Hệ thống điện mặt trời độc lập Off-grid Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập là một trong ba loại điện mặt trời được phù hợp sử dụng cho những vị trí ở xa nguồn điện mạng lưới quốc
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Điện năng ngày càng trở nên quan trọng trong cuộc sống con người nhờ vào những ưu điểm vượt trội như khả năng chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác, dễ dàng truyền tải và hiệu suất cao Hiện nay, điện năng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến dịch vụ và sinh hoạt hàng ngày Không một quốc gia nào trên thế giới không sản xuất và tiêu thụ điện năng, và trong tương lai, nhu cầu về nguồn năng lượng này sẽ tiếp tục gia tăng.
Với lộ trình được đề ra thì nhu cầu tiêu thụ năng lượng thông thường dự kiến đến năm 2050 sẽ là:
Hình 1 1.Nhu cầu tiêu thụ năng lượng thông thường dự kiến của 139 quốc gia
Hiện nay, các dự án điện năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng tại Việt Nam, nhưng cần có giải pháp để tránh gây áp lực lên lưới điện quốc gia và các nhà đầu tư Công nghệ điện mặt trời là một nền tảng quan trọng cần được áp dụng rộng rãi để giảm bớt gánh nặng cho lưới điện Tuy nhiên, việc kiểm soát các dự án điện mặt trời áp mái cho hộ gia đình đang khiến các nhà đầu tư lo ngại.
Trên cơ sở đó, nhóm đã chọn thực hiện đề tài: “ Thiết kế hệ thống pin mặt trời cho khu căn hộ ”.
Mục tiêu đề tài
Thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời hoà lưới cho khu căn hộ.
Nội dung đề tài
Đồ án gồm các nội dung chính như sau:
- Tổng quan về năng lượng mặt trời: nguyên lí hoạt động, cấu trúc các loại hệ thống điện mặt trời, tiềm năng và ứng dụng
- Thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời hoà lưới cho khu căn hộ.
Đối tượng nghiên cứu, ý nghĩa đề tài
Phần mềm HelioScope và thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời cho khu căn hộ
Đề tài sử dụng phần mềm HelioScope để thiết kế và tính toán chi phí hoàn vốn của dự án, đồng thời đánh giá tính khả thi, nhằm nâng cao sự cần thiết trong việc sử dụng năng lượng xanh.
Phần mềm HelioScope đã được áp dụng thành công để tự động hóa quá trình thiết kế dự án năng lượng mặt trời cho khu căn hộ, mang lại sự dễ dàng và hiệu quả trong việc triển khai các giải pháp năng lượng bền vững.
Bố cục đồ án
Đồ án gồm 6 chương với bố cục như sau:
- Chương II: Tổng quan về năng lượng mặt trời
- Chương III: Cấu trúc trong hệ thống điện mặt trời hoà lưới
- Chương IV: Giới thiệu phần mềm HelioScope
- Chương V: Thiết kế một hệ thống điện mặt trời hoà lưới cho khu căn hộ
- Chương VI: Kết luận và hướng phát triển.
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Tổng quan về điện mặt trời
1.1 Điện mặt trời là gì Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện sạch, sử dụng tế bào quang điện để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện dưa trên cơ chế hiệu ứng quang điện trong vật lý Đây là nguồn năng lượng tái tạo vô cùng sạch, đáng tin cậy và mang lại nhiều giá trị cho con người Việc khai thác thành công nguồn năng lượng mặt trời không những không ảnh hưởng đến môi trường mà còn mang lại vô vàn nhiều lợi ích khác
Pin mặt trời chủ yếu được cấu tạo từ silic tinh khiết, trên bề mặt có nhiều cảm biến ánh sáng (điot quang) giúp chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng Các tế bào quang điện được bảo vệ bởi một tấm kính trong suốt ở phía trước và vật liệu nhựa ở phía sau Toàn bộ cấu trúc này được đóng gói chân không qua lớp nhựa polymer trong suốt.
Pin mặt trời được chế tạo từ ba loại vật liệu silic: silic đơn tinh thể, silic đa tinh thể và màng mỏng Mỗi loại vật liệu này có hiệu suất khác nhau, dao động từ 15% đến 20%, phù hợp với khả năng tài chính và mục đích lắp đặt của người dùng Bảng 2.1 dưới đây trình bày chi tiết các ưu và nhược điểm của từng loại vật liệu.
Bảng 2 1 Ưu nhược điểm các loại pin mặt trời
Loại vật liệu Ưu điểm Nhược điểm
Mono Hiệu suất cao Giá thành cao
Poly Hiệu suất cao, giá thành phải chăng
Hiệu suất thấp hơn Mono
Thin - film Trọng lượng nhẹ, linh hoạt Hiệu suất thấp nhất
1.2 Làm sao để tạo ra điện mặt trời
Pin mặt trời được cấu tạo từ các chất bán dẫn, chủ yếu là Silicon Các lớp bán dẫn này bao gồm lớp p-conducting có thừa lỗ và lớp n-conducting có thừa electron Khi hai lớp này được kẹp lại với nhau, electron từ lớp n sẽ di chuyển về phía lớp p để chiếm các lỗ Sự di chuyển này tạo ra một điện trường dọc theo biên giới p-n, đẩy electron sang bên kia lớp và làm cho các lỗ di chuyển sang mép bên kia của lớp p Kết quả là, các electron từ lớp n không còn khả năng vượt qua các lỗ bên lớp p nữa.
Khi nối dây dẫn giữa lớp n và lớp p, các electron từ lớp n không thể di chuyển sang lớp p do năng lượng yếu Tuy nhiên, dưới ánh sáng mặt trời, các photon tác động vào silicon, cung cấp năng lượng cho electron thoát ra khỏi nguyên tử, tạo ra electron tự do Những electron này di chuyển từ lớp n qua dây dẫn sang lớp p, nơi chúng gặp các lỗ, tạo thành dòng điện Quá trình này diễn ra liên tục khi ánh nắng mặt trời cung cấp photon, cho phép chúng ta sử dụng dòng điện liên tục.
Cấu tạo bên trong các tấm pin mặt trời được thể hiện qua Hình 2.1:
Hình 2 1 Cấu tạo bên trong của các lớp pin mặt trời
1.3 Ưu khuyết điểm về điện mặt trời
Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo
Giảm hóa đơn tiền điện Ứng dụng đa dạng
Chi phí bảo trì thấp Áp dụng công nghệ quản lý, vận hành tiến tiến, không tốn nhiều nhân công trong vận hành hệ thống
Giá thành còn khá cao
Phụ thuộc vào thời tiết
Lưu trữ điện mặt trời tốn kém
Sử dụng nhiều không gian, đặt biệt là diện tích bề mặt đất
Chất thải do phế liệu tấm pin đang là vấn đề nan giải cần được giải quyết trong tương lai.
Hệ thống điện mặt trời
Hình 2 2 Hệ thống điện mặt trời
Hệ thống điện mặt trời bao gồm (Hình 2.2):
Tấm pin năng lượng mặt trời: Nhiệm vụ của nó là hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển thành dòng điện
Biến tần (Inverter) có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều từ pin năng lượng thành dòng điện xoay chiều phục vụ cho nhu cầu sử dụng Trong khi đó, ắc quy được sử dụng để lưu trữ điện năng, giúp cung cấp điện trong các tình huống khẩn cấp hoặc khi tấm pin không sản xuất năng lượng vào ban đêm.
Các thiết bị phụ trợ
Khung đỡ cho tấm pin mặt trời không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn định hướng các tấm pin, từ đó tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống.
2.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid)
Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập là lựa chọn phù hợp cho các vị trí xa nguồn điện lưới quốc gia hoặc những nơi khó tiếp cận điện công cộng Ưu điểm của hệ thống này là cung cấp nguồn điện riêng, giúp tiết kiệm chi phí và giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện chung Tuy nhiên, hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập cũng tồn tại nhược điểm về giá thành cao do chi phí đầu tư ban đầu lớn và hiệu suất chuyển đổi điện thấp, đặc biệt là do sự tiêu hao năng lượng trong quá trình phóng và nạp ắc quy.
Hệ thống điện mặt trời độc lập hoạt động bằng cách lắp đặt trên mái nhà để hấp thu ánh nắng mặt trời, tạo ra nguồn điện sạch và lưu trữ trực tiếp vào ắc quy mà không cần kết nối với lưới điện công cộng Hệ thống này bao gồm tấm pin mặt trời sản sinh điện một chiều (DC), sau đó dòng điện này đi qua điều khiển sạc năng lượng mặt trời để nạp vào bình ắc quy Điện một chiều từ bộ lưu trữ có thể cung cấp trực tiếp cho các thiết bị DC hoặc chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) để sử dụng cho các thiết bị khác.
Hình 2 3 Hệ thống năng lượng mặt trời độc lập (Off-grid)
Ưu điểm: Điện lưới mất, vẫn có điện mặt trời
Có thể ứng dụng cho các thiết bị lưu động
Chi phí đầu tư cho hệ thống điện mặt trời độc lập cao hơn so với hệ thống hòa lưới cùng công suất, do cần thêm các thiết bị như ắc-quy lưu trữ, bộ điều khiển sạc và biến tần độc lập.
Tuổi thọ của ắc-quy thường chỉ kéo dài từ 2 đến 3 năm, dẫn đến việc cần thay thế thường xuyên Hơn nữa, hiệu suất của ắc-quy cũng bị ảnh hưởng bởi việc hao hụt điện năng lớn do phải đi qua nhiều thiết bị chuyển đổi.
