Pin mặt trời
Pin mặt trời cấu tạo từ các tinh thể silic (thể rắn), hoạt động với nguyên lý vật liệu bán dẫn, tạo ra điện tử từ các photon ánh sáng.
Hình 4.2 Cấu tạo các lớp pin mặt trời
Vật chất chế tạo pin quang điện ở dạng tinh luyện bởi công nghệ cao không phát sinh độc hại, tuổi thọ cao, đời sống dự án trên 25 năm. Để hấp thụ năng lượng mặt trời
72
cao nhất, các tấm pin được thiết kế bề mặt với lớp vật chất tối để tăng mức hấp thụ năng lượng. Với cấu trúc phẳng các tấm pin mặt trời không tạo nên hiện tượng phản xạ/ hội tụ ánh sáng tác động đến cảm quang và gia tăng nhiệt độ trong không khí. Cấu tạo pin mặt trời được thể hiện trong hình dưới đây:
Mức độ tác động đến môi trường trong thời gian vận hành là không đáng kể và được xác định trên phạm vi toàn cầu là dạng năng lượng sạch.
Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ tái chế pin mặt trời.
Các tấm pin mặt trời hư hỏng có thể được tái chế để sản xuất ra các tấm pin mới. Hiện nay trên thế giới, tổ chức PV Cycle là tổ chức phi lợi nhuận, bao gồm nhiều thành
73
viên là các hãng sản xuất pin mặt trời trên thế giới, chấp nhận thu gom và tái chế các tấm pin mặt trời. PV Cycle cũng sẽ tư vấn cho chủ đầu tư về các phương án xử lý tấm pin. Vì vậy các tấm pin bị hư trong quá trình vận hành hoặc sau khi hết vòng đời dự án có thể được chuyển về nhà sản xuất để tiến hành tái chế.
Sau thời gian vận hành, các tấm pin mặt trời có thể được thu gom tái chế khối lượng lớn, chu trình tái chế thể hiện trong hình dưới đây:
Chi phí tái chế tấm pin mặt trời vào năm 2011 có giá thấp hơn giá sản suất tấm pin từ nguyên liệu thô:
Bảng 4.7 Chi phí tái chế các phiến pin mặt trời (wafer) Hạng mục Chi phí tái chế các phiến
pin mặt trời (wafer)
Đầu tư $0,05
Năng lượng $0,01
Khắc axit, rửa $0,04
Nhân công $0,14
Tổng cộng $0,24
Điện mặt trời được đánh giá là thân thiện với môi trường và ít gây ảnh hưởng xấu về mặt xã hội. Đây là nguồn năng lượng sạch, khai thác hiệu quả sẽ làm giảm đi gánh nặng lệ thuộc vào năng lượng hoá thạch. Sử dụng năng lượng mặt trời không thải ra khí CO2 , SO2 hay NO và không góp phần vào sự ấm lên của toàn cầu. Hệ thống không tạo ra tiếng ồn và không gây ô nhiễm trong quá trình vận hành.
Trạm biến áp
Trạm biến áp 110kV sử dụng máy biến áp ngâm dầu là có thể là nguồn phát sinh ô nhiễm nguồn nước, nguy cơ cháy nổ đe dọa tính mạng con người, an toàn tài sản.
74
Công trình sử dung các đường dây điện truyền tải năng lượng từ pin mặt trời lên lưới điện, các đường dây bao gồm:
Đường cáp điện 1 chiều nối giữa các tấm pin, nối từ chuỗi pin đến hộp gom dây và từ hộp gom dây về các trạm inverter;
Đường cáp điện ngầm 22kV nối giữa các trạm hợp bộ inverter về TBA 110kV; Đường dây 22kV cấp điện thi công và tự dùng;
Đường dây điện truyền tải 110kV, chiều dài 7,2km.
Các đường dây điện có nguy cơ ảnh hưởng đến an toàn điện đối với động thực vật khi có sự cố chạm đất, ngắn mạch hoặc có sự vi phạm hành lang an toàn lưới điện. 4.2.1.4 Các ảnh hưởng đến dân sinh, an ninh quốc phòng, lịch sử văn hoá.
Qua điều tra khảo sát, phần dự án nằm trong khu vực không ảnh hưởng đến đất định cư của cư dân, chỉ ảnh hưởng đến một phần đất canh tác.
Vị trí xây dựng không ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng và các khu di tích lịch sử văn hóa của khu vực.
