Thiết kế lưới điện hỗn hợp năng lượng tái tạo cho khu vực nông thôn
MỤC LỤC
Các ứng dụng
Điều quan trọng khi dùng động cơ gió chạy máy phát điện là phải đảm bảo sự phối hợp tải giữa động cơ gió và máy phát điện , vì máy phát điện thường có tốc độ quay lớn hơn động cơ gió do đó cần sử dụng máy phát có tốc độ quay thấp hoặc sử dụng các bộ truyền trung gian như hộp số, đai truyền, biến tốc thuỷ lực..vv. Sphelar có thể tạo ra năng lượng điện từ ánh sáng mặt trời trực tiếp hay gián tiếp và có thể thu năng lượng theo bất cứ hướng nào (không nhất thiết phải đối diện. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn. trực tiếp với mặt trời).
Tại Việt Nam
Hiện nay tại trung tâm Năng Lượng Mới thuộc Đại học Bách khoa Hà nội có nhiều hợp tác trong lĩnh vực này, song song với việc quan hệ hợp tác với các tổ chức này thì trung tâm này còn thường xuyên nghiên cứu và đưa vào lắp đặt nhiều dự án cung cấp điện bằng những nguồn năng lượng tái tạo tại hơn 30 Tỉnh thành trên cả nước chưa có điện lưới quốc gia như: Tỉnh Bắc Giang, Bình Định, Quảng Trị ..vv. Tại Los Angeles, California ngày 23-9-2007 Tập đoàn Tài chính EurOrient (“EurOrient”) công bố kế hoạch thúc đẩy phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và sạch hơn tại khu vực miền Bắc Việt Nam, đồng thời dự tính sẽ quyết định đầu tư 125 triệu USD nhằm góp phần phát triển năng lượng điện chạy bằng sức gió.
CH ƯƠNG II
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn.
CÔNG NGH Ệ PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP
Hệ thống điện hỗn hợp và lưới điện mini 1. Đặt vấn đề
Còn các nhược điểm của hệ thống lai ghép là: phức tạp hơn trong điều khiển, yêu cầu kỹ thuật cao hơn, bảo dưỡng thường xuyên hơn các hệ sử dụng nguồn năng lượng sử dụng dàn pin mặt trời thuần tuý, cần có trình độ chuyên môn kỹ thuật cao hơn trong việc xử lý những trục trặc, tiếng ồn và ô nhiễm môi trường tăng hơn. Máy phát thuỷ điện sản xuất điện tương đối liên tục nên là nguồn tái tạo thích hợp với hệ thống điện xoay chiều để cung cấp năng lượng bổ xung cần thiết cho phụ tải thăng giáng hoặc thay đổi theo mùa.
Các ứng dụng của hệ thống điện hỗn hợp
Hầu hết các phụ tải thông tin liên lạc đều tương đối lớn và việc sử dụng hệ lai ghép có thể giảm được chi phí ban đầu khi phải tăng số dàn PV (để có “khả năng đáp ứng” cao) bằng việc thay thế động cơ diezen với giá thành rẻ hơn và chỉ vận hành khi mà không đủ bức xạ mặt trời. Một công trình phát điện lai ghép giữa PV và diezen đã được nghiên cứu và xây dựng năm 1997 để cung cấp điện cho 250 hộ gia đình ở hòn đảo Miyako ở Nhật Bản với công suất dàn PV là 750 (KWp) được hỗ trợ bởi 300 (KW) công suất máy phát điện diezen.
Nh ững ưu nhược điểm của hệ thống điện hỗn hợp 1. Ưu điểm của hệ thống điện lai ghép
Điều này tạo cho ta hướng thiết kế và vận hành hệ thống hợp lý bằng cách đáp ứng nhu cầu phụ tải ở phần lớn thời gian trong ngày sử dụng nguồn NLTT và sau đó tăng công suất phát vào các giờ cao điểm khi chạy thêm cả máy phát điện. Tương tự như vậy, máy phát diezen độc lập cũng không dễ dàng chấp nhận điều này và cũng chỉ có cách chọn lại cỡ máy theo phụ tải thực tế và hạn chế không cho phụ tải tăng, hoặc chọn cỡ máy lớn hơn và cho chạy non tải ở giai đoạn đầu.
L ỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN HỖN HỢP
Mô tả địa điểm lựa chọn xây dựng 1. Những đặc điểm về địa lý
Kết quả điều tra khảo sát cho thấy, đối với Đầm Báy, vì không có các máy phát diezen công suất trung bình và lớn, mặt khác công suất phát lại nhỏ hơn rất nhiều công suất tiêu thụ thực tế (phát 3,5kW so với công suất máy 12 kW) nên lượng dầu tiêu hao khá lớn, 0,8 lít/kWh (Theo số liệu các hộ có máy phát diezen ghi. Để đánh giá NLMT trên đảo các số liệu về bức xạ mặt trời ở các trạm khí tượng thủy văn ở các khu vực lân cận Hòn Tre đã được thu thập, đặc biệt theo nguồn COWI – Study Report No 5A – June 1999 số liệu về bức xạ mặt trời trung bình tại Nha Trang có thể sử dụng để đánh giá và tính toán.
