phân tích kinh tế kĩ thuật của hệ thống lai năng lượng mặt trời và năng lượng gió tại việt nam

Bằng cách kết hợp nguồn năng lượng tái tạo, mô hình kết hợp khai thác giữa điện gió và điện mặt trời đang được ứng dụng rộng rãi ở quy mô tự cung, tự cấp, dành cho hộ gia đình là chủ yếu

Mục đích của đề tài

Xây dựng mô hình kinh tế xác định: giá trị hiện tại thuần, chi phí năng lượng và thời gian hoàn vốn của dự án

Sử dụng phần mềm Homer (Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources – Mô hình tối ưu hóa lai cho nhiều nguồn năng lượng) [4] để tính toán sản lượng điện của hệ thống năng lượng mặt trời, năng lượng gió, sự kết hợp giữa hệ thống năng lượng mặt trời và năng lượng gió Đưa ra giải pháp kết hợp giữa hệ thống năng lượng điện mặt trời và năng lượng điện gió dựa vào phân tích kinh tế kĩ thuật.

Phương pháp nghiên cứu

Xác định thu nhập của dự án, chi phí ban đầu, chi phí vận hành và sửa chữa, lãi suất hằng năm của dự án Sử dụng phần mềm Homer xác định sản lượng điện độc lập từng hệ thống năng lượng điện mặt trời và năng lượng gió Từ đó kết hợp hệ thống lai năng lượng mặt trời và năng lượng gió để phân tích hiệu quả kinh tế kĩ thuật của hệ thống lai năng lượng Mặt trời và năng lượng gió

Từ đó đưa ra một đánh giá tổng quan cho nhà đầu tư cho hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp với năng lượng gió.

Cấu trúc của luận văn

Luận văn ngoài phần Mở Đầu gồm có các chương sau:

Chương 2: Mô Hình mô phỏng kinh tế, kỹ thuật của hệ thống Chương 3: Kết quả mô phỏng

TỔNG QUAN

Tổng quan về hệ thống lai

Hệ thống lai bao gồm 2 nguồn năng lượng tái tạo trở lên; nhiệm vụ của hệ thống lai nó bổ sung hỗ trợ cho nhau trở thành nguồn năng lượng sạch, sản xuất gần như vô tận mà không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường

Hệ thống lai năng lượng mặt trời và gió là hai nguồn năng lượng tái tạo vô hạn và có thể sử dụng cho các mục đích công nghiệp, gia đình và công cộng Các hệ thống này đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và đang được coi là một trong những giải pháp tốt nhất để giảm thiểu tùy thuộc vào nguồn năng lượng hoá thạch

Việt Nam có rất nhiều cơ hội để phát triển hệ thống năng lượng mặt trời và gió Với môi trường ôn hòa và mưa vừa đủ, các tỉnh thành trong khu vực này có thể phát triển hệ thống năng lượng mặt trời với hiệu quả tốt nhất Việt Nam cũng có nhiều tiềm năng để phát triển hệ thống năng lượng gió với nhiều địa điểm có gió mạnh và liên tục có thể kể đến là các khu vực ven biển, hải đảo

Hơn nữa, cả hai hệ thống năng lượng mặt trời và gió sẽ giảm thiểu tùy thuộc vào nguồn năng lượng hoá thạch Ngoài ra, việc sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời và gió cũng giúp giảm khí gây hiệu ứng nhà kính (CO2) và giảm áp lực trên môi trường Điều này có thể giúp giảm tác động của biến đổi khí hậu và giữ cho môi trường tươi sáng và sạch sẽ hơn trong khi việc sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời và gió có nhiều lợi ích, việc thực hiện chúng cũng cần đầu tư kỹ thuật và kinh tế

Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ và giảm giá trị trong việc sản xuất, việc sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời và gió trở nên dễ dàng hơn và có thể trở thành một lựa chọn kinh tế cho rất nhiều người

Hệ thống kết hợp giữa điện gió và điện mặt trời là hệ thống có khả năng sản sinh điện năng từ sức gió và cả ánh sáng mặt trời Theo đó, tua bin phát điện gió và pin mặt trời chính là 2 thành phần chính được lắp đặt đồng thời trong hệ thống Vì nguồn sản sinh điện ở đây là cả gió và nắng nên sản lượng điện thu được ổn định, đáp ứng được nhu cầu sử dụng [13], xem hình 1.3

Hình 1.3: Mô hình tích hợp giữa điện năng lượng mặt trời và điện gió [13]

Trên thực tế, mô hình này đã bắt đầu được triển khai tại xã Bắc Phong và xã Lợi Hải, huyện Thuận Bắc (tỉnh Ninh Thuận) từ đầu 2019 Đây vốn là vùng đất nhiều nắng và gió, không thích hợp để phát triển trồng trọt nông, lâm nghiệp Dự án điện gió và năng lượng mặt trời kết hợp đã được Trungnam Group triển khai với tổng diện tích ban đầu khoảng 900 ha Tuy nhiên, do điều kiện thực tế về sản lượng sản xuất và đầu ra, ngoài Dự án điện gió Trung Nam do Công ty cổ phần Đầu tư xây dựng Trung Nam (Trungnam Group) đầu tư ở trên, mô hình này hiện chủ yếu vận hành một cách tự phát ở quy mô hộ gia đình là chủ yếu

Theo kết quả khảo sát kỹ thuật của công ty Solarpraxis AG đến từ Đức, qua khảo sát thực tế cùng với việc chạy thử nghiệm, khi các thiết bị điện chạy bằng năng lượng mặt trời, cùng các tuốc bin gió sẽ ổn định hệ thống cung cấp điện Hệ thống này sẽ hỗ trợ hệ thống kia Giả sử khi các tấm pin bị mặt trời che khuất, các tuốc bin gió vẫn hoạt động bình thường hỗ trợ công suất pin quang điện bị hao hụt Đảm bảo cho hệ thống làm việc ổn định để cung cấp điện

Theo đánh giá của Công ty Cổ phần Thương mại Dịch vụ và Phát triển Công nghệ xanh Việt Nam, cũng cho thấy hiệu quả của mô hình này mang lại Cụ thể, điện gió và điện năng lượng mặt trời là một hệ thống kết hợp ưu điểm của cả tuốc bin phát điện gió lẫn pin mặt trời, nhằm mang lại tính ổn định, hiệu quả và độ tin cậy cao hơn trong quá trình sử dụng Điện gió khi kết hợp với điện năng lượng mặt trời sẽ là một giải pháp phù hợp với thời tiết, khí hậu tại Việt Nam – nơi có nhiều địa phương có điều kiện gió và nắng đều rất tốt Để tối ưu sản lượng điện sinh ra, mỗi thành phần trong hệ thống điện gió kết hợp điện năng lượng mặt trời cần được nghiên cứu, lắp đặt tại vị trí hợp lý

Các tấm pin năng lượng mặt trời cần được đặt tại nơi thoáng, không bị bóng râm (bóng cây, bóng nhà, …) che khuất để hứng được 100% ánh nắng mặt trời vào ban ngày Vị trí lý tưởng lắp đặt là mái nhà hoặc phía trên mái che, … Khi hấp thụ đủ ánh sáng, các tế bào quang điện trong pin sản xuất ra điện và truyền vào acquy cho phép tích trữ và sử dụng khi cần thiết Đối với điện gió, người ta cần lắp đặt quạt gió trên sân thượng đủ thoáng Độ cao và mặt thoáng hợp lý cho phép cánh quạt nhận được nhiều gió, duy trì chuyển động quay trong thời gian dài nhất cùng tốc độ quay tốt nhất Khi cánh quạt quay, tuabin gió, hoạt động, sinh ra điện và cũng nạp vào bình acquy tương tự như điện mặt trời