Hệ thống phức tạp dẫn đến có thể phát sinh về hư hỏng trong quá trình vận hành
Vẫn cần có hệ thống điện lưới để cung cấp điện ổn định cho các thiết bị
2.2 Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid)
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới là lựa chọn tối ưu cho người sử dụng nhờ vào hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao và không cần đầu tư chi phí ban đầu cho ắc quy Với chi phí bảo trì thấp và hiệu quả kinh tế vượt trội, hệ thống này ngày càng được ưa chuộng và lựa chọn sử dụng phổ biến.
Hệ thống năng lượng mặt trời lắp đặt trên mái nhà hấp thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành điện năng sạch Nguồn điện này được hòa vào lưới điện, cung cấp năng lượng trực tiếp cho các thiết bị điện trong gia đình Tấm pin mặt trời hoạt động bằng cách hấp thụ ánh sáng và tạo ra điện, góp phần vào việc sử dụng năng lượng tái tạo hiệu quả.
Điện DC được chuyển đổi thành điện AC thông qua bộ kích điện hòa lưới, đảm bảo cùng pha và tần số với điện lưới Dòng điện AC sau đó được cung cấp cho các thiết bị qua tủ điện Khi điện mặt trời sản xuất vượt quá nhu cầu, điện dư sẽ được đưa lên lưới Ngược lại, nếu không đủ, điện từ lưới sẽ được bổ sung để đáp ứng nhu cầu sử dụng của các thiết bị.
Sản phẩm này khác biệt so với các hệ thống khác vì không có bình ắc quy, chỉ bao gồm ba thành phần cơ bản: tấm pin năng lượng mặt trời, bộ hòa lưới và đồng hồ điện Nhờ vận hành song song với lưới điện, hệ thống đảm bảo tính ổn định cao và không ảnh hưởng đến sự ổn định của lưới điện.
Hình 2 4 Hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới (On-grid)
Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn so với 2 loại còn lại
Hệ thống đơn giản hơn so với 2 loại còn lại
Có thể bán điện dư thừa cho điện lực
Vận hành hoàn toàn tự động, ít hỏng hóc
Giảm tải cho điện lưới quốc gia
Khi điện lưới mất, điện mặt trời cũng tự ngắt
Khó lắp đặt đối với những nơi đang không mua điện trực tiếp từ điện lực nhà nước (EVN)
2.3 Hệ thống điện mặt trời Hybrid
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới có dự trữ (Hybrid) kết hợp thiết kế của hệ thống hòa lưới với bình ắc quy để lưu trữ điện Dòng điện AC sẽ được ưu tiên lưu trữ vào ắc quy, trong khi các thiết bị khác sử dụng điện từ lưới Khi ắc quy đầy, điện sẽ được chuyển qua bộ kích điện hòa lưới và hoạt động như hệ thống hòa lưới thông thường Khi mất điện lưới, bộ kích điện sẽ sử dụng điện từ ắc quy để cung cấp cho các thiết bị Khi lưới điện trở lại và ắc quy được nạp đầy, hệ thống sẽ tự động chuyển về chế độ hòa lưới Hệ thống bao gồm các thành phần chính như tấm pin năng lượng mặt trời, bộ hòa lưới, đồng hồ điện và bình ắc quy Mặc dù hệ thống này khắc phục được nhược điểm mất điện khi không có lưới, nhưng lại có chi phí bảo trì và thay thế ắc quy cao, đồng thời không mang lại tiết kiệm điện năng.
Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới mang lại sự ổn định cao nhờ hoạt động song song với lưới điện, không làm ảnh hưởng đến tính ổn định của hệ thống Thiết bị này rất phù hợp cho các khu vực thường xuyên gặp tình trạng mất điện.
Hình 2 5 Hệ thống năng lượng mặt trời Hybrid
Luôn đảm bảo có điện để duy trì hoạt động của thiết bị tải liên tục
Chi phí đầu tư khá cao, cao hơn 2 loại còn lại cùng công suất, do có nhiều thiết bị tổ hợp cùng nhau
Nguyên lý hoạt động khá phức tạp khiến công tác lắp đặt, cài đặt khó khăn
Tuổi thọ của ắc-quy thường chỉ kéo dài từ 2-3 năm, dẫn đến việc cần phải thay thế thường xuyên Hơn nữa, hiệu suất của ắc-quy cũng bị ảnh hưởng do hao hụt điện năng lớn qua nhiều thiết bị chuyển đổi.
Hệ thống phức tạp, dẫn đến có thể phát sinh hư hỏng trong quá trình vận hành.
CẤU TRÚC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI
Solar
Tế bào quang điện, hay còn gọi là solar cell, là các phần tử bán dẫn có khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện thông qua các cảm biến ánh sáng Cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở của các tấm panel mặt trời phụ thuộc vào lượng ánh sáng chiếu lên chúng Thông thường, một tấm panel mặt trời được cấu thành từ 60 hoặc 72 tế bào quang điện Chúng có thể hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo và được ứng dụng làm cảm biến ánh sáng, như cảm biến hồng ngoại Các tế bào quang điện tạo ra dòng điện trực tiếp từ ánh nắng mặt trời, khác với tế bào nhiệt mặt trời sử dụng trong máy nước nóng năng lượng mặt trời.
Các tấm thu năng lượng mặt trời hoàn chỉnh được cấu thành từ các phần tử tạo điện mặt trời được kết nối với mạch điện và sắp xếp gọn gàng trong khung nhôm Thực tế, các solar cell thường được chế tạo từ chất bán dẫn silicon, nổi bật với khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời cao và chuyển đổi thành điện năng với hiệu suất tối ưu.
Các loại tế bào quang điện (Hình 3.1):
Tế bào quang điện Mono được chế tạo từ silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết cao, thường có giá thành cao hơn so với các loại tế bào khác Các góc của tế bào được thiết kế hình bát giác, tạo nên một diện mạo đặc trưng Tấm pin năng lượng mặt trời Mono, với nhiều tế bào đơn, hiển thị hoa văn kim cương nhỏ màu trắng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí thành phần.
Tế bào quang điện Poly được chế tạo từ silicon đa tinh thể, được sản xuất từ khối silicon vuông đúc nóng chảy, sau đó được làm mát và cứng lại một cách cẩn thận, tạo nên hiệu suất cao cho tấm pin năng lượng mặt trời.
Hình 3 1 Các loại tế bào quang điện Bảng 3 1 Bảng so sánh tấm pin được làm từ Mono và Poly
Giá thành Giá thành khá cao Quá trình sản xuất đơn giản ít tốn kém
Hiệu suất Hiệu quả hơn, 16-20% Kém hơn, 13-16%
Hệ số suy giảm hiệu suất
Màu sắc Có màu đen, giữa các tế bào có khoảng trống màu trắng
Có màu xanh hoặc xanh đậm
Vị trí lắp đặt Khu vực sống ít nắng và không iên tục
Pin vẫn sản xuất ra điện trong điều kiện ít nắng
Khu vực có nhiều nắng
Có khả năng giãn nở và chịu nhiệt tốt hơn
Tế bào quang điện hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện trong các cấu trúc bán dẫn không đồng nhất khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời Sự không đồng nhất này có thể đạt được bằng cách pha trộn chất bán dẫn với các tạp chất khác nhau để tạo liên kết p-n, kết hợp các loại bán dẫn khác nhau, hoặc thay đổi thành phần hóa học của chất bán dẫn Hiệu quả chuyển đổi năng lượng phụ thuộc vào các đặc tính vật lý điện tử của cấu trúc bán dẫn và đặc tính quang học của tế bào quang điện, trong đó tính quang dẫn đóng vai trò quan trọng nhất, được hình thành bởi các hiệu ứng quang điện trong chất bán dẫn khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Hình 3 2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của Solar Cell
Bộ biến tần (Inverter)
Inverter trong hệ thống năng lượng mặt trời là thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC), giúp các tấm panel mặt trời tạo ra điện DC có thể sử dụng cho các thiết bị gia dụng hoạt động bằng điện AC Vai trò của Solar Inverter là cực kỳ quan trọng, vì nó đảm bảo nguồn điện từ các tấm pin mặt trời được biến đổi thành dạng phù hợp cho các thiết bị điện trong gia đình.
Hiện nay, inverter năng lượng mặt trời được phân thành ba loại chính: Inverter chuỗi (String inverter), Inverter vi mô (Micro inverter) và Inverter chuỗi kết hợp tối ưu hóa (Power Optimizer).
Biến tần chuỗi (String inverter)
Biến tần chuỗi (string inverter) là thiết bị trung tâm chuyển đổi năng lượng điện từ chuỗi tấm pin mặt trời, phân phối điện năng đến từng đơn vị riêng lẻ Các tấm pin mặt trời được kết nối thành chuỗi, và điểm cuối của chuỗi này là kết nối với biến tần Biến tần chuỗi có thể hỗ trợ nhiều đầu vào, tối ưu hóa hiệu suất hệ thống năng lượng mặt trời.
Dễ dàng bảo trì hệ thống Chi phí rẻ
Hiệu suất của hệ thống tấm pin có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng nếu một trong các tấm pin bị hư hỏng Nhiều yếu tố có thể dẫn đến sự suy giảm công suất, ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Bóng râm có thể làm giảm hiệu suất của một số tấm pin năng lượng mặt trời, dẫn đến việc sản xuất điện ít hơn Điều này không chỉ ảnh hưởng đến các tấm pin bị che khuất mà còn làm giảm hiệu suất toàn bộ hệ thống năng lượng mặt trời.
