THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ VÕ HOÀNG HẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ VÕ HOÀNG HẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG TỈNH QUẢNG NGÃI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60 58 02 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƢƠNG MINH QUÂN Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Trong luận văn có trích dẫn số tài liệu chuyên ngành điện Việt Nam, số tổ chức khoa học giới hệ thống lƣợng mặt trời, tham khảo số luận văn Tác giả luận văn VÕ HOÀNG HẢI MỤC LỤC Trang TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN IV DANH MỤC CÁC BẢNG VIII DANH MỤC CÁC HÌNH IX MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1:CƠ SỞ LÝ THUYẾT NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.2 BỨC XẠ MẶT TRỜI 1.3 TÍNH TỐN BỨC XẠ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.3.1 Tính tốn góc tới xạ trực xạ .9 1.3.2 Bức xạ mặt trời ngồi khí lên mặt phẳng nằm ngang .11 1.3.3 Tổng cƣờng độ xạ mặt trời lên bề mặt Trái đất .12 1.4 CÁC ỨNG DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 14 1.5 KẾT LUẬN 15 CHƢƠNG 2:TIỀM NĂNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG TẠI TRƢỜNG ĐAI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG - QUẢNG NGÃI 16 2.1 TIỀM NĂNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TẠI QUẢNG NGÃI: 16 2.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN, KHẢ NĂNG CUNG CẤP VÀ TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI 21 2.2.1 Thông tin chung 21 2.2.2 Sơ đồ tổ chức .21 2.2.3 Năng lƣợng cung cấp tiêu thụ 23 2.3 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG TẠI TRƢỜNGĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI 25 2.3.1 Số liệu thu thập biểu đồ phụ tải ngày Nhà trƣờng 25 2.3.2 Hệ thống thiết bị Nhà trƣờng .26 2.4 Kết luận .277 CHƢƠNG 3:CÁC MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƢỢNG 29 MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG 29 3.1 MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG 29 3.1.1 Mơ hình biến đổi độc lập không kết lƣới 29 3.1.2 Mơ hình biến đổi có kết lƣới .31 3.2 CÁC BƢỚC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG 32 3.2.1 Các lƣu ý 32 3.2.2 Các thông số cần thiết để thiết kế hệ thống điện mặt trời 32 3.2.3 Các bƣớc thiết kế 34 3.3 KẾT LUẬN 38 CHƢƠNG 4:ÁP DỤNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG 40 PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI 40 4.1 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI: 40 4.1.1 Lựa chọn mơ hình biến đổi lƣợng mặt trời thành điện 40 4.1.2 Xác định vị trí lắp đặt quy mơ cơng suất 41 4.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 43 4.2.1 Hệ thống pin 43 4.2.2 Bộ biến đổi điện mặt trời .49 4.2.3 Tủ đấu nối DC thiết bị giám sát Webbox 50 4.3 TỔNG HỢP PHƢƠNG ÁN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ 52 CHƢƠNG 5:MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI,PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN CHI PHÍ DỰ ÁN 55 5.1 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PIN LẮP ĐẶT 55 5.1.1 Giới thiệu phần mềm PVsyst 55 5.1.2 Mô hệ thống pin lƣợng mặt trời lắp đặt 55 5.