Hình 1.2: Biêu đồ giờ nắng của 3 vùng

Ở các tỉnh phía Nam số giờ nắng trung bình ngày khoảng 6,5h/ngày Tuy nhiên

có chênh lệch khá lớn giữa các địa phương như Cần Thơ đạt 6.9 h/ngày nhưng ở Đà Lạt

chỉ có 6,lh/ngày Cường độ tổng lượng bức xạ trung bình ngày trong 12 thang dat

khoảng 5kWh/m/ ngày Từ mùa khô chuyển sang mùa mưa, tổng lượng bức xạ trung

bình giảm khoảng 20%

Ở các tỉnh phía Bắc, số giờ nắng trung bình chỉ đạt 4,1h/ngày và cường độ bức

xạ trung bình khoảng 4kWh/mˆ/ngày

Như vậy, nhìn một cách khái quát lượng bức xạ mặt trời ở các tỉnh phía Bắc giảm

20% so với ở các tỉnh miền Trung và miền Nam Nếu xem xét cụ thể ở một số tỉnh thì sự

chênh lệch này càng lớn có thể lên đến 50%

Điều quan trọng hơn cả là ở các tỉnh phía Bắc, lượng bức xạ mặt trời không phân

bố đều quanh năm Vào mùa đông, mùa xuân mưa phùn kéo dài hàng chục ngày liên tục

và nguồn bức xạ mặt trời dường như không đáng kẻ chỉ còn khoảng 1- 2KWh/m/ngày

Điều này không xảy ra đối với các tỉnh phía Nam, do có mặt trời chiếu rọi quanh

năm, ôn định cả về mùa mưa, đo đó việc sử dụng năng lượng mặt trời ở các tinh phía

Nam- Việt Nam sẽ mang lại một hiệu quả kinh tế khá lớn

Th S Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 4

Báo cáo đề tài NCKH Chương 2: Tình hình phát triển điện mặt trời

CHUONG 2: TINH HINH PHAT TRIEN DIEN MAT TROI

2.1 UU THE CUA DIEN MAT TROL:

Có thể nói Điện mặt trời (ĐMT) là loại năng lượng nhiều ưu thế ngày càng thu hút

Sự quan fâm của con người Từ những đặc tính siêu sạch, vô tận, tự hành én định lắp đặt

tại chỗ, tùy công suất sử dụng đã làm cho ĐMT trở nên tiện dụng và có sức cạnh tranh

Nếu bỏ qua yếu tố “có sẵn” ở các mạng điện thành phó, tại những vùng xa vùng có chưa

sẵn lưới điện và đặc biệt ở khu vực địa hình phức tạp, trên núi hiểm trở, lênh đênh giữa

biển khơi thì ĐMT là một dạng năng lượng hoàn toàn có sức thuyết phục

Yếu tố môi trường của ĐMT không chỉ dùng ở góc độ sạch đơn thuần, không gây

ra chất thải mà còn ở sự yên tĩnh, không gây bắt cứ sự ồn ào nào làm phiền toái người sử

dụng Một điều hiển nhiên khác là sự trường tồn vĩnh viễn của ĐMT bởi một khi nó mắt

đi, cũng đồng nghĩa với sự hủy diệt của hành tỉnh

Yếu tố tự hành của ĐMT ngày càng phù hợp với xu thế phát triển mới của khoa

học công nghệ hiện đại Bằng khả năng tự hành, nguồn DMT giúp các nhà khoa học thiết

kế một thế hệ thiết bị “thông minh” làm việc tự hành không cần sự bận tâm của con

người Khả năng dành cho ĐMT một ưu thế tuyệt đối trên những công trình dài chuyển

tiếp viễn thông, vệ tỉnh viễn thông, các phao neon, hải đăng biển, máy bay do thám

Ở một góc độ khác, có thể nhìn nhận ĐMT như một yếu tố quyết định cho công

nghệ thông tin viễn thông toàn cầu, gián tiếp thúc đẩy sự phát triển vượt bậc của xã hội

loài người

Điện mặt trời không phụ thuộc vào mạng chung nên có khả năng thiết kế lắp đặt tại

chỗ theo nhu cầu của người sử dụng Thậm chí khi nhu cầu gia tăng, ta có thể dễ dàng

tăng công suất giàn panô PMT để đáp ứng một cách hiệu quả và không lãng phí

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 5

2.2 TINH HiNH PHAT TRIEN ĐIỆN MAT TROL TREN THE GIGI:

Có thể nói sự phát triển Điện Mặt Trời gắn liền với sự phát triển kỹ thuật và công

nghệ chế tạo pin Mặt Trời

Cho đến nay nhìn chung Pin Mặt Trời được chế tạo từ 5 nhóm vật liệu chính là:

Tinh thé Silic (Si): Cadmium Telluride (Cd Te), Copper indium diselenide (Cis) va vat

liệu bán dẫn AIBV rất đắt tiền nhưng điện suất cao nhất thường chỉ được sử dụng trong

mục đích hàng không vũ trụ và quân sự

Vật liệu thông dụng nhất và đang được sản xuất công nghiệp hiện nay trên thế giới

chủ yếu là vật liệu Silic vô định hình, được các nhà công nghiệp trên toàn thế giới không

ngừng nâng cao và cải thiện

Có thể nói-thị trường Pin Mặt Trời thế giới có sự phát triển khá nhanh chóng,

nhất là trong vòng 15 năm qua, ĐMT có tốc độ tăng trưởng trung bình mỗi năm khoảng

25%

- Riêng trong năm 2004, tổng công suất lắp đặt pin mặt trời toàn cấu đạt 927MW,

gap đôi so với năm 2003 (574MW) và gấp 45 lần so với 20 năm trước (năm 1984 chỉ

khoảng 20MW), ĐMT trở thành ngành công nghiệp phát triển nhanh trên thế giới

- Từ năm 2004-2008 sản lượng toàn cầu hằng năm tăng khoảng 6 lần, đạt tổng

công suất 16,9 GW Sản phẩm năm 2008 tăng 90 lần so với năm 2007

Thị trường ĐMT càng phát triển mạnh mẽ sau khi có sự xuất hiện của các “Mái nhà

điện mặt trời (MNĐMT/ Tòa nhà điện mặt trời” (Building Integrated Photovoltaie —

BIPV)

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 6

2.3 MÁI NHÀ ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN THÉ GIỚI :

MNĐMT là một mô hình khá hấp dẫn đối với con người tại các nước tiên tiến trên

thế giới Với ưu điểm chủ động cấp điện tại chỗ, không ồn ào, không ô nhiễm, tính an

toàn cao, Nhà Mặt Trời đang là model và là nguồn năng lượng lý tưởng để thực hiện

chính sách đảm bảo an ninh năng lượng trên thế giới

Hình 2.1a: Nhà mặt trời ở Châu Âu Hình2 ï b: MNĐMT ở sân vận động Cao Hùng

Nhà Mặt Trời được con người mơ tới từ rất sớm Mặc dù nó đã từng được thiết kế từ

những năm 1920 nhưng chỉ mới thực hiện vào những năm đầu tiên trong thập niên 1970 _

1980

Các “Mái nhà điện mặt trời/ Tòa nhà điện mặt trời” với số lượng ngày cang gia tang

dang ké nhu:

- Cộng đồng Châu Âu gồm 600.000 Mái Nhà Điện Mặt Trời nối lưới (MNĐMTNL)

với CHLB Đức chiếm hơn 200.000 MNĐMTNI, và được chính phủ Đức trợ giá lên đến

- Tại Pháp, chương trình “Nhà Mặt Trời — Nhà của thời nay” đã được khởi xướng từ

năm 1988 bởi “Ủy ban hoạt động và phát triển Năng lượng Mặt Trời” 74 ngôi nhà Mặt

Trời đã xây dựng ngay năm 1989 và tới nay số lượng lên đến hàng nghìn căn

- Mỹ vẫn luôn là nước đầu tiên trong công nghệ Điện Mặt Trời Vào tháng 6 năm

1997, tổng thống Mỹ Bi Clinton đã khởi động một chương trình của tổng thống

1.000.000 Mái nhà Mặt Trời tại Mỹ

Song song với Nhà Mặt Trời, từ đầu thập niên 1980 đã bắt đầu xu hướng phát triển

các Tòa nhà Mặt Trời ở các nước công nghiệp

- Khu trung tâm thương mại hội chợ Munic 1016 kWpPMT

- Khu Làng Thế vận hội Sydney 2000 ~ Uc sẽ là một khu phức hợp sử dụng Điện

Mặt Trời lớn nhất thế giới với 665 căn Nhà Mặt Trời chào đón thế vận hội đầu tiên

của thế kỷ 21

Bảng sau cho thấy tham vọng của chương trình mái nhà mặt trời trên toàn thể giới

Bảng 2-1 Chương trình mái nhà mặt trời trên toàn thế giới

Tỉ lệ ĐMT nỗi lưới nói chung chiếm 95% công suất lắp đặt ĐMT ở các nước

phát triển, cho thấy sự phát triển chóng mặt của công nghệ điện mặt trời nối lưới