- Hướng tấm pin năng lượng cũng là một yếu tố ảnh hưởng chính
Các tấm năng lượng mặt trời tối ưu hóa sản xuất điện khi nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp Do đó, việc bố trí các tấm pin theo nhiều hướng có thể gây ảnh hưởng tiêu cực, đặc biệt là những tấm pin ở hướng tối, đến hiệu suất chung của toàn bộ chuỗi.
Khi một trong các tấm pin mặt trời trên cùng một chuỗi gặp trục trặc và ngừng hoạt động, toàn bộ chuỗi sẽ mất khả năng tạo ra năng lượng điện.
Biến tần chuỗi kết hợp bộ tối ưu hoá sức mạnh (Power Optimizer)
Bộ tối ưu hóa được lắp đặt trên các tấm pin mặt trời cho phép kiểm soát độc lập từng đầu ra của từng tấm pin, khắc phục những hạn chế của bộ biến tần chuỗi Khi một tấm pin gặp vấn đề như bóng râm hoặc trục trặc kỹ thuật, bộ tối ưu hóa đảm bảo rằng các tấm pin khác trong chuỗi không bị ảnh hưởng, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống năng lượng mặt trời.
Hỗ trợ tối ưu hóa tối đa lượng điện được tạo ra cho toàn hệ thống khi đảm bảo vấn đề lắp đặt là hợp lý
Lắp đặt pin mặt trời trở nên đơn giản hơn bao giờ hết, vì bạn có thể lắp đặt chúng ở bất kỳ vị trí nào miễn là khu vực đó nhận được ánh sáng tốt.
Dễ dàng theo dõi và kiểm tra tình trạng của từng tấm pin mặt trời giúp nhanh chóng phát hiện các vấn đề trong hệ thống, từ đó có biện pháp kiểm tra và sửa chữa kịp thời.
Có thể giúp tăng tổng năng lượng của toàn hệ thống lên đến 30% Đảm bảo an toàn cho người sử dụng mỗi khi sửa chữa hay bảo trì
Việc bổ sung chức năng đi kèm cho biến tần chuỗi kết hợp tối ưu hoá sẽ đòi hỏi chi phí đầu tư cao hơn Giá thành của biến tần chuỗi kết hợp tối ưu hoá gần gấp đôi so với biến tần chuỗi thông thường (theo mỗi Watt).
Sản lượng điện sản xuất ra chỉ đảm bảo khi hệ thống pin được lắp đặt tại vị trí tốt nhất, đón được nhiều ánh nắng mặt trời nhất
Hình 3 4 Biến tần tối ưu DC
Biến tần vi mô (Micro-Inverter) là thiết bị kết hợp với từng tấm pin năng lượng mặt trời, có chức năng chuyển đổi dòng điện DC thành dòng điện AC cho mỗi tấm pin riêng lẻ Trong hệ thống này, không sử dụng biến tần chuỗi, mà mỗi tấm pin được kết nối với biến tần vi mô riêng của nó, tối ưu hóa hiệu suất và khả năng quản lý năng lượng.
Tối ưu hóa công suất từng tấm pin và công suất cực đại của toàn bộ hệ thống giúp nâng cao độ ổn định trong quá trình hoạt động Mỗi tấm pin hoạt động độc lập, đảm bảo rằng sự cố xảy ra với một hoặc vài tấm pin không ảnh hưởng đến hiệu suất của các tấm pin khác.
Các tấm pin năng lượng mặt trời có khả năng hoạt động hiệu quả ngay cả khi được lắp đặt ở các hướng và độ nghiêng khác nhau, nhờ vào các đặc tính hoạt động riêng lẻ của chúng.
Loại bỏ hoàn toàn vấn đề bóng che Khắc phục hầu hết tất cả các vấn đề mà String Inverter gặp phải
Có thể đầu tư một hệ thống điện mặt trời nhỏ, phù hợp với điều kiện tài chính Dễ dàng nâng cấp hệ thống về sau
Nhược điểm Đi đôi với tính năng vượt trội, nhưng đổi lại thiết bị này có giá thành cao
Chỉ hoạt động trong hệ thống điện mặt trời nối lưới
Việc lắp đặt thiết bị ngay dưới pin mặt trời có thể gây khó khăn trong quá trình tháo lắp và sửa chữa khi xảy ra lỗi hoặc trục trặc kỹ thuật.
Hình 3 5 Biến tần năng lượng mặt trời vi mô
Ngoài ra, chúng ta còn có thể phân loại Inverter thành 3 loại:
Ắc quy (Battery)
Bình ắc quy năng lượng là loại pin tái sử dụng nhiều lần bằng cách nạp điện, rất quan trọng trong hệ thống điện mặt trời Chúng được sạc nhờ tấm pin hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời và có ảnh hưởng chặt chẽ đến hiệu suất của hệ thống Bình ắc quy thường được sử dụng trong các hệ thống off-grid và hybrid.
Hình 3 7 Ắc qui dùng cho pin mặt trời
Các loại ắc quy trên thị trường:
- Ắc quy kiềm: là loại ắc quy dùng kiềm làm chất điện phân
- Ắc quy axit: là loại ắc quy dùng axit là chất điện phân
- Ắc quy – pin Lithium: là loại ắc quy dùng muối làm Lithium trong dung môi hữu cơ làm chất điện phân
Sản phẩm có thiết kế kín, giúp ngăn ngừa tràn khí và rò rỉ hiệu quả Nó có thể được đặt ở nhiều tư thế khác nhau và không yêu cầu bảo trì hay bảo dưỡng Đặc biệt, việc nạp năng lượng rất dễ dàng nhờ vào năng lượng mặt trời.
Có dung lượng khá lớn, độ bền cao, lưu trữ năng lượng khá cao, chịu được nhiều chu kỳ sạc và xả sâu
Bình có độ tự phóng điện thấp và khả năng chống cháy nổ tốt, mang lại tuổi thọ và tính ổn định cao, từ đó nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.
Giá thành tương đối cao, giá bình ắc quy sẽ quyết định giá thành hệ thống điện năng lượng mặt trời
Chi phí đầu tư, thay thế và bảo dưỡng tương đối cao.
Công tơ điện 2 chiều
Công tơ điện 2 chiều là thiết bị đo lường điện năng với hai bộ nhớ, thường được áp dụng trong các dự án năng lượng mặt trời để theo dõi các thông số như công suất, điện năng, dòng điện và điện áp.
Hình 3 8 Công tơ điện 2 chiều
Dùng để đo đếm điện năng từ 2 chiều:
- Bộ nhớ 1: dùng để lưu trữ các chỉ số điện năng tiêu thụ được cung cấp bởi công ty điện lực Việt nam
- Bộ nhớ 2: lưu trữ chỉ số điện năng từ hệ thống lưới năng lượng mặt trời đã được lắp đặt
* Một số thông số kỹ thuật của công tơ điện 2 chiều:
- Điện áp: đây là giá trị bắt buộc tuân thủ - 220V (ở Việt Nam)
- Dòng điện tối đa: là bắt buộc nếu không công tơ điện sẽ bị hư
- Dòng điện định mức: đảm bảo tính chính xác của công tơ điện Các trị số thường gặp là 5(20)A, 10(40)A, 20(80)A
- Tần số: bắt buộc tuấn thủ, thường là 50Hz
- Rev/kWh: biểu thị số vòng quay của đĩa nhôm để đạt 1kWh Bình thường sẽ là 225 rev/kWh, 450 rev/kWh, 900 rev/kWh
- Cấp chính xác CI: thông thường sẽ là CI1, CI2
* Các bước và thủ tục lắp công tơ điện 2 chiều:
- Bước 1: Sau khi lắp hệ thống điện mặt trời hoà lưới, chủ hộ sẽ báo điện lực địa phương để thông báo và yêu cầu lắp công tơ 2 chiều
- Bước 2: Điện lực sẽ hẹn (thường từ 10h-14h) để khảo sát tình hình
Kỹ thuật viên điện lực sẽ tiến hành khảo sát và sử dụng thiết bị đo chuyên dụng để đánh giá hệ thống điện mặt trời có đạt tiêu chuẩn cho việc mua bán điện hay không Trong quá trình này, họ sẽ yêu cầu cung cấp bộ catalog của Inverter hòa lưới và Pin mặt trời.
Bước 4: Các thông số đo sẽ được đưa về trung tâm để phân tích các chỉ số quan trọng như công suất, hệ số công suất (cosphi), sóng hài, điện áp và chất lượng sóng sine.
Khoảng một tuần sau khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời, điện lực sẽ thông báo xem hệ thống có đủ tiêu chuẩn để hòa lưới và thực hiện mua bán điện hay không Nếu đạt tiêu chuẩn, công tơ 2 chiều sẽ được thay thế.
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM HELIOSCOPE
Giới thiệu phần mềm
HelioScope là phần mềm do Folsom Labs phát triển, giúp đơn giản hóa thiết kế và kỹ thuật hệ thống năng lượng mặt trời, rút ngắn thời gian thiết kế từ 5 đến 10 lần Phần mềm này cung cấp giao diện web với các công cụ bố trí và mô phỏng năng lượng mặt trời hiệu quả.
Phần mềm năng lượng mặt trời này dành cho tất các những ai muốn thiết kế hệ thống quang điện (PV)
HelioScope có thể truy cập dễ dàng từ các trình duyệt hiện đại như Google Chrome, Firefox, Safari và Internet Explorer 10 trở lên Nhờ vào nền tảng web, người dùng có thể tạo thiết kế hệ thống điện mặt trời trên máy tính, laptop hoặc điện thoại di động.
