phương pháp đánh giá hiệu suất và phân tích tổn thất hệ thống của các nhà máy điện quang điện nghiên cứu điển hình tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG * * * ĐOÀN ANH TUẤNPHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT VÀ PHÂN TÍCH TỔN THẤT HỆ THỐNG CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN QUANG ĐIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI V

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

* * *

ĐOÀN ANH TUẤN

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT VÀ PHÂN TÍCH TỔN THẤT HỆ THỐNG CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN QUANG ĐIỆN

NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Đồng Nai – Năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

* * *

ĐOÀN ANH TUẤN

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT VÀ PHÂN TÍCH TỔN THẤT HỆ THỐNG CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN QUANG ĐIỆN

NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI VIỆT NAM

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ PHƯƠNG TRƯỜNG

Đồng Nai – Năm 2024

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, động viên, khuyến khích nhiệt tình của các quý Thầy Cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình

Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường, Khoa Sau đại học, Khoa Cơ Điện – Điện Tử trường Đại học Lạc Hồng và đặc biệt là các quý Thầy Cô trực tiếp giảng dạy của toàn khóa học đã tạo điều kiện, đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn Thầy TS Lê Phương Trường người hướng dẫn luận văn đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình

nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã cố gắng hết sức của mình, nhưng chắc chắn bài luận văn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Kính mong quý Thầy, Cô và Hội đồng chấm luận văn góp ý để luận văn được hoàn thiện hơn

Đồng Nai, tháng năm 2024 Tác giả

Đoàn Anh Tuấn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết tất cả các nội dung của luận văn này hoàn toàn được hình thành và phát triển từ những suy nghĩ, quan điểm của chính tôi và dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy TS Lê Phương Trường Các thuật toán, mô hình, số liệu và kết quả có được trong luận văn là hoàn toàn trung thực

Đồng Nai, tháng năm 2024 Tác giả luận văn

Đoàn Anh Tuấn

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài “ Phương pháp đánh giá hiệu suất và phân tích tổn thất hệ thống của các nhà máy điện quang điện: Nghiên cứu điển hình tại Việt Nam” là Phương pháp đánh giá hiệu suất và phân tích tổn thất hệ thống của các nhà máy điện quang điện: Nghiên cứu điển hình tại Việt Nam

Nghiên cứu này trình bày một phương pháp đánh giá hiệu suất và phân tích tổn thất hệ thống của hai nhà máy điện quang điện (PV) ở Việt Nam với vị trí địa lý và điều kiện khí hậu riêng biệt Một phương pháp thử nghiệm được sử dụng để phân tích tổn thất hệ thống Dữ liệu được thu thập từ các nhà máy BIM 2 (250 MWp) và Buôn Ma Thuột (30 MWp) Kết quả chứng minh rằng tổn thất hệ thống không vượt quá 1,3% Phân tích tương quan giữa nhiệt độ hoạt động của các mô-đun PV, bức xạ mặt trời và năng suất năng lượng cho thấy mối quan hệ nghịch đảo giữa tỷ lệ nhiệt độ-bức xạ và năng suất Một sự suy giảm đáng kể về hiệu suất nhà máy điện được quan sát thấy khi tỷ lệ này vượt quá 8 Ngoài ra, các chỉ số giám sát quan trọng cho hoạt động của nhà máy PV được điều tra, bao gồm năng lượng cung cấp cho lưới điện, nhiệt độ mảng PV, nhiệt độ môi trường xung quanh và số liệu tổn thất Phạm vi nghiên cứu: i) Hệ thống quang điện, ii) Mất hệ thống, iii) Bức xạ mặt trời, iiii) Hiệu suất của các nhà máy điện quang điện

2 Các nghiên cứu có liên quan: 2

2.1 Nghiên cứu ngoài nước: 2

2.2 Nghiên cứu trong nước 3

3 Các chính sách phát triển năng lượng điện mặt trời 4

4 Tiềm năng năng lượng mặt trời tại Việt Nam 7

4.1 Tiềm năng năng lượng mặt trời tỉnh Đaklak và khu vực dự án 8

4.1.1 Tỉnh Daklak 8

4.1.2 Khu vực dự án Nhà máy ĐMT Buôn Mê Thuột 11

4.2 Tiềm năng năng lượng mặt trời tỉnh Ninh Thuận và khu vực dự án 13

4.2.1 Tỉnh Ninh Thuận: 13

4.2.2 Khu vực NMĐMT BIM2 16

5 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài 22

6 Phương pháp nghiên cứu 23

7 Dự kiến kết quả đạt được 23

8 Kết cấu của luận văn: gồm có 5 chương 23

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 24

1.1 Tình hình năng lượng mặt trời tại Việt Nam 24

1.2 Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước 25

1.2.1 Các nghiên cứu trong nước 25

1.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước 26

CHƯƠNG 2 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI THỰC NGHIỆM 29

2.1 Địa điểm dự án và điều kiện tự nhiên 29

2.1.1 Nhà máy quang điện BIM2 29

2.1.2 Nhà máy quang điện Buôn Ma Thuột 29

2.2 Giới thiệu khái quát các thiết bị có trong NMĐMT 30

2.2.1 Cấu trúc của một nhà máy điện mặt trời: 30

2.2.2 Một số thiết bị lắp đặt điện mặt trời PV như sau: 31

2.2.3 Vật liệu chế tạo tấm pin 32

2.2.4 Hệ thống bộ chuyển đổi điện (inverter) 35

2.2.5 Cấu hình trạm inverter + máy biến áp 37

2.2.6 Hệ thống trạm biến áp nâng và đường dây đấu nối 40

2.2.7 Điện áp DC lớn nhất của hệ thống: 40

2.3 Thông số kỹ thuật của nhà máy quang điện BIM2 và Buôn Ma Thuột 41

2.4 Sơ đồ cấu trúc nhà máy điện mặt trời nối lưới điển hình 42

2.5 Thu thập dữ liệu và điều khiển giám sát 42

2.5.1 Các phần tử có chức năng đo lường, phục vụ điều khiển, giám sát 43

2.5.1.1 Bộ điều khiển trung tâm: 43

2.5.1.2 Các giao diện của hệ thống giám sát – Phòng điều khiển trung tâm 44

2.6.3 Đồng bộ hóa thời gian 48

2.6.4 Giao diện người dùng (HMI) 48

2.6.5 Công tác về lưu trữ 49

2.6.6 Các tín hiệu SCADA thu thập: 49

2.7 Kết nối phần điện hạ thế DC: 50

2.7.1 Sơ đồ đấu nối các tấm pin 50

2.7.2 Đấu nối từ các dãy PV về tủ gom công suất có giám sát

(String Monitor) 50

2.7.3 Đấu nối từ các String monitor đên trạm inverter 51

2.8 Lưới điện trung thế nhà máy 52

2.8.1 Đi dây cấp điện áp cho lưới 52

3.2.4 Tổn thất do điện trở nội tại của dây dẫn và linh kiện 58

3.2.5 Tổn thất do quá trình vận hành và bảo dưỡng thiết bị 58

3.2.6 Tổn thất do quá trình điều khiển và lưu trữ điện năng 58

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59

4.1 Hiệu suất của nhà máy quang điện BIM 2 59

4.2 Hiệu suất hoạt động của nhà máy điện quang điện Buôn Ma Thuột 64

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

PV : Công nghệ điện mặt trời quang điện (Photovoltaic);

IRENA : Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (International Renewable Energy Agency)

Inverter : Bộ chuyển đổi từ điện DC sang điện AC

MIT : Viện công nghệ MASSACHUSETTS

UC Berkeley : Đại học University of California Berkeley WB : Ngân hàng thế giới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Thống kê tình hình phát triển điện năng lượng mặt trời từ

năm 2019-2023 4

Bảng 2: Dữ liệu khí tượng và bức xạ theo nguồn NASA-SSE 17

Bảng 3: Bảng dữ liệu khí tượng và cường độ bức xạ theo nguồn Meteonorm 20

Bảng 1.1: Phương pháp được sử dụng để phân tích tác động của các yếu tố lên hệ thống quang điện mặt trời 27

Bảng 2.1: So sánh inverter hợp bộ và inverter không hợp bộ 39

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của BIM 2 và Buôn Ma Thuột 41

