TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI TP .HCM
4.2 Văn bản quy định về xây dựng nhà máy điện/ điện năng lượng mặt trời
LƯỢNG MẶT TRỜI
- Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương quy
- Quyết định 13/2020/QĐ-TTg về Cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt
trời tại Việt Nam (gọi tắt là Quyết định 13). Quyết định này thay thế Quyết định 11/2017/ QĐ-TTg hết hiệu lực từ ngày 30/6/2019 ( đang được áp dụng )
- Thông tư số 18/2020/TT-BCT ngày 17/07/2020 quy định về phát triển dự án và hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời (Đang được áp dụng).
Bảng 4.1: Mục tiêu phát triển Điện mặt trời của Việt Nam
Năm 2020 2030 2050
Tăng lên đạt tỷ lệ 0.5% 6% 20%
Ước tính cơng suất 1GWp 24GWp 144GWp
4.3 VĂN BẢN QUY ĐỊNH VỀ KHẢO SÁT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
- Căn cứ Nghị định số 46/2015/NĐ- CP ngày 12/05/2015 của Chính phủ về
Quản lý chất lượng và bảo trì cơng trình xây dựng.
- Căn cứ Nghị định số 59/2015/NĐ- CP ngày 18/06/2015 của Chính phủ về
Quản lý cơng trình đầu tư xây dựng.
- Căn cứ Nghị định số 16/2016/TT- BXD ngày 30/06/2016 của Bộ Xây Dựng về Hướng dẫn thực hiện một số điều của Nghị Định số 59/2015/NĐ- CP của Chính phủ về Quản lý cơng trình Đầu tư xây dựng.
- Căn cứ thông tư số 17/2013/TT- BXD ngày 30/06/2013 của Bộ Xây Dựng về Hướng dẫn xác định và quản lý chi phí khảo sát xây dựng.
- Thơng tư số 06/2006/ TT- BXD ngày 10/11/2006 của Bộ Xây dựng hướng dẫn khảo sát địa chất kỹ thuật phục vụ lựa chọn địa điểm và thiết kế xây dựng cơng trình.
- Thông tư số 05/2011/ TT- BXD ngày 09/06/2011 của Bộ Xây dựng về quy định kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công tác khảo sát lập bản đồ địa hình phục vụ quy hoạch và thiết kế xây dựng
CHƯƠNG 5
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI CHO CÔNG TY CP XD ĐT & PT LĨNH PHONG – CONIC
5.1 TỔNG QUAN VỀ DOANH NGHIỆP
5.1.1 Thông tin chung về doanh nghiệp
Tên Doanh nghiệp: Công ty CP XD ĐT & PT Lĩnh Phong - Conic
Địa chỉ: Lô 13B - KDC Conic, Nguyễn Văn Linh, Huyện Bình Chánh, TP.HCM
Hoạt động chính: Phát triển các dự án đô thị mới mới, các căn hộ cao tầng hiện đại, các trung tâm thương mại dịch vụ và các khu du lịch nghỉ dưỡng cao cấp
Diện tích xây dựng: > 800 m2 Diện tích mái: > 800 m2
Hướng tòa nhà: Tây Nam
5.1.2 Hiện trạng mặt bằng tầng mái cơng trình của doanh nghiệp Mô tả: Mô tả:
- Công ty Cổ Phần Xây Dựng, Đầu Tư và Phát Triển Lĩnh Phong Conic (gọi tắt là Conic). Là một tập đoàn kinh doanh đa chức năng thuộc lĩnh vực bất động sản, trong đó mọi hoạt động đều dựa trên nền tảng tri thức, kinh nghiệm, tính sáng tạo và sức mạnh tổng hợp của hệ thống.
- Lĩnh vực kinh doanh chính là phát triển các dự án đô thị mới mới, các căn hộ cao tầng hiện đại, các trung tâm thương mại dịch vụ và các khu du lịch nghỉ dưỡng cao cấp
- Hiện nay văn phòng của cơng ty có diện tích xây dựng lớn hơn 800 m2 - Số lượng khối nhà: 01 khối tịa nhà chính và các cơng trình phụ trợ. - Ước tính diện tích mái: > 800 m2
- Kết cấu tầng mái: sàn bê tông
Nhận xét chung:
- Khu vực tầng mái tịa nhà có diện tích khoảng 800 m2, là sàn bê tông cốt thép, lát gạch đỏ, hướng Tây Nam.
- Mặt bằng tầng mái thơng thống khơng bị các cơng trình xung quanh hoặc cây xanh che phủ, đổ bóng, nên thuận lợi trong việc triển khai lắp đặt các tấm pin mặt trời.