Những tính năng của phần mềm
- Bố trí tấm pin mặt trời
- Xuất sơ đồ một sợi
- Sửa đổi thiết kế nhanh
- Thiết kế không giới hạn
- Ước tính sản lượng năng lượng mặt trời
- Biểu đồ tổn thất năng lượng hệ thống
- Hệ thống lên tới 5MW
Cách tạo tài khoản trên HelioScope
Để tận dụng các tính năng của phần mềm và thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời, bước đầu tiên là tạo một tài khoản HelioScope.
Folsom Labs hiện đang cung cấp bản dùng thử miễn phí 30 ngày cho người dùng mới, cho phép họ trải nghiệm tất cả các tính năng của HelioScope trong suốt một tháng.
Sau đây là các bước để tạo 1 tài khoản HelioScope:
- Bước 1: Truy cập vào trang Web https://www.helioscope.com/ và chọn SIGN UP FOR A FREE TRIAL để đăng ký dùng thử 30 ngày như Hình 4.1
Hình 4 1 Đăng ký tài khoản HelioScope
- Bước 2: Điền vào form đăng ký như Hình 4.2
Hình 4 2 Điền thông tin tài khoản
- Bước 3: Xác nhận tài khoản trong Gmail
Sau khi hoàn tất đăng ký, bạn hãy đăng nhập vào Gmail và tìm kiếm email từ Folsom Labs liên quan đến tài khoản HelioScope Để kích hoạt tài khoản, hãy nhấp vào liên kết được chỉ định trong email đó.
Hình 4 3 Xác nhận tài khoản HelioScope
- Bước 4: Đăng nhập tài khoản HelioScope
Sau khi đã kích hoạt tài khoản, bây giờ chúng ta đã có thể đăng nhập và sử dụng phần mềm như giao diện Hình 4.4
Hình 4 4 Đăng nhập vào HelioScope
Các bước thiết kế một hệ thống năng lượng mặt trời bằng HelioScope
- Bước 1: Đăng nhập vào HelioScope Đăng nhập vào HelioSope bằng tài khoản vừa tạo, sau đó nhấp vào Dự án mới như Hình 4.5
Hình 4 5 Đăng nhập vào HelioScope và tạo dự án
Bước 2: Nhập thông tin dự án bằng cách điền vào mẫu với tên dự án, địa chỉ và mô tả Chúng ta có thể lấy tọa độ chính xác tại vị trí mà mình muốn thiết kế, như thể hiện trong Hình 4.6.
Hình 4 6 Lấy tọa độ tại nơi thiết kế
Sau đó dán tọa độ này vào ô địa chỉ trong biểu mẫu để tìm kiếm và nhấp nút
Tạo dự án mới để tạo dự án như Hình 4.7
Hình 4 7 Điền thông tin và tạo dự án
- Bước 3: Tạo thiết kế mới
Nhấp vào nút Mới như Hình 4.8
Hình 4 8 Tạo thiết kế mới
Nhập mô tả và nhấp vào "Tạo một thiết kế mới" để tạo ra bố trí bảng năng lượng mặt trời như trong Hình 4.9.
Hình 4 9 Mô tả và tạo 1 thiết kế mới
- Bước 4: Tạo đường bao cho các tấm pin Đầu tiên, để bố trí bảng điều khiển năng lượng mặt trời, nhấp vào nút Mới như Hình 4.10
Hình 4 10 Mở bảng điều khiển năng lượng mặt trời
- Bước 6: Vẽ đường bao cho mái nhà muốn bố trí pin
Để hoàn thành việc đóng đường bao, hãy nhấp vào góc đầu tiên và sau đó nhấp vào các góc còn lại Khi bạn nhấp lại vào góc đầu tiên, các đường bao sẽ chuyển sang màu xanh, như minh họa trong Hình 4.11.
Hình 4 11 Vẽ đường bao cho mái nhà
- Bước 7: Xác định hướng và góc của Mảng năng lượng mặt trời
Sau khi vẽ đường bao xong, các tấm pin mặt trời sẽ tự động sắp xếp theo Helioscope Hình 4.12
Hình 4 12 Xác định hướng tấm pin Để chỉnh góc nghiêng cũng các tấm pin, điều chỉnh các thông số như Hình 4.13
Hình 4 13 Xác định góc nghiêng của tấm pin
- Bước 8: Chọn loại pin cho dự án như Hình 4.14
Hình 4 14 Xác định loại pin mặt trời
Nhấp vào biểu tượng Điện và chọn Biến tần cho dự án như Hình 4.15
Hình 4 15 Chọn biến tần cho dự án
Dựa vào các bước cơ bản đã thực hiện, chúng ta đã thiết kế thành công một hệ thống năng lượng mặt trời Bây giờ, chúng ta sẽ tiến hành mô phỏng dự án để đánh giá hiệu quả và tính khả thi của hệ thống này.
- Bước 11: Mô phỏng dự án Để có được bảng báo cáo mô phỏng, chuyển sang tab Báo cáo và nhấp Mô phỏng như Hình 4.16
Hình 4 16 Mô phỏng dự án
- Bước 11: Tạo báo cáo mô phỏng Để tạo một báo cáo, chuyển sang Năng lượng và chọn như Hình 4.17.
Hình 4 17 Tạo báo cáo mô phỏng
Kết quả sẽ được các thông tin về bảng tính toán như các Hình 4.18, 4.19, 4.20
Hình 4 18 Kết quả báo cáo tính toán
Hình 4 19 Kết quả báo cáo tính toán
Hình 4 20 Kết quả báo cáo tính toán
Ưu điểm và nhược điểm của phần mềm HelioScope
- Dễ sử dụng đối với mọi người
- Tương thích với Google Maps
- Thiết kế không giới hạn, nhanh chóng, dễ dàng
- Báo cáo sản suất nhanh
Mặc dù có những ưu điểm tuyệt vời trên thì HelioScope cũng có các nhược điểm như sau:
- Không mô phỏng lưu trữ acquy
- Thiết kế hệ thống không nối lưới chưa có
- Phải tốn phí hàng tháng hoặc hàng năm
- Chỉ giới hạn thiết kế 5MW của hệ thống PV năng lượng mặt trời.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI CHO
Giới thiệu công trình
Căn hộ Sky 89 An Gia nằm tại số 89, đường Hoàng Quốc Việt, phường Phú Thuận, quận 7, TP.HCM, với vị trí địa lý thuận lợi.
Vị trí tọa độ 106° 58' 59,5" kinh độ Đông cho thấy điều kiện bức xạ mặt trời tại Việt Nam Theo tài liệu khảo sát, bảng số liệu về lượng bức xạ mặt trời ở các vùng miền nước ta được trình bày trong Bảng 5.1, cung cấp thông tin chi tiết về mức độ bức xạ mặt trời trên toàn quốc.
Bảng 5 1 Số liệu bức xạ mặt trời tại các vùng miền
Vùng Giờ nắng trong năm
Cường độ bức xạ mặt trời (kWh/m 2 /ngày) Ứng dụng Đông Bắc 1600 – 1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750 – 1800 4,1 – 4,9 Trung bình
Tây Nguyên và Nam Trung Bộ 2000 – 2600 4,9 – 5,7 Rất tốt
Trung bình cả nước 1700 – 2500 4,6 Tốt
Theo bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời tại các vùng ở Việt Nam do
Bộ Công Thương công bố ở Hình 5.1
Hình 5 1 Bản đồ bức xạ mặt trời và tiềm năng ở Việt Nam – Bộ Công
Khu vực phía Nam có mức năng lượng mặt trời cao nhất và phân bố đồng đều trong suốt cả năm, với hơn 90% số ngày có thể tận dụng năng lượng mặt trời cho sinh hoạt, ngoại trừ những ngày mưa Trung bình, khu vực này nhận được khoảng 2000 giờ nắng mỗi năm.
2600 giờ Đây là khu vực ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả mà vị trí công trình có vị trí địa lý thuộc khu vực này
Qui mô của Khu căn hộ Sky 89 An Gia 35 tầng: gồm 1 tầng hầm, 1 tầng thương mại và 33 tầng căn hộ
+ Công suất hệ thống: 177kWp
Khu căn hộ Sky 89 An Gia sẽ lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời, tập trung vào phạm vi như được thể hiện trong Hình 5.2.
+ Lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời tại phần mái
Hình 5 2 Phạm vi phần mái của Khu căn hộ Sky 89 An Gia
1.3 Phương án lắp đặt Đối với việc lắp đặt 1 hệ thống PV thì độ bóng là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của toàn bộ hệ thống nên phương án được đề ra phải hạn chế được ảnh hưởng bóng đến từ các tác nhân khác (các vật thể, độ bóng từ pin này lên pin khác, cấu trúc công trình)
Các vấn đề cơ bản của mái nhà
Nhiệm vụ của mái nhà: Hầu như từ trước đến nay nhiệm vụ chủ yếu của mái nhà thường là:
+ Che nắng, mưa, gió và các tác động của thời tiết từ bên ngoài của tòa nhà
Mái bằng (độ dốc dưới 5 độ) có nhiều ưu điểm như khả năng chịu lực cao, chống cháy và chống nóng hiệu quả, đồng thời ít chịu áp lực từ gió bão Tuy nhiên, mái bằng cũng gặp một số hạn chế, bao gồm khả năng thoát nước chậm, dẫn đến nguy cơ nước thấm vào các cấu kiện bên dưới Hơn nữa, việc thiết kế mái bằng làm tăng đáng kể tổng khối lượng của tòa nhà, do đó yêu cầu tính toán cẩn thận cho phần móng và các kết cấu chịu lực.