Bảng 4.1: Các chỉ số theo dõi hàng ngày của nhà máy quang điện BIM 2 ngày 30/04/2019 59

DANH MỤC BIỂU ĐỒ HÌNH ẢNH

Hình 1: Bản đồ tiềm năng bức xạ mặt trời tại Việt Nam 7

Hình 2: Phân bố số giờ nắng khu vực dự án NMĐMT Buôn Mê Thuộc 11

Hình 3: Tiềm năng khu vực dự án bằng dữ liệu Meteonorm 12

Hình 4: Biểu đồ bức xạ tại khu vực dự án 12

Hình 5: Bức xạ mặt trời khu vực dự án 13

Hình 6: Vị trí lấy dữ liệu 18

Hình 7: Mô phỏng đường chân trời tại khu vực dự án 18

Hình 8: Bảng cường độ bức xạ và đồ thị nhiệt độ 19

Hình 9: Biểu đồ cường độ bức xạ theo tháng 20

Hình 10: Biểu đồ nhiệt độ theo tháng 21

Hình 11: Biểu đồ lượng mưa theo tháng 21

Hình 12: Biểu đồ số giờ nắng trong năm 21

Hình 1.1: Sự phát triển năng lượng mặt trời trong gian đoan 2019-2022 24

Hình 2.1: Vị trí chụp BIM 2 và nhà máy điện quang điện Buôn Ma Thuột 30

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc nhà máy điện mặt trời nối lưới điển hình 30

Hình 2.3: Công nghệ lắp đặt cố định 31

Hình 2.4: Công nghệ xoay theo 1 trục 31

Hình 2.5: Công nghệ xoay theo 2 trục 32

Hình 2.6: Phân loại tấm PV theo vật liệu chế tạo 34

Hình 2.7: Hiệu suất của một số loại pin PV được cải thiện theo công nghệ chế tạo đến năm 2015 (Nguồn: REN21-2016) 35

Hình 2.8: Biến tần chuỗi (giải pháp phân tán) 36

Hình 2.9: Biến tần trung tâm (giải pháp tập trung) 36

Hình 2.10: Nhà máy điện mặt trời quy mô lớn dung loại inverter trung tâm công suất lớn (công suất ≥1MVA đi kèm MBA nâng áp) 37

Hình 2.11: Mô hình trạm hợp bộ 38

Hình 2.12: Mô hình trạm rời 38

Hình 2.13: Sơ đồ cấu trúc nhà máy điện mặt trời nối lưới điển hình 42

Hình 2.14: Cấu trúc hệ thống điều khiển 01 nhà máy điện mặt trời 45

Hình 2.15: Sơ đồ cấu hình điều khiển một nhà máy điện mặt trời công suất lớn 47

Hình 2.16: Tủ gom công suất có giám sát chuỗi 51

Hình 2.17: Sơ đồ đấu nối từ các tủ gom công suất về trạm hợp bộ 51

Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý trạm hợp bộ inverter & máy biến áp nâng áp 53

Hình 2.19: Mô hình trạm hợp bộ inverter và máy biến áp 53

Hình 4.1a: Nhiệt độ và bức xạ mặt trời được ghi lại 62

Hình 4.1b: Sản lượng đầu ra và PR 62

Hình 4.1c: Giờ hoạt động thực tế; 63

Hình 4.1d: Tổng sản lượng đầu ra của năm 63

Hình 4.2a: Tổng sản lượng và hiệu suất PR 64

Hình 4.2b: Nhiệt độ và bức xạ mặt trời được ghi lại 65

Hình 4.2c: Giờ hoạt động thực tế 65

Hình 4.2d: Tổng sản lượng đầu ra của năm 66

Hình 4.3a: Tổn thất nhà máy quang điện Buôn Ma Thuột 67

Hình 4.3b: Tổn thất Nhà máy quang điện BIM 2 67

Hình 4.4a: Mối quan hệ của bức xạ mặt trời, nhiệt độ với sản lượng cuối cùng cuối cùng của Nhà máy Buôn Ma Thuột 68

Hình 4.4b: Mối quan hệ của bức xạ mặt trời, nhiệt độ với năng suất cuối cùng của Nhà máy BIM2 69

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, thế giới đang phải đối mặt với những vấn đề nghiêm trọng từ môi trường do việc khai thác và sử dụng năng lượng than đá, khí đốt Bên cạnh đó, nguồn nguyên liệu hóa thạch cũng dần khan hiếm hơn và có chi phí cao Điện năng lượng mặt trời như một phương pháp thay thế các hình thức sản xuất điện khác, giúp tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường và giảm tải áp lực lên lưới điện quốc gia

Hiện nay, sự nóng lên toàn cầu và bảo vệ môi trường là một trong những yếu tố quan trọng đã thúc đẩy thế giới hướng tới nghiên cứu năng lượng tái tạo Trong số đó, Quang điện (PV) đã thu hút được sự chú ý do chuyển đổi thành năng lượng điện mà không phát thải khí CO2

Những năm gần đây, năng lượng mặt trời được phát huy nhờ cơ chế khuyến khích (Quyết định số 11/2017/QD-TTg ngày 11/4/2017 [1] và Quyết định số 13/2020/QD-TTg ngày 6/4/2020 [ 2] Thủ tướng) Việt Nam đã có sự phát triển mạnh mẽ Đến cuối năm 2020, tổng công suất lắp đặt năng lượng mặt trời cả nước đạt khoảng 19.400 MWp (tương đương 16.500 MW), chiếm khoảng 25% tổng công suất điện lắp đặt cả nước trong hệ thống năng lượng quốc gia

Năm 2020, Việt Nam tiếp tục chứng kiến sự tiến bộ trong lĩnh vực năng lượng mặt trời trên mái nhà Cụ thể, đến cuối năm 2020, có hơn 100.000 dự án điện mặt trời áp mái với tổng công suất lắp đặt khoảng 9.300 MWp đã được hòa lưới Có thể nói, Quyết định 13/2020/QĐ-TTg ngày 6/4/2020 của Thủ tướng Chính phủ thực sự đã mang lại sự “bước đột phá” trong phát triển năng lượng mặt trời

Đặc biệt, trong quy hoạch điện VIII được Chính phủ phê duyệt tại Quyết định 500/QĐ-TTg ngày 15/5/2023 về Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 [3], trong đó dự kiến điện mặt trời của Việt Nam khoảng 963.000 MW (mặt đất khoảng 837.400 MW, mặt nước khoảng 77.400 MW và mái nhà khoảng 48.200 MW) Từ nay đến năm 2030, tổng công suất các nguồn điện mặt trời dự kiến tăng thêm 4.100 MW; định hướng đến năm 2050, tổng công suất 168.594 - 189.294 MW, sản xuất 252,1-291,5 tỷ kWh

Với ngành công nghiệp PV đang phát triển, khả năng đưa ra dự đoán chính xác về sản xuất điện trong suốt vòng đời hệ thống, trở nên quan trọng sống còn Kích thước và hiệu suất hệ thống PV phụ thuộc mạnh mẽ vào các biến đo lường như năng lượng mặt trời, tốc độ gió, tuyết rơi và nhiệt độ môi trường xung quanh và do đó, để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống PV, các nghiên cứu sâu rộng liên quan đến các biến đo lường phải được thực hiện Qua đề tài này như sau: thứ nhất là về các thành phần hệ thống PV, thứ hai là mô phỏng năng suất năng lượng và cuối cùng là so sánh năng suất thực tế với mô phỏng và các yếu tố hạn chế ảnh hưởng đến năng suất Qua đó tác giả đã quyết định chọn đề tài nghiên cứu “Phương pháp đánh giá hiệu suất và phân tích tổn thất hệ thống của các nhà máy điện quang điện: Nghiên cứu điển hình tại Việt Nam” cụ thể là tại nhà máy BIM 2 (250 MWp) và Buôn Ma Thuột (35 MWp)

2 Các nghiên cứu có liên quan: 2.1 Nghiên cứu ngoài nước:

Trên thế giới, năng lượng mặt trời phát triển rất chậm vào cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 Những phát triển mang tính đột phá trong những năm gần đây, sự cạn kiệt và ô nhiễm của các nguồn năng lượng hóa thạch cũng như cuộc chiến chống biến đổi khí hậu