=

Th.s Nguyén Thi Ngoc Anh _ Trang 8

Báo cáo đề tài NCKH Chương 2: Tình hình phát triển điện mặt trời

2.4 TINH HiNH PHAT TRIEN ĐIỆN MẶT TRỜI Ở VIET NAM

Nhìn chung thị trường về điện mặt trời Việt Nam chỉ mới hé cửa trong thời gian

gần đây Do dời sống và thu nhập của người dân còn thấp nên điện mặt trời còn là món

hàng xa xỉ đối với khả năng của họ Tuy nhiên sau gần 3 năm khai phá và mở thị trường

thì nhu cầu và khách hàng điện mặt trời đã tăng nhanh rõ rệt, bước đầu người dân đã thấy

được tính hiệu quả của điện mặt trời Điện mặt trời cũng phát triển tốt trong lĩnh vực giao

thông đường thủy cũng như lĩnh vực viễn thông và liên lạc Để có thể phát triển điện mặt

trời cần giải quyết 2 yếu tố: “dùng cho cái gì và dùng ở đâu?”

Nguén tai nguyén nang & cac tinh phia Nam 5KWh/ngay la dong luc can ban

thúc đây sự phát triển của điện mặt trời

Đất nước Việt Nam rất dài, rất nhiều vùng hẻo lánh, vùng núi cao và hải đảo là

những vùng địa lí lí trởng cho sử dụng năng lượng một trời một cách hiệu quả và kinh

tế Với những ưu điểm siêu sạch, không chất thải, vĩnh cửu, cấp điện tại chỗ điện mặt

trời sẽ chiếm lĩnh được thị trường trong tương lai khi mà giá thành giảm xuống từ 1-

2USD/Wp nhờ các công nghệ mới

Dù rất chậm chạp nhưng chúng ta cũng bắt đầu khai thác điện mặt trời khá hiệu

quả Nhiều mô hình của chúng ta đã được quốc tế quan tâm và đánh giá khá cao Hiện nay

với chính sách mở cửa nhân dân sẽ ăn nên làm ra, có nhu cầu cao hơn, chắc chắn sẽ mở

rộng cửa đề đón chào và thực hiện giấc mơ “Điện mặt trời”

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 9

2.4.1 NHA MAY CHE TAO PIN MAT TROI O VN

Ngay từ năm 1975 PMT là đề tài nghiên cứu quốc gia Phong quang điện, Trung

tâm nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời, Viện Khoa học Việt Nam tại HCM, Công

nghệ chế tạo PMT chủ yếu là công nghệ khuếch tán với loại PMT màng mỏng và công

nghệ Sputtering với loại PMT Silic vô định hình

Gần đây nhất nhà máy sản xuất pin mặt trời đầu tiên ở Việt Nam đã được khánh

thành sáng 27/4/2009 tại huyện Đức hòa tỉnh Long An

Hình 2.2: Mô hình nhà máy sản xuất pin mat trời Thay vì phải nhập từ nước ngoài, từ nay những tắm pin mặt trời có tuổi thọ trung

bình 30 năm sẽ chính thức được sản xuất trong nước bởi nhà máy sản xuất pin sử dụng

năng lượng mặt trời đầu tiên tại VN Pin năng lượng mặt trời sẽ rẻ nhờ sản xuất trong

nước

Dự tính, 40% sản phẩm của nhà máy sẽ dành cho thị trường nội địa và 60% sản

xuất sang khu vực Châu Âu, Châu Mỹ Theo nhiều chuyên gia đánh giá, đây chính là

công trình tiên phong trong công nghệ năng lượng, đặt nền táng cho công nghệ pin mặt

trời ở Việt Nam

2.4.2 CAC UNG DUNG DIEN MAT TROI Ở VIỆT NAM

2.4.2.1 Điện mặt trời điện khí hoá nông thôn:

DMT gia n ấp Bầu Teng xã Bình Phước Hệ ĐMT gia đình ấp Huyện Cần Giờ Tp.HCM Tân Quan