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 58 5.2.1 Quá trình làm việc hệ thống 58 5.2.2 Sản lƣợng điện hiệu suất 61 5.3 TỔNG MỨC ĐẦU TƢ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI 66 5.3.1 Chi phíđầu tƣ xây dựng 66 5.3.2 Chi phí vận hành, bảo dƣỡng nhân viên: .68 5.3.3 Các chi phí khấu hao năm (CPKH) 68 5.3.4 Phân tích tính hiệu kinh tế hệ thống pin mặt trời 68 5.4 KẾT LUẬN 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNGMẶT TRỜI CẤP ĐIỆN CHO TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG – QUẢNG NGÃI Học viên: Võ Hoàng Hải - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 Khóa: 34DCH.QNg Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt –Nhu cầu phụ tải ngày tăng cao công thêm thiếu hụt nhiên liệu hóa thạch làm cho vấn đề cung điện gặp nhiều ảnh hƣởng Đồng thời, với Quyết định 28/2014/QĐ-TTg cho thấy giá điện ngày tăng cao theo lộ trình EVN đề xuất Điều đòi hỏi phụ tải sử dụng nhiều lƣợng phải có giải pháp tiết kiệm có dạng lƣợng thay với giá thành rẻ Hiện nay, dạng lƣợng tái tạo phát triển mạnh mẽ, có loại hình lƣợng mặt trời lắp mái, giải pháp ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi giải pháp tốt giảm thiểu phụ thuộc vào lƣới điện Đối với trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng – Quảng Ngãi, nhà trƣờng muốn đƣa dạng lƣợng mặt trời lắp mái vào sử dụng để chủ động giảm phụ thuộc vào nguồn điện phân phối 22kV địa phƣơng, đồng thời góp phần nhỏ phát triển lƣợng tái tạo giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trƣờng Từ số liệu thu thập đƣợc, luận văn trình bày cách thức thiết kế hệ thống pin mặt trời nối lƣới dạng lắp mái Quá trình thiết kế đƣợc trình bày rõ ràng áp dụng vào thực tế cho trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng – Quảng Ngãi Các kết đƣợc đƣa phân tích hai phƣơng diện kỹ thuật kinh tế thông qua phầm mềm PVsyst, từ dƣa hƣớng phát triển Từ khoá – Năng lƣợng tái tạo; Pin mặt trời; hệ thống mặt trời lắp mái; Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng; PVsyst CALCULATION AND PROPOSITION OF ENERGY SAVING SOLUTIONS FOR PHAM VAN DONG UNIVERSITY – QUANG NGAI Summary - The increasing demand along with extra load and the shortage of fossil fuels lead to power supply problems At the same time, according to the Circula No.28/2014/QD-TTg, electricity price are rising on a roadmap proposed by EVN This requires energy-intensive loads to consume cost-effective alternatives or alternative energy at lower cost Nowadays, renewable energy are developing rapidly, including solar rooftops -a method that is commonly being used and a best solution to minimize grid dependence In terms of Pham Van Dong University - Quang Ngai province, the universitydesires to put solar rooftops into use to be more active in energy consumption and reduce the dependence on local power distribution 22kV In addtion, the