Tuy sản lượng tạo ra từ điện mặt trời chỉ khoản 3,6% so với các nguồn sản xuất khác, nhưng nó vẫn có thể khẳng định được vị thế của mình trong các công nghệ năng lượng tái tạo khác, các
TỔNG QUAN
Tình hình điện mặt trời hiện nay
1.1.1 Tình hình trên thế giới
Với tình hình cạn kiệt các nguồn nhiên liệu hóa thạch (nguồn năng lượng tiêu thụ chiếm gần 80% trên thế giới) vì thế đã có những đòi hỏi cho sự tìm kiếm những nguồn năng lượng tái tạo bền vững có thể thay thế Và trong đó là nguồn điện năng lượng mặt trời, năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng phân bố rộng rãi, bền vững và có thể tái tạo Và nhiều người tin rằng điện năng lượng mặt trời có khả năng thay thế nguồn năng lượng hóa thạch trong tương lai gần
Tuy sản lượng tạo ra từ điện mặt trời chỉ khoản 3,6% so với các nguồn sản xuất khác, nhưng nó vẫn có thể khẳng định được vị thế của mình trong các công nghệ năng lượng tái tạo khác, các thiết bị điện mặt trời chiếm gần 31% so với các loại năng lượng tái tạo đã được lắp đặt vào năm 2022 (IRENA, 2023) Với công suất lắp đặt là 1053
GW vào năm 2022 và xếp thứ 2, trước đó là thủy điện với công suất 1392 GW( IRENA, 2023) [1]
Hình 1 1: Tổng công suất lắp đặt từ năm 2013 – 2022 của các châu lục
Theo thống kê của IRENA ta có thể thấy được công suất lắp đặt ngày càng đi lên, so với năm 2021 thì ta thấy tăng lên đáng kể, khoản 22% (192GW) Và 3 nước Trung Quốc, Hoa Kỳ và Nhật bản là 3 quốc gia có công suất lắp đặt cao nhất với sự tăng trưởng lớn mạnh của Trung Quốc Hoa Kỳ và Ấn Độ với mức tăng trưởng lần lượt là 86,1 GW, 17,8GW, và 13,5GW (IRENA, 2023)
Bảng 1 1: Xếp hạng tổng công suất điện mặt trời đã được lắp đặt tính đến năm 2022
Xếp hạng Nước Công suất lắp đặt (GW)
Dựa trên Hình 1.2 cho thấy sự đóng góp công suất lắp đặt của từng lục địa từ năm 2018, và sau đó dựa trên sự phân tích của REmap và Irena Với tổng lượng lắp đặt từ 2018 là 481GW, và dự đoán vào năm 2030 sẽ tăng lên 6 lần (lên đến 2841 GW) và gần 18 lần vào năm 2050 (hơn 2841 GW) trong đó điện áp mái chiếm 40% và quy mô trang trại điện mặt trời là 60% Châu Á sẽ vẫn tiếp tục dẫn đầu thị trường điện mặt trời với khoảng 65% tổng công suất lắp đặt trên toàn thế giới vào năm 2030.Trong đó Trung Quốc vẫn được dự đoán là anh cả trong lĩnh vực Và đến năm 2050 tuy Châu Á vẫn dẫn đầu với khoản 57% công suất lắp đặt nhưng đã có những sự tăng trưởng đáng kể từ Châu Phi và Nam Mỹ
Hình 1 2: Công suất lắp đặt ĐMT của các châu lục cùng dự đoán cho năm 2030 và
Theo dự toán của Bộ Công Thương, hiện nay mước tiêu thụ điện tại Việt Nam đang tăng khoảng 10% trên mỗi năm Nhưng những nguồn năng lượng chủ yếu trong nước đã gần tới hạn, do đó phụ thuộc rất nhiều vào việc nhập nhiên liệu đốt than và khí Cùng với đó là việc khí hậu biến đổi, làm cho các hồ thủy điện thiếu nước để sản xuất điện, cùng với các dự án nhiệt điện không theo tiến độ, đã có những áp lực vô hình cho việc đảm bảo nguồn cung cấp điện Từ đó cũng tạo động lực và thúc đẩy cho chính phủ chuyển hướng qua các nguồn năng lượng có thể tái tạo, đặc biệt hơn ở đây là năng lượng mặt trời
Bức xạ mặt trời (GHI) đây là một thước đo trong lĩnh vực điện mặt trời để có thể đo lượng bức xạ mặt trời từ tất cả các hướng trên bề mặt phẳng nằm ngang và nhận ánh sáng GHI cũng bao gồm cả lượng bức xạ mặt trời trực tiếp và lượng bức xạ nhận được từ phản xạ từ các bề mặt xung quanh Đơn vị thường dùng cho GHI là (W/m 2 ) hoặc (kW/m 2 ) Từ các thông số GHI thì ta có thể đánh giá được tiềm năng phát triển các dự án điện mặt trời tại khu vực
Hình 1 3: Sản lượng điện tạo ra từ NLMT vào năm 2022 theo GlobalSolarAtlas
Nước ta được tọa lạc ở một khu vực rất thích hợp với việc lắp đặt các dự án năng lượng mặt trời (Hình 1.4 thể hiện lượng bức xạ mặt trời phân bố ở Việt Nam) với những động thái từ việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời ngày càng tốt, đã có nhiều dự án ĐMT có công suất đa dạng đã được hoàn thành và đưa vào vận hành
Hình 1 4: Bản đồ thể hiện mật độ bức xạ ở Việt Nam
Và hiện nay thì cũng đã có nhiều khách hàng tư nhân cũng như các chủ đầu tư đã lắp đặt các hệ thống điện mặt trời chủ yếu là ở khu vực Nam Trung Bộ, đặt biệt là 2 thành phố lớn là Bình Thuận và Ninh Thuận nơi tập trung các nhà máy điện mặt trời lớn Tuy miền bắc có lượng bức xạ không tốt như các vùng Nam Trung Bộ nhưng vẫn có nhiều khách hàng quyết định lắp đặt hệ thống điện mặt trời và dưới đây là Hình 1.5 thể hiện tiềm năng cho các dự án điện năng lượng mặt trời ở Việt Nam
Hình 1 5: Tiềm năng phát triển điện mặt trời ở Việt Nam
Lý do chọn đề tài
Điện mặt trời áp mái (Rooftop solar) là hình thức lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà hay các bề mặt có sẵn của tòa nhà Hệ thống này tận dụng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành điện năng Điện mặt trời áp mái thường được sử dụng để cung cấp điện cho các hộ gia đình, cơ sở thương mại, công nghiệp nhỏ và các tòa nhà văn phòng Hệ thống điện mặt trời áp mái không chỉ giúp tiết kiệm chi phí sử dụng điện mà còn giúp giảm lượng khí thải carbon, đóng góp vào bảo vệ môi trường
Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái có thể thực hiện thông qua các biến thể như hệ thống năng lượng mặt trời on-grid (kết nối với lưới điện) hoặc off-grid (không kết nối với lưới điện, sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng)
Tuy nhiên vào cuối năm 2020 thì việc ồ ạt lắp đặt hệ thống điện mặt trời đã làm quá tải hệ thống truyền tải điện Qua thời gian này thì EVN cũng không có những chính sách cho các nhà đầu tư có thể bán những lượng điện dư thừa lên lưới Do đó sẽ gây ra lãng phí nguồn năng lượng, vì vậy chúng em lựa chọn đề tài tính toán lựa chọn công suất hệ thống điện mặt trời dựa trên tải tiêu thụ tại nhà máy sữa Vinamilk ở Lâm Đồng Để có thể tối ưu lượng điện tạo ra để tránh gây lãng phí và tạo ra hệ thống có kinh tế hiệu quả với chủ đầu tư.