4.2.2 Các biện pháp giảm thiểu tác động đến môi trường 4.2.2.1 Các biện pháp giảm thiểu trong quá trình thiết kế 4.2.2.1 Các biện pháp giảm thiểu trong quá trình thiết kế
Trong giai đoạn thiết kế đã xác định vị trí xây dựng nhà máy hợp lý, thuận lợi cho thi công vận chuyển vật liệu xây dựng, giảm khối lượng thiệt hại về tài sản, kiến trúc thuận lợi cho công tác vận hành và bảo dưỡng sau này.
Thiết kế hành lang bảo vệ nhằm hạn chế những rủi ro khi con người, gia súc và các phương tiện giao thông tiếp cận gần nhà máy.
Về tiếng ồn do quá trình vận hành thiết bị: Trong quá trình thiết kế sử dụng các thiết bị có độ ồn tối đa ở mức cho phép theo các tiêu chuẩn hiện hành.
Để giảm tác động của từ trường đến sức khỏe của cộng đồng: Các ĐDK ra vào trạm được thiết kế dây dẫn ở độ cao theo đúng quy trình quy phạm của ngành điện và đảm bảo cường độ điện trường nhỏ hơn 5kV/m.
75
Ảnh hưởng về điện thế gây ra khi ngắn mạch chạm đất 1 pha: Thiết kế hệ thống nối đất trong nhà máy và TBA được bảo đảm điện áp bước trong và ngoài trạm cũng như điện áp tiếp xúc nhỏ hơn mức cho phép.
Tại trạm biến áp có máy biến áp chứa dầu, để tránh phát tán dầu ra nguồn nước xung quanh, Trạm biến áp xây dựng hố thu dầu, bể chứa dầu sự cố kết cấu bê tông cốt thép, chứa toàn bộ dầu sự cố máy biến áp và nước chữa cháy máy biến áp, dung tích bể chứa dầu sự cố 30m 3 nằm trong khuôn viên của trạm.
Đường dây tải điện trên không 110kV thuộc cấp điện áp cao thế, phổ biến, được thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện, hành lang an toàn lưới điện tuân thủ theo Quy phạm trang bị điện.
Để phòng tránh ảnh hưởng phóng điện hành lang đường dây cần được quản lý, bảo vệ theo quy định hiện hành, trang bị tại các trạm biến áp thiết bị bảo vệ cắt nhanh sự cố. 4.2.2.2 Các biện pháp giảm thiểu trong quá trình thi công
Phương án tổ chức thi công hợp lý, thi công nhiều ca, tăng năng suất, dứt điểm đối với từng hạng mục để giảm thời gian chiếm dụng đất tạm thời.
Tận dụng khối lượng đất đào làm đất đắp.
Trồng cỏ, kè móng tại các vị trí độ dốc lớn, dễ xói mòn, ...
Kiểm tra máy móc thi công thường xuyên tránh để dầu nhớt tràn ra ngoài khi thay.
Thu gom rác và xử lý nước thải trong các hoạt động sinh hoạt và xây dựng. Đảm bảo tất cả các máy móc có giấy phép hoạt động hợp lệ trong suốt thời gian
thực hiện dự án.
Khi thời tiết khô thì sẽ phun nước tưới tại những điểm xây dựng phát sinh nhiều bụi.
Không cho phép các nhà thầu xây dựng mở rộng diện tích chặt phá cây cối ngoài hành lang an toàn đã được xác định.
76
Dùng phương pháp thủ công để phát quang cây cỏ, không phát quang bằng máy móc và không sử dụng thuốc diệt cỏ nhằm bảo vệ tối đa hệ sinh thái tự nhiên. Có chính sách bồi thường hỗ trợ tái định cư hợp lý.
Rà phá bom mìn trước khi thi công.
Khu vực công trường xây dựng sẽ được rào ngăn và đặt bảng báo không cho người không có nhiệm vụ vào công trường.
4.2.2.3 Các biện pháp giảm thiểu trong quá trình quản lý vận hành.
Để đảm bảo an toàn trong vận hành phải thực hiện đúng quy trình kỹ thuật an toàn điện trong công tác vận hành, cụ thể:
Nghiêm cấm những người lạ vào công trình, đối với những người vào tham quan, nghiên cứu phải do đơn vị trưởng, phó (hoặc kỹ thuật viên) hướng dẫn.
Những công nhân vào nhà máy làm việc nhất thiết phải có từ bậc II an toàn, nhóm trưởng phải có bậc III an toàn trở lên.