Mái dốc (độ dốc trên 5 độ) mang lại nhiều ưu điểm cho ngôi nhà, bao gồm khả năng giải nhiệt và tỏa nhiệt hiệu quả, tạo không gian thoáng đãng Độ dốc cao giúp thoát nước tốt, tránh tình trạng ứ đọng trên mái Tuy nhiên, mái dốc cũng dễ bị tốc mái trong điều kiện gió và bão lớn.
Phân loại theo kết cấu
Mái bê tông cốt thép mang lại độ bền vững vượt trội so với các loại mái nhà khác, cho phép lắp đặt các thiết bị như bồn nước và dàn nước nóng năng lượng mặt trời Tuy nhiên, do trọng lượng tương đối nặng, mái bê tông có thể lưu giữ nhiệt, làm cho không gian bên trong nhà trở nên nóng hơn.
Mái giàn thép không gian: Giàn không gian có ưu điểm vượt trội về kết cấu vững chắc
Phân loại theo vật liệu
Mái ngói: Mái ngói cách nhiệt tốt, giúp cho căn nhà luôn mát mẻ vào mùa hè Có thể chống chịu được với mọi loại thời tiết khắc nghiệt
Mái tôn (tole) có khả năng chống nóng ở mức trung bình và trọng lượng nhẹ với nhiều kiểu dáng khác nhau Tuy nhiên, mái tôn cũng gặp phải một số nhược điểm như khả năng hấp thụ nhiệt, làm tăng nhiệt độ trên mái, và gây ra tiếng ồn khi có mưa.
Mái kính là hệ thống sử dụng kính cường lực hoặc kính dán an toàn, thi công trên khung sắt, nhôm, hoặc inox Ưu điểm nổi bật của mái kính là khả năng điều chỉnh ánh sáng khúc xạ, giúp tận dụng ánh sáng tự nhiên, giảm độ chói và ngăn chặn ánh sáng có hại.
Lắp đặt trên mái nhà nghiêng
Khi lắp đặt module pin mặt trời trên mái nghiêng, cần sử dụng cấu trúc kim loại phù hợp để giữ chúng, đồng thời bảo tồn phần cấu trúc ban đầu của mái nhà Việc sắp xếp các module cần đảm bảo tính thẩm mỹ và tránh những khu vực có bóng râm để tối ưu hóa lượng ánh sáng nhận được Các module pin mặt trời phải chịu đựng nhiều lực trong quá trình vận hành.
+ Áp lực của gió, mưa, bão
+ Các kết cấu nâng đỡ
+ Để giảm bớt các lực lên module cần phải có lựa chọn:
+ Khoảng cách đặt giữa module và mái nhà không nên quá lớn Mặt khác nó phải có khoảng cách vừa đủ để thông gió, không cản trở nước mưa
+ Độ dốc của module nên giống như mái nhà
+ Do hệ thống pin mặt trời có tuổi thọ hơn 20 năm nên chất liệu làm nên giàn đỡ cho các module rất quan trọng
Tùy thuộc vào tính chất của mái, có nhiều phương pháp lắp đặt khác nhau Đối với mái tôn, có thể bắn hoặc xiết bu-lông trực tiếp lên xà gồ đỡ mái, kèm theo các thanh giá đỡ và kẹp Lưu ý rằng cần bắn hoặc xiết bu-lông lên gờ dương của mái và sử dụng silicon để trám các vị trí này.
Hình 5 3 Xà gồ đỡ mái dành cho mái tôn
Để tránh hiện tượng hoen rỉ sau một thời gian sử dụng, các vật liệu phụ như giá đỡ, kẹp, bu lông và ốc vít nên được làm từ nhôm, inox hoặc kẽm nhúng nóng.
Khoảng hở tối thiểu 150mm giữa tấm pin và mái giúp tản nhiệt hiệu quả, làm mát nhanh chóng cho tấm pin và tăng cường tuổi thọ của nó.
Các tấm pin nên đặt tối thiểu cách nhau 10mm
Các lỗ thoát nước của tấm pin đảm bảo không được bịt kín, nếu lắp xong phải kiểm tra lại về điều này
Siết các tấm pin vào giá đỡ bằng bu lông inox M8, siết với lực từ 16 – 20Nm Sử dụng kết hợp cả long đền phẳng và long đền vênh
Dùng ít nhất 4 kẹp cố định khung có độ dày từ 7-10mm
Kẹp chỉ tiếp xúc với khung tấm pin, không được tiếp xúc với mặt kính và làm biến dạng khung
Phải đảm bảo rằng sau khi lắp đặt xong, các panel tạo thành một khối vững chắc, chịu được gió bão cũng như sự giãn nở vì nhiệt…
Hình 5 4 Chi tiết cố định tấm pin bằng bu-lông
Để kẹp cố định tấm pin vào giá đỡ trên mái ngói, quy trình thực hiện tương tự như trên mái tôn Tuy nhiên, khác biệt là các chi tiết thanh ray và kẹp cần được liên kết xuống xà gồ, đòi hỏi phải dỡ bỏ các viên ngói ở vị trí liên kết Thanh liên kết giữa ray đỡ tấm pin và xà gồ được thiết kế đặc biệt, cho phép lắp đặt mà không ảnh hưởng đến việc lợp lại ngói sau khi đã bắt vít Khoảng cách tối thiểu giữa các tấm pin và mái ngói cũng như mái tôn là 150mm.
Hình 5 6 Chi tiết lắp đặt pin năng lượng mặt trời trên mái ngói
Hình 5 7 Lắp đặt khung thanh rail lên mái ngói
Lắp đặt trên mái nhà, mặt phẳng nằm ngang
Sơ đồ nguyên lí hệ thống
Hình 5 11 Sợ đồ nguyên lí hệ thống cung cấp điện
Ứng dụng quy trình vào tính toán thiết kế công trình
3.1 Lựa chọn và tính toán Solar, Inverter, thiết bị bảo vệ, dây dẫn, battery
Hiện tại, đa số các loại pin năng lượng mặt trời đều thuộc 1 trong 2 loại: mono (đơn tinh thể), poly (đa tinh thể)
Bảng 5 2 So sánh công nghệ pin mono và poly
Công nghê pin Mono Poly
Giá Đắt hơn (vì sử dụng chủ yếu silicon dạng ống, tinh khiết) Ít tốn kém
Hiệu suất Hiệu quả hơn Kém hiệu quả hơn
Tuổi thọ Trên 25 năm Trên 25 năm
Tấm pin mặt trời mono, được sản xuất từ silicon cao cấp, có hiệu suất cao nhất với tỉ lệ khoảng 15-20% Chúng tiết kiệm không gian lắp đặt và hoạt động hiệu quả hơn tấm pin poly trong điều kiện ánh sáng yếu Với tuổi thọ dài, nhờ vào silicon tinh thể bền vững, tấm pin mono có thể tồn tại hàng chục năm.
Việc lựa chọn pin năng lượng mặt trời chất lượng cao để lắp đặt là một thách thức lớn, đặc biệt trong bối cảnh thị trường hiện nay có rất nhiều thương hiệu khác nhau Ngành năng lượng mặt trời đang phát triển mạnh mẽ, khiến người tiêu dùng cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định.
Trong năm ngoái, Longi, Canadian và Jinko nổi bật là ba thương hiệu tấm pin mặt trời được ưa chuộng nhất nhờ hiệu suất cao, giá cả cạnh tranh và chế độ bảo hành lên tới 25 năm Những công ty này kết hợp độ bền và độ tin cậy với khả năng bảo vệ vượt trội, cung cấp giá cả hợp lý, giúp họ trở thành những thương hiệu hàng đầu trên thị trường tấm pin mặt trời không chỉ ở Việt Nam mà còn trên toàn cầu.
Bên cạnh đó AE Solar cũng đánh mạnh thị trường Việt Nam và cũng là thương hiệu được ưa chuộng hiện nay
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại tấm pin mặt trời để lựa chọn và lắp đặt Trong số đó, bốn thương hiệu hàng đầu thường được nhắc đến là những cái tên nổi bật, được ưa chuộng cho cả các dự án hộ gia đình lẫn quy mô lớn.
Solar được chọn để lắp đặt cho công trình qua Bảng 5.3
Bảng 5 3 Thông số kỹ thuật Solar
Short Circuit Current (I SC ) 11.59 A 11.66 A Open Circuit Voltage (V OC ) 51.92 V 49.3 V
Short Circuit Current (I SC ) 9.36 A 9.41 A Open Circuit Voltage (V OC ) 49.01 V 46.4 V
- Trong đó: Pht : Công suất lắp đặt của hệ thống
- Ppv : Công suất tấm pin lựa chọn
- Căn cứ theo kết quả kết cấu tòa nhà, các tấm Solar có : + Kích thước: 2182x1029x35 mm
+ Số lượng lắp đặt: 380 tấm
+ Tổng diện tích sử dụng: 3753.04 m 2 + Tổng tải trọng: 9.15 tấn
- Căn cứ theo kết quả kết cấu tòa nhà, các tấm Solar có : + Kích thước: 2108x1029x40 mm
+ Số lượng lắp đặt: 394 tấm
+ Tổng diện tích sử dụng: 3752.24 m 2 + Tổng tải trọng: 9.412 tấn
Dựa vào thông số trong Bảng 5.3 và kết quả tính toán điển hình, hãng Jinko cho thấy sự vượt trội hơn hẳn so với hãng Canadian về công suất, diện tích lắp đặt và số lượng tấm pin được lắp đặt.
Hình 5 12 Mặt bằng bố trí các tấm pin trên HelioScope Inverter
Sau thời gian nghiên cứu, chúng tôi đã chọn ra những thương hiệu inverter hàng đầu hiện nay Các thiết bị chất lượng mà chúng tôi đề xuất bao gồm những sản phẩm đáng tin cậy và hiệu suất cao.