Mục tiêu đề tài
Mục tiêu chúng em đề ra ở nghiên cứu này là thiết kế lắp đặt cho hệ thống điện mặt trời ở trang trại, dự toán chi phí cho việc lắp đặt hệ thống, cùng với đó là những phương án giúp tối ưu hệ thống hơn Từ đó cho chủ đầu tư thấy được tiềm năng của dự án
Nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu thông tin cơ bản về NLMT
Tìm hiểu và đánh giá kinh tế của dự án ĐMT
Từ kết quả mô phỏng Homer Pro có thể cho ta biết về công suất lắp đặt, và đánh giá hệ thống về tính kinh tế
Dự toán sản lượng bằng phần mềm PVsyst
Thiết kế lắp đặt bằng phần mềm Auto Cad, Sketchup
Tính toán, lựa chọn thiết bị cho dự án.
Giới hạn đề tài
Đề tài nghiên cứu của chúng em sẽ không phân tích và nghiên cứu sâu về vấn đề kết nối kỹ thuật, hay hệ thống điện chi tiết hoặc cấu tạo phần chịu lực Và chỉ dừng lại ở việc đánh giá tính khả thi của việc thiết kế dự án sao cho hiệu suất hệ thống được tối ưu nhất Và đối với phần kinh tế, chúng em không đi sâu về thị trường và dừng lại ở việc tính toán chi phí cho dự án, và cho thấy được tiềm năng việc thu hồi vốn
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Các hệ thống điện năng lượng mặt trời
2.1.1 Hệ độc lập (off grid solar system) Định nghĩa cho hệ độc lập là hệ thống không hòa cùng lưới điện quốc gia, và nó sẽ cung cấp điện cho hầu hết các thiết điện trong nhà, trang trại, xà lang, tàu bè, biển đảo, hoặc những nơi không có lưới điện Thông qua các tấm PV, hệ thống này chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nguồn điện DC, từ đó có thể lưu trữ vào pin và được chuyển thành nguồn điện AC thông qua một bộ biến tần để sử dụng các thiết bị tải trong nhà Khi lượng điện được sinh ra nhiều hơn so với mức tiêu thụ thì phần điện dư thừa sẽ chuyển sang sạc hệ thống lưu trữ (ắc quy) Vào ban đêm, khi không có ánh sáng mặt trời, dòng điện 1 chiều được lưu trữ trong ắc quy sẽ được bộ inverter tạo thành dòng điện xoay chiều để cấp nguồn cho tải tiêu thụ
2.1.2 Hệ hòa lưới (on grid solar system)
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới là hệ thống hoạt động song song cùng lưới điện quốc gia và cũng đóng vai trò cung cấp điện cho tải sử dụng Để tối ưu lượng điện mặt trời được sản xuất giúp mình tiết kiệm hơn
Các trường hợp hoạt động của hệ thống hòa lưới:
Trường hợp 1: Khi lượng điện từ hệ thống được tạo ra nhiều hơn so với tải tiêu thụ, thì lượng điện tạo ra từ hệ thống sẽ cung cấp 100% cho tải tiêu thụ, và phần dư sẽ hòa vào lưới điện và ta sẽ có thể bán lượng điện dư bằng đồng hồ 2 chiều Tuy nhiên hiện nay đã dừng các chính sách mua bán điện lên lưới vì thế ta cần phải lắp các thiết bị chống phá ngược để đảm bảo lượng điện dư sẽ không phát lên lưới
Trường hợp 2: Khi tải tiêu thụ sử dụng nhiều hơn so với lượng điện được tạo ra từ hệ thống, thì lượng điện thiếu sẽ được cung cấp từ lưới điện
Trường hợp 3: Với tính năng chống phát ngược (Anti – Islanding) thì khi cúp điện, hệ thống ĐMT sẽ không hoạt động Nhằm giúp bảo vệ các thiết bị điện đang được sử dụng và cũng có thể đảm bảo lưới điện được an toàn
Trường hợp 4: Lượng điện tiêu thụ vào ban đêm sẽ hoàn toàn được cung cấp từ điện lưới vì không có lượng điện được tạo ra từ hệ thống ĐMT
2.1.3 Hệ hòa lưới có lưu trữ Đối với hệ hòa lưới có lưu trữ thì đây là sự kết hợp giữa hai hệ thống điện mặt trời độc lập và hòa lưới Chính vì thế tải tiêu thụ vẫn có thể được sử dụng vì hệ thống vẫn hoạt động
Các trường hợp hoạt động của hệ hòa lưới có lưu trữ:
Trường hợp 1: Lượng điện từ hệ thống ĐMT được tạo ra nhiều hơn so với tải tiêu thụ, thì lượng điện dư sau khi sử dụng sẽ được nạp vào hệ thống pin lưu trữ, và nếu còn dư thì có thể hòa lưới
Trường hợp 2: Khi lượng điện từ hệ thống ĐMT tạo ra nhỏ hơn so với tải tiêu thụ Với trường hợp này hệ thống sẽ hoạt động như sau:
- Khi hệ thống lưu trữ còn điện: 100% sẽ lấy điện từ hệ thống ĐMT và phần thiếu sẽ được bổ xung từ hệ thống lưu trữ lưu trữ
- Khi hệ thống lưu trữ không còn điện: 100% sẽ lấy từ hệ thống ĐMT và phần thiếu sẽ được bù từ lưới điện
Hình 2 3: Hệ hòa lưới có lưu trữ
Trường hợp 3: Khi mất điện, hệ thống ĐMT vẫn hoạt động bình thường, và tải tiêu thụ sẽ được cung cấp điện từ hệ thống lưu trữ.