university might be a contributor for the development of renewable energy and minimize negative impacts on the environment From the data collected, the article presents how to design rooftop solar panelsystem The design process is clearly presented and applied in practice to Pham Van Dong University Quang Ngai The results are analyzed following the technical-economic criteria through the PVsyst software, resulting to the next developing direction Keywords – calculation and proposition; energy saving solutions; energy saving; Pham Van Dong University; Energy saving study DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 4.4 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Tên bảng Trang Đặc trƣng tổng nhiệt độ trung bình năm khu vực Quảng Ngãi Đổ ẩm trung bình tháng, năm (%) Bức xạ tổng cộng thực tế tháng năm (kWh/m2) Bức xạ tổng cộng thực tế trung bình ngày số địa điểm tỉnh Quảng Ngãi Kết tính toán xạ mặt trời Bảng tổng kết điện năm 2017 Bảng tổng hợp công suất (kW) ngày Trƣờng (trung bình) Danh mục loại đèn chiếu sáng Danh mục thiết bị phục vụ toàn trƣờng Bảng số liệu thống kê phụ tải Tiết diện dây chọn lựa Thông số kỹ thuật biến đổi điện mặt trời SMC 5000A Tủ đấu nối DC Thông số kỹ thuật Webbox Các thông số kỹ thuật hệ thống mặt trời nhà trƣờng Tổng hợp thơng số nhóm Sản lƣợng điện sản xuất tổn hao toàn hệ thống Chiphí giacơng, lắp dựng giá đỡ ắcquy dànpinmặt trời (PXD) Chiphímuathiếtbị Hệ thống pin mặt trời (PTB) Chi phí tƣ vấn đầu tƣ xây dựng (PĐT) Các phụ phí phát sinh khác ( PK) Bảng tổng kết cho việc lắp đặt hệ thống pin mặt trời 16 17 17 18 20 23 25 26 26 33 38 50 51 52 52 57 65 67 67 67 68 69 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu 1.1 1.1 1.3 1.4 Tên bảng Bên mặt trời Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao tầng khí Dải xạ điện từ Góc nhìn mặt trời Q trình truyền lƣợng xạ mặt trời qua lớp khí 1.5 Trái Đất 1.6 Vị trí Trái đất mặt trời thay đổi năm Quan hệ góc hình học tia xạ mặt trời mặt phẳng 1.7 nghiêng 1.8 Sơ đồ phân bố thành phần xạ khuếch tán 1.9 Các thành phần xạ lên bề mặt nghiêng 1.10 Bức xạ trực xạ bề mặt nằm ngang nghiêng 2.1 Bản đồ phân bố tổng xạ trung bình năm (kcal/cm2/năm) Bản đồ phân bố số nắng trung bình năm khu vực Quảng 2.2 Ngãi 2.3 Trụ sở Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng – Quảng Ngãi 2.4 Sơ đồ tổ chức Nhà Trƣờng 2.5 Đồ thị phụ tải tháng Trƣờng 2.6 Sơ đồ nối điện toàn trƣờng 2.7 Đồ thị phụ tải ngảy Trƣờng 3.1 Hai mơ hình sử dụng hệ thống PV độc lập 3.2 Mơ hình biến đổi độc lập 3.3 Hệ thống PV độc lập có nguồn lƣu trữ 3.4 Hệ thống PV có nguồn cấp dự phịng 3.5 Mơ hình hệ thống PV độc lập kết hợp với điện lƣới 3.6 Mơ hình hệ thống PV liên kết với điện lƣới 3.7 Góc nghiêng β hệ thống 3.8 Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời 3.9 Bộ chuyển đổi DC-AC 4.1 Mô hình hệ thống cung cấp điện từ lƣợng mặt trời 4.2 Mặt vị trí khảo sát lắp đặt pin 4.3 Tấm pin mặt trời ZBR-300M 4.4 Sơ đồ mạch tƣơng đƣơng pin mặt trời 4.5 Đặc tính tầm xạ thay đổi ( nhiệt độ 25oC ) Đặc tính pin