Bố trí tổng mặt bằng của nhà máy và khoảng cách được lựa chọn giữa các hàng của các khung đỡ PV sẽ được lựa chọn theo điều kiện địa điểm cụ thể. Mục đích của thiết kế bố trí là để giảm thiểu chi phí trong khi đạt được doanh thu tối đa có thể từ nhà máy. Nói chung, điều này có nghĩa là:
- Thiết kế khoảng cách giữa các hàng PV để giảm tổn thất bóng đổ giữa
các hàng.
- Thiết kế cách bố trí để hạn chế tối đa khối lượng dây cáp và các tổn
thất điện liên quan.
- Tạo các tuyến đường giao thông nội bộ và khoảng cách giữa các hàng
đủ rộng để cho phép di chuyển cho các mục đích bảo trì.
- Chọn góc nghiêng và cấu hình mô đun để tối ưu hóa sản lượng điện
hàng năm
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
theo vĩ độ của địa điểm.
- Chọn hướng lắp đặt module PV để mang lại sản lượng điện tối đa. Nếu
nhà máy nằm ở bắc bán cầu thì chọn hướng lắp đặt của module PV hướng về phía nam. Nếu nhà máy nằm ở nam bán cầu thì chọn hướng lắp đặt của module PV hướng về phía Bắc.
3.4.1 Tổng mặt bằng nhà máy
Mặt bằng nhà máy bao gồm các hạng mục:
- Bố trí giàn và Module PV;
- Bố trí tủ Combiner box
- Bố trí trạm hợp bộ Inverter – Máy biến áp;
- Bố trí cáp DC;
- Bố trí cáp AC;
- Nhà quản lý vận hành;
- Trạm biến áp 22/110kV;
- Hệ thống Chiếu sáng, Camera giám sát;
- Hệ thống đường giao thông gồm đường giao thông kết nối với hệ thống
giao thông hiện hữu và đường giao thông nội bộ phục vụ thi công và vận hành nhà máy.
3.4.2 Góc nghiêng các tấm PV
Mỗi vị trí sẽ có một góc nghiêng tối ưu để tối đa lượng bức xạ hàng năm (tính trung bình trong cả năm). Đối với các nhà máy điện mặt trời, góc nghiêng tối ưu lý thuyết có thể được tính từ vĩ độ của khu vực. Tuy nhiên, có thể cần phải điều chỉnh để:
- Độ bám bẩn: các góc nghiêng cao hơn có tổn thất bụi bẩn thấp hơn.
Nước mưa sẽ làm sạch các mô-đun hiệu quả hơn và dễ dàng hơn ở các góc nghiêng lớn hơn.
- Bóng che: các mô-đun có góc nghiêng lớn hơn sẽ tạo thêm bóng che
trên các mô-đun phía sau chúng. Do đó, sử dụng một góc độ nghiêng thấp hơn như một sự cân bằng để tránh tổn thất do bóng che
- Phân bố bức xạ theo mùa: Nếu một mùa cụ thể chiếm ưu thế trong việc
phân bố nguồn năng lượng bức xạ mặt trời hàng năm, điều này nên được xem xét cho việc điều chỉnh góc độ nghiêng để bù đắp cho tổn thất.
Để các tấm PV thu được bức xạ mặt trời và chuyển đổi thành điện năng với công suất tối ưu thì ta cần phải lựa chọn góc nghiêng khi lắp đặt các module PV. Ngoài ra thông
thường các dự án thiết lập góc nghiêng thấp nhất là 11o, góc nghiêng này làm cho việc
rửa tấm PV bằng nước mưa là tốt nhất.
Theo lựa chọn, góc nghiêng lắp đặt của tấm PV được cho là 11o.
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
Nhà máy điện mặt trời Bình An TKKT
3.4.3 Cấu hình lắp đặt các tấm PV
Cấu hình lắp đặt các chuỗi tấm PV được lựa chọn phải phù hợp với đầu vào Inverter:
- Điện áp làm việc của mỗi chuối tấm pin trong khoảng: 900 – 1300.