Như vậy, việc triển khai, lắp đặt hệ thống điện gió kết hợp với điện mặt trời không quá phức tạp Vấn đề ở đây là nguồn thiết bị, kỹ thuật và kinh nghiệm thi công

Năm 2020, Trungnam Group trở thành nhà đầu tư, tư nhân đầu tiên của Việt Nam xây dựng và đưa Trạm biến áp và đường dây 220/500 KV kết hợp Nhà máy điện mặt trời Trung Nam Thuận Nam 450 MW đi vào hoạt động thành công Đến hết năm

2020, công ty Trungnam Group đã đầu tư tại Ninh Thuận hơn 1,5 tỷ USD, mỗi năm mang lại doanh thu trên địa bàn hơn 5.400 tỷ đồng và tạo việc làm cho hơn 500 kỹ sư và công nhân trên toàn tỉnh, công ty vẫn đang tiếp tục đầu tư nhiều hơn nữa trong 5-

Ngày 16/4/2021, Trungnam Group đã tổ chức khánh thành tổ hợp nhà máy điện gió và điện mặt trời Trung Nam tại xã Lợi Hải và xã Bắc Phong, huyện Thuận Bắc, tỉnh Ninh Thuận Công ty tiếp tục với thách thức mới là phải hoàn thành ba nhà máy điện gió tại Đắk Lắk 400 MW, Phước Hữu Ninh Thuận 50 MW và Trà Vinh hơn

100 MW và hơn 600 MW phải được hoà lưới điện quốc gia trước 31/10/2021 Luôn phấn đầu đạt mục tiêu kế hoạch đề ra Xem hình 1.4

Hình 1.4: Tổ hợp năng lượng tái tạo điện mặt trời và điện gió của Trungnam

Group trên diện tích 900 ha Đến thời điểm hiện tại, đây được xem nhà máy điện gió lớn nhất Việt Nam kết hợp với điện mặt trời 204 MW hình thành tổ hợp năng lượng tái tạo lớn nhất và duy nhất tại Việt Nam và Đông Nam Á

Các nghiên cứu về tiềm năng điện mặt trời và điện gió

Hiện nay trên đã có rất nhiều nghiên cứu về hệ thống lai năng điện mặt trời và điện gió Việc kết hợp hệ thống lai giữa hai nguồn năng lượng này mang lại hiệu quả kinh tế kĩ thuật cao hơn với từng hệ thống độc lập Các nghiên cứu [15-18] tập trung phân tích các giá trị kinh tế thông qua giá hiện tại thuần (NPC) và chi phí năng lượng (COE) Theo các nhà nghiên cứu tổng chi phí của hệ thống lai khác nhau giữa gió và mặt trời có thể từ 0.042 đến 0.380 (USD/kW) [15-18]

So sánh chi phí đầu tư các hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời, tùy thuộc vào công suất lắp đặt, vị trí địa lý cũng như loại hình hệ thống được nêu trong bảng 1.1

Bảng 1.1: So sánh chi phí đầu tư các hệ thống lai khác nhau tại các quốc gia

STT Tài liệu tham khảo/ hệ thống lai/

Chi phí vốn ban đầu (USD)

37,350 $ 119,885 kWh/year (Hawassa IP) 118,102 kWh/year

0.042 (Hawass a IP) 0.048 (kombol cha IP)

(kombolcha IP) 76,102 kWh/year (Adama IP)

3 Aili Amupolo và cộng sự

Mảng quang điện PV 53,2 tuabin gió 2,4 Kw

Theo bảng 1.1 ở trên Ta thấy trọng tâm chính của nghiên cứu Tefera Mekonnen Azerefegn và cộng sự này là kiểm tra hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các hệ thống điện gió/PV nối lưới trong điều kiện xem xét ngừng hoạt động lưới điện đột xuất đối với phụ tải của khu công nghiệp (IP), ở ba khu vực khác nhau của Ethiopia Máy phát điện diesel trước đây được sử dụng làm nguồn dự phòng để hỗ trợ nguồn điện lưới thủy điện không đáng tin cậy của Khu công nghiệp Nghiên cứu các giải pháp nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu diesel và thời gian làm việc của máy phát điện diesel Hiệu suất của hệ thống được thiết kế được mô phỏng bằng phần mềm tối ưu hóa HOMER Pro (Das et al., 2017; Halabi và Mekhilef, 2018)

Kết quả cho thấy hệ thống lưới điện//diesel/PV/pin khả thi về mặt kỹ thuật, kinh tế và môi trường cho cả ba vùng khí hậu với chi phí năng lượng lần lượt là 0,044, 0,049 và 0,048 USD/kWh Cũng nhận thấy rằng lượng điện dư thừa, chi phí năng lượng và chi phí hiện tại ròng tăng nhẹ khi thâm nhập PV, trong khi lượng khí thải

CO 2 ở những địa điểm này giảm 45%, 44% và 42% so với các hệ thống hiện có

Với nghiên cứu của Alya AlHammadi và cộng sự, thì mục đích của nghiên cứu này là tiến hành phân tích kinh tế-kỹ thuật của các hệ thống năng lượng tái tạo lai để sạc xe điện ở thành phố Abu Dhabi, UAE bằng phần mềm HOMER

Về mặt kỹ thuật, hệ thống được đề xuất bao gồm quang điện, tua-bin gió, lưới điện và pin (đề xuất với tấm pin mặt trời 719 kW và tuabin gió 10 kW với ba bộ pin và lưới điện) có thể mang lại lợi ích về mặt đáp ứng nhu cầu phụ tải, giảm thiểu tổn thất năng lượng và sản xuất lượng điện dư thừa là 22.006 kWh/năm Về mặt kinh tế, cấu hình hệ thống lưới điện PV có chi phí năng lượng thấp nhất là 0,06581 USD/kWh Việc bổ sung tuabin gió và hệ thống lưu trữ pin đã làm tăng chi phí năng lượng lên 0,06743 USD/kWh và làm tăng công suất các nguồn năng lượng tái tạo thêm 11.041 kWh/năm Hệ thống được đề xuất có đặc điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao (tương đương 1,29 triệu USD), nhưng chi phí vận hành và chi phí O&M thấp nhất Do đó giảm lượng khí thải carbon dioxide xuống 384 tấn/năm Kết quả cũng chỉ ra rằng tín chỉ carbon liên quan đến hệ thống này có thể giúp tiết kiệm 8786,8 USD/năm Nghiên cứu này cung cấp các hướng dẫn mới và xác định các chỉ số tốt nhất cho hệ thống sạc xe điện sẽ ảnh hưởng tích cực đến xu hướng phát thải carbon dioxide và đạt được sản lượng điện bền vững Nghiên cứu này cũng cung cấp đánh giá tài chính hợp lệ cho các nhà đầu tư muốn khuyến khích sử dụng năng lượng tái tạo