Do vậy, xem xét triển khai ở tầng mái vì yếu tố thẩm mỹ và tính hiệu quả của hệ thống điện mặt trời.
Bảng 5.1: Vị trí dự kiến triển khai lắp đặt các tấm pin mặt trời Vị Vị
trí Khu vực dự kiến lắp đặt Kết cấu Diện tích (m2)
01 Khu vực tầng mái tòa nhà Sàn bê tơng cốt thép > 800 Tổng diện tích tiềm năng: > 800 5.1.3 Hiện trạng sử dụng điện của doanh nghiệp
Doanh nghiệp sử dụng nguồn điện 3 pha cung cấp bởi Công ty Điện lực Chợ Lớn phục vụ cho các hoạt động làm việc của văn phịng, cụ thể:
Hình 5.4: Vị trí tủ điện dự kiến kết nối với hệ thống điện mặt trời của công ty
Các thiết bị tiêu thụ điện năng chính của doanh nghiệp gồm: hệ thống máy lạnh, hệ thống chiếu sáng, hệ thống quạt thơng gió, máy vi tính,máy photo copy, cây nước nóng lạnh, tivi, máy chiếu,......
Vị trí tủ điện dự kiến kết nối với hệ thống điện mặt trời: Tủ điện nằm ở gần khu vực trạm MSB, thuận tiện trong việc kết nối, kéo dây cáp và lắp đặt, đồng thời có thể bố trí các thiết bị điện tử của hệ thống điện mặt trời tại khu vực này.
Bảng 5.2: Thống kê lượng điện năng tiêu thụ của Doanh nghiệp năm 2020 Tháng Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3 Tháng Tháng Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3 Tháng 4 Tháng 5 Tháng 6
Điện năng tiêu thụ
(kWh/tháng) 1.091 942 978 1.098 1.702 1.543 Tháng Tháng 7 Tháng 8 Tháng 9 Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12
Điện năng tiêu thụ
(kWh/tháng) 2.084 1.998 2.214 2.369 2.252 1.096
5.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ MÔ PHỎNG
5.2.1 Tiềm năng mặt trời tại khu vực dự án
Về cường độ bức xạ:
Dữ liệu bức xạ mặt trời, nhiệt độ mô trường và số giờ nắng hàng tháng tại khu vực dự án được thu thập từ các nguồn khác nhau được tóm tắt trong bảng dưới đây:
Dữ liệu của Meteonorm được dùng để tính tốn sản lượng điện cho dự án vì độ tin cậy và chất lượng cao hơn, thông số thống kê là mới nhất (năm 2010).
Bức xạ trung bình của tháng của dự án là 4.84 kWh/m2/ngày.
Nhiệt độ mơi trường
- Nhiệt độ trung bình của hệ thống ở mức trung bình ( 27.5 °C).
- Đây là nhiệt độ tương đối thích hợp cho hệ thống. Hiệu suất của hệ thống sẽ tỉ lệ nghịch với sự gia tăng nhiệt độ.
- Dựa theo điều kiện khảo sát về vị trí lắp đặt hệ thống thì chúng tơi nhận thấy hệ thống sẽ đạt được hiệu suất cao với hiện trạng vị trí lắp đặt các thiết bị.
- Do đó hiệu suất làm việc của thiết bị sẽ đạt ngưỡng cao và tăng tuổi thọ của các thiết bị trong dự án này.
5.2.2 Vị trí lắp đặt các tấm pin mặt trời:
Chúng tôi đề xuất lắp đặt các tấm pin mặt trời tại các vị trí tầng mái tịa nhà, cụ thể:
Bảng 5.3: Vị trí lắp đặt các tấm pin mặt trời Vị Vị
trí Khu vực lắp đặt Cơng suất
(kWp)
01 Khu vực tầng mái tịa nhà – hướng Tây Nam 20 Tổng công suất thiết kế: 20
Hình 5.6 : Các khu vực bố trí các tấm pin mặt trời tại tịa nhà 5.2.3 Lựa chọn công nghệ tấm pin
Khái niệm pin quang điện
Hệ thống quang điện mặt trời (photovoltaic solar system – PV) là các ứng dụng công nghệ khai thác quang năng mặt trời và chuyển hóa thành điện năng sử dụng các thiết bị bán dẫn quang (còn gọi là các tế bào quang điện (solar cell).
Pin quang điện mặt trời (PV) làm nhiệm vụ chuyển hóa trực tiếp ánh sáng mặt trời thành điện năng theo hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng quang điện được các nhà khoa học tại Tập đồn Điện thoại Bell tìm ra năm 1954, trên cơ sở nghiên cứu và phát triển ứng dụng cho hiệu ứng này, các công nghệ pin quang điện dần phát triển cho đến ngày nay. Hiện nay có nhiều cách phân loại pin quang điện mặt trời, tuy nhiên cách phân loại phổ biến và cụ thể nhất hiện nay là phân loại theo vật liệu chế tạo.