Trong những năm qua và thời gian sắp tới, ngành năng lượng mặt trời sẽ tiếp tục thu hút sự quan tâm đầu tư và phát triển ở nhiều nước trên thế giới Số lượng các quốc gia trên thế giới tham gia ngày càng nhiều về phát triển năng lượng mặt trời Đặc biệt, trong những thời gian gần đây công suất lắp đặt trên toàn thế giới năm 2019 khoảng 693.552 GWh, năm 2020 khoảng 842.412 GWh, tăng khoảng 21,4% so với năm 2019; năm 2021 khoảng 1.033.926 GWh, tăng 22,6% so với năm 2020

Qua đó ta thấy rằng, tốc độ tăng trưởng năng lượng mặt trời toàn cầu rất nhanh, trung bình khoảng 22%/năm trong giai đoạn 2019-2021 [5] Xu thế phát triển mạnh mẽ của năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời nói riêng trên toàn thế giới

Vì vậy các quốc gia đang đẩy mạnh đầu tư và ứng dụng năng lượng mặt trời thương mại nhằm đạt mục tiêu giảm phát thải Carbon và năng lượng mặt trời hứa

hẹn sẽ là xu hướng phát triển chủ đạo trong tương lai

Các quốc gia tích cực phát triển năng lượng mặt trời bao gồm Trung Quốc là nước phát triển năng lượng mặt trời nhanh nhất với tốc độ tăng trưởng bình quân khoảng 20-25%/năm, Ấn Độ cũng tăng trưởng mạnh với mức tăng trung bình khoảng 30%/năm, Mỹ, Đức tăng trưởng ổn định 10-15%/năm, Nhật Bản tăng trưởng chậm hơn khoảng 5-10%/năm Một số nước châu Âu khác như Italy, Tây Ban Nha phát triển nhanh 20-30%/năm Nhìn chung, các nước châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ đang dẫn đầu về tốc độ phát triển năng lượng mặt trời, trong khi các nước phát triển duy trì mức tăng trưởng ổn định hơn Yếu tố chính sách hỗ trợ quyết định tốc độ phát triển năng lượng tái tạo

Việc phát triển năng lượng mặt trời cũng là vấn đề được các nước châu Á quan tâm Tương tự như Thái Lan, năng lượng mặt trời đạt công suất 167 MW vào năm 2011, 690,6 MW vào năm 2013 và công suất lắp đặt dự kiến sẽ tăng lên 2000 MW vào năm 2021 Ở Malaysia, công suất này là 46.000 MW vào năm 2012 là 81 MW điện mặt trời đang vận hành, 110,18 MW đang xây dựng và dự kiến sẽ tăng lên 9 GW vào năm 2050 Tại Indonesia, năm 2011 chỉ có 14 MW năng lượng mặt trời được lắp đặt nhưng con số này đã tăng lên 59 MW vào năm 2013

2.2 Nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, trước năm 2017 chưa có quy hoạch, cơ chế, chính sách phát triển năng lượng mặt trời, do thiếu cơ sở hạ tầng để phát triển năng lượng mặt trời, bao gồm hệ thống kết nối, truyền tải và phân phối Nguồn vốn cho các dự án điện mặt trời còn khó khăn, giá đầu tư cao Tình trạng thiếu lao động có tay nghề vẫn là một vấn đề nghiêm trọng, khiến việc chuyển giao trở nên khó khan Việc xây dựng các dự án điện mặt trời quy mô lớn gặp rất nhiều thách thức Đến tháng 8/2017, tổng công suất điện mặt trời lắp đặt đạt gần 30 MWp, chủ yếu được sử dụng để cấp điện cục bộ quy mô nhỏ

Phát triển năng lượng điện mặt trời góp phần tăng tỷ trọng về năng lượng tái tạo trong hệ thống điện Việt Nam Góp phần phát triển nguồn năng lượng tái tạo nói chung, năng lượng mặt trời nói riêng đến năm 2020 đảm bảo tỷ trọng điện năng lượng tái tạo nói chung không thấp hơn 3% [5] (theo Quyết định số 2068/QĐ-TTg

ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050) và điện mặt trời nói riêng chiếm tỷ trọng khoảng 0,5% [6] (theo Quyết định số 428/QĐ-TTg, ngày 18/03/2016 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030)

Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam [7] và Thông tư số

16/2017/TT-BCT tạo điều kiện phát triển các dự án năng lượng mặt trời [8] Bảng 1: Thống kê tình hình phát triển điện năng lượng mặt trời

Giai đoạn 2019 - 2023, năng lượng mặt trời ở Việt Nam có bước phát triển đáng kể Công suất điện mặt trời tăng mạnh từ 4994MW năm 2019 lên 18475MW năm 2022 Điều này cho thấy sự gia tăng đáng kể trong việc sử dụng năng lượng mặt trời của Việt Nam trong giai đoạn này

Về chính sách giá mua điện, Việt Nam đã có những bước đi thúc đẩy đầu tư và sử dụng năng lượng mặt trời Cụ thể, Chính phủ Việt Nam đã thiết lập các cơ chế hỗ trợ cho các doanh nghiệp sản xuất điện mặt trời như đưa ra giá mua điện hấp dẫn Điều này đã khuyến khích các nhà đầu tư, doanh nghiệp tham gia phát triển điện mặt trời của Việt Nam

Tuy nhiên, cần cải thiện hệ thống lưới điện để tích hợp hiệu quả năng lượng mặt trời và cần có chính sách quản lý, hỗ trợ hiệu quả để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành năng lượng mặt trời Việt Nam trong tương lai

3 Các chính sách phát triển năng lượng điện mặt trời

Cơ chế về năng lượng tái tạo của Việt Nam được điều hành dựa vào nhu cầu

cung cấp đảm bảo điện năng cho phát triển kinh tế và đảm bảo bảo vệ môi trường Vì nhu cầu về năng lượng của Việt Nam được dự báo tăng bốn lần từ 2005-2030 và nhu cầu về điện sẽ tăng chín lần từ 2005-2025, việc khai thác năng lượng tái tạo sẽ giúp Việt Nam giảm được sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch, nhiên liệu ngoại nhập và đảm bảo an ninh năng lượng

Chính phủ Việt Nam đã ban hành nhiều chính sách khuyến khích phát triển năng lượng mặt trời, đề ra mục tiêu sử dụng và hướng đến một thị trường điện tranh đua với nguồn đầu tư và mô hình kinh doanh phong phú đa dạng Nghị quyết số 2068/QD-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050, trong đó Chính phủ thúc đẩy phát triển và sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo Hỗ trợ tài chính cho nghiên cứu sản xuất thử nghiệm và xây dựng mô hình thí điểm Thuế nhập khẩu, thuế sản xuất và vận chuyển được miễn

Theo Quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25 tháng 11 năm 2015 của Thủ tướng Chính phủ, mục tiêu và định hướng phát triển mặt trời như sau:

- Mục tiêu:

Mục tiêu chiến lược là tăng sản lượng điện sản xuất từ năng lượng tái tạo tăng từ khoảng 58 tỷ kWh năm 2015 lên đạt khoảng 101 tỷ kWh đến năm 2020, có khoảng 185 tỷ kWh vào năm 2030 và khoảng 451 tỷ kWh vào năm 2050 Tỷ lệ điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo trong tổng điện năng sản xuất toàn quốc tăng từ khoảng 35% vào năm 2015 tăng lên khoảng 38% vào năm 2020; đạt khoảng 32% vào năm 2030 và khoảng 43% vào năm 2050

- Kế hoạch phát triển nguồn năng lượng mặt trời:

- Quy hoạch phát triển nguồn năng lượng mặt trời: Phát triển nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia và khu vực biên giới, hải đảo, vùng sâu, vùng xa chưa có điện Sản lượng điện mặt trời tăng từ xấp xỉ 10,1 triệu kWh năm 2015 lên xấp xỉ 1,41 tỷ kWh vào năm 2020 Năm 2030 khoảng 35,5 tỷ kWh, năm 2050 khoảng 211 tỷ kWh Điều này dự kiến sẽ tăng tỷ trọng điện từ các nguồn năng lượng mặt trời trong tổng sản lượng điện từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 0,5% vào năm 2020 và khoảng 6% mỗi năm vào năm 2030