Tiếp theo là bài báo của Aili Amupolo và cộng sự là xem xét các phương án điện khí hóa dựa trên năng lượng tái tạo ngoài lưới điện khác nhau cho một khu định cư không chính thức ở Windhoek, Namibia Nó trình bày sự so sánh kinh tế-kỹ thuật giữa việc triển khai hệ thống năng lượng mặt trời trong nhà đến từng hộ gia đình và nguồn điện cung cấp từ lưới điện siêu nhỏ lai tập trung trên mái nhà hoặc trên mặt đất Mục tiêu là tìm ra một hệ thống năng lượng khả thi đáp ứng các ràng buộc về kỹ thuật và người sử dụng ở mức chi phí năng lượng được quy dẫn tối thiểu (LCOE) và chi phí hiện tại ròng (NPC) Các phân tích độ nhạy được thực hiện trên lưới điện siêu nhỏ gắn trên mặt đất để đánh giá tác động của việc thay đổi giá nhiên liệu diesel, nhu cầu phụ tải và chi phí mô-đun quang điện mặt trời đối với chi phí hệ thống Phần mềm HOMER Pro được sử dụng để định cỡ và tối ưu hóa hệ thống Kết quả cho thấy một hệ thống lai bao gồm quang điện mặt trời, máy phát điện diesel và pin mang lại cho NPC và LCOE thấp nhất cho cả hai phương án điện khí hóa LCOE cho phụ tải dân dụng nhỏ nhất là 1,7 kWh/ngày và phụ tải lưới điện siêu nhỏ lớn nhất là 5,5 MWh/ngày lần lượt là 0,443 USD/kWh và 0,380 USD/kWh NPC tương ứng là 4738 USD và 90,8 triệu USD

Phân tích độ nhạy cho thấy sự thay đổi trong giá nhiên liệu và nhu cầu phụ tải thay đổi tuyến tính theo chi phí và công suất hệ thống Tuy nhiên, việc giảm giá mô- đun PV trong hệ thống năng lượng bao gồm các nguồn năng lượng gió và diesel không mang lại lợi ích đáng kể Hơn nữa, việc triển khai một hệ thống năng lượng dựa vào nhiên liệu hóa thạch đến từng nơi cư trú trong một khu định cư không chính thức là không có trách nhiệm với môi trường Những tác động tiêu cực đến môi trường ngoài ý muốn có thể xảy ra do việc sử dụng khối lượng lớn và đồng thời các máy phát điện diesel Do đó, lưới điện siêu nhỏ được khuyến khích sử dụng vì khả năng kiểm soát việc điều phối động cơ diesel cũng như khả năng mở rộng, độ tin cậy của nguồn cung cấp và an ninh tài sản Lưới điện siêu nhỏ gắn trên mái nhà có thể được xem xét thí điểm do mức đầu tư ban đầu thấp hơn Giá điện cũng cần phải được trợ cấp để người dùng cuối có thể chi trả được Tương tự, cần ưu tiên sự tham gia của chính phủ và cộng đồng để đạt được tính bền vững kinh tế lâu dài của lưới điện siêu nhỏ

Với nghiên cứu của Jean Wesly_ Haiti đã ày đề xuất, thông qua HOMER, để đánh giá tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế của hệ thống năng lượng lai, tận dụng nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời và gió tại một cộng đồng xa xôi ở Haiti Đó là một hệ thống năng lượng lai (PV-gió-pin) Phụ tải điện được giả định dựa trên lối sống nông thôn địa phương Hệ thống lai có chi phí hiện tại ròng (NPC) là 389.647 USD và chi phí năng lượng (COE) là 0,497 USD/kWh, thấp hơn chi phí dầu diesel trong khu vực (0,73 USD/L) Nó có thể sản xuất 82.124 kWh/năm và có thể cung cấp 224 kWh mỗi ngày để đáp ứng nhu cầu ban đầu là 168 kWh/ngày, vẫn còn dư 9,6% điện năng, điều này rất quan trọng để có thể tăng tải vẫn còn 0,0% phụ tải điện hàng năm chưa được đáp ứng, điều đó có nghĩa là hệ thống hoàn toàn có thể đáp ứng phụ tải điện của cộng đồng Một phân tích độ nhạy đã được thực hiện, cho thấy hiệu suất và tính khả thi về mặt kỹ thuật của hệ thống đối với việc tăng tải trong tương lai Nghiên cứu này được thiết kế để trở thành một phần trong kế hoạch của chính phủ Haiti Chương trình “Banm limy e, banm lavi” nhằm mang điện đến cho người dân cộng đồng nghèo nhất và dễ bị tổn thương nhất của đất nước Dự án có thể mang lại lợi ích cho người dân thông qua giáo dục, nông nghiệp và thủ công hoạt động và thúc đẩy sự phát triển xã hội Sự cải thiện ở địa phương

Nhận xét chung: Rõ ràng từ nghiên cứu trước đây rằng chủ đề đánh giá khả năng tồn tại của các hệ thống năng lượng tái tạo tiếp tục phát triển Tối ưu hóa kinh tế-kỹ thuật của các hệ thống năng lượng tái tạo lai ngoài lưới và trên lưới (HRES) đã thu hút được sự chú ý lớn từ các nhà nghiên cứu trong những năm gần đây Hầu hết các nghiên cứu đã kiểm tra các cấu hình HRES khác nhau để xác định các lựa chọn tối ưu cho các tải trọng cụ thể như khu dân cư, làng nông thôn, khu công nghiệp, hải đảo và cơ sở y tế Giải pháp tối ưu là giải pháp có thể đáp ứng đủ tải với chi phí thấp nhất Các tiêu chí chung được sử dụng để đánh giá hiệu quả kinh tế của HRES bao gồm chi phí hiện tại ròng (NPC), chi phí năng lượng quy dẫn (LCOE), thời gian hoàn vốn có chiết khấu và tỷ lệ phát thải carbon dioxide

Từ những hạn chế được chỉ ra từ 4 kết quả nghiên cứu trên, các nghiên cứu khi kết hợp hệ thống lai vẫn sử dụng nhiên liệu hóa thạch, không đảm bảo thân thiện môi trường, vì vậy tác giả lấy ưu điểm của các nghiên cứu trên có dùng năng lượng gió và mặt trời để làm đề tài nghiên cứu cho luận văn này

Tính mới của đề tài phân tích kinh tê kỹ thuật cho hệ thống lai năng lượng mặt trời và năng lượng gió cho biết giá đầu tư CEO cho 1 hộ gia đình có phụ tải tiêu chuẩn là 11,26 kWh/ngày và 2,09 kW/peak tại 63 tình thành Việt Nam, cho thấy hệ thống đạt được giá trị kinh tế tốt nhất và đảm bảo thân thiện môi trường Đóng góp của đề tài cho các nhà đầu tư tham khảo dùng để nghiên cứu lắp đặt hệ thống lai Gió và Mặt trời cho hộ tiêu chuẩn ở Việt Nam

Bên cạnh đó, để phân tích kinh tế kỹ thuật các dự án năng lượng tái tạo, trên thế giới có rất nhiều phần mềm với các tính năng phù hợp cụ thể được nêu trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Phần mềm ứng dụng phân tích kinh tế kỹ thuật các dự án năng lượng tái tạo