thơng qua mơ nhiệt độ thay đổi (ở 4.6 xạ 1000W/m2) 4.7 Các thức đặt pin Trang 5 10 12 13 14 19 19 21 22 23 24 25 29 29 30 31 31 32 34 34 37 40 41 43 45 46 47 48 4.8 Các chi tiết lắp đặt hệ thống pin 4.9 Sơ đồ đấu nối dàn pin mặt trời vào hệ thống 4.10 Mơ hình kết nối dạng chuỗi (string inverter) Sơ dồ đấu nối dàn lƣợng mặt trời vài hệ thống điện nhà 4.11 trƣờng 5.1 Địa điểm lắp đặt pin 5.2 Dữ liệu xạ nhiệt độ vị trí lắp đặt 5.3 Mơ góc nghiêng lắp đặt hệ thống pin 5.4 Mơ cách thức lắp đặt hệ thống pin 5.5 Quá trình mô thông số pin chuyển đổi (cho nhóm) 5.6 Đồ thị phân bố nhiệt độ làm việc nhóm pin 5.7 Đồ thị phần bố xạ làm việc nhóm pin 5.8 Đồ thị phân bố điện áp làm việc nhóm pin 5.9 Đồ thị phân bố công suất đầu nhóm pin (hệ thống biến tần) 5.10 Đồ thị cơng suất nhóm pin qua tháng 5.11 Sản lƣợng điện nhóm pin qua tháng 5.12 Hiệu suất chuyển đổi nhóm pin qua tháng 5.13 Thông số cụ thể sản lƣợng điện phát nhóm pin 5.14 Biểu đồ tổn thất nhóm pin 49 50 51 53 55 56 56 57 58 59 59 60 60 61 62 62 63 64 62 Hình 5.11 Sản lƣơng điện nhóm pin qua tháng Từ kết thu đƣợc, sản lƣợng điện tháng đến tƣơng đồng mức cao (khoảng 4.5 kWh/kWp/ngày) nhƣng mà hệ thống chuyển đổi hoạt động nhiều làm cho lƣợng tổn hao tăng lên (khoảng 1.5kWh/kWp/ngày) nhóm pin Hình 5.12 Hiệu suất chuyển đổi nhóm pin qua tháng 63 Hình 5.13 Thơng số cụ thể sản lƣợng điện phát nhóm pin Sản lƣợng điện phát nhóm pin vịng năm đƣợc tổng hợp đầy đủ hình 5.13 Sản lƣợng cao thu đƣợc rơi vào tháng (3.442 MWh), nằm chu kì hệ thống phát lƣợng cơng suất cao (từ tháng đến 8) Trong chù kì mùa đơng từ tháng đến tháng năm kế tiếp, điện pin thu đƣợc thấp, trung bình đạt khoảng 78% thời gian mùa hè, riêng tháng 12 tháng có sản lƣợng điện thấp năm tháng tháng mùa mƣa khu vực Dựa vào biểu đồ sản lƣợng phát hàng tháng, kế hoạch thực cơng tác bảo trì bảo dƣỡng thiết bị vận hành hệ thống pin hay nâng cấp dàn pin đƣợc lên kế hoạch phù hợp đảm bảo tối ƣu việc sản xuất lƣợng hệ thống pin mặt trời áp mái 64 b Tổn thất hệ thống Hình 5.14 Biểu đồ tổn thất nhóm pin Từ biểu đồ hình 5.14 có thấy thấy rằng: - Lƣợng xạ theo phƣơng nghiên tăng lên 0,8%, điều pin đƣợc đặt nghiên 15ᵒ so với phƣơng ngang dẫn đến lƣợng xạ thu đƣợc nhiều - Một số nghiên cứu cho thấy hiệu suất chuyển đổi pin quang điện khoảng 9% đến 17% (ở điều kiện tiêu chuẩn) Với hệ thống pin thiết kế cho Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng, hiệu suất chuyển đổi quang thành điện đạt đƣợc 15,49%, cao - Tổn thất nhiệt độ có giá lớn chiếm 12,3% biểu đồ Điều điều kiện khu vực làm việc hệ thống pin có điều kiện thời tiết nhiệt đới ẩm, mùa hè nắng gắt với nhiệt độ cao Tuy nhiên, với vị trí địa lí gần biển, mơi trƣờng ẩm 65 thƣờng xuyên có gió, Các yếu tố làm mát tự nhiên đƣợc tận dụng triệt để kết hợp với phƣơng pháp lắp đặt hệ thống hợp lý - Tổn thất trình chuyển đổi lƣợng chủ yếu không đồng pin trình chế tạo, điện trở dây dẫn biến đổi Tổng lƣợng tổn tất chiếm 5,8% sản lƣợng điện hệ thống c Sản lượng điện thu tổn hao toàn hệ thống: Từ kết thu đƣợng trên, sản