Inverter hòa lưới Goodwe là một thiết bị phổ biến với khả năng theo dõi và giám sát sản lượng điện hàng ngày thông qua kết nối internet Những ưu điểm nổi bật khác của inverter Goodwe bao gồm hiệu suất cao, độ bền lâu dài và tính năng thân thiện với người sử dụng.
Thiết bị có nhiều công suất để chúng ta lựa chọn như inverter 2KW, 3KW…
Sản phẩm được bảo hành 10 năm
Inverter Goodwe có khả năng chống nước và chống bụi tiêu chuẩn IP65
Điện áp khởi động thấp từ 80V
Khối lượng nhẹ hơn 30% so với sản phẩm khác trên thị trường
Công tắc đóng ngắt điện DC tích hợp
Tỏa nhiệt ở mức thấp 45° kể cả khi chạy hết công suất
Giải điện áp MPPT rộng
Tản nhiệt không cần quạt, loại bỏ tiếng ồn
Kích thước gọn nhẹ hơn 20% so với thiết bị thông thường
Thiết bị inverter hòa lưới SMA là sản phẩm nổi tiếng và phổ biến hiện nay, với hai lựa chọn công suất 3KW và 5KW Sản phẩm có công suất tiêu thụ 3000W, điện áp DC từ 15.260V và đi kèm với chế độ bảo hành 5 năm.
Chiếc inverter này lý tưởng cho các thiết bị điện mặt trời lắp mái và hệ thống khung đỡ tấm pin quang điện trên mặt đất, sử dụng điện lưới 1 pha Sản phẩm nổi bật với công nghệ và chất lượng vượt trội, giúp hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động an toàn và hiệu quả hơn.
Thiết bị inverter Sungrow này hiện nay trên thị trường đang có 3 loại với công suất là 3kw, 5kw, 1pha Ưu điểm đặc biệt của sản phẩm như sau:
Biến Tần Inverter Sungrow tạo ra tiếng ồn thấp nhờ khả năng làm mát tự nhiên
Chiếc biến tần này được thiết kế khá nhỏ gọn nên dễ cài đặt và sử dụng
Biến tần được giám sát từ xa bằng điện thoại thông minh qua đường truyền internet qua cổng Sungrow Solar Info Bank
Giữ liệu hoạt động của biến tần luôn được ghi lại để kiểm tra tình hình hoạt động
Màn hình LCD được hỗ trợ để kiểm tra và vận hành linh hoạt
Tải lên dữ liệu lỗi thiết bị kịp thời để xác định chính xác lỗi
Có 2 sự lựa chọn hãng Inverter cho công trình thể hiện qua Bảng 5.4:
Bảng 5 4 Thông số của Inverter
100kW (3P 380V) Đầu vào (DC) Điện áp đầu vào tối đa tấm pin 1100 V 1100 V Điện áp đầu vào tối thiểu tấm pin/ Điện áp đầu vào khởi động
200V / 250 V 200 V Điện áp hoạt động định mức 585 V 600 V
Dải điện áp MPP cho công suất định mức
Số lượng đầu vào MPP độc lập 9 10
Tối đa số chuỗi pin trên mỗi
Dòng điện đầu vào tối đa tấm pin 26 A * 9
Dòng điện tối đa cho kết nối đầu vào
Dòng điện ngắn mạch tối đa tấm pin
Công suất đầu ra AC 100k VA 100k VA
Dòng điện đầu ra AC tối đa 158.8 A 168 A Điện áp AC định mức 230Vac / 400Vac 400Vac
Dải điện áp AC 320Vac – 460Vac
Tần số lưới định mức 50Hz / 60Hz 50Hz / 60Hz Dải tầng số hoạt động của lưới 50Hz / 60Hz
Xâm nhập dòng điện một chiều >0.5% In
Hệ số công suất tại công suất định mức/Điều chỉnh hệ số công suất
~ 1 (Có thể điều chỉnh từ – 0,8 đến
Số pha đầu vào / Số pha kết nối 3
Bảo vệ kết nối ngược cực DC Có Có
Bảo vệ ngắn mạch AC Có Có
Bảo vệ dòng rò Có Có
Giám sát lưới Có Có
Công tắc DC Có Có
Giám sát dòng của chuỗi tấm pin Có Có
Bảo vệ quá áp DC/AC Cấp II AC Cấp III
Khối lượng 85 kg 93.5 kg Phương pháp cách ly Không biến áp Không biến áp
Cấp độ bảo vệ IP66 IP66
Công suất tiêu thụ (buổi tối) ≤ 2 W ≤ 2 W
Khoảng nhiệt độ hoạt động -30 to 60 ℃ -30 to 60 ℃ Phạm vi độ ẩm tương đối cho phép (không đọng sương)
Phương pháp tản nhiệt Làm mát bằng quạt gió
Làm mát bằng quạt gió Độ cao hoạt động tối đa 4000 m (> 3000 m giảm công suất)
LED +LCD, WiFi+APP, Bluetooth
Giao tiếp Wi-Fi, RS486,
Kiểu kết nối DC MC4 (Max 6 mm²)
Kiểu kết nối AC OT terminal (tối đa 240 mm2)
OT + DT terminal (tối đa 300 mm2)
IEC60068, IEC62116, IEC61727, IEC 61000-6-3, DEWA, UTE C15-712-1:2013
Hãng Sungrow nổi bật hơn hãng Goodwe về nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, giá cả hợp lý và sự phổ biến trên thị trường Inverter được sử dụng trong thiết kế tòa nhà là của hãng Sungrow, với công suất 10KW, 3 pha 380V.
Tính số lượng tấm pin/chuỗi (string):
Tiêu chí lựa chọn số tấm solar/chuỗi:
- Trong điều kiện bức xạ nắng trung bình các ngày trong năm: tổng công suất các chuỗi đạt 80% công suất định mức Inverter
Trong điều kiện bức xạ tối đa, tổng công suất các chuỗi có thể đạt 120% công suất định mức của Inverter Để đảm bảo đạt được hai tiêu chí này, cần tiến hành kiểm tra các điều kiện liên quan.
* Kiểm tra lựa chọn theo bức xạ mặt trời tại khu vực lắp Solar:
Bảng 5 5 Tổng năng lượng búc xạ Mặt trời H trong khí quyển theo phương nằm ngang theo từng tháng (kW/m 2 /ngày) của TP.HCM
Theo Bảng 5.5, cường độ bức xạ mặt trời trung bình hàng tháng tại TP Hồ Chí Minh thường dưới 600W/m², trong khi cường độ bức xạ vượt quá 600W/m² chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ và chủ yếu mang tính chất tạm thời.
Dựa vào việc lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời và inverter từ Bảng 5.4 và 5.5, hãy xác định các thông số kỹ thuật trong điều kiện vận hành bình thường (NOC) của tấm pin năng lượng mặt trời để thực hiện các phép tính cần thiết.
+ Dải điện áp DC ngõ vào cho mỗi tối ưu cho MPPT của inverter: 90V –
+ Trong đó, điện áp DC định mức ngõ vào của inverter : 360 VDC
- Số tấm solar cho phép trong một chuỗi tính theo công thức:
PVmax, PVmin : lần lượt là số lượng tấm pin tối đa và tối thiểu cho phép trong một chuỗi
VMpp-max-inv, VMpp-min-inv : lần lượt là điện áp DC ngõ vào tối đa và tối thiểu cho MPPT của inverter
VMpp-pv : Điện áp hoạt động của tấm pin ở điều kiện NOC
Từ kết quả trên và căn cứ vào bố trí số lượng tấm Solar từng dãy chọn đấu nối 20 tấm Solar/String
* Kiểm tra công suất mỗi chuỗi (string), Inverter trong điều kiện STC và NOC đối với lựa chọn 20 tấm cho 1 chuỗi:
- Inverter sử dụng loại 100kW có : + Công suất định mức đầu vào : 100kW (DC)
+ Có 9 MPPT, mỗi MPPT có 2 chuỗi (String)
+ Dòng tải tối đa mỗi MPPT là 30A (DC)
+ Công suất đầu vào max cho mỗi MPPT là 11,11kW(DC)
- Theo lựa chọn mỗi chuỗi 20 tấm solar tương ứng : + Công suất /chuỗi : 0.346 kWp*20= 6.92 kWp
Tính số lượng chuỗi (string):
𝑁 𝑝𝑣/𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 (3.1.4) Trong đó: Nstring : Số chuỗi
Npv/chuỗi : số tấm solar/string
Do inverter có 9 MPPT, mỗi MMPT gồm 2 chuỗi nên:
- Tổng số MPPT đấu nối = 19 chuỗi / 9≈ 3 MPPT
Từ kết quả tính toán số lượng chuỗi và số lượng inverter, thì 1 inverter sẽ đấu nối với 10 chuỗi, 1 inverter còn lại sẽ đấu nối vối 9 chuỗi
* Kiểm tra dòng điện tối đa cho phép ngõ vào:
ISC < Imax-in-inv Trong đó:
ISC : Dòng điện ngắn mạch tối đa của tấm pin
Imax-in-inv : Dòng điện tối đa cho phép ngõ vào của inverter
Theo lựa chọn tấm pin và inverter ở trên : + ISC = 11.59 A ⇒ ISC (10 chuỗi) = 11.59*10 = 115.9A
Tương tự inverter còn lại đấu nỗi 1 chuỗi cũng thoả
* Kiểm tra điện áp tối đa của hệ thống:
VOC-PV < VDcmax-inv Trong đó:
VOC-PV : Điện áp ngắn mạch tối đa của tấm pin
VDcmax-inv : Điện áp ngõ vào tối đa của inverter
Theo lựa chọn tấm pin và inverter ở trên : + VOC-PV = 51.92V ⇒ VOC-PV (20 tấm) = 51.92*20 = 1038.4V
Bảng 5 6 Thống kê tính toán
Hình 5 13 Vị trí đặt Inverter và đấu nối Thiết bị bảo vệ
Theo tiêu chuẩn NEC điều 690.9 (A), tiêu chí lựa chọn cầu chì DC theo công thức:
Irated : Dòng điện định mức của cầu chì
ISC (7.95A) : Dòng điện ngắn mạch của Solar (chọn chế độ NOC và chuỗi tấm Solar đang mắc nối tiếp
Cầu chì trong tủ điện không có động cơ gia nhiệt, vì vậy nhiệt độ tối đa trong phòng có thể chọn khoảng 30ºC Hệ số chọn Kt là 0,98.