Cũng theo Quyết định số 428/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 18/3/2016 về việc Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 Về định hướng phát triển cac nguồn điện, trong đó: Đẩy nhanh phát triển nguồn điện sử dụng năng lượng mặt trời, bao gồm cả nguồn tập trung lắp đặt trên mặt đất và nguồn phân tán lắp đặt trên mái nhà: Đưa tổng công suất nguồn điện mặt trời từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 850 MW vào năm 2020, khoảng 4.000 MW vào năm 2025 và khoảng 12.000 MW vào năm 2030 Điện năng sản xuất từ nguồn điện mặt trời chiếm tỷ trọng khoảng 0,51% năm 2020, khoảng 1,61% vào năm 2025 và khoảng 3,31% vào năm 2030

Về chính sách ưu đãi: Theo pháp luật hiện hành, các nhà đầu tư được hưởng các ưu đãi tối đa cho tất cả các vấn đề liên quan đến các dự án năng lượng mặt trời hay năng lượng gió như miễn thuế thuê đất trong một khoảng thời gian nhất định, ưu đãi về thuế thu nhập doanh nghiệp, thuế giá trị gia tăng, thuế nhập khẩu và thuế xuất khẩu, giải phóng mặt bằng, và trích khấu hao tài sản cố định

Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/04/2017 của Thủ tướng Chính phủ về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam (Quyết định này có hiệu lực từ ngày 01/06/2017), với các nội dung chính như sau:

- Ưu tiên và mua toàn bộ điện lượng sản xuất từ các NMĐMT - Giá mua điện : 9,35 UScents/kWh (chưa bao gồm thuế)

Ưu đãi thuế thu nhập doanh nghiệp:

- 4 năm đầu có lãi : thuế suất 0% - 9 năm tiếp theo : thuế suất 5%

- 2 năm tiếp theo (nếu còn trong giới hạn 15 năm): thuế suất 10% - Các năm còn lại : thuế suất 20%

Theo thông tư số 16/2017/TT-BCT của Bộ Công Thương ngày 12/9/2017 quy định về phát triển dự án và Hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời Trong thông tư này quy định về phát triển dự án điện mặt trời nối lưới, dự án điện mặt trời mái nhà và ban hành mẫu áp dụng Hợp đồng mua bán điện cho các dự án điện mặt trời nối lưới và Hợp đồng mua bán điện cho các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam

4 Tiềm năng năng lượng mặt trời tại Việt Nam

Khu vực tiềm năng cho phát triển điện mặt trời, trên cơ sở thông tin từ Bản đồ tiềm năng và tài nguyên năng lượng mặt trời ở Việt Nam do tổ chức World Bank Group (Ngân hàng Thế giới) lập Bản đồ thể hiện bức xạ trung bình ngày-năm theo phương ngang (GHI) đo trong khoảng thời gian từ năm 2007-2015 Cơ sở tính toán theo mô hình Solargis từ dữ liệu vệ tinh (bước 30 phút)

Bản đồ phân bố bức xạ mặt trời như hình sau:

Hình 1: Bản đồ tiềm năng bức xạ mặt trời tại Việt Nam

4.1 Tiềm năng năng lượng mặt trời tỉnh Đaklak và khu vực dự án 4.1.1 Tỉnh Daklak

Tỉnh Đăk Lăk nằm ở trung tâm Tây Nguyên và có tiềm năng lớn về phát triển năng lượng tái tạo Ngoài thủy điện đã được sử dụng, tiềm năng năng lượng tái tạo có thể được tận dụng để đạt sản lượng khoảng 10.000 MW từ điện gió, khoảng 16.000 MWp từ năng lượng mặt trời và khoảng 120 MW từ điện sinh khối Do tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời (DMT) và năng lượng gió, Daklak đang chứng kiến làn sóng đầu tư mạnh mẽ vào năng lượng sạch, năng lượng tái tạo của các nhà đầu tư trong nước và quốc tế Trong thời gian gần đây, Quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ “Phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030 và tầm nhìn 2050” và Quyết định số 3946/QD-BCT đã được triển khai Với sự phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Đăk Lăk ngày 16/10/2017 của Bộ Công Thương, Tỉnh ủy, UBND tỉnh đã tập trung lãnh đạo, chỉ đạo từng sở trong công tác tổ chức, thực hiện và đạt được kết quả cụ thể như sau: 29 dự án với tổng công suất 11.500 MWp đã được đăng ký đầu tư vào Nhà nước Đến nay đã có 10 dự án với tổng công suất 960 MWp đã được phê duyệt quy hoạch và triển khai Trong đó bao gồm 05 dự án phát điện thương mại với tổng công suất 190 MWp Ngoài 85 MWp điện mặt trời áp mái, đến nay cả nước có 275 MWp điện mặt trời hòa lưới điện quốc gia Dự kiến đến cuối năm 2020, 900 MWp điện mặt trời sẽ hòa lưới điện quốc gia Đầu tư xây dựng và vận hành các dự án năng lượng tái tạo đã góp phần phát triển kinh tế - xã hội trong những năm gần đây, mang lại nguồn thu đáng kể cho ngân sách nhà nước, tăng việc làm cho lao động địa phương, qua đó góp phần ổn định cuộc sống của người dân Hơn nữa, việc phát triển năng lượng tái tạo ở tỉnh Đăk Lăk sẽ bổ sung khoảng 3,5 đến 4 tỷ kWh điện ổn định hàng năm cho hệ thống điện quốc gia, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia

Định hướng tầm nhìn giai đoạn 2030-2045

Ngày 11/02/2020, Bộ Chính trị đã ban hành Nghị quyết số 55-NQ/TW về “Định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045” Vào ngày 15/07/2020, Ban Thường vụ Tỉnh ủy đã ban hành Nghị quyết số 14-NQ/TU, về “Phát triển năng lượng tái tạo Tỉnh Đắk Lắk

đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045” Đây là những tầm nhìn trong thời gian tới rất quan trọng, mở ra những cơ hội vô cùng to lớn cho sự phát triển năng lượng tái tạo của tỉnh Nghị quyết đặt mục tiêu mở rộng công suất năng lượng tái tạo của bang lên 2.000 đến 3.000 MW từ năm 2020 đến năm 2025 3.000-4.000MW, giai đoạn 2026-2030 Quyết tâm đưa tỉnh Đăk Lăk trở thành trung tâm phát triển năng lượng của vùng cao nguyên miền Trung

Để thực hiện mục tiêu Nghị quyết số 14-NQ/TU của Ban Thường vụ Tỉnh ủy đề ra một cách tốt nhất, đồng thời khai thác, phát huy hiệu quả các tiềm năng, lợi thế của tỉnh, qua đó chúng tôi đề xuất các giải pháp để thực hiện mục tiêu cụ thể như sau:

Một là, xây dựng hoàn thiện và ban hành các văn bản quản lý, cơ chế chính sách về công tác phát triển năng lượng tái tạo trên địa bàn tỉnh

Cần sớm hoàn thiện cơ chế, ban hành các văn bản quản lý, cơ chế chính sách và triển khai thực hiện các cơ chế chính sách đó một cách hiệu quả nhất trong thời gian tới

Cần quan tâm, đưa ra các chính sách về đất đai, thuế, tín dụng ưu đãi để phát triển các dự án về năng lượng tái tạo

Hai là, kế hoạch phát triển năng lượng tái tạo, công tác quy hoạch năng lượng tái tạo Đồng bộ công tác quy hoạch nguồn và lưới điện kèm theo, theo đó tính toán nhu cầu truyền tải tối đa các nguồn năng lượng tái tạo để có cơ sở khoa học, pháp lý triển khai hỗ trợ phát triển các nguồn năng lượng tái tạo khi lập và thực hiện Quy hoạch điện VIII phát triển điện lực quốc gia

UBND Tỉnh cần đề nghị trong Quy hoạch điện VIII với Bộ Công Thương trong Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia để bổ sung quy mô công suất khoảng 2.000-3.000 MW cho giai đoạn 2020-2025, và bổ sung khoảng 3.000-4.000MW cho giai đoạn 2026-2030

Xác định rõ các danh mục hạ tầng truyền tải có thể dùng chung và cơ chế chính sách đầu tư trong xây dựng và khai thác

Cần ban hành cơ chế chính sách khuyến khích hỗ trợ phát triển công nghệ chế

tạo theo hướng tăng cường nội lực, tăng tỷ lệ nội địa hóa các Dự án năng lượng tái tạo, xây dựng các Nhà máy chế tạo thiết bị năng lượng tái tạo tại địa phương

