3.5.5 Tính tốn sản lượng điện và tiềm năng giảm phát thải CO2 của trạm điện mặt trời tại K9
Trên cơ sở số liệu đo bức xạ mặt trời và công suất đặt trạm điện được chọn ở trên là 3,60 kWp, ta có thể tính tốn sản lượng điện năng phát hàng ngày từ trạm điện mặt trời tại K9 theo công thức:
Esx = Nđ * T * h (kWh) Trong đó:
T - Số giờ chiếu nắng tiêu chuẩn qui đổi (1000W/m2), T = Qd/1000 (giờ);
Nđ- Nhu cầu điện năng yêu cầu của hộ tiêu thụ đồng thời là sản lượng điện yêu cầu từ trạm điện mặt trời (KWh/ngày); Nđ = 3.6 (kWh/ngày).
h- Hiệu suất của trạm điện. h = ha . hb . hc = 0,73. Trong đó: ha - hệ số giảm
công suất khi cường độ chiếu sáng thấp hơn điều kiện tiêu chuẩn, có thể lấy bằng 0,9;
hb - Hiệu suất tính ảnh hưởng của bụi, tổn thất trong thiết bị nạp, dây dẫn v.v., thông thường với các khu vực nông thôn, miền núi khơng khí ít bụi và day dẫn nối từ dàn pin đến tủ phân phối ngắn lấy bằng 0,9 và hc - Hiệu suất bộ nghịch lưu chuyển đổi từ DC sang AC (inverter), lấy bằng 0,9.
Kết quả tính tốn được tổng hợp tại bảng 3.8.
Bảng 3.8: Kết quả tính tốn sản lượng điện năng của trạm ĐMT tại Khu Di tích K9
D Nđ Esx Esxtháng Tháng (ngày) Qd (Wh/m2) T (giờ) h (kWp) (kWh/ngày) (kWh/tháng) Esx/Enc 1 31 2124 2,12 0,73 3,6 5,57 172,71 1,03 2 28 2112 2,11 0,73 3,6 5,55 155,26 1,03 3 31 2285 2,29 0,73 3,6 6,02 186,56 1,12 4 30 3011 3,01 0,73 3,6 7,91 237,31 1,47 5 31 4765 4,77 0,73 3,6 12,54 388,60 2,33 6 30 4812 4,81 0,73 3,6 12,64 379,22 2,35 7 31 4987 4,99 0,73 3,6 13,11 406,53 2,43 8 31 5023 5,02 0,73 3,6 13,19 408,97 2,45 9 30 4678 4,68 0,73 3,6 12,30 368,97 2,28 10 31 3768 3,77 0,73 3,6 9,91 307,13 1,84 11 30 3142 3,14 0,73 3,6 8,25 247,56 1,53 12 31 2670 2,67 0,73 3,6 7,02 217,52 1,30 TB năm 9,50 289,70 1,76
Từ kết quả tính tốn ở bảng trên, có thể nhận thấy, sản lượng điện năng bình quân thu được trong tháng 2 là thấp nhất (5,55 kWh/ngày) và trong tháng 8 là cao nhất (13,2 kWh/ngày). Đồng thời các ngày mùa hè đạt gấp hơn hai lần sản lượng điện bình quân ngày mùa đơng do thời gian nắng ít, bức xạ mặt trời thấp hơn các tháng còn lại.
Lượng điện năng trung bình ngày sản xuất ra từ dàn PMT theo bảng trên 9,5(kWh/ngày). Lượng điện năng trung bình tháng sản xuất ra từ dàn PMT là:
Etháng = (Engày x 365)/12 = 289 (kWh/tháng)
Trung bình mỗi ngày trạm điện mặt trời đã phát lên lưới 9,5 kWh/ngày và 288 kWh/tháng. Như vậy, số tiền tiết kiệm từ sản xuất điện từ trạm ĐMT tính với giá 2.500 đ/kWh là vào khoảng 720.000đ tiền điện phải trả hàng tháng.
