Bài viết giới thiệu tổng quan về cấu tạo của nhà máy điện mặt trời nổi, đồng thời so sánh ưu và khuyết điểm giữa dự án mặt trời trên mặt đất và dự án mặt trời nổi. Bên cạnh đó, bài viết cũng trình bày các bước đánh giá kinh tế sơ bộ dựa trên dữ liệu của Hàn Quốc và Thái Lan. Kết quả đánh giá cho thấy dự án điện mặt trời nổi khả thi về khía cạnh kinh tế.
Trường ĐH Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP HCM hướng tiếp cận khác khả thi tính kỹ thuật kinh tế lắp đặt nhà máy điện mặt trời mặt hồ Hướng tiếp cận nghiên cứu, đánh giá nhiều quốc gia, có quốc gia Thái Lan có thời tiết, khí hậu tương tự Việt Nam Nhiều quốc gia giới lắp đặt thành công hệ thống mặt trời [1] như: Nhật Bản (Công ty Kyocera tổng công suất lắp đặt 20MW), Hoa Kỳ (Công ty SPG I GIỚI THIỆU Solar, 200kW), Ý (nhiều công ty, 1MW), rong năm gần đây, nguồn Hàn Quốc (Công ty Techwin, 20kW),… lượng tái tạo phát triển mạnh mẽ Tại Việt Nam, hệ thống điện mặt trời hồ toàn giới Trong đó, lượng nước đưa vào vận hành dự án mặt trời nguồn lượng phát triển mạnh thực hồ Đa Mi với tổng suất thiết mẽ nhờ cải tiến cơng nghệ pin kế 47,5MWp Ngồi dự án Đa Mi, dự quang điện Tại Việt Nam, kể từ năm 2018, sau án khác xây dựng mặt hồ dự sách lượng mặt trời án điện mặt trời phần bán ngập hồ Dầu Chính phủ ban ngành thông qua, Tiếng Tổng cơng suất lắp đặt tồn dự án nhiều nhà máy điện mặt trời lắp đặt 500MW chia thành giai đoạn Tuy nhiên, dự đưa vào vận hành Tính đến có 87 dự án án hồ Dầu Tiếng sử dụng công nghệ giá đỡ với 4500MW hòa vào lưới điện quốc gia Ngoài mặt đất xây lắp vùng bán ngập thay sử ra, cịn có 126 dự án duyệt quy hoạch dụng phao hệ thống Đa Mi hay Đa số dự án thực hệ thống khác giới dự án nhà máy điện mặt trời mặt đất Một Bài viết giới thiệu tổng quan cấu tạo nhà máy điện mặt trời nổi, đồng thời so sánh ưu khuyết điểm dự án mặt trời mặt đất dự án mặt trời Bên cạnh đó, báo trình bày bước đánh giá kinh tế sơ dựa liệu Hàn Quốc Thái Lan Kết đánh giá cho thấy dự án điện mặt trời khả thi khía cạnh kinh tế T BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2020 21 Nội dung viết nhằm cung cấp kiến thức tổng quát cấu tạo nhà máy máy điện mặt trời đồng thời tham khảo kết tính tốn kinh tế kỹ thuật tiềm từ số liệu nghiên cứu Hàn Quốc Thái Lan Bài viết chia thành bốn phần Phần trình bày cách phân loại hệ thống pin mặt trời cấu trúc hệ thống pin mặt trời Trong phần ba, tính tốn kinh tế, kỹ thuật theo nghiên cứu Hàn Quốc Thái Lan trình bày thấy hiệu kinh tế dự án điện mặt trời mái), Canal Top (bề mặt kênh), so với hệ thống điện mặt Offshore (mặt biển), Floating trời mặt đất (hệ thống hồ) II PHÂN LOẠI HỆ PIN Hệ thống điện mặt trời MẶT TRỜI VÀ CẤU TRÚC mặt đất thường dạng HỆ PIN MẶT TRỜI NỔI nhà máy điện mặt trời lớn có A Phân loại hệ pin mặt cơng