Từ kết quả trên chọn cầu chì lớn hơn 1 cấp là 20A
Bảng 5 7 Thông số kỹ thuật cầu chì DC
STT Mô tả Yêu cầu
2 Điện áp định mức 1000 VDC
3 Dòng định mức cầu chì 20 A
6 Tiết diện tiếp điểm đấu dây 1-10 Mm 2
* Tiêu chí lựa chọn cáp DC:
+ Đảm bảo về mặt kỹ thuật, tiết kiệm về mặt chi phí đầu tư
+ Iđm-cáp > Inm chuỗi tấm solar ghép nối tiếp
+ Uđm cáp > UOC chuỗi tấm solar ghép nối tiếp
Bảng thông số kỹ thuật của dây điện cáp bọc hạ thế cho năng lượng mặt trời cho thấy cáp ra từ tấm năng lượng mặt trời có tiết diện 4mm² Tham khảo các công trình tương tự để đảm bảo lựa chọn cáp phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và hiệu suất tối ưu cho hệ thống năng lượng mặt trời.
Vì vậy, cáp DC chọn loại ruột đồng tiết diện 4mm 2 - 1500V
Kiểm tra điều kiện dòng điện: Iđm-cáp (30A) > Inm (9,36A)
Kiểm tra điều kiện điện áp: Uđm-cáp (1500V) > UOC-chuỗi (51.92*20 1038.4V)
+ Về chi phí : Đây là cáp có tiết diện nhỏ nhất có thể chọn lựa ⇒ Tiết kiệm chi phí đầu tư
- Thống số kỹ thuật của cáp DC như Bảng 5.9
Bảng 5 8 Thống số kỹ thuật cáp DC 4mm 2
STT Mô tả Thông số cơ bản Đơn vị
1 Tiêu chuẩn áp dụng IEC 60228
4 Cấu trúc lõi 56/0,285 No,/mm
5 Nhiệt độ dây dẫn cực đại -40 o C đến 90 o C o C
7 Màu sắc vỏ bọc ngoài Đỏ/Đen
* Tiêu chí lựa chọn cáp AC:
+ Đảm bảo về mặt kỹ thuật, tiết kiệm về mặt chi phí đầu tư
+ Iđm cáp > Iđm của hệ solar cần đấu nối
Tính sản lượng điện sản xuất và các chính sách mua bán điện với EVN
Từ bảng 5.7, hệ thống PV gồm:
+ 20 module panel Jinko Solar 465 Wp được mắc nối tiếp thành 19 chuỗi (string)
Diện tích lắp đặt của hệ thống: 3753.04 m 2
Tổng công suất DC của hệ thống: ∑ 𝑷 𝒔𝒚𝒔 = 𝟐𝟎 ∗ 𝟒𝟔𝟓 ∗ 𝟏𝟗 = 𝟏𝟕𝟔 𝟕𝒌𝑾𝒑
Những quy định liên quan về lắp đặt điện mặt trời áp mái
Quy định về điện mặt trời
Chính phủ đã triển khai nhiều chính sách hấp dẫn nhằm khuyến khích sử dụng điện mặt trời, đặc biệt là hệ thống điện năng lượng mặt trời không dự trữ, giúp tiết kiệm chi phí điện và cho phép bán lại điện dư cho ngành điện theo Quyết định số 11/2017/QĐ-Ttg ngày 11/4/2017 và Quyết định số 02/2019/QĐ-TT ngày 8/1/2019.
Quy định về phát triển dự án điện mặt trời và hợp đồng mua bán điện mẫu được quy định trong Thông tư số 05/2019/TT-BCT, ban hành ngày 11/3/2019, nhằm sửa đổi và bổ sung một số điều của Thông tư số 16/2017/TT-BCT, ngày 12/9/2017, của Bộ trưởng Bộ Công Thương Thông tư này tạo ra khung pháp lý rõ ràng cho các dự án điện mặt trời, đảm bảo quyền lợi cho các bên liên quan và thúc đẩy sự phát triển bền vững của nguồn năng lượng tái tạo tại Việt Nam.
Thủ tục bán điện mặt trời cho EVN như thế nào?
Trước khi tiến hành bán điện cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), Công ty Điện lực sẽ cử nhân viên kiểm tra hệ thống điện mặt trời trên mái của chủ đầu tư Do đó, việc chọn lựa địa chỉ cung cấp thiết bị năng lượng mặt trời và đơn vị thi công uy tín, có nhiều năm kinh nghiệm là rất quan trọng.
Quy định và giá mua điện mặt trời
Sau khi hoàn tất việc kiểm tra hệ thống điện năng lượng mặt trời, khách hàng cần đến Công ty điện lực để ký kết hợp đồng mua bán điện Đặc biệt, dự án phải được hoàn thành trước 03 ngày làm việc.
Chủ đầu tư cần thực hiện đầu tư dự án và gửi hồ sơ đề nghị bán điện theo mẫu quy định Công ty điện lực sẽ tiến hành khảo sát và thỏa thuận đối nấu, sau đó kiểm tra hồ sơ Nếu hồ sơ không đạt yêu cầu, chủ đầu tư phải khắc phục để đáp ứng tiêu chuẩn.
+ Nếu đạt yêu cầu, Công ty Điện lực sẽ đến lắp đặt công tơ 2 chiều và ký hợp đồng mua bán điện
Những hạng mục cần kiểm tra trước khi đấu nối vào hệ thống điện lưới quốc gia
Theo văn bản số 2619/EVN HANOI-B09 ngày 09/04/2019, yêu cầu một số hạng mục cần kiểm tra trước khi đấu nối vào hệ thống điện quốc gia như sau:
Hệ thống điện năng lượng mặt trời (ĐNLMT) phải duy trì hoạt động liên tục trong dải tần số từ 49 đến 51Hz Nếu tần số nằm ngoài khoảng này, hệ thống cần đảm bảo phát điện trong ít nhất 0,2 giây.
+ Cân bằng pha: Nhỏ hơn hoặc bằng 5% chế độ làm việc trung bình của điện áp pha so với điện áp danh định
+ Điện áp: Hệ thống ĐMT phải duy trì vận hành điện áp định mức các điểm điểm đấu nối từ 85 – 110%
Sóng hài điện áp là yếu tố quan trọng trong hệ thống điện Đối với hệ thống có công suất nhỏ hơn 50kW, tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện tại điểm đấu nối không được vượt quá 20% dòng điện phụ tải Trong khi đó, với hệ thống có công suất lớn hơn 50kW, mức độ này phải giữ dưới 12% dòng điện phụ tải.
+ Yêu cầu nối đất: Hệ thống điện năng lượng mặt trời phải được nối đất trực tiếp
+ Mức độ xâm nhập của dòng điện một chiều: Dưới hoặc bằng 0,5%
+ Bảo vệ: Hệ thống phải có khả năng tự ngắt kết nối khi có bất kì sự cố nào xảy ra
Giá mua bán điện năng lượng mặt trời cho các dự án vận hành sau ngày 30/6/2019 là 2.135đ/kWh Thanh toán tiền điện sẽ được thực hiện bằng tiền Việt Nam đồng thông qua chuyển khoản, và phí chuyển khoản sẽ do nhà đầu tư chịu.
Nếu chủ đầu tư yêu cầu hóa đơn, Công ty Điện lực sẽ xuất hóa đơn sau khi thanh toán tiền điện theo quy định khi bán điện năng lượng mặt trời cho EVN, đảm bảo quyền lợi cho chủ đầu tư Theo Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg, các hợp đồng mua bán điện mặt trời vận hành trước ngày 01/07/2019 sẽ áp dụng mức giá 9,35 Uscents/kWh trong 20 năm từ ngày vận hành thương mại Từ năm 2020 trở đi, giá mua điện sẽ được xác định hàng năm và tính theo tiền Việt Nam.
Chính sách phát triển điện mặt trời
Thông tư 16/2017/TT-BCT thiết lập các quy định mới về phát triển dự án và mẫu hợp đồng mua bán điện dành cho các dự án điện mặt trời Chính sách này nhằm thúc đẩy sự phát triển bền vững của năng lượng tái tạo tại Việt Nam.
Theo đó, Việt Nam là quốc gia có tiềm năng phát triển điện mặt trời rất lớn
Với cường độ bức xạ mặt trời trung bình từ 4,5 đến 5,5 kWh/m2/ngày, dự báo công suất lắp đặt điện mặt trời sẽ đạt khoảng 850 MW vào năm 2020 và 12.000 MW vào năm 2030.
