vọng khai thác tại K9
Qua phân tích số liệu, tính tốn tiềm năng năng lượng mặt trời và gió tại khu vực K9 thấy rằng: tiềm năng nguồn năng lượng gió tại khu vực K9 nhỏ, có tính đặc thù của vùng núi phía Bắc Việt Nam nên việc khai thác nguồn năng lượng gió nầy để cấp điện tại K9 không đạt hiệu quả về kinh tế. Tiềm năng năng lượng mặt trời là khả quan, có thể khai thác nguồn năng lượng này phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ điện của
khu vực. Tại K9 phần diện tích rừng vẫn cịn chiếm ưu thế, hạn chế về diện tích phục vụ khai thác năng lượng mặt trời. Chính vì vậy trong khn khổ của đề tài chúng ta sẽ tập chung nghiên cứu so sánh và lựa chọn cơng nghệ khai thác mặt trời có qui mơ vừa và nhỏ. Đây là những mơ hình phù hợp có thể áp dụng tại Khu Di tích K9.
Hiện nay, để khai thác năng lượng mặt trời tại Việt Nam có 2 dạng mơ hình cơng nghệ cấp điện chính, đó là mơ hình cấp điện độc lập (ngồi lưới điện) và mơ hình cấp điện đấu lưới.
3.4.1 Cơng nghệ và thiết bị khai thác điện NLMT độc lập
Loại trạm điện MT này thường được ứng dụng cho các khu vực miền núi, hải đảo,… những nơi khơng có lưới điện quốc gia, công suất thường nhỏ (hàng chục Wp đến hàng trăm kWp).
- Ưu điểm của loại nguồn này là có thể ứng dụng cho mọi nơi, mọi địa hình những nơi có thể khai thác được NLMT. Riêng với trạm điện MT vận hành khá đơn giản, hoạt động tin cậy,…
- Nhược điểm lớn nhất của trạm điện loại này là phải sử dụng Bộ ắc qui để tích trữ điện năng, để ổn định nguồn cung cấp, đây là thành phần khá đắt tiền, phải chăm sóc bảo trì thường xun và gây ơ nhiễm mơi trường.
Sơ đồ hình 3.11 là sơ đồ điển hình về hệ nguồn điện mặt trời. Các thành phần chính của hệ nguồn nhau sau:
- Phần phát điện: Tấm PMT có nhiệm vụ hấp thụ và chuyển đổi nguồn NLMT thành nguồn điện năng một chiều;
- Bộ Điều khiển (charge controller) có nhiệm vụ điều hồ q trình nạp điện và phóng điện của Bộ ắc qui, bảo vệ ắc qui;
- Hệ thống ắc quy (battery) gồm một hay nhiều bình ắc qui nối ghép lại. Nó tích trữ điện năng (nạp điện) khi có nắng, PMT phát điện và ắc qui cấp điện bổ xung cho các tải tiêu thụ khi nguồn điện từ pin MT không đủ (không đủ ánh nắng mặt trời);
- Bộ biến đổi điện (inverter) biến đổi điện một chiều từ PMT và Bộ ắc qui thành điện xoay chiều thơng dụng (ví dụ 220V, 50Hz). Trường hợp nếu tải tiêu thụ là loại tải sử dụng điện một chiều thì khơng cần sử dụng Bộ biến đổi điện;
Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống điện mặt trời độc lập
Các thành phần nêu trên được thiết kế, tính tốn, đảm bảo kỹ thuật phù hợp nhu cầu tiêu thụ điện của phụ tải và tiềm năng bức xạ mặt trời tại chỗ.
Mô hình cấp điện mặt trời có thể dùng cho hộ gia đình, cho hộ tập thể, cụm dân cư, cho nhu cầu công cộng và cho các hộ là các doanh nghiệp. Với mỗi loại phụ tải khác nhau sẽ được tính tốn và thiết kế tương ứng. Riêng với trạm điện pin MT tính linh hoạt và thích nghi với phụ tải là tốt. Qui mơ cơng suất có thể từ vài chục watt đến hàng trăm kilowatts. Chính vì vậy trong thời gian qua tại Việt Nam đã có rất nhiều dự án tài trợ của các tổ chức phi chính phủ cũng như hỗ trợ của nhà nước, bộ ngành khác nhau đã triển khai lắp đặt hàng ngàn trạm điện mặt trời cho các hộ dân, hoặc các trạm tập trung cho thôn, bản, cộng đồng, đồng bào thiểu số, đồng bào ở vùng sâu vùng xa, miền núi, hải đảo.
3.4.2 Công nghệ và thiết bị khai thác điện NLMT nối lưới
Một loại mơ hình cơng nghệ trạm điện NLTT khá phổ biến hiện nay trên thế giới là mơ hình phát điện MT nối với điện lưới cơng nghiệp (tần số 50-60Hz). Riêng sơ đồ công nghệ ĐMT nối lưới là cơng nghệ điển hình mà các nước phát triển đang ứng dụng rất phổ biến và chiếm tỷ trọng lớn trong tổng công suất PMT được lắp đặt.
Về mặt cấu trúc của các trạm điện này bao gồm hai phần chính là các tấm PMT hoặc máy phát điện gió (PĐG) và inverter nối lưới (Hình 3.12 ).
Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện mặt trời nối lưới quy mô nhỏ
Về mặt cấu trúc thì các trạm điện MT có cấu trúc đơn giản bao gồm hai phần chính là các tấm PMT và inverter nối lưới. Dòng điện một chiều DC từ các tấm PMT được đưa qua bộ biến đổi điện nối lưới inverter để chuyển đổi điện một chiều DC thành xoay chiều AC cung cấp trực tiếp cho các phụ tải. Ngồi ra tùy theo u cầu có thể có lắp thêm các phẩn tử hỗ trợ khác như đồng hồ công tơ đo đếm điện năng phục vụ cho việc theo dõi điện năng phát được của trạm PMT và điện năng tiêu thụ của phụ tải. Phần điện năng dư thừa (nếu có) được bơm vào cho lưới điện và ngược lại khi nguồn điện MT không đủ cho nhu cầu sử dụng thì được bổ xung từ nguồn điện lưới.
Sơ đồ cơng nghệ cấp điện này có ưu điểm cơ bản là cấp điện ổn định, đáp ứng được các nhu cầu sử dụng điện của phụ tải với chất lượng cao, đặc biệt với mơ hình trạm điện MT nối luới. Thông thường hệ thống cũng không phát sinh các chi phí hàng tháng khác và rất ít khi phải bảo dưỡng, do loại công nghệ này không sử dụng ắc qui để tích trữ năng lượng, nếu có sử dụng hệ thống ắc quy thì chỉ để dự phịng khi mất điện lưới. Dải cơng suất loại trạm điện này rất rộng, có thể từ vài kW đến hàng trăm, nghìn kW. Các trạm ĐMT nối lưới có thể được lắp đặt trên nóc nhà hoặc tại một vị trí thích hợp, đóng vai trị như một nhà máy điện công suất nhỏ cấp điện cho lưới điện. Tuy nhiên, hạn chế loại mơ hình này là tại nơi muốn lắp đặt trạm điện MT phải có lưới điện chung.
Ở một số nước phát triển cơng nghệ này sử dụng rộng rãi và cịn được nhà nước khuyến khích hỗ trợ về giá khi phát vào lưới. Tại Việt Nam, do chưa có các cơ chế và quy định pháp lý, kỹ thuật cụ thể, đặc biệt là chưa có loại cơng tơ hai chiều thuận nghịch, nên loại cơng nghệ này được sử dụng cịn hạn chế và thường có qui mơ nhỏ.