Hình 2.3 : Các hệ điện mặt trời gia đình

ĐMT gia đình bat dau được ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam từ năm 1989, phục vụ

thắp sáng và sinh hoạt văn hoá tại một số vùng nông thôn xa lưới điện Cho đến nay, đã

có hơn 3.000 hộ dân vùng sâu, vùng xa được điện khí hoá bằng hệ ĐMT gia đình, 8.500

hộ sử dụng ĐMT qua các trạm sac ắc quy và hàng trăm làng, nhà văn hoá, trạm thu vệ

tinh, viễn thông ĐMT ra đời

Hình 2.4: Mạng điện mặt tại Nhà sinh hoạt cộng đồng buôn Chăm

Công cuộc điện khí hoá nông thôn Việt Nam là một thách thức to lớn với ngành

điện về cá nguồn tài chính lẫn công nghệ kỹ thuật

Theo con số thống kê mới nhất cho biết rằng cả nước có tới 11 triệu hộ nông dân

đang sống trên lãnh thổ Việt Nam, song chỉ mới trên 6 triệu hộ được cung cấp điện lưới

Con số 4 triệu hộ còn lại đang được điện lực Việt Nam tích cực kết nối vào mạng

điện quốc gia nhưng với một tốc độ ngày càng chậm chạp Điều rất dễ hiểu là càng ngày

số hộ đân còn lại càng cách xa lưới điện quốc gia và càng ở vào các vị trí rất hẻo lánh

cách trở khiến cho ngành điện không thê có giải pháp đạt hiệu quả hiệu quả kinh đoanh

mong muốn

Bên cạnh đó là hàng chục ngàn đảo lớn nhỏ, chạy dọc 3000km bờ biển Việt Nam

và các cù lao đồng bằng sông Mê Kông chẳng chịt sông ngòi vẫn đang trong cơn “khát

An”?

điện” Rất nhiều buôn làng vùng Tây Nguyên, vùng biên giới Việt — Lào, Việt —

Campuchia, Việt — Trung vẫn khắc khoải chờ “dòng điện” như tổ tiên mình từ hàng ngàn

năm trước Những buôn, làng có qui mô dưới 100 hộ dân nhìn chung đều chưa có tên

trong qui hoạch phát triển đường và lưới điện trước 2020

Báo cáo đề tài NCKH SS ee errs a a HH HH 2H tt 3 YEN:BÁ,TH-VGUĐEE-)S2DUNUUG-Sh2E2ECE-PUUX-EDEE9-9E-727ESOMSDESE-HHE Chương 2: Tình hình phát triển điện mặt trời NHEnhgtgnnttunnnnnngognunnnssgns.syussnnssstssossnnses

Các con số biết nói đang bộc bạch một thực trạng “đói” điện trầm trọng ở các vùng

nông thôn hẻo lánh

Điện khí hoá nông thôn bằng điện mặt trời đã được triển khai rộng rãi trên thế giới

và đặc biệt là các nước trong khu vực Châu Á Châu Phi cũng như các vùng Châu Mỹ

Latin Riêng ở Châu Á, trong khoảng 5 năm trở lại đây đã có những bước tiến rất dài Ở

Nêpal, nếu như năm 1990 mới chỉ có!500 hộ dân có ĐMT và con số đó đã được tăng tới

50000 hộ vào năm 2005 Bangladesh là một ví dụ sinh động khác cho việc triển khai

DMT ở nông thôn với con số lắp đặt đầy ấn tượng: 800 hệ DMT/thang cua céng ty

Grameen Shaki dat téi téng sé khoảng 20000 hộ dân sử dụng ĐMT trên toàn quốc Ở

Mông Cổ trong tông số 340 làng du mục, còn tới trên 140 làng chưa có điện và nhà nước

sẽ khởi động “Chương trình điện khí hoá” toàn bộ số làng du mục này bằng điện mặt trời

với sự hỗ trợ của Nhật Bản vào năm 2006 Ngay cả hai nước láng giềng là CHDCND Lào

và Vương quốc Camphuchia cũng đang nỗ lực sử dụng ĐMT để điện khí hoá nông thôn

Vương quốc Thái Lan lại có những tham vọng riêng của người đứng đầu khối

Asian vé DMT với tổng công suất PMT đạt khoảng 6,5MWp (gấp hơn 6 lần Việt Nam)

vào thời điểm năm 2003 Tuy nhiên kế hoạch vươn tới của Thái Lan trong tương lai là

hoàn tất điện khí hoá nông thôn với sự hỗ trợ của ĐMT cho 50000 hộ dân Thái Lan đang