Thông tư 16 của Bộ Công thương có hiệu lực kể từ ngày 26/10/2017, bao gồm 5 Chương với 22 Điều đã quy định cụ thể về:
Quy hoạch, và phát triển dự án điện năng lượng mặt trời
Giá bán điện của các dự án ĐNLMT nối lưới và áp mái
Hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án ĐNLMT nối lưới và áp mái
Quy định trách nhiệm của các tổ chức, cá nhân có liên quan
Các Phụ lục ban hành kèm theo Thông tư 16 về điện mặt trời bao gồm những điểm sau:
Nội dung đề án quy hoạch phát triển điện mặt trời cấp tỉnh
Hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời nối lưới
Hợp đồng mua bán điện mẫu cho các dự án điện mặt trời mái nhà quy định mức giá bán điện là 2.086 đồng/kWh (tương đương 9,35 Uscents/kWh) Công ty cam kết rằng EVN sẽ mua toàn bộ sản lượng điện dư từ hệ thống điện mặt trời có ngày vận hành thương mại trước ngày 30/06/2019, theo hợp đồng mua bán điện mẫu với thời gian áp dụng là 20 năm.
Thủ tục đầu tư dự án điện mặt trời
Thông tư số 16 năm 2017 của Bộ Công Thương quy định rõ các điều kiện đầu tư cho dự án điện mặt trời nối lưới và điện mặt trời trên mái nhà Đối với dự án điện mặt trời nối lưới, chủ đầu tư phải lập dự án theo Quy hoạch phát triển điện mặt trời và Quy hoạch phát triển điện lực đã được phê duyệt, với tỷ lệ vốn chủ sở hữu tối thiểu 20% tổng mức đầu tư và diện tích đất sử dụng không vượt quá 1,2 ha/01 MWp Đối với dự án điện mặt trời áp mái có công suất nhỏ hơn 01MW, chủ đầu tư cần đăng ký đấu nối với Công ty điện lực cấp tỉnh, trong khi các dự án có công suất lớn hơn 01MW phải thực hiện thủ tục bổ sung quy hoạch phát triển điện mặt trời và quy hoạch phát triển điện lực theo quy định.
Ngoài ra, đối với dự án điện mặt trời nối lưới, giá của dự án điện mặt trời được quy định chi tiết như sau:
Theo Khoản 1, Điều 12, Quyết định số 11, Công ty Điện lực có trách nhiệm mua toàn bộ sản lượng điện từ các dự án điện mặt trời nối lưới với giá mua điện tại điểm giao nhận (không bao gồm thuế GTGT) Giá mua điện này chỉ áp dụng cho các dự án có ngày vận hành thương mại trước 30/6/2019 và kéo dài trong vòng 20 năm kể từ ngày bắt đầu vận hành thương mại.
Các dự án điện mặt trời áp dụng giá bán điện theo quy định tại Khoản 1 sẽ không được hưởng cơ chế hỗ trợ giá cho sản lượng điện theo các quy định hiện hành khác.
Kết quả lắp đặt
Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống:
Hình 5 14 Kết quả từ phần mềm Helioscope
Hình 5 15 Biểu đồ sản lượng từng tháng ở dạng cột và bảng
- Sản lượng qua các tháng tăng giảm không đồng đều, chênh lệch sản lượng giữa các tháng không quá lớn
- Sản lượng trung bình khoảng 20,037.7 kWh
- Tháng 3 có sản lượng cao nhất: 22,187.6 kWh
- Tháng 11 có sản lượng thấp nhất: 17,755.9 kWh
- Tổng sản lượng trong năm đầu tiên: 240,452.3 kWh
Hình 5 16 Biểu đồ tổn hao Nhận xét:
- Phần mềm hỗ trợ tính toán tổn hao xuất ra ở biểu đồ Hình 5.15, tổng tổn hao là 20 %, trong đó các tổn hao chiếm phần lớn:
+ Thứ nhất là Temperature(nhiệt độ): 7.0%
+ Thứ 2 là Reflechtion(sự phản xạ): 3.2%
+ Thứ 3 là Mismatch(Sự không phù hợp giữa các modul): 3.3%
+ Thứ 4 là Soiling(hiện tượng váy đất): 2.0%
+ Thứ 5 là Inverter(biến tần): 1.5%
- Những phần còn lại tổn hao thấp
- Đặc biệt nhiệt độ gây ra tôn hao rất lớn, khoảng gần 50% so với tổng tổn hao
Tổn hao sản xuất hàng năm:
Hình 5 17 Bảng tổn hao sản xuất hằng năm của hệ thống
Hình 5 18 Bảng điều kiện thời tiết của hệ thống
List giá thiết bị
Suất đầu tư ban đầu là yếu tố quyết định sự thành công của một dự án Việc lập và thống kê đơn giá thiết bị giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát về dự án Kết hợp với các yếu tố kinh tế khác, điều này sẽ giúp xác định tính khả thi của dự án.
Để kiểm tra giá thành sản phẩm, cần tìm kiếm nguồn thông tin đáng tin cậy nhằm tránh tình trạng đội giá và mua phải hàng giả kém chất lượng.
Bảng 5 10 List giá các thiết bị
STT Tên thiết bị Đơn vị
3 Kim thu sét Stormaster ESE15
4 Cọc tiếp địa D16 2.4m (mạ đồng, lõi thép)
6 Cầu chì Mersen 10x38mm 1000VDC 20A
7 Đế cầu chì Mersen 10x38mm 1000VDC 32A
8 Dây Cáp Solar cable H1Z2Z2-K4 4mm 2 m 50 20,900 1,045,000
9 Dây Cáp Cadivi CXV 1 lõi nhiều sợi 4mm 2 m 50 10,930 546,500
10 Đầu cos MC4 DC 1000V (Elmex) cái 40 16,000 640,000
11 Tủ điện năng lượng mặt trời _ tôn 2mm sơn tĩnh điện (Tủ AC) + phụ kiện (thanh cái, tiếp điểm, gối,…)
12 Tủ điện điện DC _tôn 2mm sơn tĩnh điện + Phụ kiện (dây, tiếp điểm, gối)
15 Bộ giám sát các inveter
16 Hệ thống khung giàn Hệ 1 247,380,000 247,380,000
Bảng 5 11 Bảng chi phí lắp đặt điện mặt trời cho doanh nghiệp
Công suất Giá thi công
Với hệ thống > 10kWp Khoảng 15.5 – 16 triệu VNĐ/1kWp Với hệ thống > 100 kWp Khoảng 14.5 – 15.5 triệu VNĐ/1kWp Với hệ thống > 300 kWp Khoảng 13 – 14 triệu VNĐ/1kWp
Với hệ thống > 1 MWp Khoảng 11 – 12 triệu VNĐ/1kWp
Tính toán hoàn vốn
Tính toán hiệu quả kinh tế của dự án là bước quan trọng để thuyết phục nhà đầu tư đưa ra quyết định đầu tư Mọi ý tưởng, thiết kế và đề xuất chỉ được coi là “khả thi” khi có chứng minh rõ ràng về hiệu quả kinh tế.
- Theo kết quả từ phần mềm Helioscope ở hình 5.13 ở trên thì sản lượng điện trung bình hàng tháng khoảng 20037.7 kWh (667.92 kWh/ngày x 30 ngày = 20037.7 kWh)
- Tổng chi phí đầu tư của hệ thống năng lượng mặt trời tại như đã tính ở trên là 1,762,371,000 VND
- Theo dự thảo FiT3 thì giá điện giá mua điện mặt trời như Bảng 5.12:
Bảng 5 12 Bảng giá mua điện mặt trời
STT Công suất điện mặt trời
- Giá điện lẻ cho hộ kinh doanh mà EVN đang áp dụng như Bảng 5.13:
Bảng 5 13 Giá bảng lẻ điện cho hộ kinh doanh
STT Nhóm đối tượng khách hàng Giá bán điện
(đồng/kWh) Cấp điện áp từ 22kV trở lên
Cấp điện áp từ 6kV đến dưới 22kV
Cấp điện áp dưới 6kV
* Tính tổng tiền tiết kiệm:
Giả sử trong 20037.7 kWh mà hệ thống tạo ra mỗi tháng:
- 30% vào giờ cao điểm (9h30 – 11h30): giá điện là 4,587 đ/kWh
- 50% vào giờ bình thường: giá điện là 2,666 đ/kWh
- 20% bán cho lưới điện với giá 5.89 UScent tương đương 1,362 đ/kWh
⇒ Tổng tiền tiết kiệm mỗi năm: 59,742,402.55 *12 = 716,908,830.6VND
* Tính thời gian hoàn vốn:
T = (𝑇ổ𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑖 𝑝ℎí)∗𝑘 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑡𝑖ế𝑡 𝑘𝑖ệ𝑚/𝑛ă𝑚 Trong đó: Hệ số k = 1.1 là hệ số tài chánh
T là thời gian hoàn vốn (năm)
- Từ kết quả trên thì sau 2.71 năm ( 2 năm 8 tháng 12 ngày ) thì dự án sẽ được hoàn vốn
Pin mặt trời Jinko 465W có tuổi thọ lên đến 25 năm và tỷ lệ suy giảm hiệu suất hàng năm rất thấp Điều này cho phép người dùng hoàn vốn từ ngày thứ 13 của năm thứ 3 tháng thứ 9, bắt đầu thu lợi nhuận liên tục cho đến năm thứ 25.
- Sản lượng điện năng hằng năm của hệ thống sau 25 năm vòng đợi dự án qua Bảng 5.14:
Bảng 5 14 Sản lượng điện sau 25 năm của dự án
Năm Độ suy giảm hằng năm
Hiệu suất tấm solar hằng năm Sản lượng điện % % kWh/Năm
Từ Bảng 5.14 thấy được trong 25 năm vòng đời của tấm pin mặt trời Solar Jinko 465W, pin vẫn đảm bảo đạt trên 80% hiệu suất : 240,452.3 kWh(100%)