Các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm PV
Nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất của tế bào quang điện do đặc tính bên trong của vật liệu bán dẫn (nhiệt độ cao làm giảm độ rộng vùng cấm của chất bán dẫn) Hiệu suất của tấm PV tăng lên khi nhiệt độ thấp và giảm xuống ở nhiệt độ cao, điện áp giữa các tế bào giảm xuống Thế nhưng, không đồng nghĩa với việc, vào mùa đông thì tấm
PV sẽ sản xuất ra nhiều điện hơn Đơn giản vì vào mùa đông thì số giờ nắng và bức xạ mặt trời (yếu tố quan trọng quyết định sản lượng của tấm PV) sẽ giảm
Qua Hình 2.4 ta có thể thấy, khi nhiệt độ tăng cao (trên 30 độ C), công suất thực tế của tấm PV bắt đầu giảm Mối liên hệ giữa nhiệt độ và tấm PV qua các mốc nhiệt độ khác nhau được thể hiện rõ hơn qua các Hình 2.5 và Hình 2.6
Hình 2 4: Công suất tấm PV bị ảnh hưởng do nhiệt độ
Hình 2 5: Sự tác động của nhiệt độ đến biểu đồ P-V
Hình 2 6: Đặc tính I-V ảnh hưởng bởi nhiệt độ
Bức xạ mặt trời đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của tấm pin Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, các tế bào quang điện (solar cells) trong tấm pin tạo ra một dòng điện đi qua hệ thống Bức xạ mặt trời cung cấp năng lượng cho tấm pin mặt trời thông qua ánh sáng Điện áp đầu ra của tấm PV thường phụ thuộc vào mức độ chiếu sáng của ánh sáng mặt trời Khi ánh sáng mặt trời chiếu sáng trực tiếp và mạnh mẽ lên tấm pin, điện áp đầu ra sẽ cao hơn Trong khi đó, khi ánh sáng mặt trời yếu hơn hoặc khi tấm pin bị che phủ bởi đám mây hoặc bị che khuất, điện áp đầu ra sẽ thấp hơn
Hình 2 7: Đặc tính I-V ảnh hưởng bởi bức xạ
Hình 2 8: Sự tác động của bức xạ đến biểu đồ P-V
Khi tấm PV bị che phủ một phần hoặc toàn phần, sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng của hệ thống Giả sử, trong một chuỗi pin có nhiều tấm PV mắc nối tiếp, nếu có một tấm PV bị che khuất không nhận được bức xạ, thì lượng điện tạo ra sẽ giảm đáng kể Để ngăn chặn sự mất mát năng lượng, các đi-ốt rẽ nhánh (diodes bypass) sẽ được nối song song với tấm PV Khi tấm PV bị che khuất, đi-ốt rẽ nhánh cung cấp đường dẫn dòng điện, cho phép chuỗi pin mặt trời được kết nối
Hình 2 9: Hiệu suất của tấm pin bị tác động do đổ bóng
2.2.4 Góc nghiêng và định hướng cho hệ thống
Các tấm PV khi hướng về phía mặt trời (hướng về phía nam nếu ở bán cầu Bắc) sẽ tối ưu hóa khả năng nhận được lượng bức xạ Các tấm PV nên nghiêng 1 góc 30-40 độ, sao cho các tấm PV đón ánh sáng mặt trời theo phương vuông góc Điều này cũng giúp loại bỏ được các hạt bụi hay lượng nước mưa bám trên bề mặt tấm pin, từ đó đảm bảo sản lượng điện
Một số yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hiệu suất tấm pin: độ ẩm, độ dày/mỏng của đám mây, mưa/tuyết, ô nhiễm không khí, Tuy các yếu tố trên không ảnh hưởng lớn đến hiệu suất tấm pin nhưng cũng nên được xem xét để tối ưu nhất cho dự án.
Homer Pro
HOMER Pro là một phần mềm mô phỏng và tối ưu hóa hệ thống phát điện và lưu trữ năng lượng "HOMER" được viết tắt từ Hybrid Optimization Model for Electric Renewables HOMER Pro giúp người sử dụng có thể thiết kế, phân tích và tối ưu hóa các hệ thống phát điện, từ các hệ thống năng lượng tái tạo hay đến từ các nguồn khác nhau Phần mềm có thể mô phỏng và phân tích các hệ thống như hệ thống điện mặt trời (PV), hệ thống pin mặt trời, hệ thống điện gió, hệ thống hydro,… và các hệ thống kết hợp (hybrid) của chúng HOMER Pro tích hợp các thuật toán tối ưu hóa để tìm ra cấu hình tối ưu cho hệ thống phát điện và lưu trữ năng lượng, dựa trên các yêu cầu mà chúng ta đưa ra Phần mềm cũng cung cấp các thông tin về hiệu suất, chi phí, và khả năng cung cấp năng lượng của các tùy chọn hệ thống và giúp người dùng đưa ra quyết định thông minh về thiết kế và vận hành hệ thống.
Pvsyst
Pvsyst là phần mềm phổ biến trong lĩnh vực năng lượng mặt trời Pvsyst cho phép người dùng mô phỏng và dự đoán hiệu suất của hệ thống điện mặt trời dựa trên các thông tin về khu vực vị trí địa lý, các thông số kỹ thuật của tấm PV hay bộ inverter giúp đánh giá thực tế dự án, từ các điều kiện môi trường, ánh sáng, nhiệt độ, độ phủ bóng, Và cũng cho người dùng các phương án giúp tối ưu dự án hơn, như là xác định số lượng và vị trí lắp đặt của tấm PV, số lượng Inverter cần dùng để có thể đạt hiệu quả tối ưu nhất
SketchUP
SketchUP là phần mềm mô hình hóa 3D Đây là phần mềm phổ biến được sử dụng trong nhiều lĩnh vực thiết kế Phần mềm cho phép người dùng xây dựng các mô hình 3D giúp ta có thể dễ dàng thiết kế và tạo ra các sản phẩm mô phỏng phù hợp cho các dự án.