Cần chủ động quy hoạch sử dụng đất đai, ưu tiên quỹ đất để phát triển năng lượng tái tạo, chủ động cung cấp thông tin địa điểm dự án và hỗ trợ các nhà đầu tư có nguồn quỹ đất để triển khai phát triển dự án

Ưu tiên và có chính sách phát triển điện mặt trời trên mặt nước các hồ thủy lợi, thủy điện Đặc biệt khuyến khích mạnh hơn nữa loại hình điện mặt trời mái nhà

Ba là, huy động nguồn lực tốt nhất cho phát triển năng lượng tái tạo

- Để đáp ứng mục tiêu phát triển năng lượng tái tạo trong giai đoạn 2020-2025, cần phải đặt ra nhiệm vụ huy động nguồn kinh phí khoảng trên 106.000 tỷ đồng Do đó cần cân đối các nguồn vốn Trung ương đầu tư, nhất là các khoản đầu tư các công trình phát triển hạ tầng năng lượng tại địa phương

Cần quan tâm bố trí nguồn vốn từ ngân sách địa phương và đặc biệt phải có các giải pháp huy động nguồn lực xã hội hóa một cách hiệu quả nhất cho lĩnh vực này

Song song bên cạnh đó, cần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực và thúc đẩy phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo phục vụ cho phát triển năng lượng tái tạo của địa phương

Bốn là, cần tăng cường công tác thanh kiểm tra, đẩy nhanh các thủ tục hành chính, tạo môi trường tốt nhất cho nhà đầu tư

Thu hút đầu tư đòi hỏi phải tạo ra môi trường kinh doanh thông thoáng, minh bạch và cạnh tranh Thúc đẩy tinh thần khởi nghiệp nhằm giảm thiểu sự bất bình đẳng trong tiếp cận nguồn lực giữa các thành phần kinh tế Chúng tôi nhanh chóng tháo gỡ những khó khăn, vướng mắc, tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà đầu tư

Chú trọng công tác rà soát,đẩy nhanh thủ tục cải cách hành chính, đảm bảo nhanh, gọn, hiệu quả; kiểm soát chặt chẽ việc thực hiện quy trình giải quyết hồ sơ, tăng cường tính minh bạch và trách nhiệm để thuận lợi cho các nhà đầu tư

Năm là, tăng cường, chú tâm sự vào sự lãnh đạo của Đảng, cần phát huy vai

trò của cả hệ thống chính trị Nâng cao ý thức của các cấp uỷ đảng và cả hệ thống chính trị và nhân dân về vai trò, vị trí, tầm quan trọng của việc phát triển năng lượng tái tạo trên địa bàn tỉnh Nâng cao hiệu quả, năng lực quản lý của Nhà nước; phát huy quyền làm chủ, giám sát của nhân dân và vai trò của Mặt trận Tổ quốc và các đoàn thể chính trị, xã hội, các tổ chức xã hội, nghề nghiệp trong phát triển năng lượng tái tạo Cần phát huy quyền làm chủ của nhân dân; mở rộng phạm vi và có sự tham gia của Mặt trận Tổ quốc Việt Nam, các tổ chức chính trị với xã hội, xã hội với nghề nghiệp

Thúc đẩy công tác tuyên truyền, phổ biến các văn bản quy phạm pháp luật, nâng cao ý thức chấp hành và thực thi nghiêm túc các quy định pháp luật về năng lượng, đặc biệt tuyên truyền Nghị quyết số 14-NQ/TU của Ban Thường vụ Tỉnh ủy ngày 15/7/2020 và Chương trình thực hiện Nghị quyết

4.1.2 Khu vực dự án Nhà máy ĐMT Buôn Mê Thuột

Phân bố số giờ nắng cụ thể được thể hiện như hình sau:

Hình 2: Phân bố số giờ nắng khu vực dự án NMĐMT Buôn Mê Thuộc

Theo nguồn dữ liệu bức xạ từ Meteonorm, khu vực dự án NMĐMT Buôn Mê Thuộc có các chỉ số tiềm năng như sau:

Hình 3: Tiềm năng khu vực dự án bằng dữ liệu Meteonorm

Hình 4: Biểu đồ bức xạ tại khu vực dự án

Hình 5: Bức xạ mặt trời khu vực dự án

Theo nguồn dữ liệu trên, tại khu vực dự án cường độ bức xạ GHI khoảng 4,90kWh/m2.ngày Bức xạ cao nhất là vào tháng 3 với trị số 5,85 kWh/m2 ngày và thấp nhất là tháng 12 với 3,97 kWh/m2.ngày Qua phân tích đánh giá nhận thấy hai bộ dữ liệu có tính tương đồng cao Báo cáo sử dụng dữ liệu thương mại từ phần mềm Meteonorm làm cơ sở tính toán các bước sau của dự án

4.2 Tiềm năng năng lượng mặt trời tỉnh Ninh Thuận và khu vực dự án 4.2.1 Tỉnh Ninh Thuận:

Chúng ta đã biết tỉnh Ninh Thuận là vùng đất mưa rất ít, nhiều nắng và gió quanh năm Có khí hậu khắc nghiệt, đây là điều kiện thuận lợi giúp Ninh Thuận phát triển và tiềm năng vô tận về năng lượng tái tạo

Qua nghiên cứu, khảo sát, đánh giá của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, thì tỉnh Ninh Thuận có tiềm năng dồi dào về nguồn năng lượng mặt trời, năng lượng giá ngoài khơi, trên bờ, ven bờ và thủy điện tích năng Đây là một trong những yếu tố hết sức đặc biệt khiến trung tâm năng lượng tái tạo không thể so sánh được với các nơi khác ở Việt Nam

Buôn Mê Thuộc (Viet Nam)

Theo đó, tốc độ gió đạt từ 6,41-9,61m/giây (trung bình đạt 7,51m/s), lớn hơn so với cả nước, lượng gió thổi đều trong suốt gần 10 tháng, đây là điều kiện thuận lợi để bảo đảm ổn định cho tuabin gió phát điện Còn lượng bức xạ mặt trời từ 1.781 đến 2.016kWh/m2/năm; sự chênh lệch bức xạ giữa các mùa trong năm không nhiều; tổng số giờ nắng trong năm đạt khoảng từ 2.500 đến 3.100 giờ/năm, cao nhất cả nước, rất thuận lợi để phát triển hiệu quả các dự án điện mặt trời

Theo Nghị quyết số 115/NQ/CP của Chính phủ ngày 31/8/2018 về một số cơ chế chính sách đặc thù hỗ trợ tỉnh Ninh Thuận về phát triển kinh tế-xã hội, ổn định sản xuất, đời sống nhân dân giai đoạn 2018-2023, với chính sách khuyến khích các loại hình điện năng lượng tái tạo, trong đó Chính phủ đã có chủ trương phát triển tỉnh Ninh Thuận thành trung tâm năng lượng tái tạo quốc gia (điện gió, năng lượng mặt trời), qua đó tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành kinh tế này của địa phương

Tỉnh Ninh Thuận xác định phát triển năng lượng là vấn đề then chốt, tạo nguồn thu chiếm phần lớn ngân sách của tỉnh trong giai đoạn 2021-2030 và hơn thế nữa

Để hiện thực hóa mục tiêu đề ra trở thành trung tâm năng lượng tái tạo của cả nước, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng của tỉnh cũng như quốc gia, tỉnh Ninh Thuận đã và đang có những định hướng, bước đi táo bạo gắn với nhiều chính sách, quyết sách đúng đắn để thu hút đầu tư

Đến nay, tỉnh Ninh Thuận là một trong những địa phương đầu tiên cơ bản đã lập đầy đủ quy hoạch phát triển nguồn điện và nguồn năng lượng tái tạo và có cách chính sách thu hút nguồn đầu tư để phát triển nhiều dự án trong thời gian tới Hướng đến năm 2025, tổng công suất tăng thêm khoảng 3.000MW để đạt công suất tích lũy khoảng 6.500MW (điện mặt trời khoảng 3.440MW, điện gió trên bờ và gần bờ khoảng 1.210MW, thủy điện khoảng 361MW, điện khí thiên nhiên hóa lỏng-LNG khoảng 1.510MW); sản lượng điện sản xuất đạt khoảng 11,3 tỷ kWh