STT Tên Phần mềm Ưu điểm phần mềm Địa chỉ truy cập

HOMER cung cấp mô hình hoàn chỉnh cho hệ thống điện gió và mặt trời, tính toán hiệu quả kinh tế và tính toán tối ưu cho các dự án HOMER cho phép người dùng có thể so sánh, đánh giá đa dạng các phương án khác nhau để lựa chọn phương pháp phù hợp, đem lại hiệu quả, tối ưu về mặt kinh tế Phân tích các dự án điện năng lượng mặt trời trên cơ sở sử dụng hệ thống hybrid giúp chi phí công nghệ năng lượng tái tạo giảm xuống Đây được coi là công nghệ phổ biến nhất thời điểm hiện tại https://www.h omerenergy.c om/ products/pro/i ndex.html

PVSYST cung cấp các tính năng mạnh mẽ cho phép bạn tạo mô hình và phân tích hiệu suất của hệ thống điện mặt trời Điểm nổi bật của phần mềm này đó chính là sử dụng thiết kế giao diện 3D, giúp người dùng có thể phân tích, lên phương án thiết kế về kiến trúc, diện tích Ngoài ra, PVSyst được tích hợp hệ cơ sở dữ liệu về các loại pin năng lượng https://www.p vsyst.com/ mặt trời, bức xạ mặt trời, bộ biến đổi điện, các hệ ắc quy Đây là những thông số quan trọng và hữu ích giúp mang lại hiệu quả trong quá trình lên phương án thiết kế hệ thống điện mặt trời

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG KINH TẾ KỸ THUẬT

Mô tả mô hình kinh tế kỹ thuật của hệ thống

Một mô hình kinh tế xác định giá trị lợi nhuận, chi phí năng lượng và thời gian hoàn vốn Thu nhập của dự án, chi phí ban đầu, chi phí vận hành và sửa chữa, lãi suất hằng năm của dự án là các yếu tố ban đầu cần xác định để tính toán lợi nhuân cũng như chi phí năng lượng và thời gian hoàn vốn Từ đó đưa ra một đánh giá tổng quan cho nhà đầu tư cho hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp với năng lượng gió Mô hình xem trong hình 2.1

Hình 2.1: Mô hình kinh tế của hệ thống

Khi đưa ra một mô hình kinh tế là tiền đề cho việc tiến hành phân tích mặt kinh tế tài chính của dự án đầu tư Vì nếu không có số liệu của phân tích kỹ thuật thì không thể tiến hành phân tích kinh tế Các dự án không khả thi về mặt kỹ thuật thì không thể đưa vào phân tích kinh tế để tránh những tổn thất đáng tiếc có thể xảy ra trong quá trình thực hiện đầu tư và vận hành sau này

Thu nhập của dự án là yếu tố quan trọng để đánh giá thành công của một dự án Mỗi khoản đầu tư sẽ đưa lại khoản tiền thu nhập ở một hay một số thời điểm khác nhau trong tương lai tạo thành dòng tiền vào

Việc xác định thu nhập trong tương lai của đầu tư là vấn đề rất phức tạp, tùy theo tính chất của khoản đầu tư để định lượng các khoản thu nhập do đầu tư tạo ra một cách thích hợp

Việc sử dụng năng lượng hiệu quả là một chiến lược tiết kiệm và hiệu quả trong việc xây dựng nền kinh tế mà không nhất thiết phải tăng thêm chi phí tiêu thụ năng lượng

Tiếp đến là thời gian hoàn vốn được hiểu là khoảng thời gian cần thiết để dự án tạo ra dòng tiền thuần bằng chính chi phí đầu tư ban đầu Nói một cách đơn giản, thời gian hoàn vốn là khoảng thời gian đầu tư đạt đến điểm hòa vốn Đây chính là một công cụ phân tích thường được sử dụng để đánh giá tiềm năng của dự án Tức là trước khi quyết định thực hiện một dự án nào đó, nhà đầu tư luôn quan tâm đến mất bao nhiêu lâu để họ thu hồi lại số vốn bỏ ra.

Giới thiệu phần mềm Homer

Phần mềm Homer được phát triển bởi NREL (Phòng thí nghiệm Năng lượng

Tái tạo Quốc gia) Hoa Kỳ và sau đó được cải tiến và phân phối bởi Homer Energy HOMER là từ viết tắt của Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources và đi kèm với các công cụ Mô phỏng, Tối ưu hóa và Phân tích tài chính của các dự án năng lượng tái tạo Phần mềm giúp tối ưu hóa hệ thống cung cấp năng lượng (điện), hỗn hợp (hydbrid) sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như tuabin gió, pin mặt trời, máy phát diesel, thủy điện, pin nhiên liệu, ắc quy…

Ngoài việc tối ưu về mặt kinh tế, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, còn tính đến tỉ lệ tối đa của năng lượng tái tạo Tỉ lệ cao hơn trong hệ thống hybrid là tất yếu vì giá công nghệ năng lượng tái tạo giảm xuống trong khi thị trường, môi trường và chi phí cho an ninh nhiên liệu hóa thạch tiếp tục tăng

Quyết định của phần mềm sẽ hỗ trợ các khả năng (mô hình hóa, tối ưu hóa, và phân tích tính nhạy) cho phép người sử dụng lựa chọn hệ thống năng lượng có hiệu quả kinh tế nhất bằng cách so sánh chính xác hàng loạt các lựa chọn Những tháng tới, phần mềm Homer Energy sẽ đưa ra phiên bản trên website Phiên bản này sẽ đáp ứng các yêu cầu của khách hàng với một cấu trúc môđun, bao gồm các mô đun theo yêu cầu của khách hàng

Phần mềm HOMER cung cấp mô hình hoàn chỉnh cho hệ thống điện gió và mặt trời, tính toán hiệu quả kinh tế và tính toán tối ưu cho các dự án, xem hình 2.2

Hình 2.2: Giao diện hệ thống phần mềm Homer

Phần mềm còn giúp tối ưu hóa cho các điều kiện tải và hệ thống cung cấp khác nhau Hệ thống cung cấp bao gồm năng lượng mặt trời, gió, khí sinh học, máy phát điện, bộ chuyển đổi, pin, thủy điện, động năng thủy điện và cung cấp lưới điện và chi phí năng lượng có thể dễ dàng tính toán Kiểm tra các kết quả khác nhau từ đầu vào và sau đó đưa ra đầu ra được tối ưu hóa, giúp bạn có thể so sánh các kết quả khác nhau thu được Điều này cho phép tác giả tôi lựa chọn thiết kế khả thi về chi phí, không gian có sẵn của phần mềm Homer.