AutoCAD
AutoCAD là một phần mềm thiết kế và vẽ kỹ thuật các bản vẽ 2D và 3D được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật Được sử dụng như công cụ hỗ trợ trong lĩnh vực thiết kế Phần mềm giúp người dùng thể hiện các bản vẽ thiết kế Ở đề tài lần này, chúng em dùng phần mềm để vẽ bố trí các tấm PV cho trang trại
KHẢO SÁT, LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ DỰ ÁN
Khảo sát khu vực
3.1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực Để thấy được tiềm năng của dự án, thì việc đầu tiên là phải có được dữ liệu lượng bức xạ mặt trời của khu vực Hình 3.1 được lấy dữ liệu từ trang globalsolaratlas Đây là thông số DNI (Direct Normal Irradiance) thể hiện cho ta thấy được mức độ bức xạ mặt trời trực tiếp tại khu vực Tỉnh Lâm Đồng Đây là thông số trung bình trong một năm để cho ta có thể tham khảo
Sau khi thấy được tiềm năng về lượng bức xạ trực tiếp tại đây, ta có thể tham khảo thêm về các thông số khác như bức xạ toàn phần (GHI), nhiệt độ trung bình…
Hình 3 1: Lượng bức xạ mặt trời trực tiếp (DNI) tại dự án
Hình 3 2: Thông số cơ bản tại khu vực
3.1.2 Vị trí công trình và mặt bằng lắp đặt
Trang trại Bò Sữa Vinamilk Đà Lạt nằm tại vị trí xã Tu Tra, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng
Hình 3 3: Khu vực dự án
Hình 3 4: Kết cấu của trang trại
Mặt bằng dự án có thể lắp đặt 5 phần mái chính và 2 phần mái phụ, 7 mái đã được đánh dấu ở hình trên
Sau khi có được dữ liệu về phần diện tích khu vực, chúng em sẽ phát họa 2D ở phần mềm AutoCad, từ đó có phương án thi công lắp đặt sao cho hợp lí
Sau khi có những phần đánh giá sơ bộ, dự án ĐMT áp mái có thể thực hiện
Hình 3 5: Bản vẽ 2D của trang trại
3.1.3 Chỉ số bức xạ trung bình và số giờ nắng của khu vực
Dựa vào các phần mềm thì ta có thể tham khảo lượng bức xạ tại khu vực trang trại, như hình 3.6 đã cho ta thấy được lượng bức xạ trung bình hằng tháng hầu hết hơn 4,5 kWh/m 2 /ngày tại tỉnh Lâm Đồng, và có tháng 3, tháng 4 có lượng bức xạ lớn hơn 6 kWh/m 2 /ngày
Hình 3 6: Lượng bức xạ của khu vực trên phần mềm Homer Pro
3.1.4 Lượng điện năng tiêu thụ của trang trại
Sau khi thực nghiệm và khảo sát thì chúng em có những thu thập về số liệu tổng lượng điện năng tiêu thụ của trang trại là khoảng 15,841 kWh/ngày, và trung bình một giờ là 660,07 kW Có khoảng thời gian đỉnh công suất đạt đến hơn 1245,9 kW
Hình 3 7: Tải tiêu thụ của trang trại
Hình 3 8: Tải tiêu thụ theo từng tháng
Lựa chọn thiết bị chủ yếu
Tấm pin PV hay còn được gọi cách khác là tấm pin mặt trời hoặc tấm pin mặt trời quang điện, là một thiết bị điện tử được sử dụng để chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng và có thể sử dụng được Để kết hợp thành một tấm pin năng lượng thì cấu tạo của nó gồm nhiều tế bào quang điện (Solar Cells)
Hầu hết các tế bào trong tấm pin được cấu thành từ vật liệu bán dẫn như Silic (silicon) Khi nhận trực tiếp ánh sáng mặt trời, năng lượng ánh sáng sẽ kích hoạt các hạt tự do trong vật liệu bán dẫn, và cấu thành tạo ra dòng điện đi qua tế bào Điện năng nhận từ tất cả các tế bào trong tấm pin và sau đó được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị điện tử hoặc được lưu trữ trong hệ thống pin để sử dụng sau này Ở dự án này, chúng em sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời Hiku với công suất 550Wp, được sản xuất từ hãng Canadian Tấm pin được đánh giá khá cao nhờ có hiệu suất cao và giá thành cũng có phần cạnh tranh
Hình 3 9: Tấm pin PV Hiku 550 Wp
Dựa vào datasheet từ nhà cung cấp ta có thể đánh giá tấm pin như sau:
Bảng 3 1: Thông số tấm Pin tại điều kiện tiêu chuẩn
Tại điều kiện tiêu chuẩn (STC) Bức xạ mặt trời là 1000W/m 2 , Áp suất khí quyển 1.5AM,
Nhiệt độ môi trường là 25 o C
Công suất tấm Pin 550 W Điện áp hở mạch (V OC ) 49,6 V Điện áp tại điểm công suất tối đa (V mpp ) 41,7 V
Dòng điện ngắn mạch (I SC ) 11,29 A
Dòng điện tại điểm công suất tối đa (I mpp ) 13,2 A
Hình 3 10: Thông số kỹ thuật của tấm pin
Bảng 3 2: Thống số tấm Pin tại điều kiện bình thường
Tại điều kiện hoạt động bình thường (NMOT) Bức xạ mặt trời là 800W/m 2 , Áp suất khí quyển 1.5AM,
Nhiệt độ môi trường là 25 o C
Công suất tấm Pin 412 W Điện áp hở mạch (V OC ) 46,9 V Điện áp tại điểm công suất tối đa (V mpp ) 39,1 V
Dòng điện ngắn mạch (I SC ) 14,00A
Dòng điện tại điểm công suất tối đa (I mpp ) 13,2 A
Bộ biến tần - Inverter là một thiết bị điện tử chuyển đổi tần số, Inverter được sử dụng trong lĩnh vực điện mặt trời để chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC)
Khi nói về hệ thống điện mặt trời, inverter chuyển đổi dòng điện DC được tạo ra từ tấm pin mặt trời thành dòng điện AC có thể sử dụng trong các thiết bị điện tử trong nhà hoặc đưa vào lưới điện Inverter hỗ trợ việc điều chỉnh và điều khiển dòng điện AC đầu ra để đảm bảo rằng năng lượng được sản xuất từ hệ thống mặt trời được sử dụng một cách hiệu quả và an toàn