suất khoảng vài chục trời [1]: megawatt Các module pin Căn theo kết cấu, mặt trời xếp hệ thống pin quang điện khung giá đỡ hỗ trợ phân bố thành dạng sau: hệ cơng trình gắn với mặt đất Ground mounted (hệ thống cộc, móng hình mặt đất), Rooftop (áp mái hệ pin mặt trời có cơng suất nhỏ khoảng vài chục 100kW lắp mái nhà hộ dân dụng trung tâm thương mại, xưởng sản xuất hình Hệ thống điện mặt trời bề mặt kênh dạng biến thể hệ thống mặt đất tận dụng khoảng khơng gian phía mặt kênh Hệ thống phù hợp để kết hợp Hệ thống điện mặt trời áp với trồng trọt nơng trường hình Hệ thống điện mặt trời mặt biển xây dựng từ ý tưởng tận dụng bề mặt rộng lớn mặt biển 70% diện tích bề mặt trái đất biển hình Tuy nhiên, nhược điểm lớn hệ thống ăn mòn thiết bị trình vận hành Vì chi phí bảo trì loai nhà máy cao so với hệ pin mặt trời khác Hệ thống điện mặt trời mặt hồ dạng thiết kế vừa tận dụng diện tích bề 22 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2020 pin bị ăn mịn theo thời gian cần cân nhắc sử dụng khung, giá đỡ polyme hình Dây nối hệ thống dạng dây chìm nước hệ thống lắp đặt gần bờ Ngay sử dụng loại dây nộp nối phải đảm bảo tiêu chuẩn chống nước IP67 Các phận lại inverter ắc-quy (nếu có) đặt nơi khơ thống bờ mặt hồ nước lại vừa tăng hiệu suất phát điện pin nhờ giảm nhiệt độ pin hình Theo tính tốn, hiệu suất trung bình hệ pin mặt hồ cao 11% so với hệ pin mặt đất B Cấu trúc hệ thống điện mặt trời nổi: Các thành phần hệ thống mặt trời mặt nước gồm: phao, bè, mỏ neo, pin mặt trời, cáp nối Cấu trúc tổng thể hệ thống trình bày hình hình C So sánh hệ mặt trời hệ mặt trời mặt đất: So sánh với hệ thống pin Mỏ neo có tác dụng giữ cố mặt trời mặt đất, hệ thống định cho hệ thống phao bè Ở mặt hồ có ưu vùng nước hồ sâu, việc khuyết điểm sau: lắp đặt mỏ neo tốn Hệ thống mặt đất phức tạp Ưu điểm: Đối với hệ thống mặt hồ, ta sử dụng pin • Chi phí lắp đặt thấp mặt trời tiêu chuẩn Riêng hệ • Có hệ thống suntracking thống mặt biển, ta cần để điều chỉnh góc nghiêng theo ý sử dụng loại pin phủ lớp mùa đặc biết chống chịu muối biển • Dễ xây dựng Các phận kim loại lại Phao thành phần chịu lực chủ yếu cho hệ thống Phao cấu tạo HDPE (nhựa poly-ethylene mật độ cao) chịu lực căng, không cần bảo trì chống chịu tia cực tím HDPE sử dụng rộng rãi đển chế tạo ống nước, bình sữa thùng nước Nhựa HDPE hồn toàn tái chế Bè ghép nối từ nhiều phao Bộ phận ghép nối tăng cường thêm sợi thủy tinh để tăng độ bền Hình ảnh phao bè thể BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2020 23 trang trại mặt trời lớn nhờ diện tích vùng nơng thơn • Dễ bảo trì, lau chùi Khuyết điểm: • Khu vực thị khơng có diện tích đất để lắp đặt • Độ nghiêng thiết độ khu vực lân cận kế nhỏ để chịu thủy triều • Chi phí lắp đặt cao cao, sóng, bão, sóng thần (hơn 20 – 25%) so