5. Kết cấu của luận văn
3.5. Tính tốn sản lượng điện năng tạo ra khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời tạ
3.5.1. Tính tốn sản lượng điện năng bằng phần mềm PVsyst
Hình 3.25: Giao diện phần mềm PVsyst
Đầu tiên, ta sẽ nhập thông tin địa điểm Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 vào phần mềm với thông tin:
- Địa điểm (Location): Số 02 Ngô Quyền Đà Nẵng - Việt Nam. - Vĩ độ (Latitude): 1706’6”.
- Kinh độ (Longtude): 108014’50”. - Múi giờ: +7.
Sau khi nhập địa điểm, ta có thể xem các dữ liệu về khí hậu, vị trí phần mềm tự động cập nhật sau khi chọn địa điểm trực tiếp trên bản đồ (đã tích hợp sẵn phần mềm Meteo - tra cứu các dữ liệu về khí hậu tồn cầu) mà khu vực đó nhận được. Cụ thể, ở điểm Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 có số liệu cụ thể theo hình:
Hình 3.27: Lượng bức xạ trung bình ngày tại Trung tâm
Bước tiếp theo, tiến hành nhập các hướng mái ở mục Orientation, trong chương này tác giả dùng 4 hướng mái chính để tính tốn sản lượng cho hệ thống điện mặt trời đã thiết kế.
Sau đó, tiến hành lựa chọn tấm pin LR5-72HPH-540M và cấu hình số lượng tấm pin mỗi hướng mái chính như thiết kế. Tổng số lượng tấm pin là 118 tấm với tổng công suất DC là 63.720 wp. Chọn biến tần Sungrow SH10RT.
Hình 3.29: Cấu hình tính tốn sản lượng
Sau khi cấu hình các thơng số, ta tính hành chạy tính tốn “Run Simulation”. Phần mềm sẽ tự động tính tốn và đưa ra sản lượng dự đốn cho chúng ta.
Hình 3.30: Kết quả mô phỏng sản lượng
Tiến hành xuất file báo cáo dưới dạng PDF để có thể xem thêm các kết quả về sản lượng. Ta sẽ thấy được dự đoán mất mát do các mảng PV theo hướng, nhiệt độ… là 0,62 kWh/kWp/ngày. Tổn thất của hệ thống điện như inverter, điện trở dây dẫn… là
0,07 kWh/kWp/ngày. Sản lượng điện tạo ra được trung bình là 3,8 kWh/kWp/ngày. Dự đoán sản lượng đạt được của hệ thống là 88,42 MWh/năm và hiệu suất chuyển đổi của hệ thống được đánh giá đạt mức 84,73%.
Hình 3.31: Biểu đồ các thông số sản lượng cơ bản mỗi kWp
Bảng 3.4: Kết quả mô phỏng sản lượng mỗi tháng trong 1 năm
Tháng Tổng điện năng nhận DC (MWh) Tổng điện năng phát AC(MWh)
1 5,776 5,675 2 7,717 7,591 3 7,787 7,645 4 9,303 9,159 5 9,458 9,316 6 9,958 9,812 7 9,451 9,312 8 8,494 8,358 9 6,937 6,807 10 6,512 6,404 11 4,315 4,194 12 4,260 4,143 Tổng 89,969 88,416
Ngoài cho kết quả về sản lượng, phần mềm còn đưa ra các tổn thất mà hệ thống chịu tác động.
3.5.2. Tính tốn trào lưu công suất
Năng lượng phát ra của hệ thống ĐMT phụ thuộc nhiều vào số giờ nắng, lượng bức xạ mặt trời theo từng ngày. Sản lượng điện phát ra của ĐMT sẽ cung cấp trực tiếp cho phụ tải và phần thừa sạc vào ắc quy, nếu trong tình trạng ắc quy đầy thì sản lượng sẽ bị điều chỉnh giảm bởi bộ Zero export. Tác giả sẽ tiến hành tính tốn trào lưu cơng suất dựa vào dự đoán sản lượng điện được tạo ra từ hệ thống điện mặt trời và công suất tiêu thụ của Trung tâm vào năm 2020.
Bảng 3.5: Tính tốn trào lưu cơng suất
Tháng Điện năng tiêu thụ
năm 2020 (MWh)
Điện năng tạo ra từ hệ thống ĐMT (MWh)
Lượng điện năng dư không được tiêu thụ
(MWh) 1 28,624 5,675 0 2 24,264 7,591 0 3 36,888 7,645 0 4 38,384 9,159 0 5 45,624 9,316 0 6 60,944 9,812 0 7 62,840 9,312 0 8 52,136 8,358 0 9 63,424 6,807 0 10 39,032 6,404 0 11 32,456 4,194 0 12 25,000 4,143 0 Tổng 509,616 88,416 0
Như vậy, ta thấy rằng sản lượng điện dư được tạo ra không được tiêu thụ trong các tháng đều bằng 0.