nhắm tới con số 30MWp công suất PMT trước năm 2010

Trong bối cảnh cả khu vực và toàn thế giới nỗ lực vượt bậc đưa ĐMT vào cuộc

sống, để hoà nhập với cộng đồng quốc tế và khai thác triệt để nguồn năng lượng “trời

ban”, không còn cách nào khác Việt Nam phải vào cuộc Những bước tiến đầu của chính

phủ Việt Nam bằng việc đang dự thảo luật Năng lượng trình Quốc hội và dự thảo chính

sách năng lượng mới quốc gia năm 2004 trong đó khẳng định đến vai trò của NLM vì sự

phát triển bền vững, bảo vệ môi trường Nói cách khác đó chính là vai trò của điện từ các

nguồn năng lượng mới trong đó có DMT Hy vọng rằng với sự hỗ trợ của chính phủ với

những công nghệ tiên tiến đã và đang phát triển ở Việt Nam, ĐMT sẽ có viễn cảnh tốt đẹp

trong tương lai tương xứng với tầm vóc, tiềm năng và lợi ích của nó rong sự phát triển

của một nước Việt Nam vững mạnh

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 13

gia Thông tin viễn thông qua vệ tỉnh các trạm Viba, rồi mạng cáp quang, điện thoại đi

động, mạng Internet đã liên kết toàn thế giới, toàn nhân loại như các nhà kinh doanh dịch

vụ vẫn thường quảng cáo “Thế giới trong tầm tay bạn” Tuy nhiên để đạt được sự kỳ diệu

đó, ĐMT là một giải pháp quyết định ĐMT cấp nguồn trên các vệ tỉnh, các Tram Viba

trên các đỉnh núi vv Những vị trí nằm ngoài “tầm tay” của điện lưới quốc gia

Ở Việt Nam ĐMT đã phục vụ thông tin liên lạc viễn thông từ rất sớm Mở đầu là

các trạm viba trên trục cáp quang truyền thông quốc gia Bắc Nam từ những năm đầu của

thập kỷ1990 — 2000 Những trạm tiếp sóng viba Tân Minh, Lương Sơn, Đại Lãnh, Đèo

Cả đều nằm ở các vị trí cách trở không thể nối với điện lưới quốc gia Lác đác còn có một

số trạm viba Đèo Cả nằm trên núi cao hoàn toàn không có khả năng cung cấp bằng điện

lưới, ĐMT là giải pháp duy nhất đã được lựa chọn và đã phát huy hiệu quả đảm bảo cho

việc thông tuyến trục viễn thông cáp quang quốc gia Sau khi các Trạm này được hoàn tắt,

mạng điện mặt trời phục vụ bưu chính viễn thông đã phát triển rộng khắp và góp phần mở

rộng mạng viễn thông Việt Nam xuống cấp huyện, xã nhanh chóng chiếm lĩnh hơn 50%

tổng công suất PMT ở Việt Nam

Bên cạnh cac trạm tiếp sóng viba, các trạm thu phát vệ tỉnh ĐMT là trợ thủ đắc lực

cho thông tin viễn thông phục vụ an ninh quốc phòng Hàng loạt các trung tâm thu phát

vệ tính ĐMT ở Trường Sa, Côn Đảo viba Đèo Cả và nhiều nơi khác đã được triển

Th.s Nguyén Thi Ngoc Anh Trang 14

2.4.2.3 Điện mặt trời phục vụ các nhu cầu đặc biệt

a) Đèn báo hàng hải — đường thủy- đường bộ dùng ĐMT

Mình 2.534: Đèn báo hàng hải dùng NLMT Mình 2.5b: Đèn giao thông dùng NL MT

Đèn báo giao thông, đường thuỷ, những ngọn hải đăng nơi đầu sóng ngọn gió là

một trong những dạng như thế Với chiều dài 3000km bờ biển và hệ thống sông ngòi

chẳng chịt từ Bắc vào Nam, mạng đèn báo hàng hải và đường thuỷ cần tới hàng triệu đơn

vị phao tiêu, biển báo Môi trường biển với hơi nước, muối mặn là những thách thức kỹ

thuật không nhỏ cho sự hoạt động hiệu quả và ổn định của hệ thống Các hệ thống đèn

báo ĐMT hoạt động “tự hành” rất thuận tiện Khi hoàng hôn xuống, tín hiệu PMT sẽ điều

khiến bật đèn chớp hoạt động và sẽ tự động tắt khi bình minh 16 sáng Đèn được thiết kế

chớp đơn hoặc chớp đôi đáp ứng mọi yêu câu của đèn báo hiệu an toàn trên sông, biển