với mặt đất • Hiện tượng ăn mòn điện Do hệ thống mặt hóa nhiều so với mặt đất hồ phải giữ góc nghiêng nhỏ • Che khuất ánh sáng tự so với hệ mặt đất, nhiên ảnh hưởng đến khả hấp thụ ánh sáng • Cần vật liệu đời sống thủy sinh hồ mặt trời vào mùa đông bị thấp cứng, vật liệu xây dựng để giữ • Giảm độ ẩm nhiệt hình pin xảy thời tiết xấu • Thời gian lắp đặt lâu so với hệ thống khác Hệ thống mặt hồ Ưu điểm: • Tăng hiệu suất pin quang điện 11% so với hệ thống mặt đất nhờ làm mát tự nhiên từ mặt nước • Giảm tượng bốc mặt hồ • Tăng chất lượng nước • Ít bị bụi bẩn • Tiết kiệm đất Hệ thống mặt hồ Khuyết điểm: 24 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2020 khoảng thời gian 3,82 – 4,7 năm Trong đó, dự án nhỏ 0,1 MW lớn 75,85 MW B Tính toán kinh tế dự án điện thị trường điện Thái Lan [5]: III ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ CỦA DỰ ÁN: A Tính tốn kinh tế dự án điện thị trường điện Hàn Quốc [4]: Căn báo cáo Viện Kinh tế lượng Hàn Quốc, chi phí lắp đặt bình qn hệ thống pin mặt trời 1,43US$/W chi phí vận hành bảo trì hàng năm 10,38 US$/ kW Các dự án lượng mặt trời chào bán sản lượng điện (SMP – system marginal price) chứng lượng tái tạo Giá bán sản lượng điện chào bán thị trường lượng Hàn Quốc – Korean Power Exchange Chứng lượng tái tạo bán dựa MWh điện sản xuất Giá trị trung bình sản lượng điện chứng lượng tái tạo năm 2018 82,93US$/MWh 89,06US$/MWh Ngoài ra, theo quy định, chứng lượng tái tạo dự án mặt trời Hàn Quốc nhân thêm trọng số 1,5308 lần Như tổng giá trị bán MWh điện mặt trời mặt hồ đạt 219,263US$/ MWh ( 21,926 cent$/kWh) Với suất chiết khấu 5,5% theo hướng dẫn tính tốn Viện Kinh tế lượng Hàn Quốc, dự án xem xét nghiên cứu cho thấy, thời gian hoàn vốn dự án Tại Thái Lan, Tập đoàn Siam Cement Group lắp đặt 1MW điện mặt trời với chi phí 9,9 triệu la (tương đương 40 triệu Bath).Trong đó, Cơ quan sản xuất điện Thái Lan (EGAT) khởi công dự án 45MW mặt hồ thủy điện Sirindhorn hòa lưới vào năm 2020 với chi phí 2,27 tỷ Bath Dựa số liệu xây dựng nhà máy này, nghiên cứu thống kê chi phí xây dựng nhà máy lượng mặt trời 1MW Thái Lan quy đổi kWp sau: • Pin mặt trời 310W, 3456 tấm: 755,1$/kW • Phao bè: 373,8$/kW • Inverter trung tâm: 67,87$/ kW • Hộp nối máng cáp: 34,57$/kW • Dây dẫn: 29,29 $/kW • Hệ thống giám sát: 57,46$/ kW • Dây tín hiệu: 47,07$/kW Tổng chi phí phần điện: 365$/kW Chi phí cho cơng trình xây dựng bờ: 227,9$/kW Chi phí nhân cơng lắp đặt vận chuyển: 40,88$/ kW Tổng cộng chi phí đầu tư chung: 634$/kW (tương đương 49 700 Bath/kW) Giá mua điện Thái Lan giữ cố định xác định BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2020 25 theo khung cao điểm thấp điểm Khung cao điểm từ 9g sáng đến 10 tối từ thứ đến thứ 6, giá mua điện: 4,2243 Bath/kWh Khung thấp điểm khoảng