Vào nhà máy làm việc, tham quan đều phải tôn trọng nội quy của nhà máy, những người vào lần đầu tiên phải được hướng dẫn tỉ mỉ.
Vào nhà máy để làm công tác sửa chữa thiết bị hoặc điều chỉnh rơ le, đồng hồ... nhất thiết phải có hai người và chỉ được làm việc trong phạm vi cho phép. Đối với công việc sửa chữa lâu dài hoặc có vận chuyển thiết bị cồng kềnh, phải
lập phương án kỹ thuật và biện pháp an toàn cụ thể trước khi tiến hành công việc.
Khi thiết bị trong trạm biến áp bị sự cố thì phải đứng cách xa thiết bị đó ít nhất 5m nếu đặt trong nhà, 10m nếu đặt ngoài trời.
Chỉ được phép đến gần khi biết chắc chắn thiết bị hoàn toàn không có điện. Khi sắp có giông, sét phải ngừng mọi công tác đang làm trong trạm ngoài trời và trên các cầu dao vào của đường dây đấu nối vào trạm.
77
Pin mặt trời có khối lượng rất lớn, vận hành bình thường không gây ô nhiễm, tuy nhiên trong xuốt thời gian vận hành, thường phải thay thế các tấm pin bị hư hỏng, Chủ đầu tư công trình có quy hoạch bố trí thu gom lưu cất và liên hệ các nguồn thu gom tái chế, và coi pin mặt trời hư hỏng là nguồn tài nguyên thay cho việc khai thác silic thô. Không đổ thải như nguồn rác thải xây dựng.
4.2.2.4 Các biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực sau khi kết thúc đời sống dự án. Sau khi kết thúc đời sống dự án, Chủ đầu tư chịu trách nhiệm báo cáo và lập phương Sau khi kết thúc đời sống dự án, Chủ đầu tư chịu trách nhiệm báo cáo và lập phương án tháo dỡ trình các cấp có thẩm quyền phê duyệt trước khi tháo dỡ, xử lý các thiết bị trong nhà máy theo đúng quy định pháp luật, các tấm pin được chuyển lại nơi sản xuất để tái chế. Tất cả chi phí trong giai đoạn này đều do Chủ đầu tư chi trả.
4.3 Nhận xét.
Qua phân tích về các giá trị kinh tế và kỹ thuật có thể nhận thấy:
Xét về mặt kỹ thuật thì dự án hoàn toàn có tính khả thi với lượng điện hằng năm thu được khá lớn.
Dưới yêu cầu nâng cao tỉ lệ các nguồn điện phân tán, phụ trợ cho các nhà máy nhiệt điện và thủy điện truyền thống thì nhà máy đóng vai trò then chốt trong việc chủ động nguồn điện cho địa phương.
Xét về mặt kinh tế. Với thời gian hoàn vốn là 13 năm cho thấy dự án khả thi về mặt kinh tế.
Xét về mặt tác động môi trường. Dự án hầu như không gây hại cho mặt trời sống khi nó hoàn toàn không phát thải khí nhà kính gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, khi thực hiện dự án sẽ làm giảm đáng kể lượng điện được cấp bởi các nhà máy điện sử dụng nguyên liệu hóa thạch.
79 CHƯƠNG 5: 5.1 Kết luận.
Một số các kết luận được đưa ra sau khi thực hiện luận văn như sau:
Luận văn đã nghiên cứu được các vấn đề cơ bản trong một hệ thống điện mặt trời nói chung và nhà máy điện mặt trời nói riêng.
Luận văn đã nghiên cứu và trình bày được các yêu tố ảnh hưởng đến môi trường của một nhà máy điện mặt trời trong thực tế và đề xuất các phương án giảm thiểu thiệt hại môi trường trong suốt quá trình xây dựng, vận hành và kết thúc dự án.
Luận văn đã tính toán được các giá trị các tham số dùng đánh giá hiệu quả kinh tế của một dự án nhà máy điện mặt trời. Qua các thông số này có thể nhận thấy điện mặt trời có khả năng rất lớn trong việc nâng cao tỉ lệ phát điện trong lưới điện hiện nay. Đây là yếu tố rất quang trọng trong thu hút vốn đầu tư nâng cao công suất nguồn phát nhằm đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng lớn trong một đất nước đang phát triển như Việt Nam hiện nay.
Dựa trên nghiên cứu về các chỉ số kinh tế thu được sau quá trình thực hiện nghiên cứu, với các cách tính toán cụ thể rõ ràng được trình bày trong luận văn, có thể được áp dụng nhằm tính toán hiệu quả kinh tế của các dự án năng lượng mặt trời khác hay các dự án năng lượng nói chung.