Theo đó, các công nghệ pin mặt trời hiện nay bao gồm:
- Dạng đơn tinh thể (monocrystalline) : hiệu suất cao nhất 16% - 18% - Đa tinh thể (polycrystalline) : hiệu suất trung bình 15% - 17% - Màng mỏng (thin film) : hiệu suất thấp nhất 11% - 12%
Hình 5.7: Pin năng lượng dạng Monocrystalline (bên trái) và Polycrystalline (bên
phải)
Các tấm pin năng lượng mặt trời được hình thành bằng cách mắc nối tiếp nhiều thành phần nhỏ gọi là solar cell thành một tấm lớn như trong hình , gọi là solar module. Chuẩn cơng nghiệp ngày nay có hai dịng sản phẩm chính được cấu tạo từ 60 solar cells hoặc 72 solar cells.
Dịng 60 solar cells dải cơng suất từ 245 Wp đến 275 Wp trong khi đó dòng 72 solar cells có dải công suất từ 295Wp đến 330 Wp đối với loại Poly trong khi đó với dịng Mono thì cùng kích thước cho công suất hơn khoảng 20Wp. Việc chọn lựa loại pin năng lượng mặt trời Poly/Mono với công suất đỉnh nào chủ yếu phụ thuộc vào bài tốn tài chính. Về mặt kỹ thuật đối với các hệ pin năng lượng mặt trời có cơng suất trung bình cỡ vài trăm kWp thì chủ yếu chọn lựa loại pin năng lượng mặt trời 72 cells, cho ưu thế chủ yếu về mặt diện tích lắp đặt địi hỏi ít hơn loại 60 cells.
Sau khi khảo sát và đánh giá các cơng nghệ pin hiện nay thì ta chọn cơng nghệ pin Mono.
Ở đây, ta khảo sát cụ thể chọn : Tấm Pin năng lượng mặt trời AE 370M6 – 72
(1000) của hãng AE SOLAR
Bảng 5.4: Thông số tấm Pin AE 370M6 – 72 (1000 ) Thông số kỹ thuật Giá trị
Mã tấm pin AE 370M6 – 72 (1000)
Loại cell 158.75 x 158.75 mm, 72 cell/tấm
Công suất đỉnh 370Wp
Sai số công suất 0 ~ 1.4 %
Hiệu suất 20.95 %
Dịng điện tại cơng suất đỉnh (Imp) 9.28 A
Điện áp tại công suất đỉnh (Vmp) 39.9 V
Dòng ngắn mạch (Isc) 9.61 A
Điện áp hở mạch (Voc) 48.51 V
Trọng lượng 21 kg
Tiêu chuẩn IP 67 rated
Bảo hành tấm pin 15 năm
Bảo hành hiệu suất trong 10 năm đầu ≥ 90% Bảo hành hiệu suất tấm pin đến năm 25 ≥ 80%
5.2.4 Lựa chọn công nghê Inverter
Hiện nay trên thị trường có khá nhiều chủng loại Inverter và nhà sản xuất như: Out Back, Solectria, PV Powered, Satcon, SMA, Xantrex, Hyundai... Khi lựa chọn 1 Inverter có các thông số quan trọng mà chúng ta cần quan tâm như: công suất, điện áp, tần số, nhiệt độ làm việc.
