Trang 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN QUYẾT THẮNG NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH TỐI ƯU HỆ THỐNG ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ, MẶT TRỜI CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY GẠCH KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC S
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN QUYẾT THẮNG NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH TỐI ƯU HỆ THỐNG ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ, MẶT TRỜI CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY GẠCH KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Hà Nội, 2022 HÀ NỘI, 202… BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGUYỄN QUYẾT THẮNG NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH TỐI ƯU HỆ THỐNG ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ, MẶT TRỜI CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY GẠCH KHÔNG NUNG Chuyên ngành : Quản lý lượng Mã số : 8510602 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Minh Pháp Hà Nội, 2022 HÀ NỘI, 202… LỜI CẢM ƠN Sau thời gian tiến hành triển khai nghiên cứu, em hồn thành nội dung luận văn “Nghiên cứu cấu hình tối ưu hệ thống điện hỗn hợp gió, mặt trời cung cấp điện cho nhà máy gạch không nung” Luận văn hồn thành khơng cơng sức thân em mà cịn có giúp đỡ, hỗ trợ tích cực nhiều cá nhân tập thể Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Vũ Minh Pháp, người trực tiếp hướng dẫn cho luận văn cho em Thầy dành cho em nhiều thời gian, tâm sức, cho em nhiều ý kiến, nhận xét quý báu, giúp luận văn em hoàn thiện mặt nội dung hình thức Thầy ln quan tâm, động viên, nhắc nhở kịp thời để em hoàn thành luận văn tiến độ Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo khoa Quản Lý Năng Lượng trường đại học Điện Lực, ý kiến đóng góp quý báu quan tâm, động viên bảo tận tình thầy, giáo vừa giúp em có khích lệ, tin tưởng vào thân, vừa tạo động lực nhắc nhở em có trách nhiệm với đề tài mình, giúp em hồn chỉnh luận văn tốt Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, anh/chị lớp cao học ln động viên, quan tâm giúp đỡ em trình học tập thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 06 năm 2022 Tác giả LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu cấu hình tối ưu hệ thống điện hỗn hợp gió, mặt trời cung cấp điện cho nhà máy gạch không nung” cơng trình nghiên cứu thân Những phần sử dụng tài liệu tham khảo luận văn nêu rõ phần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực, cá nhân em tự tìm hiểu thực trình nghiên cứu viết luận văn mình, khơng chép chưa sử dụng cho đề tài luận văn Hà Nội, tháng 06 năm 2022 Tác giả MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU 11 I MỞ ĐẦU .12 Lý chọn đề tài .12 Mục tiêu nghiên cứu 13 Nhiệm vụ nghiên cứu 14 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .14 Phương pháp nghiên cứu 14 II NỘI DUNG 15 CHƯƠNG I 15 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐIỆN TÁI TẠO (ĐIỆN GIÓ, ĐIỆN MẶT TRỜI) CHO CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP .15 1.1 Tình hình phát triển điện gió, điện mặt trời giới Việt Nam 15 1.1.1 Thế giới 15 1.1.2 Việt Nam 16 1.2 Các cơng nghệ điện gió điện mặt trời 22 1.2.1 Cơng nghệ điện gió 22 1.2.2 Công nghệ điện mặt trời 32 1.2.3 Công nghệ điện hỗn hợp 36 1.3 Tình hình phát triển nhà máy gạch không nung Việt Nam .37 1.4 Ứng dụng công nghệ điện tái tạo cho nhà máy công nghiệp 48 1.5 Kết luận chương I 49 CHƯƠNG II 51 GIỚI THIỆU NHÀ MÁY GẠCH KHƠNG NUNG TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH 51 2.1 Nhà máy gạch khơng nung Quảng Bình 51 2.1.1 Giới thiệu nhà máy gạch không nung Quảng Bình tỉnh Quảng Bình 51 2.2.2 Đặc điểm thời tiết khí hậu khu vực nhà máy .53 2.2.3 Tiềm năng lượng tái tạo khu vực Quảng Bình 54 2.2 Nhu cầu sử dụng lượng nhà máy 56 2.3 Kết luận chương II 60 CHƯƠNG III 61 THIẾT KẾ CẤU HÌNH TỐI ƯU HỆ THỐNG ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ, MẶT TRỜI TẠI NHÀ MÁY GẠCH KHƠNG NUNG, TỈNH QUẢNG BÌNH 61 3.1 Phương pháp thiết kế điện hỗn hợp 61 3.2 Dữ liệu phục vụ thiết kế 64 3.2.1 Dữ liệu phụ tải nhà máy .64 3.2.2 Phân tích tiềm lượng mặt trời gió khu vực nhà máy 64 3.