lƣợng điện tổn hao toàn hệ thống đƣợc tổng hợp bảng 5.2 Bảng 5.2 Sản lƣợng điện sản xuất tổn hao toàn hệ thống Tháng E_Toàn hệ thống PV (MWh) 7.383 E_Cung cấp Tổn thất cho phụ tải hệ thống (MWh) (MWh) 7.233 0.15 Tháng 8.445 8.274 0.171 0.813 Tháng 10.413 10.2 0.213 0.802 Tháng 10.149 9.942 0.207 0.795 Tháng 10.545 10.326 0.219 0.783 Tháng 10.119 9.906 0.213 0.782 Tháng 10.398 10.182 0.216 0.781 Tháng 10.407 10.191 0.216 0.784 Tháng 8.529 8.355 0.174 0.798 Tháng 10 8.472 8.298 0.174 0.803 Tháng 11 7.431 7.281 0.15 0.816 Tháng 12 6.624 6.489 0.135 0.830 Năm 108.915 106.674 2.241 0.799 Hiệu suất 0.829 66 Từ kết bảng 5.2 thấy năm, lƣợng điện hệ thống pin cung cấp cho trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng 106.674 MWh với hiệu suất hệ thống mức cao, gần 0.8 Các tháng nắng nóng cao điểm, hệ thống sinh lƣợng điện tƣơng ứng khoảng 10.000 MWh tháng, điều làm cho hệ thống chuyển đổi làm việc nhiều gây nhên nhiều tổn hao hệ thống làm hiệu suất giảm khoảng 0.78 Với sản lƣợng điện thu đƣợc hiệu suất chuyển đổi khoảng 0.8, thấy hệ thống pin làm việc hiệu quả, góp phần giảm tải nhu cầu lƣợng nhà trƣờng với lƣới điện địa phƣơng 5.3 Tổng mức đầu tƣ hệ thống pin mặt trời cho Trƣờng Đại học Phạm Văn đồng Quảng Ngãi *Chi phí lắp đặt đƣợc dựa sở tính tốn: - Tính tốn thành dựa số lƣợng, hình thức, chủng loại thiết bị hệ thống pin mặt trời chọn lựa chƣơng đề tài - Quyết định số 79/2017/QĐ-BXD ban hành ngày 15 tháng năm 2017 trƣởng Bộ xây dựng Định mức chi phí quản lý dự án - Biểu giá bán điện theo Quyết định số 4495/QĐ-BCT ban hành ngày 30/11/2017 Bộ Công Thƣơng - Thông tƣ 06/2016/TT-BXD ban hành ngày 10 tháng năm 2016 Hƣớng dẫn xác định quản lý chi phí đầu tƣ xây dựng - Thơng tƣ 09/2016/TT-BTC ban hành ngày 18 tháng 01 năm 2016 Quy định tốn dự án hồn thành - Thơng tƣ 329/2016/TT-BTC ban hành ngày 26 tháng 12 năm 2016 Quy định bảo hiểm bắt buộc hoạt động xây dựng - Thông tƣ 209/2016/TT-BTC ban hành ngày 10 tháng 11 năm 2016 Quy định mức thu thẩm định dự án đầu tƣ xây dựng - Giá vật tƣ, thiết bị tham khảo thị trƣờng thực tế - Chi phí nghiệm thu cơng trình theo thơng tƣ số 9225/BCT-TCNL ban hành ngày 05/10/2011 Bộ Công thƣơng 5.3.1 Chi phíđầu tư xây dựng: Dựa hệ thống lƣợng mặt trời thiết cho trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng nhƣ trình bày trên, ngồi tiêu chí kĩ thuật tiêu chí kinh tế cần đƣợc xem xét đến: Chi phí lắp đặt hệ thống chính; chi phí lắp đặt cơng trình phụ; chi phí bảo dƣỡng nhân cơng;… Dựa đặc điểm tính tốn số lƣợng, công suất pin mặt trời, thiết bị chuyển đổi hỗ trợ, diện tích lắp đặt,… từ báo giá thị trƣờng, tác giả ƣớc tính chi phí kinh tế cho hệ thống pin lƣợng mặt trời thiết kế cho trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng Các chi phí đƣợc thống kê tính tốn qua bảng 5.3 đến 5.6 67 Bảng5.3.Chiphígiacơng, lắpdựnggiá đỡ ắcquy dànpinmặttrời (PXD) TT Hạngmục ĐV SL Đơngiá (103 đồng) Giacơnggiá đỡpin mặttrời théphìnhmạ kẽm Tấn 1,5 20.000 30.000 Lắp dựng giá đỡ pin mặt trời Tấn 1,5 2.000 3.000 Cápđồng Cadivi nối pin