Kế hoạch đến năm 2025, tỉnh Ninh Thuận cơ bản trở thành một trong những trung tâm năng lượng, năng lượng tái tạo của cả nước Trong đó, ngành năng lượng, năng lượng tái tạo đóng góp 22,1% GRDP và 29,1% tổng thu ngân sách của tỉnh;

giải quyết 5,6% nhu cầu việc làm trong 4 ngành kinh tế trọng điểm; đạt 10-11% công suất lắp đặt trong cơ cấu toàn quốc; tiêu thụ đạt 21% sản lượng điện toàn tỉnh Hạ tầng năng lượng phát triển đồng bộ, hiện đại, có khả năng kết nối cao với hệ thống lưới điện khu vực, quốc gia, phù hợp với định hướng phát triển quy hoạch và đáp ứng hiệu quả mục tiêu phát triển kinh tế-xã hội của tỉnh Ninh Thuận

Dự kiến đến năm 2030, điện gió trên đất liền phát triển khoảng 1.430MW; điện gió ven biển khoảng 4.380MW; điện gió ngoài khơi khoảng 2.100MW và đến năm 2045 phát triển khoảng 21.100MW; điện mặt trời khoảng 8.450MW Cùng với đó, tỉnh Ninh Thuận cũng lập và phê duyệt quy hoạch sử dụng đất của cấp huyện, thành phố đến năm 2030, trong đó có phân bổ quỹ đất để phát triển các dự án năng lượng tái tạo với tổng diện tích 8.150 ha

Nhờ đó, những năm qua, vùng đất đầy nắng gió đã thu hút mạnh mẽ các nhà đầu tư lớn trong và ngoài nước đến đầu tư khai thác phát triển năng lượng tái tạo, từng bước trở thành địa phương thuộc nhóm đứng đầu cả nước về phát triển năng lượng tái tạo với tổng công suất lắp đặt 3.475 MW

Theo thông tin từ Sở Công Thương tỉnh Ninh Thuận, tính đến tháng 4/2023, tỉnh Ninh Thuận đã kêu gọi đầu tư hơn 46 dự án với tổng công suất khoảng 3.080MW (36 dự án điện mặt trời, tổng công suất khoảng 2.418MW và 10 dự án điện gió, tổng công suất khoảng 662MW) Sự phát triển điện gió, điện mặt trời đã góp phần thúc đẩy kinh tế-xã hội địa phương chuyển biến mạnh mẽ Chỉ tính riêng 3 năm gần đây, chỉ số sản xuất công nghiệp tăng lần lượt so với các năm trước, năm 2020: 39,4%; năm 2021: 24,6%; năm 2022: 9,3% Hằng năm, tỉnh Ninh Thuận đóng góp sản lượng điện vào hệ thống lưới điện quốc gia đều tăng, năm 2020 khoảng 6,2 tỷ kWh; năm 2021 đạt 6,83 tỷ kWh, năm 2022 gần 7,1 tỷ kWh

Nhu cầu năng lượng của nước này dự kiến sẽ tăng trong những năm tới, làm tăng nguy cơ thiếu điện Do đó, việc ưu tiên hàng đầu về phát triển năng lượng tái tạo cho khu vực có nhiều tiềm năng lợi thế lớn trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận là rất cần thiết và luôn mang tính cấp bách; góp phần đảm bảo an ninh năng lượng cho tỉnh và quốc gia, tạo điều kiện hỗ trợ, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Ninh Thuận, tăng thu ngân sách tỉnh, từng bước cân đối ngân sách địa phương

Qua đó, nguồn điện năng lượng tái tạo của Ninh Thuận góp phần quan trọng trong vấn đề giải quyết nguồn thiếu hụt năng lượng của quốc gia, đóng góp phần quan trọng trong việc thực hóa mục tiêu Net Zero vào năm 2050 theo cam kết tại COP 26

4.2.2 Khu vực NMĐMT BIM2

Việc đánh giá và lựa chọn các nguồn bức xạ là quan trọng bởi đây là dữ liệu đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến tính toán sản lượng điện đầu ra của dự án và sự thích hợp của bức xạ mặt trời để xây dựng nhà máy

Cường độ bức xạ có thể gây ảnh hưởng đến nhà đầu tư nếu có sự chênh lệch lớn giữa kết quả tính toán mô phỏng sản lượng lý thuyết và thực tế Dữ liệu càng tin cậy và chính xác thì kết quả tính toán có sự chênh lệch với thực tế càng nhỏ

Dữ liệu khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ…) của dự án được đánh giá và lựa chọn theo nhiều nguồn khác nhau, ưu tiên lấy từ các trạm đo trực tiếp gần với khu vực dự án, đối với những nơi không có trạm đo trực được lấy theo các nguồn thương mại như Meteonorm, SolarGis hoặc nguồn dữ liệu miễn phí NASA-SSE

Hiện nay, tại khu vực dự án xã Phước Minh (khu vực dự án nhà máy điện mặt trời BIM 2) và các địa điểm lân cận chưa có trạm đo bức xạ hoặc các trạm đo không được công bố đại trà (trạm đo bức xạ Sông Bình – Bình Thuận) Do đó, trong hồ sơ này để đánh giá tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu vực dự án, chúng tôi sẽ tiến hành thu thập từ các nguồn cơ sở dữ liệu như NASA-SSE, Meteonorn và SolarGis được chọn làm số liệu đầu vào xem xét đánh giá với nhiều ưu điểm về chất lượng và độ tin cậy cao

a Nguồn dữ liệu NASA-SSE

NASA-SSE (Surface Meteorology and Soalr Energy Programme) thuộc Chương trình năng lượng mặt trời và khí tượng mặt đất Sử dụng phương pháp đo từ vệ tinh, cung cấp dữ liệu trung bình tháng với độ phân giải là 1ox1o (111x111km) Dữ liệu thu thập từ năm 1983-2005 Trái với phương pháp đó mặt đất, bộ dữ liệu SSE là dữ liệu khí tượng toàn cầu xuyên suốt 22 năm về khi tượng khí hậu học Có nguồn góc từ một số cơ sở dữ liệu: “Goddard Earth Observing

System”, Dự án khí tượng đám mây (Cloud Climatology Project- ISCCP D-1), Meteosat và Japanese…

Độ chính xác của phép đo vệ tinh được đánh giá bằng nhiều phép đo trên mặt đất NASA ước tính sai số đối với các giá trị hàng tháng là khoảng 13-16% Theo nguồn dữ liệu NASA-SSE, cường độ bức xạ tại khu vực dự án đạt 1859kWh/m2/năm, tương ứng cường độ bức xạ trung bình ngày là 5,09kWh/m2/ngày Nhiệt độ trung bình trong năm là 25,2oC Trung bình cao nhất 26,3oC vào tháng 5, thấp nhất 23,6oC vào tháng 12 và tháng 1

Bảng 2: Dữ liệu khí tượng và bức xạ theo nguồn NASA-SSE

b Nguồn dữ liệu từ SolarGIS

Theo cơ sở dữ liệu Solargis được thu thập tính toán từ dữ liệu vệ tinh thực tế bao gồm các dữ liệu bức xạ mặt trời như: Meteosat Prime; Meteosat IODC; GOES EAST; MTSAT; GFS; và dữ liệu mô hình khí tượng Dữ liệu vệ tinh được xử lý xử lý với tần số 10, 15 hoặc 30 phút (tùy thuộc vào nền tảng vệ tinh) Với tần số thu thập cao giúp giám được sử có mặt của đám mây tốt hơn, dẫn đến độ chính xác cao của dữ liệu SolarGis

Dữ liệu bức xạ mặt trời Solargis được tính với độ phân giải là 250mx250m Sử dụng dữ liệu đầu vào có sẵn phù hợp với từng thời gian và khu vực địa hình

Được tinh chỉnh để phù hợp cho các loại cảnh quan và điều kiện khí hậu Ở một số khu vực được tính toán quy đổi theo các trạm đo mặt đất để giảm sai số Các vị trí mà giá trị dữ liệu bức xạ hàng năm có sự sai lệch trong khoảng  4% đối với giá trị GHI và  8% đối với giá trị DNI