thời gian lại bao gồm ngày nghỉ cuối tuần ngày lễ, giá mua điện: 2,3567Bath/kWh So sánh tính kinh tế dự án điện mặt đất mặt hồ thời gian 25 năm với suất chiết khấu 6%/ năm cho bảng biểu đồ dịng tiền hình 10: Chỉ tiêu Trên mặt hồ Trên mặt đất Đơn vị Công suất 1.0 lắp đặt 1.0 MW Sản lượng trung bình hàng 1.42 năm 1.36 GWh/ năm Triệu Bath Chi phí đầu tư ban đầu 49.7 38.3 Doanh thu 5.09 4.88 Chi phí 0.8 0.93 Chi phí thay sửa chữa 4.0 3.0 NPV 7,25 14,9 IRR 7,76% 10,8% Triệu Bath/ năm Triệu Bath/ năm Triệu Bath/10 năm Triệu Bath IV TỔNG KẾT Qua phân tích kinh tế cho dự án lượng mặt trời Hàn Quốc Thái Lan, ta thấy lượng mặt trời phương án đầu tư khả thi, mang lại lợi ích cho chủ đầu tư Tại Hàn Quốc, dự án mặt trời nhận nhiều hỗ trợ giá cả, cho phép chào giá chứng lượng tái tạo gấp 1,5 lần so với nguồn lượng mặt trời khác Vì vậy, tỷ suất lợi nhuận cao thời gian hoàn vốn nhanh Tại Thái Lan, qua số liệu xây dựng thực tiễn phân tích kinh tế cho thấy dự án mặt trời điện mang lại lợi ích cho chủ đầu tư, có hiệu suất kinh tế dự án mặt trời mặt đất Tuy nhiên, phương án so sánh chưa bao gồm chi phí sử dụng đất dự án mặt trời mặt đất Đây lợi cạnh tranh dự án mặt trời mặt nước Từ nghiên cứu này, cần phân tích kỹ lưỡng khả áp dụng rộng rãi nhà máy điện bối cảnh phát triển nguồn lượng mặt trời Việt Nam nay./ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Sahu, A., Yadav, N., & Sudhakar, K (2016) Floating photovoltaic power plant: A review. Renewable and sustainable energy reviews, 66, 815-824 LSIS Floating Photovoltaic System, http://www.lsis.com/edm/2016/1128/1611_electric_Floating%20Photovoltaic%20 System.pdf (truy cập ngày 25/12/2019) NRG Island Floating PV Plants, http://www.nrgisland.com/floating_pv_plants.html (truy cập 25/12/2019) Kim, S M., Oh, M., & Park, H D (2019) Analysis and prioritization of the floating photovoltaic system potential for reservoirs in Korea. Applied Sciences, 9(3), 395 Sittichoke Pookpunt (2019) Floating Solar PV Project Technical and Financial Analysis, GMSARN Int Conf on Smart Energy, Environment, and Development for Sustainable GMS, Laos 26 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2020 ... suất kinh tế dự án mặt trời mặt đất Tuy nhiên, phương án so sánh chưa bao gồm chi phí sử dụng đất dự án mặt trời mặt đất Đây lợi cạnh tranh dự án mặt trời mặt nước Từ nghiên cứu này, cần phân tích. .. Offshore (mặt biển), Floating trời mặt đất (hệ thống hồ) II PHÂN LOẠI HỆ PIN Hệ thống điện mặt trời MẶT TRỜI VÀ CẤU TRÚC mặt đất thường dạng HỆ PIN MẶT TRỜI NỔI nhà máy điện mặt trời lớn có A Phân. .. pin mặt trời Trong phần ba, tính tốn kinh tế, kỹ thuật theo nghiên cứu Hàn Quốc Thái Lan trình bày thấy hiệu kinh tế dự án điện mặt trời mái), Canal Top (bề mặt kênh), so với hệ thống điện mặt