Với lộ trình tăng giá điện hiện nay thì việc đầu tư xây dựng các trạm loại này hồn tồn có thể khả thi về mặt kinh tế đồng thời góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường, chống lại hiện tượng biến đổi khí hậu nhờ việc giảm được một lượng CO2 phát thải vào mơi trường. Lượng CO2 giảm được trung bình năm được tính theo cơng thức sau:
tCO2e = E ´ hspt/1000 = 9,5 x 365 x 0,5603/1000 = 1,94 (tấn/năm) Trong đó:
E- Lượng điện năng phát từ trạm điện mặt trời trung bình năm = lượng điện năng phát trung bình ngày ´ 365
hspt (hệ số phát thải CO2 lưới điện Việt Nam) = 0,5603 tCO2/MWh
3.5.6 Đánh giá khả năng làm việc và giải pháp nâng cao hiệu quả của các trạm điện mặt trời nối lưới mặt trời nối lưới
* Đánh giá khả năng làm việc của trạm điện mặt trời nối lưới tại K9:
- Kết quả theo dõi hoạt động của trạm điện mặt trời nối lưới cho thấy trạm điện mặt trời nối lưới hoạt động khá ổn định, có lỗi xảy ra trong một số ngày ở bộ Inverter nối lưới nhưng có thể khắc phục được dễ dàng (khởi động lại Inverter nối lưới). Mơ hình trạm điện mặt trời tại Trung tâm huấn luyện Khu Di tích K9 đã tận dụng được tối đa các nguồn năng lượng tại chỗ phù hợp với khu vực lắp đặt. Do vậy về cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu các phụ tải ưu tiên tại khu vực sử dụng, phát huy tác dụng rất tốt, đem lại hiệu quả cung cấp điện cho hoạt động của cán bộ chiến sỹ.
- Về kỹ thuật và thời gian vận hành: Các thiết bị được tính tốn tối ưu, đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật, vận hành, đã duy trì ổn định với thời gian dài.
Ưu điểm riêng: Pin mặt trời hoạt động ổn định, vận hành đơn giản, độ bền cao, thiết kế giá đỡ cơ động, có thể an tồn khi có bão.
Mơ hình Trạm làm việc tin cậy. Kết quả hoạt động của trạm cho đến nay có thể củng cố thêm rằng mơ hình trạm điện mặt trời nối lưới có thể áp dụng tốt cho Khu di tich K9 để khai thác NLMT tại chỗ cung cấp điện ổn định và tin cậy cho các phụ tải ưu tiên tại Khu di tich K9. Khu vực K9 có những phụ tải đặc biệt ưu tiên, cần phải có nguồn cung cấp điện tin cậy và ổn định ngay cả trong trường hợp mất nguồn điện lưới tại Nhà tưởng niệm Bác; Khu nhà kính và Khu nhà sàn thuộc Khu Di tích K9. Khi đó mơ hình trạm điện mặt trời nối lưới sẽ là nguồn điện phù hợp nhất. Một ưu điểm khác tăng tính hiệu quả của trạm điện MT nối lưới tại Khu K9 là trong thời gian có nguồn điện lưới trạm điện MT vẫn phát huy hiệu quả. Khi đó trạm sẽ phát điện vào lưới điện hạ thế 220V cung cấp bổ sung cho các phụ tải khác trong khu vực K9.
- Với lộ trình tăng giá điện hiện nay thì việc đầu tư xây dựng các trạm loại này hồn tồn có thể khả thi về mặt kinh tế đồng thời góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường, chống lại hiện tượng biến đổi khí hậu nhờ việc giảm được một lượng CO2 phát thải vào môi trường.
- Hiệu suất sử dụng thực tế có thể thấp hơn so với lý thuyết do bị ảnh hưởng bởi sự sụt áp dây điện một chiều vì có vị trí đấu nối từ dàn PMT tới tủ điện khá dài (khoảng 30m); bề mặt PMT bị bụi bẩn bám do thời gian mưa ngắn (chủ yếu tập trung trong tháng 10-11) dẫn tới khơng có hiệu ứng tự rửa bề mặt. Hoặc có thể do nhiệt độ môi trường khá cao (khoảng 26-36 oC) khiến cho công suất PMT giảm do cứ tăng 1 oC so với nhiệt độ môi trường chuẩn sẽ làm giảm công suất PMT giảm 0,45% [44], đồng thời cường độ BXMT trong thực tế cũng luôn nhỏ hơn 1000W/m2.
- Với mơ hình cơng nghệ đã lựa chọn, đề xuất cho hiển thị thông số điện năng lượng mặt trời thu được, cùng hệ thống thông số môi trường lên màn hình của khu vực trong giờ thăm quan, phục vụ công tác tuyên truyền về ứng dụng công nghệ năng lượng mới, tái tạo, bảo vệ môi trường.