Mô hình toán phần mềm Homer

2.3.1 Tính toán sản lượng điện mặt trời: Điện năng lượng mặt trời là hệ thống hấp thu ánh sáng mặt trời và biến đổi bức xạ mặt trời thành điện năng thông qua Pin quang điện Hệ thống gồm các tấm pin hấp thu ánh sáng tạo ra điện một chiều (DC) sau đó chuyển qua bộ phận Biến Tần để chuyển dòng điện một chiều (DC) thành xoay chiều (AC) cho các thiết bị sử dụng Điện Năng lượng mặt trời có 3 loại cơ bản:

+ Điện năng lượng mặt trời hòa lưới không có lưu trữ

+ Điện năng lượng mặt trời hòa lưới có lưu trữ

+ Điện năng lượng mặt trời độc lập

Hiện tại hệ thống điện năng lượng mặt trời hoà lưới không lưu trữ là hiệu quả nhất, giúp tiết kiệm tiền điện, thực sự mang lại hiệu quả trong đầu tư Đây cũng chính là hệ thống điện năng lượng mặt trời được nhiều người đầu tư nhất trong 3 năm qua, vì tuổi thọ của các thiết bị lên đến 20 năm trở lên và chi phí đầu tư thấp nhất Điện mặt trời hòa lưới không lưu trữ là hệ thống hoạt động kết hợp giữa điện năng lượng mặt trời và điện lưới quốc gia, khi sản sinh ra điện sẽ cung cấp cho các thiết bị dùng luôn

Hệ điện mặt trời hoà lưới không lưu trữ không có hệ thống acquy để tích lại điện nên chỉ sử dụng vào ban ngày, buổi tối sử dụng điện nhà nước

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới không lưu trữ cực kỳ hiệu quả với những gia đình và nhà xưởng, công ty sử dụng điện nhiều vào ban ngày, vì sản sinh bao nhiêu sẽ được dùng hết bấy nhiêu

Với hệ thống điện mặt trời hòa lưới không lưu trữ, khi sản lượng điện sản sinh ra nhiều hơn công suất sử dụng của thiết bị thì lượng điện dư đấy sẽ đẩy ngược lên điện lưới Quốc Gia Sản lượng đẩy ngược này sẽ được cấp công tơ 2 chiều để ghi nhận lại

Với việc sản sinh ra bao nhiêu thì các thiết bị dùng luôn, không phải tốn thêm chi phí đầu tư hệ thống acquy lưu trữ, nên hệ thống điện năng lương mặt trời hòa lưới không lưu có giá thành đầu tư thấp, và hiệu quả kinh tế cao nhất trong các hệ thống điện mặt trời [19] Để mô phỏng hệ thống năng lượng tái tạo, phần mềm HOMER sử dụng các phương trình về tính toán sản lượng điên theo các biểu thức từ (2.1 - 2.3)

Phần mềm Homer tính toán sản lượng điện như sau:

Y PV : là sản lượng điện tiêu chuẩn [kW] f PV : hiệu suất giảm tải của pin [%]

G̅̅̅̅ T : là thông số bức xạ mặt trời ở thời điểm hiện tại [kW/m2]

G̅̅̅̅̅̅̅̅ T,STC : là bức xạ mặt trời điều kiện tiêu chuẩn [1 kW/m2] α P : là hệ số nhiệt độ công suất [%/°C]

T c : là nhiệt độ tấm pin hiện tại [°C]

T c,STC : là nhiệt độ tấm pin điều kiện tiêu chuẩn [25 °C]

2.3.2 Tính toán sản lượng điện gió:

Phần mềm Homer tính toán sản lượng điện của tua bin gió trong mỗi bước thời gian Điều này đòi hỏi một quy trình ba bước để tính toán Đầu tiên là tính toán tốc độ gió ở độ cao trung tâm của tua bin gió

Tiếp theo là tính toán công suất mà tua bin gió sẽ tạo ra điều kiện tiêu chuẩn

Từ đó điều chỉnh giá trị sản lượng điện ở mật độ không khí thực tế

Tốc độ gió ở độ cao trung tâm được tính theo công thức 2.2

U hub = U anem ln(z hub /z 0 ) ln(z anem /z 0 )

U hub : là tốc độ gió ở độ cao trung tâm [m/s]

U anem ∶ tốc độ gió ở tiêu chuẩn [m/s] z hub : là chiều cao trung tâm của tua bin gió [m] z anem : là chiều cao tiêu chuẩn [m] z 0 : là chiều dài cánh quạt gió [m] ln ( ) : hàm logarit

Khi đã xác định được tốc độ gió ở độ cao trung tâm, sẽ đối c∙hiếu với biểu đồ công suất của tuabin gió để tính toán sản lượng điện mong đợi từ tua bin gió ở tốc độ gió trong điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi, xem hình 2.3

Hình 2.3: Công suất tua bin gió ở điều kiện tiêu chuẩn Ở hình 2.3 cho thấy, đường nét đứt màu đỏ cho biết tốc độ gió ở độ cao trung tâm và đường nét đứt màu xanh làm cho biết sản lượng điện của tua bin gió Công suất của tốc độ gió được biễu diễn bằng đường cong

Nếu tốc độ gió ở độ cao của trục tua bin không nằm trong phạm vi được xác định trong đường công suất thì tua bin sẽ không cho ra công suất Điều này theo giả thiết rằng tua bin gió sẽ không tạo ra năng lượng nếu tốc độ gió nằm dưới mức tối thiểu hoặc trên mức cho phép Để đánh giá đánh giá điều kiện thực tế, cần tính toán giá trị công suất được tính toán bởi đường công suất theo tỷ lệ với mật độ không khí theo công thức (2.3):

P WTG : là sản lượng điện của tua bin gió [kW]

P WTG,STP : là sản lượng điện của tua bin gió ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn [kW] ρ: là mật độ không khí thực tế [kg/m 3 ] ρ 0 : là mật độ không khí ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn [1,225/m 3 ]

Tốc độ gió trung tâm

2.3.3 Mô hình phân tích kinh tế:

Các nhà đầu tư luôn mong muốn dự án thành công, phân tích tài chính sẽ giúp họ thấy được các bước tiển triển của dự án để họ đưa ra các biện pháp thích hợp bằng cách dự tính trước các phương án khác nhau và lựa chọn phương án cụ thể cho dự án của mình

Phân tích tài chính sẽ giúp các nhà đầu tư thấy được hiểu quả dự án thông qua việc so sánh giữa mọi nguồn thu nhập của dự án với tổng chi phí hợp lý của dự án Bước lập đầu tư xây dựng công trình cho đến khi đưa công trình vào vận hành, nên phân tích tài chính sẽ giúp nhà đầu tư dự tính được cho tương lai khi có sự thay đổi về thu nhập và chi phí để kịp thời điều chỉnh và rút ra kinh nghiệm

Phân tích tài chính là kế hoạch để trả nợ, bởi nó đưa ra các tiêu chuẩn về hoạt động và những cam kết về những hoạt động của mình Người tài trợ căn cứ vào kết quả phân tích tài chính để đưa ra các quyết định tài trợ tiền (đầu tư vốn tiếp hay không)

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Thiết đặt thông số tính toán trên phần mềm HOMER

Hệ thống bao gồm một hệ thống pin quang điện Canadian CS6X-325P có công suất lắp đặt là 5 kW, kết hợp với một tuốc bin gió BL-2 kW có công suất lắp đặt là 2 kW, Converter có công suất lắp đặt là 2 kW và trạm điện Những tấm pin năng lượng cho ra dòng điện một chiều một chiều được kết hợp với tuabin gió thông qua Converter và được kết nối với một tải tiêu chuẩn; các thông số phụ tải tiêu chuẩn được đặt là 11,26 kWh/ngày và 2,09 kW/peak Xem hình 3.1

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống năng lượng trên phần mềm Homer

Trong bài nghiên cứu này, chọn 63 tỉnh thành nước Việt Nam để phân tích hệ thống điện mặt trời và điện gió Điều kiện khí hậu tự nhiên của 63 tỉnh thành Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và được chia làm 4 mùa rõ rệt Đồng thời, cường độ bức xạ mặt trời cao tập trung ở gần đường xích đạo Số giờ nắng trung bình của các tỉnh thành phía Nam là 1800-2000 giờ/năm