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống điện hỗn hợp .64 3.2.4 Các kịch mô 65 3.3 Kết mơ cấu hình tối ưu hệ thống điện hỗn hợp .67 3.3.1 Kịch (hệ thống điện hỗn hợp gió, mặt trời nối lưới) 67 3.3.2 Kịch (hệ thống điện mặt trời nối lưới) 70 3.3.3 Xác định kịch tối ưu 72 3.3.4 Hiệu tài dự án 72 3.3.5 Phương án kỹ thuật chi tiết thiết bị hệ thống điện mặt trời hỗn hợp 78 3.4 Kết luận chương III 81 III KẾT LUẬN CHUNG 83 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 PHỤ LỤC .87 SẢN PHẨM NGHIÊN CỨU 93 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa B/C Tỷ số doanh thu chi phí CDTE Cadmium telluride CIGS Cu indium gallium selenide GKN Gạch không nung GRDP Tốc độ tăng trưởng kinh tế HAWT Hozizontal axis Wind Turbine HTĐ Hệ thống điện IEA Cơ quan lượng quốc tế IRR Tỷ suất sinh lời nội 10 MPPT Maximum power point tracking 11 NREL Phịng thí nghiệm quốc gia 12 NPC Tổng chi phí ròng 13 NPV Giá trị rịng 14 O&M Vận hành bảo trì 15 PMT Pin mặt trời 16 PWM Pulse-width modulation 17 QLNL Quản lý lượng 18 SCADA Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa 19 Thv Thời gian hoàn vốn Verticat Axis Wind Turbin 20 VAWT Vật liệu không nung 21 VLKN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Cơng suất lắp đặt lượng mặt trời gió giới [1] 15 Hình Tỷ lệ lượng tái tạo theo quy hoạch điện VIII [4] 17 Hình Bản đồ tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam [5] 18 Hình Cơng suất lắp đặt điện mặt trời Việt Nam [1] 19 Hình Bản đồ tốc độ gió Việt Nam [7] .20 Hình Cơng suất lắp đặt điện gió Việt Nam [1] .21 Hình Tổng quan cơng nghệ điện gió [9] 23 Hình Phân loại Tuabin gió 223 Hình Tài ngun gió đất liền Việt Nam, 100m so với mặt đất [7] 25 Hình 10 Bản đồ tốc độ gió Việt Nam khoảng cách 200km từ bờ [7] 27 Hình 11 Các loại móng hệ thống ngồi khơi [10] 29 Hình 12 Sự phát triển tuabin gió theo độ cao [11] 31 Hình 13 Các loại pin quang điện [12] 32 Hình 14 Pin mặt trời silic [13] 33 Hình 15 Pin mặt trời màng mỏng [14] .33 Hình 16 Hệ thống điện off grid lưu trữ độc lập [15] 34 Hình 17 Hệ thống điện mặt trời Hybrid hòa lưới kết hợp lưu trữ [16] .35 Hình 18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện mặt trời nối lưới tập trung [17] 36 Hình 19 Minh họa ví dụ sơ đồ cấu hình hệ thống điện hỗn hợp [18] 37 Hình 20 Gạch không nung [19] 38 Hình 21 Nhà máy gạch khơng nung điển hình 47 Hình 22 Quy trình sản xuất nhà máy gạch khơng nung [21] 47 Hình 23 Năng lượng tái tạo ứng dụng cho nhà máy công nghiệp [12] .49 Hình Mặt nhà máy gạch khơng nung Quảng Bình 51 Hình 2 Vị trí địa lý tỉnh Quảng Bình [22] .52 Hình Tỷ trọng ngành kinh tế Quảng Bình .53 Hình Vị trí nhà máy gạch khơng nung Quảng Bình [22] .54 Hình Bức xạ mặt trời khu vực dự án [24] 55 Hình Tốc độ gió khu vực dự án [24] 55 Hình Nhà máy gạch khơng nung điển hình 57 Hình Phụ tải tiêu thụ điện nhà máy năm gần [23] .58 Hình Phụ tải tiêu thụ điện tháng năm nhà máy [23] 58 Hình 10 Phụ tải tiêu thụ điện điển hình ngày tháng nhà máy [24] 59 Hình 11 Phụ tải điện nhà máy theo ngày theo tháng [24] 59 Hình Sơ đồ hệ thống điện hỗn hợp [24] 64 Hình Kết lựa chọn phương án tối ưu kịch [24] 67 Hình 3 Kết phát điện từ hệ thống điện hỗn hợp 67 Hình Kết phát điện ngày điển hình 68 Hình Hoạt động mua điện lưới bán điện mặt trời [24] 69 Hình Kết lựa chọn phương án tối ưu phương án [24] 70 Hình Kết phát điện từ hệ thống điện mặt trời nối lưới [24] 70 Hình Kết Quả phát điện ngày điển hình [24] .71 Hình Bểu đồ so sánh phương án lắp đặt hệ thống 72 Hình 10 Phân tích cấu hình tối ưu hệ thống điện hỗn hợp gió, mặt trời [24] .76 Hình 11 Quan hệ lượng điện mua từ lưới với tổng chi phí [24] .77 Hình 12 Kết giảm phát thải khí nhà kính 77 Hình 13 Mối quan hệ giá bán điện mặt trời lên lưới NPC [24] .78 Hình 14 Mặt bố trí hệ thống Điện mặt trời Tuabin gió .79 Hình 15 Sơ đồ sợi .80 10