7. Bố cục luận văn
3.1.1. Hiệu quả của hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi tại thành phố Quy Nhơn
Căn cứ vào dữ liệu cỏc khỏch hàng cú lắp đặt điện mặt trời ỏp mỏi trờn địa bàn, tỏc giả lựa chọn một khỏch hàng cú hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi nối lưới cụng suất lắp đặt 10kWp tại tỉnh Bỡnh Định.
Tờn khỏch hàng: Lờ Ngọc Anh Mó khỏch hàng: PC07AA0105916 Cụng suất lắp đặt: 10,5kWp Vị trớ lắp đặt: Quy Nhơn- Bỡnh Định Số lượng tấm PV: 32 tấm Chủng loại tấm PV: AE Solar 330W
Hỡnh 3.1. Biến tần quang điện 10kW 3pha 380V
a. Dữ liệu bức xạ và thời tiết
Hỡnh 3.2. Vị trớ lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời ỏp mỏi Lờ Ngọc Anh
Như đó đề cập, Bỡnh Định là một tỉnh duyờn hải miền Trung Việt Nam, địa hỡnh bố trớ dọc 13-14 vĩ độ Bắc. Do đú, đõy là tỉnh cú lượng bức xạ năng lượng mặt trời cao.
Nhỡn chung, khớ hậu tại tỉnh Bỡnh Định quanh năm chủ yếu là nắng núng, nhiệt độ bỡnh quõn năm ở vựng duyờn hải vào khoàng 27oC, đặc biệt cũn cao hơn nữa vào cỏc thỏng mựa hố, xem hỡnh 3.3., mựa mưa chỉ kộo dài từ thỏng 9 đến thỏng 12, do vậy, số giờ nắng trong năm là khỏ lớn từ 2000 đến 2600 giờ mỗi năm. Căn cứ theo dữ liệu từ website: http://globalsolaratlas.info, đõy là trang dữ liệu mở, dựng để tra cứu năng suất của cỏc hệ thống điện mặt trời do Ngõn hàng Thế Giới (World Bank) cung cấp. Tại vị trớ lắp đặt hệ thống điện ỏp mỏi của khỏch hàng Lờ Ngọc Anh cú những thụng tin cơ bản sau:
Bảng 3.1. Dữ liệu cơ bản tại vị trớ lắp đặt hệ thống của khỏch hàng Lờ Ngọc Anh
STT Nội dung Ký hiệu Đơn vị tớnh Số liệu
1 Đầu ra của hệ thống PV PV OUT kWh/kWp/ngày 4,005
2 Bức xạ mặt trời trực tiếp DNI kWh/m2/ngày 3,876
3 Bức xạ ngang toàn cầu GHI kWh/m2/ngày 5,053
4 Bức xạ ngang khuếch
tỏn
DIF kWh/m2/ngày 2,190
5 Bức xạ ngang toàn cầu
ở gúc tối ưu
GTI opta kWh/m2/ngày 5,103
6 Gúc nghiờng tối ưu của
tấm PV
OPTA Độ 9/180
7 Nhiệt độ mụi trường TEMP OC 26,6
8 Độ cao địa hỡnh ELE m 6
Từ những dữ liệu trờn đõy Global Solar Atlas đưa ra dự bỏo về sản lượng của hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi này như hỡnh 3.4.
Hỡnh 3.4. Dự bỏo sản lượng theo thỏng do Global Solar Atlas đưa ra
Dựa vào dự bỏo này, thấy rằng sản lượng tổng trong năm của hệ thống đạt 14314 kWh/năm tương đương với 1800kWh/m2/năm. Cú nghĩa là mỗi m2 mỏi nhà sản sinh được 1,8MWh điện năng trong một năm, tương đương bỡnh quõn 4kWh/kWp/ngày trong năm (4 giờ nắng/ngày) thỡ thực tế thu nhận được là 4,2 giờ ngày, nhỉnh hơn 0,2 giờ/ ngày (73 giờ/ năm). Như vậy, cỏc chỉ tiờu so sỏnh giữa dự bỏo của Global Solar Atlas và thực tế tại địa phương đều gần giống nhau. Điều này cú ý nghĩa rất lớn với chủ đầu tư, giỳp chủ đầu tư dự bỏo
được sản lượng, doanh thu, lợi nhuận trong năm để đưa ra được quyết định đầu tư..