mặt trời Mét 720 4.320 Cápđồng XLPE x 25 nối hệ thống pin vào biến đổi Mét 30 140 4.200 Thànhtiền (103 đồng) Tổngcộng 41.520 Bảng5.4.ChiphímuathiếtbịHệ thống pin mặt trời (PTB) TT Tênthiếtbị ĐV SL Đơngiá (103 đồng) Thànhtiền (103 đồng) Pinmặttrời ZBR - 300M Bộ 240 4.900 1.176.000 Bộbiếnđổiđiện SMC 5000A Bộ 60.000 180.000 Webbox Bộ 14.000 14.000 TỔNGCỘNG 1.370.000 Bảng5.5.Chiphítƣ vấnđầutƣxâydựng (PĐT) TT Các khoảnmục Cáchtính Chiphí (XD+TB)*3,8% Chiphí(đồng) Lậpbáocáo kinh tế kỹ thuật Thẩmtra báo cáo kinh tế kỹ thuật ChiphíXD*0,29% 4.093.408 Giámsátthi cơngxây dựng ChiphíXD*3,508% 49.516.122 Giámsátthi cơnglắpđặt thiếtbị Chiphí TB*1,147% 16.190.134 TỔNG CỘNG 53.637.760 123.437.424 68 Bảng 5.6.Các phụ phí phát sinh khác (PK) TT Các khoảnmục Cáchtính Chiphí(đồng) Bảohiểmcơng trình Chiphí (XD+TB)*2,6% 36.699.520 Nghiệmthu ChiphíXD*1,9% 26.818.880 Thẩmtra phê duyệt tốn Chiphí (XD+TB)*0,65% 9.174.880 Thẩmđịnhdựánđầutƣ Chiphí (XD+TB)*0,019% TỔNG CỘNG 268.189 72.961.469 Tổng mức đầu tƣ cơng trình (TĐT) bao gồm khoản chi phí từ khâu khảo sát, thiết kế… nghiệm thu đƣa vào sử dụng, đƣợc tính tốn: TĐT = PXD + PTB + PĐT + PK = 41.520.000 + 1.370.000.000 +123.437.424 + 72.961.469 =1.607.918.893 (đồng) 5.3.2 Chi phí vận hành, bảo dưỡng nhân viên: Nhà trƣờng tận dụng nguồn nhân lực chỗ, sử dụng nhân viên quản lý hệ thống điện trƣờng có để vận hành hệ thống pin mặt trời nên khơng tốn chi phí kho khoản mục Đối với chi phí vận hành, bảo dƣỡng (PVH) ta lấy định mức phí 110 đồng/kWh Do tổng chi phí cho việc bảo dƣỡng 11.683.320 đồng 5.3.3 Các chi phí khấu hao năm (CPKH) Giảthuyếtthờigiankhấuhaocủahệthốnglà20năm (theo nhƣ độ bền pin mà nhà sản xuất đƣa ra),giátrị lạisau 20nămsửdụnglà 20%tổng giá trịđầutƣ cơngtrình Giá trịkhấu hao hằngnămcủahệ thốnglà: PKH= (TĐT– 20% x TĐT)/20  PKH = (1.607.918.893 - 20% x 1.607.918.893)/20 = 64.319.275.72 (đồng/năm) 5.3.4 Phân tích tính hiệu kinh tế hệ thống pin mặt trời Hiện tại, Mức giá bán lẻ điện có thuế giá trị gia tăng (VAT) cho Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng - Quảng Ngãi 1.838,8 đồng/kWh Theo tính tốn chƣơng 3, lƣợng điện trung bình hệ thống pin mặt trời phát năm khoảng EWp năm = 108.915 (kWh), cấp cho phụ tải khoảng 106.617 (kWh) Vậy số tiền Nhà trƣờng chi trả cho lƣợng điện năm khơng có pin mặt trời: Tnăm = 106.617 x 1.838,8 = 195.972.707 (đồng) Một năm Nhà trƣờng khơng phải trả khoản chi phí: Tcp = Tnăm – PVH 69 = 195.972.707 – 11.683.320 = 184.289.387,7 (đồng) Nhƣ vậy, thời gian thu hồi vốn dự án: TTHV = TMĐT / Tcp = 1.607.918.893 / 184.289.387,7 = 8,7 (năm) Qua kết tính tốn lắp đặt hệ thống pin mặt trời cho Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng - Quảng Ngãi ta tổng kết nhƣ bảng 5.7 Bảng 5.7 Bảng tổng kết cho việc lắp đặt hệ thống pin mặt trời Giải pháp Chi phí tiết kiệm (đồng/năm) Điện tiết kiệm (KWh/năm) Chi phí đầu tƣ (đồng) Thời gian hoàn vốn (năm) Hệ thống pin mặt trời 184.289.387,7 106.617 1.607.918.893 8,7 Từ kết kinh tế tính tốn thấy rõ chi phí đầu tƣ cho hệ thống pin lƣợng mặt trời 1,6 