- Điện áp hở mạch ở nhiệt độ thấp nhất không vượt quá: 1500V
- Dòng điện tổng đầu vào của mỗi Inverter không vượt quá: 1559A
Theo tính toán từ phần mềm chuyên ngành PVSYST thì cấu hình lắp đặt các chuỗi tấm PV như sau:
- 30 tấm PV nối tiếp thành 1 chuỗi.
- Cấu hình giàn đỡ chỉ có 01 loại:
Loại : 01 chuỗi được đặt trên một giàn đỡ loại 2x15 module PV.
3.4.4 Khoảng cách giữa các dãy module PV
Việc tính toán lựa chọn khoảng cách giữa các dãy module PV được xem là quan trọng, liên quan đến sản lượng điện đầu ra của hệ thống.
Sự lựa chọn khoảng cách dãy module PV được thực hiện bằng cách tính toán tối ưu giữa việc giảm bóng đổ giữ các dãy module PV với nhau, giữ cho diện tích của khu vực nhà máy điện mặt trời nằm trong giới hạn hợp lý, giảm khối lượng cáp và giữ tổn thất trên dây dẫn trong giới hạn chấp nhận được. Bóng đổ giữa các dãy PV có thể không bao giờ có thể được giảm xuống bằng không: vào đầu và cuối ngày, độ dài của bóng che là rất dài.
Đối với nhiều địa điểm, nguyên tắc thiết kế là không để các mô-đun PV bị bóng che vào buổi trưa mặt trời vào mùa đông (ngày 21 tháng 12 ở Bắc bán cầu và ngày 21 tháng 6 ở Nam bán cầu). Nói chung, bố trí khoảng cách hàng sao cho tổn thất ít hơn 1% hàng năm do bóng che là chấp nhận được.
Mô phỏng chi tiết sản lượng năng lượng sẽ được thực hiện để đánh giá thiệt hại do bóng mát.
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
Đối với nhà máy điện mặt trời Bình An được lắp đặt trên diện tích là 58,8ha, công suất của module PV là 330Wp, tổng công suất lắp đặt được tính toán tối ưu là 50MWp. Do vậy khoảng cách hàng cách hàng (row-to-row) được lựa chọn để thỏa mãn các yếu tố trên là: d = 2,14m.
3.4.5 Hướng lắp đặt của các tấm PV
Đối với các khu vực ở bán cầu bắc, định hướng các tấm PV để tối ưu hóa sản lượng điện hàng năm là lắp đặt các tấm PV hướng về phía nam. Đối với các khu vực ở vùng nhiệt đới thì ảnh hưởng của hướng các tấm PV phía nam có thể không có ảnh hưởng nhiều đến sản lượng điện năng hàng năm.
Một số cơ cấu về giá bán điện khuyến khích sản xuất năng lượng trong những giờ cao điểm. Trong những cơ cấu tỷ lệ "thời gian" như vậy, lợi ích về tài chính (chứ không phải là sản lượng điện năng hàng năm) có thể được định hướng để lắp đặt các tấm PV. Ví dụ, các tấm PV sẽ được lắp đặt theo hướng Tây sẽ được tối ưu hóa để tạo ra sản lượng điện năng cao nhất vào buổi chiều. Ảnh hưởng của góc nghiêng và hướng lắp đặt đến sản lượng điện năng có thể được mô phỏng hiệu quả bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng PVsyst.
Đối với nhà máy điện mặt trời Bình An, thì khu vực vị trí dự án nằm ở bán cầu Bắc, đồng thời cơ cấu giá bán được đã được cố định là 9,35UScent/kWh rong suốt thời gian vận hành dự án theo hợp đồng mua bán điện. Do đó, hướng lắp đặt tốt nhất của các tấm PV cho nhà máy điện mặt trời Bình An là hướng về phía Nam.