Hỡnh 3.5. Sản lượng năm 2019
Hỡnh 3.6. Sản lượng đầu năm 2020 đến nay
Hệ thống năng lượng mặt trời ỏp mỏi của khỏch hàng Lờ Ngọc Anh được đúng điện nghiệm thu và hũa vào lưới điện phõn phối vào thỏng 9/2019 cho đến hiện tại, hệ thống này vừa đủ năm trọn vẹn để đỏnh giỏ hiệu quả của nú. Căn cứ vào sản lượng thực tế theo dừi được từ phần mềm giỏm sỏt của biến tần. Cú thể thấy rằng, sự sai khỏc giữa cụng tỏc dự bỏo và thực tế là khụng đỏng kể. Số lượng cỏc thỏng cú sản lượng tốt nhất trong năm, trờn 1000kWh/thỏng là 9 thỏng, tương đương với 9 thỏng mựa nắng. Sản lượng tốt nhất được dự bỏo rơi vào thỏng 5 trong năm, vào khoảng 1600kWh, trờn thực tế, sản lượng thỏng 5 năm 2020 qua đo đếm được là 1597,26kWh, bằng với sản lượng dự bỏo. Sản lượng dự bỏo của cỏc thỏng cũn lại và sản lượng thực tế cũng cú nột tương đồng.
Trờn thực tế vận hành cho đến này, hệ thống của chủ đầu tư Lờ Ngọc Anh đó lắp đặt trũn một năm, từ 9/2019 đến thỏng hết 9/2020. Sản lượng tổng thu được cho đến hiện tại là: 3530+12521= 16021 kWh.
Trong đú:
Sản lượng năm 2019 là: 3500 kWh
Sản lượng năm 2020 đến hết thỏng 9 là:12521 kWh (nguồn:inverter SMA)
Hỡnh 3.7. Sản lượng tổng của khỏch hàng Lờ Ngọc Anh từ lỳc lắp đặt đến nay
Căn cứ vào dự liệu đó cú và hỡnh 3.7, cú thể thấy rằng với 1kwp lắp đặt thỡ bỡnh quõn trong năm sẽ sản sinh được: 16021/(365*10,5)= 4,24 kWh/kWp/ngày.
Như vậy, số giờ nắng bỡnh quõn trong năm tại khu vực Quy Nhơn là khoảng 4,2 giờ/ngày, tương đương với 1533h/năm. Số liệu này cú thể thay đổi tựy theo tỡnh hỡnh thời tiết trong năm của khu vực. So sỏnh với dự bỏo về số giờ nắng trong năm của Global Solar Atlas đưa ra là 4 giờ/ngày. Điều này giỳp chủ đầu tư đỏnh giỏ được hiệu quả do hệ thống mang lại trước khi quyết định đầu tư.
Cú thể thấy rằng, ở gúc độ kỹ thuật điện, hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi nối lưới cú rất nhiều ưu điểm. Tuy nhiờn, đõy mới chỉ là gúc nhỡn nhỏ của hệ
thống. Để đỏnh giỏ được đầy đủ hiệu quả của hệ thống, cần xem xột thờm gúc nhỡn kinh tế của cỏc hệ thống.
Theo Thụng tư 05/2019-BCT, cỏc hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi nối lưới được thực hiện cơ chế mua bỏn điện theo chiều giao và chiều nhận riờng biệt của cụng tơ điện đo đếm hai chiều. Giỏ mua điện (chưa bao gồm thuế giỏ trị gia tăng) là tiền Việt Nam đồng (tương đương với 9,35 UScents/kWh nhõn với tỷ giỏ trung tõm của đồng Việt Nam với đụ la Mỹ do Ngõn hàng Nhà nước Việt Nam cụng bố).
Nhờ quy mụ nhỏ, lắp đặt phõn tỏn vào mỏi nhà cỏc hộ gia đỡnh khỏc nhau và thường được đấu nối vào lưới điện hạ ỏp, trung ỏp hiện hữu, khụng cần đầu tư thờm hệ thống lưới điện truyền tải. Do đú, tiết kiệm được một khoản chi phớ đầu tư ban đầu khỏ lớn cho chủ đầu tư cũng như đơn vị quản lý vận hành là cỏc cụng ty điện lực.