Theo nguồn dữ liệu của SolarGis, bức xạ mặt trời tại khu vực dự án là 1992kWh/m2/năm tương đương bức xạ trung bình ngày là 5,46kWh/m2/ngày Nhiệt độ trung bình là 26,70C

Hình 6: Vị trí lấy dữ liệu

Hình 7: Mô phỏng đường chân trời tại khu vực dự án

(Nguồn: SolarGIS.info)

Hình 8: Bảng cường độ bức xạ và đồ thị nhiệt độ

(Nguồn: SolarGIS.info)

c Nguồn dữ liệu Meteonorm

Meteonorm được phát triển bởi Meteotest, nó được sử dụng rộng rải và các thông tin thu thập được sử dụng làm nguồn dữ liệu bức xạ mặt trời cho nhiều lĩnh vực năng lượng mặt trời Được phát triển tồn tại hơn 30 năm và trở thành cơ sở dữ liệu khí tượng tiêu chuẩn cho nhiều chương trình mô phỏng năng lượng mặt trời

Nguồn dữ liệu Meteonorm thu thập duy nhất từ dữ liệu lưu trữ cân bằng năng lượng toàn cầu (Global Energy Balance Archive Data - GEBA) Dữ liệu GEBA được thu thập từ các dịch vụ thời tiết của các quốc gia và đáp ứng các tiêu chuẩn tổ chức khí tượng thế giới Nguồn dữ liệu cũng bao gồm các mạng lưới đo lường chất lượng cao như mạng lưới bức xạ Baseline Surface (BSRN), mạng lưới của MeteoSwiss hoặc dịch vụ thời tiết Đức

Cơ sở dữ liệu của trạm mặt đất được mở rộng với dữ liệu từ năm vệ tinh địa tĩnh để lấp các khu vực không có trạm thời tiết Dữ liệu vệ tinh có sẵn trên mạng lưới toàn cầu Dữ liệu được tính toán theo phương pháp nội suy từ dữ liệu vệ tinh hoặc các trạm gần nhất

Theo nguồn dữ liệu bức xạ mặt trời của Meteonorm (bản quyền), tổng cường độ bức xạ của các tháng trong năm là 2014kWh/m2/năm, tương đương khoảng 5,51kWh/m2/ngày Số giờ nắng tại khu vực dự án trung bình khoảng 2510h/năm

Bảng 3: Bảng dữ liệu khí tượng và cường độ bức xạ theo nguồn Meteonorm

Hình 9: Biểu đồ cường độ bức xạ theo tháng

Hình 10: Biểu đồ nhiệt độ theo tháng

Hình 11: Biểu đồ lượng mưa theo tháng

Hình 12: Biểu đồ số giờ nắng trong năm d Lựa chọn nguồn dữ liệu bức xạ cho dự án

So sánh các nguồn dữ liệu bức xạ theo các nguồn Meteonorm, SolarGIS và NASA-SSE Nguồn dữ liệu Meteonorm có cường độ bức xạ cao hơn so với nguồn dữ liệu Solargis và NASA-SSE, cả 3 nguồn dữ liệu bức xạ được tính toán nội suy từ

dữ liệu vệ tinh Meteonorm và SolarGis (bản thương mại) cho dữ liệu bức xạ uy tín, với độ phân giải cao Tuy nhiên nguồn dữ liệu Meteonorm có tính toán tham chiếu với nhiệt độ tại khu vực dự án, dữ liệu này phản ánh đúng thời tiết khí hậu (nhiệt độ cao nhất 33,1oC và thấp nhất 18oC) tại khu vực xã Phước Minh, huyện Thuận Nam, Ninh Thuận Nguồn dữ liệu từ NASA-SSE cho dữ liệu không chắc chắn vì có độ chênh lệch lớn so với hai nguồn dữ liệu bức xạ còn lại Ngoài ra Meteonorm là nguồn dữ liệu đáng tin cậy, được nhiều các tổ chức phát triển dự án chấp thuận, được nhiều dự án sử dụng trong khu vực Đông Nam Á và cũng là nguồn dữ liệu được các phần mềm mô phỏng năng lượng mặt trời làm nguồn dữ liệu mặc định

Với tính chất rằng tại khu vực Việt Nam chưa có trạm đo bức xạ mặt đất để so sánh, giữa hai nguồn dữ liệu Meteonorm và SolarGis chúng tôi lựa chọn nguồn dữ liệu Meteonorm (bản quyền) dùng làm nguồn dữ liệu khí tượng và sử dụng trong việc tính toán công suất và sản lượng điện của nhà máy Về số liệu cường độ bức xạ theo Meteonorm cho thấy, cường độ bức xạ tại khu vực dự án cho giá trị cao đạt 5,51kWh/m2/ngày và khu vực Ninh Thuận cũng được đánh giá là khu vực có cường độ bức xạ tốt nhất cả nước Do vậy bức xạ tại khu vực dự án rất phù hợp để xây dựng nhà máy điện mặt trời

5 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu này trình bày một phương pháp đánh giá hiệu suất và phân tích tổn thất hệ thống của hai nhà máy điện quang điện (PV) ở Việt Nam với vị trí địa lý và điều kiện khí hậu riêng biệt Một phương pháp thử nghiệm được sử dụng để phân tích tổn thất hệ thống Dữ liệu được thu thập từ các nhà máy BIM 2 (250 MWp) và Buôn Ma Thuột (35 MWp) Kết quả chứng minh rằng tổn thất hệ thống không vượt quá 1,3% Phân tích tương quan giữa nhiệt độ hoạt động của các mô-đun PV, bức xạ mặt trời và năng suất năng lượng cho thấy mối quan hệ nghịch đảo giữa tỷ lệ nhiệt độ-bức xạ và năng suất Một sự suy giảm đáng kể về hiệu suất nhà máy điện được quan sát thấy khi tỷ lệ này vượt quá 8 Ngoài ra, các chỉ số giám sát quan trọng cho hoạt động của nhà máy PV được điều tra, bao gồm năng lượng cung cấp cho lưới điện, nhiệt độ mảng PV, nhiệt độ môi trường xung quanh và số liệu tổn thất

Phạm vi nghiên cứu: i) Hệ thống quang điện, ii) Mất hệ thống, iii) Bức xạ mặt trời, iiii) Hiệu suất của các nhà máy điện quang điện

6 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập tài liệu và tìm hiểu thêm về bức xạ mặt trời Nguyên lý hoạt động và mô hình toán học của pin mặt trời Cách lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà; Các mô hình điện mặt trời áp mái nối lưới được công bố trên các tạp chí khoa học, thư viện số, trên Internet

Tìm hiểu thêm về phần mềm PVsyst và mô phỏng việc phát điện bằng phần mềm PVsyst

7 Dự kiến kết quả đạt được

Kết quả chứng minh rằng tổn thất hệ thống của hai nhà máy không vượt quá 1,3% Ngoài ra, phân tích tương quan giữa nhiệt độ hoạt động của các mô-đun quang điện, bức xạ mặt trời và năng suất năng lượng cho thấy mối quan hệ nghịch đảo giữa tỷ lệ nhiệt độ-bức xạ và sản lượng điện Từ góc độ thực tiễn, các kết quả nghiên cứu được báo cáo trong luận văn này là một tài liệu tham khảo hữu ích cho các giai đoạn phân tích tính khả thi và tính toán tổn thất của phát triển nhà máy điện quang điện ở Việt Nam

8 Kết cấu của luận văn: gồm có 5 chương Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Các nhà máy điện mặt trời thực nghiệm Chương 3: Phạm vi nghiên cứu và phương pháp luận Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 5: Kết luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tình hình năng lượng mặt trời tại Việt Nam

Trong thời gian vừa qua, sự phát triển của ngành năng lượng mặt trời tại Việt Nam trong giai đoạn 2013-2022 có sự phát triển nhanh chóng Cụ thể, giai đoạn 2013-2017, công suất lắp đặt không thay đổi nhiều, chỉ khoảng 5 MW Năm 2018 bắt đầu tăng lên 105 MW, cho thấy ngành đang bắt đầu phát triển hơn Từ năm 2019 trở đi là giai đoạn tăng trưởng mạnh nhất, với mức tăng lần lượt là 4994 MW năm 2019, 16661 MW năm 2020 và 2021, rồi tăng nhẹ lên 18475 MW năm 2022 [4] (xem hình 1) Đây là tín hiệu đáng mừng, cho thấy Việt Nam đang quan tâm và đầu tư mạnh hơn vào phát triển năng lượng tái tạo, cụ thể là năng lượng mặt trời, góp phần bảo vệ môi trường và giảm phụ thuộc năng lượng hóa thạch