Báo cáo đề tai NCKH Chương 2: Tình hình phát triển điện mặt trời

f) Đèn công cộng tự hành ĐMT:

oa 7 x a

'2-6g: Đèn chiếu sáng công cộng tại công viên 23-9 Hình 2-6b: Đèn chiếu sáng thiết kế cho Suối Tiên

Đây là một ứng dụng hiệu quả cung cấp ánh sáng công cộng nhờ khả năng hoạt

động tự hành của đèn Tuỳ theo lượng ánh sáng cần thiết mà người ta có thê thiết kế đèn

hoạt động với 50Wp, 100Wp hoặc 200Wp PMT Tín hiệu mặt trời lúc hoàng hôn sẽ “mở

khoá” bật đèn và tuỳ theo nhu cầu sủ dụng người ta có thể lên chương trình cho đèn tự tắt

sau 3giờ, 4giờ hoặc lâu hơn Chu kỳ tắt bật đèn được tự động lập lại mỗi ngày Để nâng

cao hiệu quả về năng lượng Có nhiều loại đèn này cho các nhu cầu khác nhau và các loại

đèn này cũng đã được triển khai ở các công trình công cộng, một số nhà dân tại Tp.HCM

đặc biệt nó rất tiện dụng khi ứng dụng cho các đèn vườn, số nhà, bảng hiệu ban đêm ở

thành phó

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 16

Hình 2-7: Trạm điện mặt trời tại các đồn biên phòng

Than lửa thiêu rụi hơn 2/3 Rừng U Minh Thượng là một thảm họa sinh thái thé ky

vùng châu thổ sông Mê Kông của Việt Nam Tài nguyên “Rừng vàng” từ bao đời bỗng

chốc trở thành đống tro tàn đã là bức thông điệp đắt giá nhất cho chúng ta về môi trường

trong thế kỷ 20 Từ sự kiện đau lòng ấy, các nhà quản lý chợt nhận thấy sự yếu kém đến

mức khó tưởng của hệ tống thông tin liên lạc và các phương tiện tác nghiệp lạc hậu của

các Trạm kiểm và đồn biên phòng nằm giữa rừng sâu

Những chốt bảo vệ rừng và các đồn biên phòng luôn nằm ở những nơi “rừng

thiêng nước độc” khó đến, khó nghe và khó thấy nhất Đến với họ đi mắt 5 — 7 tiếng đồng

hồ là chuyện hi hữu, thường cứ phải tính bằng ngày và còn bao nhiêu khó khăn khác luôn

rình rập, trực chờ Hoàn cảnh chung những người lính biên phòng và gác rừng Việt Nam

vẫn như những ““Tazan và Robinson” thời hiện đại Họ vẫn thiếu thốn đủ thứ Không Tivi,

không ánh sáng và thật buồn thông tin liên lạc kiểu “truyền tin” thời thượng cỗ vẫn còn

tồn tại với họ Và tất nhiên .là họ không có cả điện Không phải nhà nước chưa quan

tâm để đưa bộ đàm, điện thoại đi động hay các phương tiện hiện đại khác về cho họ

Điểm cốt yếu vẫn nguồn điện Lật qua bản đồ qui hoạch điện Việt Nam, phần lớn họ

Trang 17

Th.s Nguyễn Thị NgọcAnh —

Báo cáo đề tài NCKH Chương 2: Tình hình phát triển điện mặt trời

không có tên và như vậy giải pháp điện lưới cho các Trạm bảo vệ rừng các chốt biên

phòng gần như vô vọng Song ĐMT đã, đang và sẽ là giải pháp “cứu cánh” cho đối tượng

đặc biệt này Chỉ cần 100Wp — 300Wp PMT, cac chét bién phong tram kiểm lâm bảo vệ

rừng đã được trang bị những tiện nghỉ tối thiểu như: ánh sáng, thông tin liên lạc bằng bộ

đàm Thông tin liên lạc là yêu câu quan trọng và ưu tiên hàng đầu của công việc này