Bảng 3.2. Giỏ mua điện
STT Năm vận hành Giỏ mua
điện(VNĐ/kWh) Tỷ giỏ VNĐ/USD 1 Trước 01/01/2018 2086 2 01/01/2018 đến 31/12/2018 2096 3 01/01/2019 đến 31/12/2019 2134
4 Từ 2020 9.35 UScent Theo tỷ giỏ NHNN
năm liền kề
Vào thời gian cao điểm sử dụng điện, hoặc mựa nắng núng, cỏc hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi phỏt điện tự cung cấp một phần, hoặc toàn phần nhu cầu phụ tải của hộ tiờu thụ, và cú thể phỏt lờn lưới điện giỳp giảm quỏ tải cỏc trạm biến ỏp, giảm khả năng sự cố điện.
Bảng 3.3. Biểu giỏ điện bậc thang 6 bậc
STT Nhúm đối tượng khỏch hàng Giỏ bỏn điện(đồng/kWh)
1 Giỏ bỏn lẻ điện sinh hoạt
Bậc 1: Cho kWh từ 0 – 50 1.678 Bậc 2: Cho kWh từ 51 – 100 1.734 Bậc 3: Cho kWh từ 101 – 200 2.014 Bậc 4: Cho kWh từ 201 – 300 2.536 Bậc 5: Cho kWh từ 301 – 400 2.834 Bậc 6: Cho kWh từ 401 trở lờn 2.927
2 Giỏ bỏn lẻ điện sinh hoạt dựng cụng
tơ thẻ trả trước
2.461
Tựy thuộc quy mụ lắp đặt mà hệ thống điện mặt trời cú thể cung cấp hoàn toàn 100% lượng điện năng cho khỏch hàng (ban ngày phỏt dư lờn lưới điện, ban đờm sử dụng ớt hơn); hoặc làm giảm chỉ số tiờu thụ điện năng (khỏch hàng trả tiền mua điện mức giỏ thấp, bậc 1-2-3), khụng mất chi phớ, hoặc giảm chi phớ tiền mua điện giỏ cao (bậc 4-5-6). Phần điện dư thừa được cỏc cụng ty điện lực mua lại với giỏ tương đương với 9,35 UScents/kWh (2134 VNĐ/kWh, theo giỏ năm 2019).
Với sản lượng thu được hiện tại trong một năm là 1600kWh và theo đơn giỏ đó kớ kết giữa bờn bỏn điện là khỏch hàng Lờ Ngọc Anh và bờn bỏn điện là Cụng ty Điện lực Bỡnh Định, nếu toàn bộ sản lượng của khỏch hàng được bỏn, thỡ doanh thu khỏch hàng là:
16021 x 1940= 31.080.740 (VNĐ)
Thời điểm khỏch hàng Lờ Ngọc Anh đầu tư hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi, thỡ đơn giỏ cho mỗi kWp lắp đặt là trờn dưới 15 triệu đồng/kWp, tổng mức đầu tư khoảng 150 triệu đồng. Như vậy, thời gian để khỏch hàng này nhận lại đủ số tiền gốc đầu tư là từ 4-6 năm.
Nếu chỉ tớnh theo sản lượng điện năng thỡ sản lượng điện năng do hệ thống điện mặt trời sinh ra lớn hơn sản lượng điện mà khỏch hàng sử dụng trong thỏng. Tuy nhiờn, do tớnh chất của hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi nối lưới chỉ hoạt động vào ban ngày. Do vậy, vào ban đờm khỏch hàng vẫn phải sử dụng điện lưới. Nhưng việc sử dụng hệ thống điện mặt trời vào ban ngày đó giỳp khỏch hàng tiết giảm được chi phớ khỏ lớn so với trước đõy.
Hỡnh 3.8. Sản lượng điện tiờu thụ trước và sau khi lắp đặt điện mặt trời cú tớnh đến sản lượng bỏn 2020
Hỡnh 3.8 cho ta thấy sản lượng tiờu thụ điện của khỏch hàng của 6 thỏng đầu năm 2019 và năm 2020, khỏch hàng lắp đặt hệ thống điện mặt trời vào thỏng 9/2019 do vậy, toàn bộ lượng điện khỏch hàng sử dụng từ thỏng 1 đến thỏng 6/2019 được nhận từ lưới điện phõn phối do điện lực quản lý. Đõy là khỏch hàng cú sản lượng tiờu thụ điện tương đối lớn, tất cả cỏc thỏng đều sử
Tuy nhiờn, bước sỏng năm 2020, nhờ cú hệ thống điện mặt trời lắp trờn mỏi nhà nờn sản lượng tiờu thụ điện từ điện lưới và số tiền phải thanh toỏn cho sử dụng
điện đều giảm hẳn như hỡnh 3.9.