Gió mùa Tây Nam thổi vào mùa hè, tốc độ gió trung bình ở biển Đông Việt Nam khá mạnh Vì vậy, nhờ vào vị trí địa lý mà tiềm năng về năng lượng gió ở Việt Nam là rất triển vọng

Việt Nam là nước có tiềm năng năng lượng gió tốt nhất trong 4 nước (Campuchia, Lào, Thái Lan và Việt Nam) với 39% lãnh thổ có tốc độ gió lớn hơn 6m/s tại độ cao 65 m, tương đương với 513 GW Đặc biệt, hơn 8% lãnh thổ, tương đương 112 GW được đánh giá là có tiềm năng năng lượng gió tốt Tiềm năng năng lượng mặt trời cũng được đánh giá cao khi Việt Nam là quốc gia có thời gian nắng nhiều trong năm với cường độ bức xạ lớn Ở miền Bắc có khoảng 1.500 – 1.700 giờ nắng/ năm, còn ở miền Trung và miền Nam thì khoảng 2.000 – 2.600 giờ/ năm Tổng cường độ bức xạ mặt trời khác nhau giữa các vùng miền và có sự biến thiên vào các thời điểm trong năm Cụ thể được nêu trong bảng 3.1 [20] Nguồn: website của công ty Thịnh Phát, 2023

Bảng 3.1: Tổng cường độ bức xạ mặt trời khác nhau giữa các vùng miền

Vùng Giờ nắng trong năm

Cường độ bức xạ mặt trời (kWh/m2/ ngày) Ứng dụng điện mặt trời Đông Bắc (Bắc

Kạn, Quảng Ninh) 1.600 – 1.750 3,3 – 4,1 Trung bình

Nam Bộ (Bến Tre) 2.200 – 2.500 4,3 – 4,9 Rất tốt

Trung bình cả nước 1.700 – 2.500 4,6 Tốt

Bản đồ bức xạ mặt trời tại Việt Nam xem hình 3.2, Nguồn website của công ty Thịnh Phát, 2023 [20]

Hình 3.2: Bản đồ bức xạ mặt trời tại Việt Nam

Theo khảo sát, tổng bức xạ mặt trời cao hơn vào các tháng 4, 5, 6, 7, 8, 9,10 Điều đó đồng nghĩa với hệ thống điện năng lượng mặt trời sẽ cho hiệu suất rất cao vào các tháng này

Bên cạnh đó, Việt Nam là quốc gia có tiềm năng phát triển hệ thống điện năng lượng mặt trời Đây được xem là kênh đầu tư sinh lời hiệu quả, ít rủi ro, thời gian hoàn vốn ngắn mà các chủ đầu tư nên cân nhắc

Các tỉnh thành có tọa độ khác nhau trên bản đồ được nêu trong bảng 3.2

Bảng 3.2: Tọa độ một số các tỉnh thành Việt Nam

STT Địa điểm Vĩ độ Kinh độ

3.1.2 Thiết đặt thông số tính toán:

Homer sử dụng dữ liệu thời tiết trong cơ sở dữ liệu của NASA Trong nghiên cứu này dữ liệu bức xạ mặt trời, tốc độ gió và nhiệt độ của 63 tỉnh thành tại Việt Nam được HOMER tự động truy xuất từ cơ sở dữ liệu NASA cho các vị trí phù hợp, dữ liệu thời tiết tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu xem hình 3.3 Thiêt đặt tương tự cho 62 tỉnh còn lại a Dữ liệu bức xạ mặt trời và nhiệt độ:

Hình 3.3: Dự liệu thời tiết về Bức xạ mặt trời tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

Từ dữ liệu bức xạ mặt trời tại các tỉnh khảo sát được tổng hợp lại thành một biểu đồ để so sánh Hình 3.3 trình bày dữ liệu bức xạ của các tỉnh Việt Nam Trong các tháng 2, 3, 4 thường có nắng từ 7h sáng đến 17h Cường độ bức xạ trung bình đạt 4,64 (kWh/m²/ngày

Kết quả cho thấy tại các tỉnh Bình Phước, Tây Ninh, Đắc Nông, Đồng Nai, Bình Thuận, Vũng Tàu, Long An, An Giang thì cường độ bức xạ trung bình trong ngày lớn hơn từ 5,27 (kWh/m²/ngày đến 5,05 (kWh/m²/ngày)

Các tỉnh Khánh Hòa, Cà Mau, Bắc Giang, Hà Nội, Bắc Cạn, Cao Bằng , có bức xạ mặt trời thấp từ 4,82 (kWh/m²/ngày đến 3,65 (kWh/m²/ngày) Biểu đồ bức xạ mặt trời tại 15 tỉnh thành Việt Nam, xem hình 3.4

Hình 3.4: Biểu đồ bức xạ mặt trời tại các tỉnh thành Việt Nam

Nhiệt độ tại Bà Rịa Vũng Tàu trung bình đạt từ 27 0 C ngày, xem ở hình 3.5

Hình 3.5: Dữ liệu thời tiết về nhiệt độ tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

C ao Bằng Q uảng N inh B ắc C ạn B ắc G iang H à Nội K hánh H ò a C à M au A n G ia ng L ong A n B ình T huận V ũng Tà u Đ ồng N ai Đ ắk N ông B ình Phướ c Tây N inh

Cường độ trung bình của bức xạ mặ trời

(kWh/m²/day) b Dữ liệu tốc độ gió:

Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới chỉ ra rằng, Việt Nam là nước có tiềm năng gió lớn nhất trong 4 nước khu vực, với hơn 39% tổng diện tích của Việt Nam được ước tính là có tốc độ gió trung bình hàng năm lớn hơn 6m/s, ở độ cao 65m, tương đương với tổng công suất 512 GW Đặc biệt, hơn 8% diện tích Việt Nam được xếp hạng có tiềm năng gió rất tốt (tốc độ gió ở độ cao 65m 7 - 8 m/giây), có thể tạo ra hơn 110 GW [21]

Dữ liệu tốc độ gió tại Bà Rịa Vũng Tàu cũng được xác định từ máy chủ của NASA trên phần mềm Homer xem hình 3.6

Hình 3.6: Dữ liệu thời tiết về tốc độ gió tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

Theo kết quả phần mềm Homer, ta có tốc độ gió tại 15 tỉnh thành Việt nam được trình bày xem ở hình 3.7

Biểu đồ cho thấy các tỉnh có tốc độ gió thấp nhất là Bình Phước 3,13 (m/s), cao hơn là Đắc Nông, Đồng Nai, Bắc Cạn, Hà Nội là 4,19 (m/s)

Các tỉnh có tốc độ gió cao, như: Cà Mau, Bình Thuận, Quảng Ninh, Vũng Tàu có tốc độ gió cao nhất 7,03 (m/s)

Hình 3.7: Biểu đồ tốc độ gió tại 15 tỉnh thành Việt Nam 3.1.2.2 Phụ tải:

Trong hệ thống lai pin quang điện và gió, phụ tải đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán chi phí hoạt động của hệ thống Phụ tải được định nghĩa là lượng điện năng mà hệ thống phải cung cấp để đáp ứng nhu cầu sử dụng của các thiết bị điện trong một khoảng thời gian nhất định Hay nói cách khác, phụ tải điện là bất kỳ thiết bị nào tiêu thụ năng lượng điện và biến nó thành một dạng khác Các thiết bị này sẽ tiêu thụ năng lượng điện dưới dạng dòng điện và biến đổi thành dạng khác Năng lượng điện thường được biến đổi thành các dạng như ánh sáng, chuyển động hoặc nhiệt điện