Hình 1.1: Sự phát triển năng lượng mặt trời trong gian đoan 2019-2022

Bên cạnh đó theo định hướng của Chính phủ về phát triển điện mặt trời để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia và khu vực biên giới, hải đảo, vùng sâu, vùng xa chưa thể cung cấp điện từ nguồn điện lưới quốc gia Điện năng được cung cấp từ năng lượng mặt trời tăng từ khoảng 10,1 triệu kWh năm 2015 lên khoảng 1,41 tỷ kWh vào năm 2020; khoảng 35,5 tỷ kWh vào năm 2030 và khoảng 211 tỷ kWh vào năm 2050 Đưa tỷ lệ điện năng sản xuất điện từ nguồn năng lượng mặt trời

trong tổng sản lượng điện sản xuất cả nước từ mức không đáng kể, cho đến năm 2020 đạt khoảng 0,5%, khoảng 6% vào năm 2030 và khoảng 20% vào năm 2050

Tăng cường phát triển các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và các hộ gia đình; Tổng năng lượng mặt trời cung cấp nhiệt tăng từ 1,11 triệu TOE năm 2020 lên khoảng 3,11 triệu TOE năm 2030 và 6,1 triệu TOE năm 2050 [5] Ngành năng lượng mặt trời hứa hẹn sẽ là một trong những ngành then chốt của nền kinh tế Việt Nam trong

tương lai (1 kWh điện tương đương với 0,0036 TOE)

1.2 Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước

Hiện nay, các nghiên cứu đánh giá hiệu quả hoạt động của các nhà máy điện mặt trời đã được nhiều tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước quan tâm như các trường đại học và viện nghiên cứu như MIT, UC Berkeley đã tiến hành nhiều nghiên cứu về hiệu quả hoạt động của các nhà máy điện mặt trời tại châu Âu, Hoa Kỳ

Các trường đại học và viện nghiên cứu trên thế giới như MIT, UC Berkeley đã tiến hành các nghiên cứu về hiệu suất hoạt động của các nhà máy điện mặt trời tại Hoa Kỳ, châu Âu, các tổ chức quốc tế như WB, IRENA cũng có nhiều báo cáo, nghiên cứu về đánh giá hiệu quả các dự án năng lượng tái tạo trên toàn cầu

Trọng nước một số trường đại học và các viện nghiên cứu như ĐHQG Hà Nội, ĐHQG TP.HCM, Viện Khoa học và Công nghệ Năng lượng, … đã nghiên cứu về đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của các dự án điện mặt trời tại Việt Nam

Từ những nghiên cứu trên đã cung cấp một số thông tin làm cơ sở khoa học quan trọng trong việc đánh giá và nâng cao hiệu quả hoạt động của các nhà máy điện mặt trời trong nước và trên toàn thế giới

1.2.1 Các nghiên cứu trong nước

Đã nghiên cứu về chi tiết hệ thống điện mặt trời kết hợp pin dự phòng, được nghiên cứu như: sử dụng điện mặt trời khi không có ánh sáng, không gián đoạn cấp điện liên tục và giữ tính ổn định hơn so với chỉ sử dụng điện mặt trời và có thể lưu trữ điện mặt trời sản xuất ra vào ban ngày không sử dụng hết để sử dụng vào ban

đêm hoặc khi thời tiết xấu, không phụ thuộc với lưới điện, an toàn cao và ổn định cung cấp điện Khi lưới điện có sự cố, hệ thống tích điện sẽ cung cấp lên hệ thống và luôn chủ động nguồn cung cấp, nâng cao hiệu suất sử dụng hệ thống [9] Phân tích và mô hình hóa hoạt động của hệ thống bằng phần mềm mô phỏng PVsyst [10]

1.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước

Hiệu suất của hệ thống tế bào quang điện bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau Hiểu được tác động của các yếu tố này là rất quan trọng để cải thiện thiết kế và hiệu quả của việc chuyển đổi năng lượng mặt trời Pin mặt trời chuyển đổi trực tiếp ánh sáng mặt trời thành điện năng thông qua hiệu ứng quang điện Hiệu suất chuyển đổi quang điện (PCE) phụ thuộc vào nhiều thông số bên trong và bên ngoài của tế bào

Các thông số nội tại liên quan đến vật liệu bán dẫn và tính chất kết nối, bao gồm bandgap, sản phẩm tuổi thọ di động của sóng mang và cơ chế tái tổ hợp

Các yếu tố bên ngoài liên quan đến các điều kiện hoạt động như cường độ chiếu sáng, quang phổ và nhiệt độ Các khía cạnh thiết kế bổ sung như độ dày, tỉ lệ pha tạp và xử lý bề mặt cũng có thể ảnh hưởng đến PCE

Cường độ chiếu sáng có mối tương quan trực tiếp với mật độ dòng điện ngắn mạch (Jsc) theo định luật Lambert-Beer Jsc tăng tuyến tính với cường độ ánh sáng nhưng bắt đầu bão hòa ở mức chiếu sáng cao do tái tổ hợp số lượng lớn

Phổ ánh sáng tác động đến dòng điện ngắn mạch và điện áp hở mạch (Voc) Pin mặt trời thể hiện các phản ứng quang phổ khác nhau tùy thuộc vào bandgap của vật liệu hấp thụ Ánh sáng cận hồng ngoại ít được chuyển đổi hiệu quả hơn do truyền băng tần phụ Nhiệt độ tế bào là một thông số bên ngoài quan trọng khác Nhiệt độ hoạt động cao hơn dẫn đến giảm Voc và hệ số lấp đầy do tăng khả năng tái tổ hợp và điện trở Hệ số nhiệt độ cần được xem xét trong mô hình và đánh giá hiệu suất ngoài trời Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống quang điện từ các thông số bên ngoài trong thời gian hoạt động đã thu hút nghiên cứu từ nhiều tác giả Có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng như phân tích hồi quy DEA + Tobit, phân tích hồi quy đa biến và các phương pháp thực nghiệm cụ thể như được

trình bày trong Bảng 2

Bảng 1.1: Phương pháp được sử dụng để phân tích tác động của các yếu tố lên hệ thống quang điện mặt trời

Đánh giá hiệu quả hoạt động của các nhà máy điện mặt trời Hoa Kỳ, loại bỏ các tác động yếu tố môi trường

Hiệu quả hoạt động giảm nhẹ sau khi

Đánh giá hiệu quả sản xuất PV năng lượng mặt trời ở Trung quy đa biến

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả PV năng lượng mặt trời ở Thái Lan

Nghiên cứu 10 yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hệ thống điện mặt

Phân tích tác động của yếu tố môi trường đến hiệu quả của nhà máy PV năng lượng mặt trời ở mặt trời và nhiệt độ hoạt động của hai nhà máy quang điện ở Việt Nam

Hơn nữa, hầu hết các nghiên cứu từ [11-15] đều chỉ ra rằng hai yếu tố cốt lõi ảnh hưởng đến hiệu suất của các tế bào quang điện là bức xạ mặt trời và nhiệt độ hoạt động của mảng quang điện Tuy nhiên, các yếu tố vận hành trong hoạt động của nhà máy điện như mất hệ thống, độ ẩm và ô nhiễm cũng gây ra các biến thể hiệu suất [16]

Trong nghiên cứu này, một phương pháp phân tích thực nghiệm đã được sử dụng từ hai nhà máy điện quang điện đặt tại các địa điểm khác nhau và với công suất lắp đặt khác nhau ở Việt Nam Phương pháp này phản ánh chính xác điều kiện vận hành thực tế của hệ thống, từ đó xác định rõ mối tương quan giữa nhiệt độ, bức xạ mặt trời và tổn thất hệ thống đến hiệu suất của các nhà máy điện mặt trời Phần tiếp theo của nghiên cứu là hệ thống quang điện thực nghiệm được trình bày trong Phần 2, 3 Phạm vi nghiên cứu và phương pháp luận được trình bày trong Phần 3, kết quả và thảo luận được trình bày trong Phần 4 và kết luận được trình bày trong Phần 5