Inverter cũng được sử dụng trong hệ thống lưu trữ điện để chuyển đổi dòng điện
DC từ Pin lưu trữ thành dòng điện AC để cung cấp năng lượng dự phòng trong trường hợp mất điện
Tóm lại, inverter là thiết bị chuyển đổi dòng điện DC thành dòng điện AC, và nó đóng vai trò rất quan trọng trong công việc chuyển đổi, điều chỉnh và điều khiển dòng điện, để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong các ứng dụng điện tử và hệ thống điện Ở dự án này chúng em lựa chọn biến tần Growatt, vì Growatt là một công ty chuyên sản xuất và cung cấp các sản phẩm và giải pháp biến tần trong lĩnh vực năng lượng tái tạo
Về hiệu suất thì biến tần Growatt được đánh giá có hiệu suất tốt, các sản phẩm của họ thường có hiệu suất chuyển đổi cao, giúp tối ưu hóa năng suất của hệ thống điện mặt trời và tiết kiệm năng lượng
Về độ tin cậy thì Growatt đã xây dựng được uy tín về độ tin cậy trong việc cung cấp các sản phẩm biến tần Các sản phẩm của họ được thiết kế và kiểm tra để đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ trong mọi điều kiện hoạt động
Về chất lượng sản phẩm Growatt sử dụng các thành phần và vật liệu chất lượng cao trong sản xuất biến tần Điều này đảm bảo rằng sản phẩm của họ đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và có tuổi thọ cao
Lựa chọn của em là Inverter Growatt 110kW MAX 110KTL3-LV
Hình 3 11: Inverter Growatt 110kW MAX 110KTL3-LV
Thông số kỹ thuật của thiết bị
Bảng 3 3: Thông số kỹ thuật của inverter
Inverter Growatt 110kW MAX 110KTL3-LV Đầu vào (DC) Điện áp tối đa 1100V Điện áp định mức 600V Điện áp khởi động 195V
Số lượng tối đa số chuỗi vào 1 MPP 2
Dòng đầu vào tối đa của 1 MPP 32A
Dòng ngắn mạch DC 40A Đầu ra (AC)
Tần số định mức/ dải hoạt động 50/60Hz(45-55Hz/55-65Hz) Điện áp định mức/dải hoạt động 230V/400V(340-440VAC)
Tỉ lệ sóng hài(THDI) Thỏa
VOC/string = 18*VOC = 18*46,9 = 844,2(V) < Vmax(1100V) ==> Thỏa
Xác định số lượng string có thể vào MPP dựa vào công thức:
𝑁 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 : Số string vào 1 MPPT trong inverter
𝐼 𝐷𝐶−𝐼𝑁𝑉−𝑀𝑎𝑥 : Dòng đầu vào tối đa của 1 MPP
𝐼 𝑀𝑃𝑃−𝑃𝑉 : Dòng điện tại điểm công suất tối đa của tấm pin
Với công thức trên ta có:
Vậy với 1 MPPT thì có thể kết nối 2 string
Với diện tích của 1 tấm pin mặt trời Canadian 550wp là:
Với diện tích của chuồng nuôi bò sữa số 1 là 126 * 29 = 3654(m 2 ) ta có thể bố trí tổng cộng là 48 string với mỗi string là 18 tấm vào 4 inverter, như vậy đã có 864 tấm pin 550wp đã được lắp đặt ở khu vực 1, diện tích của phần pin là ~ 2215m 2 và phần diện tích còn lại có thể làm các máng cáp để đi dây về các bộ inverter, cùng với chừa đường đi để có thể dễ dàng di chuyển vệ sinh pin
Hình 3 15: Bố trí pin trên khu vực 01
Với diện tích các khu vực 2,3,4,5 được xây dựng đồng vộ với chuồng 1 thì chúng em cũng bố trí tương đương
Còn về khu vực 06 - chuồng nuôi bê sơ sinh và khu vực 07- nhà vắt sữa được lắp đặt 12 tấm pin vào 1string và có tổng cộng là 18 string
Hình 3 17: Bố trí pin ở khu vực 06
Hình 3 16: Bố trí pin ở khu vực 07
Bảng 3 10: Bảng tổng hợp công suất lắp đặt ở các khu vực
Khu vực Inverter PV/str Power
Pv(Wp) str/ivt Qty
PV(PCS) P/inverter(kWp) Power
Hình 3 18: Toàn cảnh bố trí pin
Hình 3 19: Bố trí pin trên khu vực 1, khu vực 6, khu vực 7
Hình 3 20: Khu vực đề xuất bố trí tủ phân phối MDB1 và inverter
Hình 3 21: Khu vực đề xuất bố trí tủ phân phối MDB1 và inverter
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG
Tính toán cho dự án
4.1.1 Các chỉ số về kinh tế
NPV là viết tắt của Net Present Value, hay còn được gọi là Giá trị hiện tại ròng NPV là một phương pháp định giá tài chính, được sử dụng để đo lường giá trị kinh tế của một dự án hoặc một dòng tiền dự vào chỉ số NPV có thể giúp ta thấy được tiềm năng của dự án để đưa ra quyết đinh có nên đầu tư hay không
Trong đó: n là thời gian đầu tư của dự án
Ct là các dòng tiền thu được hoặc chi trong các khoản thời gian tương ứng r là tỷ lệ chiết khấu
Việc tính toán giúp ta có thể đánh giá được tình hình của dự án:
Khi NPV > 0, dự án có khả năng sinh lợi nhuận
Khi NPV < 0, dự án có khả năng thua lỗ
Khi NPV = 0, dự án hoàn vốn
IRR (Internal Rate of Return) là tỷ suất lợi nhuận mà dự án tạo ra khi NPV của dự án bằng 0
Ct là các dòng tiền thu hoặc chi trong các khoảng thời gian t tương ứng
IRR là tỷ suất hoàn vốn nội bộ cần tính
LCOE (Levelized Cost of Energy) là chỉ số đo lường đại diện cho chi phí trung bình để sản xuất một đơn vị điện năng trong suốt thời gian dự án
- Tổng chi phí đầu tư ban đầu bao gồm tất cả các khoản chi phí liên quan đến xây dựng dự án (chi phí mua sắm thiết bị, công trình xây dựng và các chi phí liên quan)
- Tổng chi phí vận hành và bảo trì bao gồm các chi phí duy trì và hoạt động của dự án trong suốt thời gian dự án (chi phí nhiên liệu, chi phí bảo dưỡng, chi phí quản lý,…)