Hỡnh 3.9. Tiền điện thanh toỏn 6 thỏng đầu năm 2019 và năm 2020, cú xột đến doanh thu năm 2020
Ngoài việc đỏp ứng được nhu cầu sử dụng điện cho khỏch hàng vào ban ngày, cũng như cắt được đỉnh bậc thang trong húa đơn tiền điện hàng thỏng. Khỏch hàng cũn nhận được một khoản thu nhập thụ động, do phần điện năng dư thừa được đẩy lờn lưới điện khu vực qua cụng tơ hai chiều. Đõy được xem như một trong những ý nghĩa cơ bản của cỏc hệ thống điện năng lượng mặt trời ỏp mỏi nối lưới. Thể hiện được mối quan hệ gắn kết giữa chủ đầu tư và ngành điện trong việc giải quyết cỏc bài toỏn thiếu điện cục bộ tại khu vực cho ngành điện và tạo thu nhập thụ động cho khỏch hàng. Mặc dự, sản lượng điện bỏn ngược trở lại của hệ thống đang đỏnh giỏ là khụng lớn. Tuy nhiờn, nếu xột trong lưới điện phõn phối, mỗi xuất tuyến cú hàng chục, hàng trăm hệ thống điện mặt trời nối lưới sẽ giải quyết được bài toỏn quỏ tải giờ cao điểm cho ngành điện.
Tại huyện Phự Cỏt, tỏc giả lựa chọn hệ thống của khỏch hàng Nguyễn Quốc Hưng tại thị trấn Ngụ Mõy cú cụng suất lắp đặt 3kWp để đỏnh giỏ hiệu quả.
Hỡnh 3.10. Vị trớ lắp đặt của khỏch hàng Nguyễn Quốc Hưng
Căn cứ vào vị trớ khỏch hàng, Global Atlas đưa ra dự bỏo như sau:
Bảng 3.4. Dữ liệu cơ bản tại vị trớ lắp đặt hệ thống hộ khỏch hàng Nguyễn Quốc Hưng
STT Nội dung Ký hiệu Đơn vị tớnh Số liệu
1 Đầu ra của hệ thống PV PV OUT kWh/kWp/ngày 3,895
2 Bức xạ mặt trời trực tiếp DNI kWh/m2/ngày 3,720
3 Bức xạ ngang toàn cầu GHI kWh/m2/ngày 4,927
4 Bức xạ ngang khuếch tỏn DIF kWh/m2/ngày 2,211
5 Bức xạ ngang toàn cầu ở
gúc tối ưu
GTI opta kWh/m2/ngày 4,973
6 Gúc nghiờng tối ưu của
tấm PV
OPTA Độ 9/180
7 Nhiệt độ mụi trường TEMP OC 26,4
8 Độ cao địa hỡnh ELE m 21
Hỡnh 3.11. Sản lượng hệ thống điện mặt trời khỏch hàng Nguyễn Quốc Hưng
Hỡnh 3.12. Điện năng tiờu thụ từ lưới điện trước và sau lắp đặt của khỏch hàng Nguyễn Quốc Hưng
Dựa vào hỡnh 3.11. cú thể thấy, tuy chỉ là hệ nhỏ 3kWp nhưng sản lượng của năm 2020 của hệ thống này là tương đối tốt. Sản lượng thỏng thấp nhất là trờn 300kWh tương đương với 3,33kWh/kWp/ngày. Sản lượng thỏng cao nhất là 490kWh tương đương 5,44kWh/kWp/ngày. Đối với những hệ nhỏ như thế này, chủ đầu tư thường quan tõm tới việc cắt giảm được tiền sử dụng điện phải
trả ở cỏc bậc cao (bậc 5, bậc 6) nhiều hơn là doanh thu từ việc bỏn điện cho EVN.