Stt | Nhu cau str dung Chot kiém lam Trạm kiểm lâm

1 Thong tin lién lac Bo dam Điện thoại di động

2 Ánh sáng Đèn TKNL Bộ đàm

Bang 2.1 Nhu cau của các đôn biên phòng, trạm kiêm lâm

Các Trạm kiểm lâm, chốt biên phòng ĐMT luôn thiết kế ưu tiên 24/24h cho nguồn

bộ đàm Ngoài ra ở các trạm có công suất PMT lớn có khả năng cung cấp điện cho các

loại điện thoại vô tuyến, điện thoại di động kể cả các chảo thu phát vệ tinh Nhu cầu cần

cho lực lượng biên phòng và bảo vệ rừng được ghi nhận trên bảng 2.1

Công nghệ ĐMT tô hợp ĐMT/Diesel thường được áp dụng cho các Trạm kiểm

lâm, đồn biên phòng có qui mô vừa và lớn

Hiện nay các đồn biên phòng, Trạm kiểm lâm, ĐMT đã được gắn với thông tin

viễn thông qua vệ tỉnh và kết nối Internet ĐMT không chỉ phục vụ tác nghiệp cho các

kiểm lâm viên, các chiến sĩ biên phòng mà còn thay đổi chất lượng cuộc sống của họ bằng

các chương trình giải trí lý thú, các chương trình đào tạo từ xa nhờ công nghệ thông tin

Điển hình là chương trình chung tay thấp sáng nhà giàn DK |, tại các thềm lục địa

bằng hệ thống pin năng lượng mặt trời do bạn đọc báo Tuổi Trẻ tài trợ vào tháng 5 năm

2010

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 18

- Tại một số khu vực miền Nam đã ứng dụng các dàn PMT phục vụ thắp sáng và sinh

hoạt văn hoá tại một số vùng nông thôn xa lưới điện Các trạm điện mặt trời có công

suất từ 500 - 1.000Wp được lắp đặt ở trung tâm xã, nạp điện vào ắc qui cho các hộ gia

đình sử dụng

- Các dàn PMT có công suất từ 250 - 500Wp phục vụ thắp sáng cho các bệnh viện,

trạm xá và các cụm văn hoá xã Đến nay có khoảng 800 - 1.000 đàn PMT đã được lắp

đặt và sử dụng cho các hộ gia đình, công suất mỗi dan tir 22,5 - 70Wp

- Khu vực miền Trung có bức xạ mặt trời khá tốt và số giờ nắng cao, rất thích hợp cho

việc ứng dụng PMT Hiện tại ở khu vực miền Trung có hai dự án lai ghép với PMT có

công suất lớn nhất Việt Nam, đó là: Dự án phát điện ghép giữa PMT và thuỷ điện nhỏ,

Báo cáo đề tài NCKH rere eee RR ee YT Tn ACUI eR TREL SL Chương 2: Tình hình phát triển điện mặt trời rư nn 6 n6 yarnnnnnyannnnnnnnnunnnnnnnnnnnnnnnn:

công suất 125 kW được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, trong đó

công suất của hệ thống PMT là 100 kWp (kilowatt peak) và của thuỷ điện là 25 kW Dự

án được đưa vào vận hành từ cuối năm 1999, cung cấp điện cho 5 lang Hé thong dién

do Điện lực Mang Yang quản lý và vận hành;

- Dự án phát điện lai ghép giữa PMT và động cơ gió phát điện với công suất là 9 kW,

trong đó PMT là 7 kW Dự án trên được lắp đặt tại làng Kongu 2, huyện Đak Hà, tỉnh

Kon Tum, do Viện Năng lượng thực hiện Công trình đã được đưa vào sử dụng từ tháng

11/2000, cung cấp điện cho một bản người dân tộc thiểu số với 42 hộ gia đình Hệ thống

điện do Sở Công Thương tỉnh quản lý và vận hành;

- Các dàn pin đã lắp đặt ứng dụng tại các tỉnh Gia Lai, Quảng Nam, Bình Định, Quảng

Ngãi và Khánh Hoà, hộ gia đình công suất từ 40 - 50 Wp Các dàn đã lắp đặt ứng dụng

cho các trung tâm cụm xã và các trạm y tế xã có công suất từ 200 - 800 Wp Hệ thống