- Tổng năng lượng tạo ra đại diện cho tổng sản lượng năng lượng điện mà dự án sẽ sản xuất trong suốt thời gian dự án, đơn vị tính bằng kWh hoặc MWh
4.1.2 Phân tích tài chính dự án
Dưới đây là bảng báo giá vật tư và nhân công của dự án chưa bao gồm các phương pháp lưu trữ:
Tổng số tiền đầu tư của dự án (đã bao gồm VAT) là 27.675.206.900 đồng Từ đó, ta có thể tính được số tiền cho mỗi kWp năng lượng mặt trời là:
Có thể thấy, số tiền đầu tư trung bình cho mỗi kWp điện năng lượng mặt trời đã thấp hơn so với mức giá trước đây (12 triệu đồng cho mỗi kWp) Nguyên nhiên cho việc này là giá thành của các trang thiết bị ngày càng rẻ do những cải tiến về công nghệ sản xuất vật liệu, dẫn đều thời gian hoàn vốn sẽ ngắn hơn
Với tổng số tiền đầu tư trên, nhóm đề xuất kế hoạch đầu tư như sau:
- Về vốn có thể chia tỉ lệ 7:3 Với 70% vốn sẽ đi vay ngân hàng (thời gian vay 4 năm và lãi suất 9,5%/năm), còn lại 30% vốn chủ sở hữu
- Về tỷ lệ sử dụng điện mặt trời là 100%, phần điện dư thừa sẽ được lưu trữ và sử dụng vào những lúc không có điện mặt trời
Hình 4 1: Báo giá thiết bị vật tư của dự án
Dưới đây là khung giờ sử dụng và biểu giá mua điện lưới dành cho ngành sản xuất:
“Khung giờ: a) Giờ bình thường
Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy
Từ 04 giờ 00 đến 9 giờ 30 (05 giờ và 30 phút);
Từ 11 giờ 30 đến 17 giờ 00 (05 giờ và 30 phút);
Từ 20 giờ 00 đến 22 giờ 00 (02 giờ)
Từ 04 giờ 00 đến 22 giờ 00 (18 giờ) b) Giờ cao điểm
Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy
Từ 09 giờ 30 đến 11 giờ 30 (02 giờ);
Từ 17 giờ 00 đến 20 giờ 00 (03 giờ)
Ngày Chủ nhật: không có giờ cao điểm. c) Giờ thấp điểm:
Tất cả các ngày trong tuần: từ 22 giờ 00 đến 04 giờ 00 sáng ngày hôm sau (06 giờ).” [11]
Dự án sẽ áp dụng mức giá với cấp điện dưới 6kV Từ đó, ta có thể tính được số tiền điện mà trang trại phải chi trả hằng tháng Hình 4.3 thể hiện lượng điện trang trại đã dùng vào các ngày trong tháng và số tiền phải chi trả của tháng 1 năm 2023 Các tháng còn lại sẽ được trình bày rõ trong file excel đính kèm
Hình 4 2: Biểu giá mua điện lưới của nhóm ngành sản xuất
Trên đây là doanh thu dự kiến cả năm thứ 1 mà nhóm đã tính Ở đây, những con số quan trọng cần chú ý chính là tổng tiền điện trước/sau khi lắp điện năng lượng mặt trời Cụ thể như sau:
Có thể thấy, số tiền điện phải chi trả sau khi lắp nmlt chỉ còn 30,97% so với ban đầu Đây là số liệu quan trọng để quyết đinh đầu tư vào dự án
Hình 4 3: Tiền điện vào tháng 1 của trang trại
Hình 4 4: Doanh thu dự kiến năm đầu tiên của hệ thống
Dưới đây là bảng tóm tắt lợi nhuận 5 năm đầu tiên của dự án
Vào năm thứ 5, số tiền mà dự án mang lại đã hơn 5 tỷ đồng Và bắt đầu từ năm thứ 6, dư án cũng đã hoàn lại toàn bộ số vốn đầu tư ban đầu và sinh ra lợi nhuận Đây là điểm thành công của dự án
4.1.3 Nhận xét và đánh giá
Qua những phân tích trên, ta có thể thấy được dự án hoàn toàn khả thi vì khoảng thời gian hoàn vốn nằm trong thời hạn cho phép Bên cạnh đó dự án cũng mang lại nhiều lợi ích về kinh tế (lợi nhuận lớn sau khi đã hoàn vốn toàn bộ) và môi trường (giảm lượng CO2 thải ra môi trường)
Hình 4 5: Tóm tắc doanh thu 6 năm đầu tiên của hệ thống
Mô phỏng cho hệ thống
Bước 1: Nhập dữ liệu về khu vực vị trí địa lý
Sau khi có được dữ liệu của Meteonorm ta sẽ tiền hành đưa số liệu vào mô phỏng Để có thể lấy được dữ liệu theo ngày, ta chọn kWh/m 2 /day tại phần Irradiation units
Từ vĩ độ thì phần mềm sẽ cho chúng ta biết được nhiều thông số khác như bức xạ, nhiệt độ, … của dự án
Bước 2: Thêm dự án mới
Với các dữ liệu về đặc tính của khu vực, ta sẽ đặt tên dự án, và sau đó là đến bước lưu dự án mới
Bước 3: Thêm hướng của dự án và góc nghiên của tấm PV Ở bước này ta sẽ thêm hướng đặt cho tấm PV và sẽ nhập góc nghiêng của các strings pin Ở dự án này đặt dàn pin nghiêng một góc 6 độ, hướng chính Nam
Hình 4 6: Các thông số của khu vực dự án
Bước 4: Thiết lập cho hệ thống
Ta tiến hành nhập số tấm PV mỗi chuỗi và số chuỗi của mỗi mái, loại tấm PV và inverter theo những tính toán ở chương 3 PVsyst ước tính tổng diện tích hệ thống là 12184m 2 với 4752 tấm PV năng lượng mặt trời
Hình 4 7: Thiết lập hướng đặt và góc cho tấm pin
Bước 5: Cài đặt các thông số tổn thất
Tổn thất nhiệt được PVsyst đề xuất cho bất kỳ hệ thống mới là Uc W/m 2 K và Uv=0 W/ m 2 K m/s
Hình 4 8: Thiết lập tấm PV và inverter cho hệ thống
Hình 4 9: Thông số tổn thất nhiệt độ của dự án
Các tổn thất khác: Độ sụt áp của dây (dây DC và AC)
Ta có chiều dài dây DC là 200m và dây AC là 20m nhờ vẽ bố trí máng cáp DC trên phần mềm AutoCAD và SketchUp kết hợp việc chọn dây dẫn ở chương 3
Tổn thất trên tấm pin quang điện