Tuy nhiên xét đến các khả năng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, các tiêu chuẩn đáp ứng và thương hiệu của nhà sản xuất nên ta sẽ lựa chọn thiết bị của hãng SMA (Đức) do có các ưu điểm sau:
- An toàn khi lắp đặt và vận hành: Sử dụng các đầu đấu nối chuyên dụng cho hệ thống nên đảm bảo độ an toàn cho lắp đặt và vận hành
- Vận hành đơn giản
- Khả năng giám sát và điều khiển từ xa có thể tích hợp với hệ thống giám sát từ xa SSOC
Sau khi khảo sát và đánh giá ta chọn Inverter hòa lưới Sunny Tripower 20000TLEE của hãng SMA có cơng suất 20kW
Bảng 5.5: Thông số Inverter Sunny Tripower 20000TLEE Thông số kỹ thuật Giá trị Thông số kỹ thuật Giá trị
Mã sản phẩm Sunny Tripower 20000TLEE
Công suất ngõ vào DC max 20440 W Điện áp ngõ vào DC max 1000 V
Dải diện áp MPP 320V – 800V
Dòng điện ngõ vào DC max 33 A Công suất ngõ ra AC max 20000 VA
Dải tần số ngõ ra 50Hz /44Hz – 55Hz
Dòng điện AC max 29 A
THD ≤ 3%
Hiệu suất max 98,4 – 98 %
IP 65
Kích thước (mm) 661 x 682 x 264
Khối lượng 61 Kg
Đáp ứng các tiêu chuẩn
ANRE 30, AS 4777, BDEW 2008, C10/11:2012, CE, CEI 0-16, CEI 0-21, EN 50438:2013*, G59/3, IEC 60068-2-x, IEC 61727, IEC 62109-1/2, IEC 62116, MEA 2013, NBR 16149, NEN EN 50438, NRS 097-2-1, PEA 2013, PPC, RD 1699/413, RD 661/2007, Res. n°7:2013, SI4777, TOR D4, TR 3.2.2, UTE C15-712-1, VDE 0126-1-1
5.2.5 Ứng dụng mô phỏng phần mềm PVsyst cho dự án
Mở ứng dụng phần mềm Pvsyst và nhập các dữ liệu cho dự án - Chọn Gird – Connected để tạo một dự án mới
- Nhập vị trí tọa độ dự án
- Chọn save để lưu lại dự án
- Chọn system để chọn tấm pin cho dự án
- Chọn Run Simulation để chạy mơ phỏng
- Các kết quả của chương trình
Sản lượng điện năng tạo ra từ hệ thống điện mặt trời cơng suất 20 kWp được tính tốn bằng phần mềm PVsyst như sau :
- Điện năng tạo ra trung bình trong ngày: 80 kWh/ngày
- Điện năng tạo ra trung bình trong tháng: 2431.25 kWh/tháng - Tổng sản lượng điện năng tạo ra trong 01 năm: 29175 kWh/năm - Hiệu quả hoạt động của hệ thống: 1460 kWh/kWp/năm
Hình 5.10: Các kết quả tính tốn của phần mềm Pvsyst 5.2.6 Thơng số kỹ thuật và cấu hình hệ thống 5.2.6 Thơng số kỹ thuật và cấu hình hệ thống
Bảng 5.6: Thông số hệ thống điện mặt trời nối lưới công suất 20 kWp
STT Thông tin Giá trị
1 Công suất hệ thống 20 kWp 2 Inverter 3 + Công suất 20 kW 4 + Số lượng 1 cái 5 Pin 6 + Công suất 1 tấm 370 W 7 + Số lượng 54 tấm pin
8 + Gồm 3 String 1 String : 18 tấm pin
9 Góc nghiêng 12 độ về phía chính Nam
10 Hiệu suất 82,02 %
Hình 5.12: Sơ đồ khối đấu nối hệ thống điện mặt trời với lưới điện doanh nghiệp
Năng lượng hệ thống giảm dần trong 20 năm là do có tác động đến từ mơi trường và chính bản thân tuổi thọ của hệ thống vào khoảng 20%.
Kết luận: Theo thiết kế, sản lượng điện năng tạo ra của hệ thống điện mặt trời
với công suất 20 kWp là 29,175 kWh/năm, trong khi đó tổng điện năng tiêu thụ trong năm 2020 của công ty là 19,367 kWh/ năm. Như vậy, hệ thống điện mặt trời
đáp ứng gần 150 % điện năng tiêu thụ trong năm của doanh nghiệp.
5.3 CHỌN THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN
5.3.1 Hệ thống cáp điện
Các yêu cầu cơ bản để lựa chọn cáp DC cho hệ thống PV gồm:
- Cáp điện DC nên có 2 lớp cách điện và được phân cực rõ ràng. - Nên sử dụng các đầu kết nối cáp điện chuyên dùng.
- Cáp điện DC nên đi theo đoạn đường ngắn nhất đến inverter để giảm tổn hao do truyền dẫn.
- Các cáp điện nên được bố trí song song nhau. Hạn chế các dây cáp điện đặt chồng, chéo lên nhau.
- Cáp điện không được đặt trong các khu vực nguy hiểm dễ cháy nổ. - Cáp điện DC không được đặt gần hệ thống cáp điện chống sét.
Bảng 5.7: Thông số kỹ thuật cáp điện lựa chọn: Dây cáp điện Cadivi CV 0,6/1 kV
Tiêu chuẩn áp dụng TCVN 5935-1 / IEC 60502-1 TCVN 6612 / IEC 60228
Cấp điện áp U0/U 0,6/1 kV
Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép của ruột dẫn
70°C Nhiệt độ cực đại cho phép của ruột dẫn
khi ngắn mạch trong thời gian không quá 5 giây là
140°C, với tiết diện lớn hơn 300mm².