5.2 Kiến nghị và hướng phát triển.
Trong quá trình thực hiện luận văn, dù rất cố gắng nhưng vẫn còn một số điểm chưa phân tích cụ thể và tổng quát. Do đó, để hoàn thiện hơn vấn đề đánh giá hiệu quả của các nhà máy điện mặt trời, một số kiến nghị được đưa ra như sau:
Nâng cao hơn nữa độ chính xác trong dự báo thị trường điện nhằm tính toán rõ hơn các dòng tiền trong dự án. Do hiện nay giá bán điện không đổi trong suốt
80
quá trình vận hành dự án. Tuy nhiên, giá điện trong nước tăng theo từng năm. Điều này làm giảm lợi nhuận của các nhà đầu tư.
Tìm kiếm các cấu trúc kết nối hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu suất vận hành và khả năng vượt qua sự cố hư hỏng bộ nghịch lưu. Điều này góp phần nâng cao số giờ vận hành của các tấm pin. Tránh trường hợp hư hỏng bộ nghịch lưu làm mất điện năng thu được từ các tấm pin kết nối với bộ nghịch lưu này.
Về phần công ty Sao Mai. Kính đề nghị UBND tỉnh An Giang và các Sở ban ngành xem xét, và chấp thuận vị trí quy hoạch đầu tư xây dựng dự ản Điện mặt trời Sao Mai tại xã An Hảo, huyện Tịnh Biên để có đủ cơ sở trình bổ sung Quy hoạch điện phát triển điện lực quốc gia theo quy định hiện hành. Đồng thời, trong quá trình triển khai thực hiện Dự án sẽ tạo điều kiện hỗ trợ cho doanh nghiệp về các thủ tục phảp lý, được vay vốn với lải suất ưu đãi, được hưởng cảo chế độ ưu đãi theo quy định của Luật Đẩu tư, Luật Thuế thu nhập doanh nghiệp, Luật Thuế giá trị gia tăng,… để Nhà đầu tư có điều kiện thực hiện đầu tư xây dựng công trình sớm đưa vào sử dụng.
81
TÀI LIỆU TRÍCH DẪN
[1] B. Shiva Kumar and K. Sudhakar, “Performance evaluation of 10 MW grid connected solar photovoltaic power plant in India,” Energy Reports, vol. 1, pp.
184–192, 2015.
[2] R. Islam, W. Xu, Y. Guo, and K. Ma, “Solar Photovoltaic Power Plants,” vol. 2017, pp. 2–4, 2017.
[3] H. S. Stefan C.W. Krauter, Franz Alt, Solar Electric Power Generation - Photovoltaic Energy Systems. Springer, 2010.
[4] J. G. Garza, “Modelling and Control of Integrated PV-Converter Modules under Partial Shading Conditions,” The University of Leeds School of Electronic & Electrical Engineering, 2013.
[5] M. A. Eltawil and Z. Zhao, “Grid-connected photovoltaic power systems: Technical and potential problems-A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol.
14, no. 1, pp. 112–129, 2010.
[6] S. H. Lee, W. J. Cha, J. M. Kwon, and B. H. Kwon, “Control Strategy of Flyback Microinverter with Hybrid Mode for PV AC Modules,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 2, pp. 995–1002, 2016.
[7] A. DOLARA, R. FARANDA, and S. LEVA, “Energy Comparison of Seven MPPT Techniques for PV Systems,” J. Electromagn. Anal. Appl., vol. 01, no. 03, pp. 152–162, 2009.
[8] A. M. Kassem, “Modeling , Analysis and Neural MPPT Control Design of a PV- Generator Powered DC Motor-Pump System,” WSEAS Trans. Syst., vol. 10, no.
12, pp. 399–412, 2011.
[9] G. Buticchi, D. Barater, E. Lorenzani, and G. Franceschini, “Digital control of actual grid-connected converters for ground leakage current reduction in PV transformerless systems,” IEEE Trans. Ind. Informatics, vol. 8, no. 3, pp. 563–
82 572, 2012.
[10] W. Dong, “Control Strategy for Grid-Connected Photovoltaic (PV) Battery System,” no. June 2014, 2016.
[11] O. Žižlavský, “Net Present Value Approach: Method for Economic Assessment of Innovation Projects,” Procedia - Soc. Behav. Sci., vol. 156, no. April, pp. 506–