Tổn thất trên tấm pin quang điện sẽ được lấy từ catalogue của tấm pin do nhà sản xuất cung cấp, ta có tổn thất này là 0,4% Các tổn hao do việc ghép nối không khớp, dẫn đến chênh lệch điện áp và dòng điện sẽ được cài theo mặt định
Hình 4 10: Tổn thất DC và AC
Tổn hao do bụi bẩn: ta có giá trị mặc ddihj của phần mềm là 3%
Hình 4 11: Ảnh hưởng từ chất lượng tấm PV
Hình 4 12: Ảnh hưởng do bụi bẩn
Tổn hao do lão hóa
Chỉ số cần quan tâm ở đây là “Aver Degradation factor” – hệ số suy giảm của tấm pin PV, với giá trị là 0,4%/năm ( Datasheet của nhà sản xuất công bố)
Một vài thiết bị khác suy giảm về hiệu suất:
+ Dây dẫn, các thiết bị bảo về, …
+ Các tấm pin quang điện
Hình 4 13: Tổn thất do lão hóa
Bước 6: Mô phỏng đổ bóng: Ta dùng mô hình trên Sketch-up sau đó đưa vào PVsyst để thực hiện tính toán dễ dàng hơn
Bước 7: Từ số liệu ở chương 3 đã đề cập, ta sẽ đưa số liệu của phụ tải của trang trại vào phần “self – consumption”
4.2.2 Phân tích tính kinh tế trên PVsyst
Tiến hành nhập đơn giá và số lượng các thiết bị, vật tư của dự án vào PVsyst, với mức VAT là 10% tổng đầu tư Từ đó PVsyst sẽ tính toán tổng số tiền là 1.039.030,34 EUR Chi phí vận hành hằng năm là 15.362,56 EUR/năm
Hình 4 16: Nhập giá vật tư của hệ thống
Hình 4 17: Phân bổ số vốn của dự án
Tiếp theo, xác định vòng đời của dự án, các chỉ số giảm điện áp, lạm phát, chiết khấu để tiến hành phân bổ nguồn vốn của dự án Ở đây lấy 30% vốn chủ sở hữu và 70% vốn vay ngân hàng
Tiến hành nhập giá điện bán ra của điện mặt trời (ở đây giả định có bán điện để tính được số tiền tiết kiệm được từ hệ thống điện mặt trời)
Hình 4 18: Nhập giá bán điện mặt trời
Hình 4 19: Tổng hợp kết quả tính toán kinh tế của dự án
Theo tính toán của PVsyst, dự án sẽ hoàn vốn sau 5,5 năm và giá LCOE là 0,0439 EUR/kWh, tương đương 1180 VND/kWh Chỉ số IRR3,98%
Từ năm 2028, dòng tiền thu vào hằng năm của hệ thống đều ở mức cao, tuy về sau có sự giảm nhẹ do tỷ suất giảm hằng năm của năng lượng nhưng không đáng kể
Hình 4 20: Dòng tiền hằng năm của dự án
Hình 4 21: Dòng tiền tích lũy
Trong cả vòng đời của dự án, thu nhập được phân bổ cho bảo trì, khoản vay và lợi nhuận ròng Có thể thấy, lợi nhuận ròng đạt 76,08%, đây là con số đáng khả quan mà dự án mang lại
Trong cả vòng đời của dự án (20 năm) đã giảm phát thải 28116,167 tấn CO2 ra môi trường, tương đương 1405,808 tấn mỗi năm, mang lại lợi ích rất lớn đối với môi trường
Hình 4 22: Phân bổ thu nhập
Hình 4 23: Chỉ số phát thải CO2
4.2.3 So sánh giữa phần mềm PVsyst và tính toán của nhóm
Hai chỉ số quan trọng để đánh giá tính khả thi của dự án là LCOE và IRR
Từ công thức (4.3), nhóm tính được chỉ số LCOE của hệ thống là 1106 VND/kWh, còn chỉ số LCOE phần mềm PVsyst tính toán được là 1180 VND/kWh Hệ thống LCOE càng thấp, chứng tỏ hệ thống càng nhanh hoàn vốn và sinh ra nhiều lợi nhuận hơn Phần tính toán của nhóm từ phần mềm PVsyst gần bằng nhau, cho thấy tính khả thi của dự án
Từ công thức (4.2), chỉ số IRR mà nhóm tính được là 33,85%, trong khi kết quả thu được từ PVsyst là 33,98% So sánh với lãi suất chiết khấu của dự án (14,15%), có thể thấy, dự án sinh lời
Bên cạnh đó, thời gian hoàn vốn của dự án theo tính toán và của PVsyst cũng gần như nhau càng khẳng định tính khả thi của dự án
Phương án đề xuất
Sau khi có những tính toán sản lượng điện do hệ thống có thể tạo ra và so với công suất tiêu thụ của trang trại (file Excel đính kèm) , có thể thấy được lượng điện tạo ra có phần dư thừa vì thế dẫn đến lãng phí năng lượng Dưới đây là bảng thống kê lượng điện trung bình trong ngày của hệ thống điện
Bảng 4 1: Lượng điện trung bình tạo ra của hệ thống và lượng điện tiêu thụ của trang trại
Lượng điện tạo ra của hệ thống (kW)
Lượng điện tiêu thụ của trang trại (kW)
Lượng điện năng lượng mặt trời dư (kW)
Dựa trên bảng 4.1 có thể thấy được lượng điện được tạo ra từ khung giờ 7 – 14 giờ hoàn toàn có thể cung cấp cho nhu cầu sử dụng điện của trang trại, cùng với đó là 1 lượng điện dư thừa có thể sử dụng vào các mục đích khác Ở đây, chúng em sử dụng lại với hệ thống lưu trữ năng lượng BESS (Battery Energy Storage System - BESS) Đây là một hệ thống sử dụng nó để lưu trữ và cung cấp năng lượng điện Nó được cấu tạo từ các bộ pin và các hệ thống điều khiển và các công nghệ liên quan để lưu trữ năng lượng từ nguồn điện và phát lại nguồn năng lượng đó khi cần thiết
4.3.2 Một số loại pin lưu trữ
Hiện nay, thị trường có nhiều loại pin có thể dùng để lưu trữ, và mỗi loại đều có cho mình những ưu điểm và mặt hạn chế riêng Và dưới đây sẽ là một số so sánh và đánh giá tổng quan về các loại pin lưu trữ phổ biến:
+ Pin Ion Lithium: đây là một loại pin được sử dụng trong các ứng dụng xe điện và di động, pin ion lithium có một mật độ năng lượng cao, tuổi thọ lâu và trọng lượng khá nhẹ Chúng có thể cho hiệu suất sử dụng tốt nhưng so về giá thành thì cao hơn so với pin axit chì