Hỡnh 3.13. Tiền điện thanh toỏn 6 thỏng đầu năm 2019 và năm 2020
Hỡnh 3.14. Doanh thu từ bỏn điện cho EVN 6 thỏng đầu năm 2020
Dựa vào hỡnh 3.13 và hỡnh 3.14 cú thể thấy rằng, ngoài việc tiết giảm tiền điện phải trả do sử dụng ớt hơn từ điện lưới, khỏch hàng cũn cú một nguồn thu nhập thụ động hàng thỏng từ việc bỏn điện. Khoản tiền này cú thể được dựng để thanh toỏn trực tiếp tiền sử dụng điện hàng thỏng. Như vậy, khỏch hàng
3.1.3. Hiệu quả của hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi tại thị xó An Nhơn
Tại thị xó An Nhơn, qua xem xột cỏc khỏch hàng đó lắp đặt, tỏc giả lựa chọn khỏch hàng: Trường Mầm Non Tuổi Ngọc 3 - Cụng ty TNHH Nam Phỏt cú cụng suất lắp đặt là 82,8 kWp để đỏnh giỏ hiệu quả sử dụng.
Hỡnh 3.15. Vị trị lắp đặt hệ thống ĐMT trường mầm non Tuổi Ngọc 3
Với phương phỏp đỏnh giỏ đó ỏp dụng. Căn cứ vị trớ lắp đặt của khỏch hàng. Global Solar Atlas đưa ra được cỏc thụng số cơ bản của hệ thống nhưu sau:
Bảng 3.5. Dữ liệu cơ bản của hệ thống trường mầm non Tuổi Ngọc 3
STT Nội dung Ký hiệu Đơn vị tớnh Số liệu
1 Đầu ra của hệ thống PV PV OUT kWh/kWp/ngày 3,913
2 Bức xạ mặt trời trực tiếp DNI kWh/m2/ngày 3,795
3 Bức xạ ngang toàn cầu GHI kWh/m2/ngày 4,960
4 Bức xạ ngang khuếch tỏn
DIF kWh/m2/ngày 2,190
5 Bức xạ ngang toàn cầu ở gúc tối ưu
GTI opta kWh/m2/ngày 5,008
6 Gúc nghiờng tối ưu của tấm PV
OPTA Độ 9/180
8 Độ cao địa hỡnh ELE m 6
(Nguồn:http://globalsolaratlas.info)
Hỡnh 3.16. Sản lượng hệ thống NLMT tại trường mầm non Tuổi Ngọc 3
Hệ thống này cú điểm khỏc biệt so với hai hệ thống ở trờn là khi tiến hành xõy dựng hạ tầng, chủ đầu tư đó nhỡn thấy được ưu điểm của hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi, do vậy tiến hành lắp đặt hệ thống này ngay từ đầu. Cho nờn, ở hệ thống này tỏc giả khụng xem xột vấn đề hiệu quả sử dụng so với cựng kỳ năm ngoỏi mà tỏc giả xem xột trực tiếp hiệu quả của nú trong trường hợp chủ đầu tư khụng tiến hành lắp hệ thống năng lượng mặt trời ỏp mỏi và tiến hành lắp hệ thống này.
Đầu tiờn phải xem xột sản lượng điện năng tiờu thụ thực tế của khỏch hàng như sau:
A= A1+ A2 ( 3.1) Trong đú A: Sản lượng điện năng tiờu thụ tổng của khỏch hàng (kWh)
A1: Sản lượng điện năng tiờu thụ từ điện lưới, ghi nhận qua kỳ chốt chỉ số cụng tơ hàng thỏng (kWh)
A2: Sản lượng điện năng tiờu thụ trực tiếp từ hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi (kWh)
A2 được tớnh như sau: A2= B- C (3.2)
B: Sản lượng điện năng do hệ thống điện mặt trời sinh ra trong thỏng (kWh) C: Sản lượng điện năng hệ thống điện mặt trời đưa lờn lưới điện phõn phối, ghi nhận qua chốt chỉ số cụng tơ hai chiều (kWh)
Căn cứ số liệu thu thập được từ sản lượng đầu ra của bộ biến tần và sản lượng đo đếm được tại cụng tơ hai chiều, ta cú được dữ liệu về sản lượng điện năng tiờu thụ của trường mầm non Tuổi Ngọc 3 khi khụng cú và khi cú hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi theo bảng 3.6.