tỉ đồng với lƣợng điện sinh 106.617 KWh/năm tƣơng ứng với số tiền khoảng 196 triệu đồng/năm Trừ khoảng chi phí bảo trì, bảo dƣỡng, lƣợng điện từ hệ thống pin giúp nhà trƣờng tiết kiệm đƣợc khoảng 184,3 triều đồng/ năm, thu hồi lại vốn trời gian 8,7 năm Các chi phí kinh tế đƣợc khảo sát từ thị trƣờng thực tế bên thông qua báo giá ƣớc lƣợng khối lƣợng vật tƣ xây dựng, nên kết chi phí mạng tính chất tham thảo tƣơng đối, từ có có đƣợc nhìn tổng qt yếu tố kinh tế-kỹ thuật hệ thống pin lƣợng mặt trời lắp đặt cho trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng Tạo sở để thiết kế, đầu tƣ, xây dựng phát triển cho dạng lƣợng mặt trời lắp mái sau không khu vực nhà trƣờng mà ứng dụng cho cơng trình địa bàn tỉnh Quảng Ngãi 5.4 Kết luận Trong chƣơng 5, tác giả mô hệ thống pin lắp đặt phần mềm PVsyst Thông qua phần mềm, kết mô đƣa đƣợc sản lƣợng điện phát hệ thống Pin lắp đặt Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng tính tốn đến yếu tố kinh tế hệ thống Với việc ứng dụng phần mềm PVsyst thiết kế hệ thống lƣợng mặt trời nối lƣới trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng giải khó khăn việc thiết kế hệ thống điện lƣợng mặt trời nối lƣới nhƣ định hƣớng lắp đặt tối ƣuhệ thống Pin quang điện, tính tốn thơng số tổn thất định cỡ tối ƣu thiết bị hệ thống điện lƣợng mặt trời nối lƣới địa điểm thiết kế Dựa vào kết mô phần mềm ta phân tích đánh giá thơng số hệ thống từ đƣa giải pháp để nâng cao chất lƣợng sản lƣợng điện hệ thống 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong bối cảnh nguồn lƣợng truyền thống nhƣ dầu mỏ, than đá, ngày dần cạn kiệt, giá thành ngày tăng cao gây ô nhiễm mơi trƣờng việc nghiên cứu sử dụng nguồn lƣợng tái tạo nhƣ lƣợng mặt trời thiết thực cần thiết Giải pháp thiết kế hệ thống Pin lƣợng mặt trời để cung cấp điện nhằm giảm sử dụng điện lƣới truyền thống tƣơng lai gần xu hƣớng tất yếu, đặt biệt quan, đơn vị sử dụng nhiều lƣợng Nguồn lƣợng mặt trời đƣợc coi vô tận nguồn lƣợng sạch, không gây ô nhiễm môi trƣờng Đây đƣợc coi nguồn lƣợng quý giá, thay dạng lƣợng truyền thống ngày bị cạn kiệt Việt Nam nƣớc nhiệt đới nóng ẩm nằm giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều giới Trong Khu vực miền Trung nói chung Quảng Ngãi nói riêng khu vực có lợi để phát triển mơ hình sử dụng nguồn lƣợng mặt trời thông qua hệ thống Pin quang điện để cung cấp điện cơng trình, đặc biệt đơn vị sử dụng nhiều lƣợng nhƣ Trung tâm thƣơng mại, Trƣờng học, Khách sạn, Bệnh viện, Từ thực tế nhu cầu lƣợng gần Việt Nam ngày tăng cao dẫn đến tình trạng thiếu hụt điện kết ngành điện phải thực tiết giảm điện, phải cắt điện luân phiên phụ tải sử dụng điện thời điểm thời tiết nắng nóng, khơ hạn làm ảnh hƣởng đến nhu cầu sử dụng lƣợng Với tiềm năng lƣợng mặt trời lớn, giải pháp thiết kế sử dụng hệ thống Pin lƣợng mặt trời để cung cấp điện, giảm thiểu tình trạng lệ thuộc hồn tồn nguồn lƣợng tiêu thụ từ lƣới điện đồng thời bƣớc góp phần tăng tỷ trọng sử dụng nguồn lƣợng mặt trời giảm tác động đến môi trƣờng phù hợp cần thiết Kiến nghị: Tại Việt