+ Pin axit chì: Đây được xem là loại pin lưu trữ điện phổ biến, vì pin axit chì có giá thành thấp, có tuổi thọ dài và có giá thấp Nhưng mà cùng với đó là phải có sự bảo trì bảo dưỡng định kì để đảm bảo axit không bị rò rỉ Cùng đó là yêu cầu khu vực lắp đặt vì đây là pin axit có khả năng gây hại trực tiếp cho chúng ta
Hình 4 24: Cell pin Lithion- ion
+ Pin polymer lithium-ion: Được thiết kế dựa trên công nghệ pin lithium-ion nhưng được thiết kế mỏng hơn và linh hoạt hơn Pin có trong lượng khá nhẹ, mật độ năng lượng cao và khả năng tùy chỉnh hình dạng Nhưng loại pin này có cách thức sản xuất có phần phức tạp hơn các loại pin khác do đó loại pin này có giá thành cao hơn mặt bằng chung
Hình 4 26: Pin polymer lithium-ion
+ Pin niken-cadmium (NiCd): Ngoài pin axit thì đây cũng là 1 trong các những loại pin truyền thống, với khả năng chịu tải tốt và tuổi thọ lâu, nhưng loại pin NiCd này có hàm lượng cadmium gây tác hại đến môi trường và có phần hạn chế về hiệu suất so với các công nghệ pin hiện đại khác
+ Pin niken-kim loại hydrit (NiMH): đây là loại pin có mật độ năng lượng cao và không chứa cadmium và có thể tái chế dễ dàng Nhưng loại pin này có hiệu suất sạc thấp hơn so với loại pin lithium-ion cùng với tỷ lệ tự xả cao
Sau khi đưa ra các phần giới thiệu của các loại pin lưu trữ phổ biến trên thị trường, nhóm chúng em đã đánh giá về các yếu tố như giá thành, hiệu suất, tuổi thọ, trọng lượng, khả năng tái chế,… Thì nhóm chúng em lựa chọn pin Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) Được sử dụng công nghệ lithium-ion và vật liệu cathode là Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) dưới đây là một số ưu điểm của pin:
+ Độ an toàn và độ ổn định: Được thiết kế với khả năng chịu nhiệt, chống cháy lan, chống nổ và được coi là an toàn nhất trong thị trường pin lưu trữ Pin có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệp và khu vực có khả năng biến đổi nhiệt độ Trong các điều kiện sử dụng khác nhau nhưng pin vẫn có khả năng duy trì mức ổn định
+ Khả năng xả: Pin LiFePO4 có thể xả ra công suất cao, có thể ứng dụng rất tốt trong hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời, có thể đáp ứng cho nhu cầu điện năng lớn trong thời gian ngắn
+ Hiệu suất: Pin LiFePO4 có khả năng tối ưu việc sử dụng năng lượng nhờ hiệu suất sạc và xả tốt Trong trường hợp hiệu suất của pin cao thì pin có thể đáp ứng cho quá trình sử dụng điện công suất cao
4.3.3 Hệ thống BESS (Battery Energy Storage System – BESS)
Cấu thành nên hệ thống ESS gồm nhiều thành phần chính Trong đó đa phần sẽ được đặt trong container, để có thể dễ dàng vận chuyển và đảm bảo độ an toàn cho hệ thống Trong container được trang bị các thành phần như là Pin lưu trữ, hệ thống quản lý pin (BMS), hệ thống điều khiển và giao tiếp (EMS), hệ thống làm mát và quản lý nhiệt,…Vì được đặt trong container nên hệ thống ESS sẽ có thể đặt được bên ngoài trời giúp cho dự án được triển khai linh hoạt hơn
Thành phần trong hệ thống BESS
Pin lưu trữ (Battery): từ các cell Pin LFP sẽ được lắp đặt thành một module pin và từ nhiều module pin sẽ tạo được một rack pin battery Và mỗi rack pin sẽ được trang bị them hệ thống quản lý BMS để có thể giám sát và điều khiển hoạt động của pin, BMS giúp theo dõi trạng thái của mỗi cell và module pin từ đó có thể điều chỉnh dòng điện sạc/xả, giúp cho pin được bảo vệ khỏi các tình huống quá tải, quá nhiệt hay các tình huống khác Và các rack pin thường được đặt chung với một giàn khung cơ khí để tránh cách nguy cơ vật lý và cũng có thể đảm bảo độ thẩm mỹ
Hình 4 29: Sơ đồ hệ thống
PCS: viết tắt của “Power Conversion System” được biết đến là hệ thống chuyển đổi công suất và nó cũng đóng một vai trò trong việc kiểm soát và quản lý công suất giữa các nguồn điện trong hệ thống PCS thường sử dụng trong các ứng dụng trong hệ thống lưu trữ điện từ các hệ thống điện gió, điện mặt trời và các hệ thống điện tái tạo khác Với PCS thì năng lượng sẽ được chuyển đổi và hiệu chỉnh một cách hiệu quả hơn, giúp tối ưu hóa sử dụng nguồn điện và hỗ trợ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào hệ thống điện
Hình 4 30: Từ các cell pin đóng gói thành các module và rack pin
Hình 4 31: Hệ thống chuyển đổi công suất
Bảng 4 2: Thông số kỹ thuật của hệ thống
Thành Phần Cell Pin Lithium Iron Phosphate (LFP)
Vòng đời cell pin ≥5,000cycles 0.5C@25℃ 90%DOD
Thông số tế bào cell pin 3.2V/96Ah
Mức công suất DC 1080kWh
Dải điện áp 616V~792V Điện áp định mức 704V
Giao diện giám sát BMS RS485, Ethernet, GPRS
Kết nối giám sát Modbus RTU, Modbus TCP
Mức công suất AC 500kW
Mức công suất AC cực đại 550kW
Mức dòng AC 722A Độ méo sóng hài ≤ 3%
Kết nối AC 3Pha + 1 nguội + 1 PE
Hình 4 32: Cấu tạo cơ bản của container hệ thống lưu trữ
Làm mát khu vực DC HVAC
Các tiêu chuẩn UN38.3, UL1973, IEC62619, UL9540A,
4.3.4 Nhìn nhận về hệ thống lưu trữ năng lượng