điện sử dụng chủ yếu để thắp và truyền thông; đối tượng phục vụ là người dân, do dân

quản lý và vận hành

- Ở khu vực phía Bắc, việc ứng dụng các dàn PMT phát triển với tốc độ khá nhanh,

phục vụ các hộ gia đình ở các vùng núi cao, hải đảo và cho các trạm biên phòng Công

suất của dàn pin dùng cho hộ gia đình từ 40 - 75 Wp Các dàn đùng cho các trạm biên

phòng, nơi hải đảo có công suất từ 165 - 300 Wp Các dàn dùng cho trạm xá và các cụm

văn hoá thôn, xã là 165 - 525 Wp

- Tại Quảng Ninh có hai dự án PMT từ vốn ngân sách là: Dự án PMT cho đơn vị bộ

đội tại các đáo vùng Đông Bắc Tổng công suất lắp đặt khoảng 20 kWp Dự án trên do

Viện Năng lượng và Trung tâm Năng lượng mới Trường đại học Bách khoa Hà Nội

thực hiện Hệ thống điện sử dụng chủ yếu để thắp sáng và truyền thông, đối tượng phục

vụ là bộ đội, do đơn vị quản lý và vận hành;

- Dự án PMT cho các cơ quan hành chính và một số hộ dân của huyện đảo Cô Tô

Tổng công suất lắp đặt là 15 kWp Dự án trên do Viện Năng lượng thực hiện Công

trình đã vận hành từ tháng 12/2001 Công ty BP Solar của Úc đã tài trợ một dự án PMT

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 20

có công suất là 6.120 Wp phục vụ cho trạm xá, trụ sở xã, trường học và khoảng 10 hộ

gia đình Dự án trên được lắp đặt tại xã Sĩ Hai, huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng

- Dự án "Ưng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa" tại xã Ái Quốc, tỉnh

Lạng Sơn đã hoàn thành vào tháng 11/2002 Tổng công suất dự án là 3.000 Wp, cung

cấp điện cho trung tâm xã và trạm truyền hình, chủ yếu đề thắp sáng và truyền thông:

đối tượng phục vụ là người dân, do dân quản lý và vận hành

2.4.2.5 Mái nhà Điện mặt trời nối lưới ở VN:

Vào tháng 5 năm 2005, mái nhà điện mặt trời nối lưới bắt đầu xuất hiện ở Việt

Nam tại nhà riêng ở Villa quận Tân Bình với công suất 2KWp

Tại Trung tâm hội nghị quốc gia Việt Nam có hệ thống pin mặt trời hòa vào mạng

điện chung với tổng công suất 154 kWp được xây dựng với quy mô công nghiệp ở

(vào tháng 11/2005)

Trạm pin mặt trời nối lưới Viện Năng lượng công suất 1.080Wp bao gồm 8

môđun

Trạm PMT nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công Thương, 54 Hai Bà

Trưng, Quận Hoàn Kiếm, Hà Nội có công suất lắp đặt 2.700 Wp;

Hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió đầu tiên được lắp đặt

thành công tại Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc Hai cột đèn trị giá 8.000

USD, do Công ty cỗ phần tập đoàn quốc tế Kim Dinh lắp đặt

Tóm lại: Ở VN chủ yếu chỉ dùng pin mặt trời cho các vùng chưa có hệ thông

điện lưới, các mái nhà điện mặt trời nỗi lưới ở Việt Nam chỉ được đêm trên đầu ngón

vw ` A sa cA ; re x tw AX? Aa + rie ` aA A a A

tay Chính vì vậy việc nghiên cứu mái nhà mặt trời nối lưới dang là một vần dé can

quan tâm thực hiện

{881366

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 21

Báo cáo đề tài NCKH ee CE RS Chương 3: Hệ điện mặt trời cơ bản

CHƯƠNG II: HỆ ĐIỆN MAT TROI CO BAN

Để có thể triển khai các ứng dụng sử dụng điện mặt trời, nâng cao được hiệu quả

sử dụng, tuổi thọ và chất lượng hệ điện mặt trời, ta cần tìm hiểu cấu trúc và hoạt động của

hệ điện mặt trời cơ bản

GIỚI THIỆU CHUNG

Một hệ điện mặt trời cơ bản bao gồm các thành phần sau:

Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ điện mặt trời cơ bản

e© _ Modul Pin mặt trời + cấu trúc cơ khí

© Hệ điều khiển

e Hé accu tén trữ

© Hé thiét bj sử dung

Co hai dạng chính của Hệ Điện mặt trời:

- Hệ biệt lập (Stand alone)

- Hệ nối vào mang (grid — connected)

Ở chương này ta đề cập đến hệ Điện mặt trời biệt lập, là loại hình phổ biến nhất

được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới

Th.s Nguyễn Thị Ngọc Anh Trang 22