THI ẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG
Nhu cầu điện năng hiện tại và dự báo trong tương lai 1. Hiện trạng cung cấp điện ở đảo Hòn Tre
Thực tế việc tính toán thiết kế phương án cấp điện bằng hệ thống điện lai ghép PV – diezen là phức tạp, nên ở đây ta sẽ đi sâu vào tính toán lựa chọn thiết bị cho hệ thống lai ghép, còn phương án cấp điện bằng hệ PV độc lập và phương án cấp điện bằng hệ thống phát điện diezen cũng sẽ được đề cập đến ở tứng phần tính toán lựa chọn công nghệ, thiết bị liên quan. Trong phần này nghiên cứu – tính toán - thiết kế hệ thống lai ghép sẽ dựa trên “các qui tắc ngón tay cái” và một số nghiên cứu khác về tính toán tối ưu trong đó đã chỉ ra kết quả rằng “khi công suất phụ tải trung bình ở giai đoạn đỉnh lớn hơn ở giai đoạn không đỉnh khoảng 5 lần, động cơ diezen chạy hàng ngày trong giai đoạn phụ tải đỉnh với tỉ lệ năng lượng cung cấp khoảng 50% tổng nhu cầu sẽ đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất”.
Phân tích đánh giá các phương án cân bằng cung - cầu
- Trong giai đoạn 2018 - 2028, theo tính toán nhu cầu điện sẽ tăng lên do đó cần bổ sung thêm một máy phát diezen công suất phù hợp, dàn PMT và dung lượng bộ ăcqui vẫn giữ nguyên. Vì vậy nếu giá dầu trong tương lai tăng lên thì chi phí này còn lớn hơn rất nhiều và giá điện sản xuất ra cũng sẽ rất cao.
Công tác xây d ựng hệ thống
Vì để biến đổi điện một chiều từ PMT thành điện xoay chiều 220V đã thiết kế dùng một bộ biến đổi điện nên SM100 có 13 đường vào song song nên mỗi đường vào sẽ có 4 module nối tiếp. Công suất của hệ thống được thiết kế chỉ là 13,6kW, và để giảm tổn thất điện do truyền tải, đường điện trục chính dùng đôi dây cáp 4 x PVC - M95 nó được bao bọc một lớp vỏ cách điện.
Quản lý nhà máy điện
• Cắt cung cấp điện đối với các trường hợp có sự tái vi phạm với thiết bị đo lường hoặc không chấp hành các qui định của nhà máy điện. • Kiểm tra thường xuyên hệ thống phân phối và các thiết bị liên quan nhằm phát hiện những khách hàng kết nối bất hợp pháp.
Lịch trình bảo dưỡng
• Qui trình vận hành, bảo dưỡng đối với ăcquy, các thiế t bị điện tử máy phát diezen sẽ được các nhà cung cấp thiết bị cung cấp chi tiết hơn. • Qui trình vận hành bảo dưỡng đối với hệ thống dây truyền tải và phân phối điện sẽ hợp tác với Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam.
PHÂN TÍCH KINH T Ế - TÀI CHÍNH
Tính toán mức hỗ trợ giá
• Hệ pin mặt trời độc lập đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu và chi phí thay thế thiết bị rất lớn do giá của pin mặt trời và ăcquy cao cũng như phải thay thế ăcquy nhiều lần, vì thế giá thành năng lượng tăng. • Còn đối với hệ lai ghép có thể khắc phục được các nhược điểm của hệ pin mặt trời và diezen độc lập nên có thể đạt giá thành năng lượng thấp nhất là 0,675USD/kWh tương đương 10 800 VND/kWh.
Đề xuất mức hỗ trợ giá trong chiến lược phát triển các nguồn điện năng lượng tái tạo độc lập
- Nên xem xét đầu tư các dự án điện NLTT hộ gia đình ở những nơi có các cụm dân cư rải rác dưới 25 hộ, có khoảng cách kéo lưới trên 1km, hoặc dưới 50 hộ nhưng khoảng cách kéo lưới trên 5km, dưới 100 hộ có khoảng cách kéo lưới lớn hơn 10km, khi đó chi phí đầu tư cho các hộ gia đình sẽ nhỏ hơn chi phí kéo lưới. Các tổ chức đăng ký kinh doanh về các dịch vụ tư vấn, thiết kế, xây dựng và các dịch vụ sau lắp đặt khác sẽ được hưởng các chính sách ưu đãi về tài chính theo quy định của pháp luật, có thể được xem xét, miễn, giảm các loại thuế (nhập khẩu thiết bị, VAT, doanh thu, lợi tức và tài nguyên,…) cho các hoạt động kinh trong ít nhất là 5 năm đầu.
TÀI LI ỆU THAM KHẢO
Kiến nghị
Nhà nước cần quan tâm hơn nữa cho lĩnh vực nghiên cứu và thực hiện các dự án về ứng dụng các nguồn năng lượng mới tái tạo, đặc biệt là ứng dụng các hệ phát điện lai ghép mini cho các vùng nông thôn không có khả năng kéo điện lưới quốc gia. Tác giả cũng xin được cảm ơn các Thầy, các Cô giáo và các anh chị em trung tâm Năng lượng mới, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã khích lệ và tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất và những tư liệu quan trọng để tác giả thực hiện thành công luận văn.
CÁC NGUỒN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG
Eload.PV,Eload: Nhu cầu phụ tải ngày của dàn PMT và trong năm Ppeak, No.PV: Công suất đỉnh của một PMT, số dàn pin mặt trời. It, Istc: Bức xạ mặt trời trung bình ngày trong năm trên bề mặt nghiêng, bức xạ mặt trời tại điều kiện tiêu chuẩn.