Phụ tải điện là thước đo tổng lượng điện cần thiết để vận hành một thiết bị, đèn hoặc ổ cắm Bên cạnh đó, việc xác định phụ tải là một yếu tố quan trọng để tính toán công suất lắp đặt của hệ thống và đảm bảo rằng hệ thống có đủ năng lượng để cung cấp cho các thiết bị điện khi cần thiết

Bình Phước Đắk Nông Đồng Nai Bắc Cạn Hà Nội Tây Ninh Cao Bằng Long An An Giang Bình Thuận Bắc Giang Quảng Ninh Khánh Hòa Cà Mau Vũng Tàu

Tốc độ gió trung bình hàng năm (m/s)

Trong nghiên cứu này, các thông số phụ tải tiêu chuẩn được đặt là 11,26 kWh/ngày và 2,09 kW/peak Chi tiết về phụ tải theo ngày được xem hình 3.8 (tỉnh

Kết quả mô phỏng

Phần mềm Homer được sử dụng để xác định sản lượng điện tại 63 tỉnh thành Việt Nam Homer tự phân tích để tìm ra sự kết hợp tối ưu giữa năng lượng gió và năng lượng mặt trời cho ta kết quả các tỉnh thành khác nhau

3.2.1 Kết quả phần mềm mô phỏng các thông Sản lượng điện hệ thống PV, Wind và PV-Wind:

Dựa vào bức xạ mặt trời và tốc độ gió ở Hình 3.2 và Hình 3.7 khi khảo sát tại

15 tỉnh tại Việt Nam Từ phần mềm cho sản lượng điện được nêu trong bảng 3.2

Bảng 3.5: Sản lượng điện hệ thống PV, Wind và PV-Wind và tổng sản lượng sản xuất ra (kWh/năm)

Tốc độ gió trung bình hằng năm (m/s)

Hệ thống Wind - Sản lượng (kWh/ năm)

Cường độ trung bình của bức xạ mặt trời (kWh/ m²/day)

PV - Sản lượng (kWh/ năm)

PV - Wind Sản lượng (kWh/ năm)

Sản lượng điện thiếu mua của điện lực (kWh/ năm)

Tổng Sản lượng điện sản xuất ra (kWh/ năm)

So sánh về tốc độ gió trung bình, cường độ bức xạ mặt trời trung bình cho một năm với các thông số về Sản lượng điện hệ thống PV, Wind và PV-Wind và tổng sản lượng sản xuất ra (kWh/năm), xem biểu đồ hình 3.17

Hình 3.17: Biểu đồ về tốc độ gió trung bình, cường độ bức xạ mặt trời trung bình cho một năm, các thông số về Sản lượng điện hệ thống PV, Wind và PV-Wind và tổng sản lượng sản xuất ra (kWh/năm) Khi đầu tư hệ thống năng lượng điện mặt trời tại các tỉnh vùng Đông Bắc và Tây Bắc có cường độ bức xạ mặt trời thấp sẽ tương ứng cho ra sản lượng điện thấp hơn, như; Quảng Ninh, Bắc Giang là 5421 kWh/năm, Hà Nội là 5433 kWh/năm, Bắc Cạn 5349, Cao Bằng là 639 kWh/năm vv

Quảng Ninh Cao Bằng Bắc Cạn Bắc Giang Hà Nội Khánh Hòa Cà Mau An Giang Long An Vũng Tàu Bình Thuận Đồng Nai Đắk Nông Tây Ninh Bình Phước

1 Hệ thống Wind - Sản lượng (kWh/năm)

2 Hệ thống PV - Sản lượng (kWh/năm)

3 Hệ thống PV - Wind - Sản lượng (kWh/năm)

4 Sản lượng điện thiếu mua của điện lực (kWh/năm)

5 Tổng Sản lượng điện sản xuất ra (kWh/năm)

Tại các vùng miền Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có cường độ bức xạ mặt trời cao nên sản lượng điện mặt trời cao hơn nhiều, như các tỉnh: Khánh Hòa 6531 kWh/năm, Cà Mau 6604 kWh/năm, An Giang, Long An 6831 kWh/năm, Vũng Tàu 6859 kWh/năm, Bình Thuận 6904 kWh/năm, Đồng Nai 6916 kWh/năm, Tây Ninh 7031 kWh/năm, Bình Phước 7034 kWh/năm, Đắk Nông 7046 kWh/năm, vv Đối với hệ thống năng lượng gió thì cho sản lượng thấp hơn Nhưng tương đối gần bằng nhau từ 626 kWh/năm đến 649 kWh/năm

Khi kết hợp hệ thống lai năng lượng điện mặt trời và điện gió thì đạt kết quả tốt hơn nhiều, do các tỉnh có bức xạ mặt trời thấp nên tổng sản lượng điện, như: Quảng Ninh là 7932 kWh/năm Cao Bằng 7945 kWh/năm, Bắc Cạn 7986 kWh/năm, Bắc Giang 8058 kWh/năm, Hà Nội 8072 kWh/năm

Tại các vùng miền Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có cường độ bức xạ mặt trời cao nên tổng sản lượng điện mặt trời và gió cao hơn nhiều, như các tỉnh: Khánh Hòa 9141 kWh/năm, Cà Mau 9210 kWh/năm, An Giang 9439, Long An

9472 kWh/năm, Vũng Tàu 9457 kWh/năm, Bình Thuận 9512 kWh/năm, Đồng Nai

9542 kWh/năm, Đắk Nông 9635 kWh/năm, Tây Ninh 9641 kWh/năm, Bình Phước

Trong đó có tỉnh Đắk Nông cường độ bức xạ mặt trời thấp là 5,21(kWh/m²/day), nhưng thời tiết mát mẻ hơn, nhiệt độ ôn hòa hơn, có gió nhiều, tấm pin quang điện làm việc cho hiệu suất cao sẽ cho sản lượng điện mặt trời cao hơn 7046 kWh/năm so với 2 tỉnh Tây Ninh và Bình Phước có cường độ bức xạ mặt trời cao là 5,27 (kWh/m²/day), sản lượng điện mặt trời thấp hơn 7034 kWh/năm, là do tỉnh Tây Ninh và Bình Phước gió ít hơn, thời tiết nóng nực hơn, khi nhiệt độ cao thì hiệu suất tấm pin quang điện giảm hơn so với tỉnh Đăk Nông Nên hệ thống Pin quang điện phát ra công suất thấp hơn

Sự chênh lệnh rất nhỏ nên không ảnh hưởng đến hệ thống, sản lượng điện bù trừ thiếu mua của điện lực của tỉnh Đắk Nông là 1957 kWh/năm thấp hơn 2 tỉnh Tây Ninh và Bình Phước Nên tổng sản lượng điện sản xuất của tỉnh Tây Ninh và Bình Phước cao nhất trong 63 tỉnh thành Việt Nam Việc đầu tư dự án hệ thống lai Gió và Mặt trời sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao

3.2.2 Kết quả phần mềm mô phỏng các thông số kinh tế kỹ thuật, hiệu suất hệ thống:

Ví dụ 1: Kết quả mô phỏng tỉnh Bình Phước, xem hình 3.18

Hình 3.18: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Bình Phước

Ví dụ 2: Kết quả mô phỏng tỉnh Tỉnh Tây Ninh, xem hình 3.19:

Hình 3.19: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Tây Ninh

Ví dụ 3: Kết quả mô phỏng tỉnh Tỉnh Đắk Nông, xem hình 3.20:

Hình 3.20: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Đắk Nông

Ví dụ 4: Kết quả mô phỏng tỉnh Tỉnh Đồng Nai, xem hình 3.21

Hình 3.21: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Đồng Nai

Ví dụ 5: Kết quả mô phỏng tỉnh Bình Thuận, xem hình 3.22

Hình 3.22: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Bình Thuận

Ví dụ 6: Kết quả mô phỏng tỉnh Bến Tre, xem hình 3.23

Hình 3.23: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Bến tre

Ví dụ 7: Kết quả mô phỏng tỉnh Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, xem hình 3.24

Hình 3.24: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Ví dụ 8: Kết quả mô phỏng tỉnh Cần Thơ, xem hình 3.25

Hình 3.25: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Cần Thơ

Ví dụ 9: Kết quả mô phỏng tỉnh Đà Nẵng, xem hình 3.26

Hình 3.26: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Đà Nẵng

Ví dụ 10: Kết quả mô phỏng tỉnh Kiên Giang, xem hình 3.27

Hình 3.27: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Kiên Giang

Ví dụ 11: Kết quả mô phỏng tỉnh Hậu Giang, xem hình 3.28

Hình 3.28: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Hậu Giang

Ví dụ 12: Kết quả mô phỏng tỉnh Sóc Trăng, xem hình 3.29

Hình 3.29: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Sóc Trăng

Ví dụ 13: Kết quả mô phỏng tỉnh Khánh Hòa, xem hình 3.30

Hình 3.30: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Khánh Hòa

Ví dụ 14: Kết quả mô phỏng tỉnh Quảng Nam, xem hình 3.31

Hình 3.31: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Quảng Nam

Ví dụ 15: Kết quả mô phỏng tỉnh Thái Bình, xem hình 3.32

Hình 3.32: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Thái Bình

Ví dụ 16: Kết quả mô phỏng tỉnh Hòa Bình, xem hình 3.33

Hình 3.33: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Hòa Bình

Ví dụ 17: Kết quả mô phỏng tỉnh Yên Bái, xem hình 3.34

Hình 3.34: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Yên Bái

Ví dụ 18: Kết quả mô phỏng tỉnh Ninh Bình, xem hình 3.35

Hình 3.35: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Ninh Bình

Ví dụ 19: Kết quả mô phỏng tỉnh Bắc Giang, xem hình 3.36

Hình 3.36: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Bắc Giang

Ví dụ 20: Kết quả mô phỏng tỉnh Quảng Ninh, xem hình 3.37

Hình 3.37: Mô phỏng thông số kỹ thuật ở tỉnh Quảng Ninh

3.2.3 Tổng hợp các thông số phần mềm Homer:

Kết quả các thông số được nêu trong bảng 3.6

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các thông số phần mềm Homer

KINH TẾ HIỆU SUẤT DỰ ÁN

Capital (USD) (1) ($) Vốn đầu tư ban đầu ($)

Total NPC (2) ($) Tổng chi phí thực tế ($)

LCOE (3) ($/kwh) Tổng chi phí để tạo ra 1 kwh điện ($/kwh)

Electrical Production (4) (kWh/year) (tổng sản lượng điện

Grid Purchases (5) (kWh/yea) (Sản lượng điện thiếu mua của điện lực) (kWh/yea)

Grid Sales (6) (kWh/year) (Sản lượng điện dư bán cho điện lực) (kWh/year)

Từ kết quả cho thấy, khi kết hợp giữa hai hệ thống năng lượng mặt trời và năng lượng gió chi phí đầu tư bằng nhau (3150 USD), với sự kết hợp 1kW tuốc bin gió và 5kW pin quang điện Các tỉnh thành có cường độ bức xạ mặt trời thấp nên tổng sản lượng điện sản xuất ra thấp hơn so vớ các tỉnh thành có cường độ bức xạ mặt trời cao Chi phí đầu tư cao, như; tỉnh Quảng Ninh có cường độ bức xạ mặt trời thấp, mỗi năm sản xuất được thấp nhất trong 63 tỉnh thành Việt Nam là 7.932 kWh/ năm, chi phí đầu tư lại cao nhất (COE) 0.043 USD/kWh chi phí hiện tại ròng của dự án cao nhất là 3.896.21 USD

Bên cạnh đó, Bình Phước có cường độ bức xạ mặt trời cao, cho thấy mỗi năm sản xuất được cao nhất trong 63 tỉnh thành là 9.644 kWh/ năm, chi phí đầu tư thấp COE là 0.032USD/kWh, chi phí hiện tại ròng của dự án thấp nhất là 3.213.46 USD thấp hơn các tỉnh còn lại

Tỉnh Quảng Nam cho thấy chi phí đầu tư COE thấp nhất là 0.031USD/kWh Tổng sản lượng điện xản xuất ra cũng cao là 8.723 kWh/ năm

Hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời các tỉnh thành Việt năm sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao cho phụ tải mỗi hộ gia đình tiêu chuẩn được đặt là 11,26 kWh/ngày và 2,09 kW/peak

3.2.4 Kết quả so sánh các thông số phần mềm Homer:

3.2.3.1 So sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, hiệu suất của hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời tại 63 tỉnh thành Việt Nam:

So sánh tổng chi phí chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời tại 63 tỉnh Việt Nam ta có Vốn đầu tư ban đầu 63 tỉnh đều bằng nhau là 3.150,00 ($)

3.2.3.2 So sánh tổng chi phí thực tế của dự án NPC ( đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng, vận hành ):

Các tỉnh có cường độ bức xạ mặt trời cao, tốc độ gió cao dẫn đến chi phí thực tế của dự án NPC (đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng, vận hành) thấp hơn rất nhiều, cụ thể: tỉnh Bình Phước 3.213 ($), Tây Ninh 3.214 ($), ĐắK Nông 3.214 ($), Bình Dương 3.217 ($) Các tỉnh có cường độ bức xạ mặt trời thấp, dẫn đến chi phí thực tế cao hơn rất nhiều, cụ thể: Tỉnh Quảng Ninh 3.896 ($), Bắc Cạn 3.866 ($), Bắc Giang 3.831 ($) So sánh tổng chi phí thực tế của dự án NPC ( đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng, vận hành Xem hình 3.38

Hình 3.38: So sánh tổng chi phí thực tế của dự án ( đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng, vận hành )

3.2.3.3 So sánh tổng chi phí để tạo ra $/ kWh: Xem hình 3.39

Hình 3.39: So sánh tổng chi phí để tạo ra ($/kwh)

Các tỉnh có cường độ bức xạ mặt trời thấp thì tỏng chi phí tiền để tạo tạo 1 kWh cao nhất, như tỉnh Quảng Ninh là 0.043 ($/kwh) và chi phí thấp nhất là tỉnh có cường độ bức xạ mặt trời cao như; tỉnh Quảng Nam 0.031($/kwh), Bình Phước là 0.032 ($/kwh)

3.2.3.4 So Sánh tổng sản lượng điện sản xuất ra (kWh/year): Xem hình 3.40

Hình 3.40: So sánh tổng sản lượng điện sản xuất ra