Nam có nhiều lợi xạ mặt trời để phát triển điện mặt trời Tuy nhiên, điện mặt trời nƣớc ta chƣa thực phát triển mạnh Mặc dù có quan tâm ngƣời dân, doanh nghiệp nhƣng so với nƣớc lân cận tỉ trọng điện mặt trời so với nguồn lƣợng hóa thạch nƣớc ta cịn khiêm tốn.Vấn đề cốt lõi việc phát triển điện mặt trời quan hệ lợi ích kinh tế Để phát triển sử dụng lƣợng mặt trời cung cấp điện, vấn đề giá mua bán điện mặt trời, nhà nƣớc cần có sách khác nhƣ thuế, mặt bằng, trang thiết bị…để hấp dẫn nhà đầu tƣ Cụ thể, doanh nghiệp đầu tƣ điện mặt trời, nhà nƣớc cần có sách ƣu đãi đất đai, giải phóng để lắp đặt pin mặt trời Nhà nƣớc nên có sách miễn giảm thuế nhập trang thiết bị,…để giá thành lắp đặt hệ thống pin đƣợc rẻ 71 Một vấn đề quan trọng để ngƣời dân, doanh nghiệp quan tâm, tin tƣởng có ý định lắp đặt hệ thống Pin lƣợng mặt trời để sử dụng Nhà hay đơn vị làm để ngƣời dân thấy đƣợc lợi họ có đƣợc đầu tƣ vào điện mặt trời Quan trọng vấn đề đầu điện mặt trời Nếu việc nối lƣới dễ dàng, thủ tục mua bán điện đƣợc công khai, minh bạch nhanh chóng ngƣời dân tin tƣởng đầu tƣ Nhƣ vậy, ngành điện (bên quản lý vận hành lƣới điện) cần chuẩn bị hạ tầng lƣới điện tốt để thực lắp đặt công tơ điện, đấu nối lƣới điện thuận lợi Đối với Tỉnh Quảng Ngãi, cần triển khai nhân rộngmơ hình sử dụng điện lƣợng mặt trời Ban đầu bƣớc áp dụng dự án Ngân sách nhà nƣớc nhƣ bệnh viện, trƣờng học, tòa nhà làm việc quan nhà nƣớc (trong triển khai lắp đặt hệ thống từ khâu thiết kế ban đầu), từ tạo đƣợc niềm tin hiệu việc sử dụng cộng đồng; sau mở rộng đối tƣợng áp dụng tòa nhà văn phòng, trung tâm thƣơng mại, nhà hàng, khách sạn, 72 TÀI LIÊU THAM KHẢO Quyết định số: 11/2017/QD-TTg chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam [2] Biểu giá bán điện theo Quyết định số 4495/QĐ-BCT ngày 30/11/2017 Bộ Công Thƣơng [3] International Finance Corporation 2015, All rights reserved 2121 Pennsylvania Avenue, N.W Washington, D.C 20433 [4] TS Hoàng Dƣơng Hùng (2007) - Năng lượng mặt trời lý thuyết ứng dụng - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Nguyễn Công Vân (2006) – Năng lượng mặt trời, trình nhiệt ứng dụng – Trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội - NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội [6] GS VS Trần Đình Long (1999) - Quy hoạch phát triển lượng điện lực - Nhà xuất khoa học kỹ thuật [7] Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm PVsyst “http://www.pvsyst.com’’ [8] Phạm Văn Kiên (2010) - Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng [9] Lê Đức Khánh (2016) - Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng [10] https://global.kyocera.com/news/2016/0102_knds.html “KYOCERA TCL Solar Begins Construction on 13.7MW Floating Solar Power Plant" [11] https://cleantechnica.com/2014/07/02/india-plans-worlds-largest-floatingsolar-power-project-50-mw/ “July 2nd, 2014 by Mridul Chadha “ [12] https://arstechnica.com/science/2016/03/worlds-largest-floating-solar-farmprepares-to-power-up-in-london/ by “Sebastian Anthony 3/4/2016 “ [1] PHỤ LỤC