Từ Bảng 3.5 ta tổng hợp được lượng điện năng tiêu thụ lấy từ lưới điện của Trung tâm cả năm là 420,75 MWh, sản lượng điện tiêu thụ từ HT ĐMT phát ra là 88,416 MWh. Như vậy, nếu tính trung bình cả năm thì hệ thống ĐMT cơ bản đáp ứng 1/4 được nhu cầu sử dụng điện của Trung tâm.
3.6. Tính tốn hiệu quả khi xây dựng hệ thống điện mặt trời cho Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2
Trong phần trên, tác giả đã tập trung chủ yếu là nghiên cứu, lựa chọn mơ hình hệ thống pin năng lượng mặt trời, phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật chính của hệ thống. Chương này sẽ tính tốn dự kiến tổng mức đầu tư của hệ thống, khối lượng và giá
thành là tương đối, là cơ sở tham tham khảo để có cơ sở quyết định lựa chọn phương án đầu tư.
3.6.1. Tổng mức đầu tư
Cơ sở tính tốn:
- Thơng tư số 06/2016/TT-BXD ngày 10/03/2016 của Bộ xây dựng về việc hướng dẫn lập và quản lý chi phí đầu tư xây dựng cơng trình.
- Quyết định số 79/QĐ-BXD ngày 15/02/2017 của Bộ trưởng Bộ xây dựng về việc công bố định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu xây dựng cơng trình.
- Biểu giá bán điện theo Quyết định số 2256/QĐ-BCT ngày 12/3/2015 của Bộ Công Thương.
- Biểu giá bán điện theo Quyết định số 4495/QĐ-BCT ngày 30/11/2017 của Bộ Công Thương.
- Chi phí nghiệm thu cơng trình theo Thơng tư số 9225/BCT-TCNL ngày 05/10/2011 của Bộ Công Thương.
- Chi phí thẩm tra phê duyệt quyết tốn, chi phí kiểm tốn cơng trình tính theo Thơng tư số 09/2016/TT-BTC ngày 18/01/2016 của Bộ Tài Chính.
- Thơng tư số 210/2016/TT-BTC ngày 10/11/2016 của Bộ Tài chính, quy định mức thu, chế độ thu nộp, quản lý và sử dụng phí thẩm định thiết kế kỹ thuật, phí thẩm định dự toán xây dựng.
- Tham khảo giá cả các vật tư, thiết bị trên thị trường thực tế. - Số lượng, chủng loại các thiết bị đã tính tốn trong chương này. - Báo giá của Công ty Cổ phần Năng lượng Hải Sun - Đà Nẵng. - Báo giá của Công ty Cổ phần Năng lượng Protek - Đà Nẵng. - Báo giá của Công ty TNHH Thiết bị Vu Gia – Đà Nẵng.
Tổng mức đầu tư cơng trình bao gồm các khoản chi phí: xây dựng, thiết bị, tư vấn và các chi phí khác.
a) Chi phí mua thiết bị (CPTB)
Bảng 3.6: Chi phí mua thiết bị Hệ thống pin mặt trời (Khái toán)
TT Tên thiết bị ĐVT SL Đơn giá
(Đồng) Thành tiền (Đồng) Ghi chú 1 Pin mặt trời LR5- 72HPH-540M Tấm 118 3.618.000 426.924.000 Báo giá của Công ty Cổ phần Năng Hải Sun 2
Bộ chuyển đổi DC-AC Inverter Sungrow
SH10RT
TT Tên thiết bị ĐVT SL Đơn giá (Đồng)
Thành tiền
(Đồng) Ghi chú
3 Tủ điện + thiết bị bảo
vệ, chống sét ….. Bộ 4 3.500.000 14.000.000 4 Tủ tổng (ATS, chống sét..) Bộ 1 7.200.000 7.200.000 5 Hệ thống ắc quy 2800Ah Bộ 1 840.000.000 840.000.000 Tổng cộng (CPTB) 1.504.124.000 b) Chi phí xây dựng (CPXD)
Bảng 3.7: Chi phí gia cơng, lắp dựng dàn pin mặt trời (Khái toán)
TT Hạng mục ĐVT SL Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) Ghi chú 1 Gia công, lắp đặt trọn bộ hệ thống ĐMT theo thiết kế kWp 64 400.000 25.600.000
Báo giá của Công ty Cổ
phần Năng lượng Hải Sun
2 Cáp đồng Cadivi từ tấm pin đến Inverter - CV 1x4,0 mm2 (Cu/PVC). – Màu Đỏ Mét 100 15.350 1.535.000
Báo giá của Công ty TNHH Thiết bị Vu gia 3 Cáp đồng Cadivi từ tấm pin đến Inverter - CV 1x4,0 mm2 (Cu/PVC). – Màu Đen Mét 100 15.350 1.535.000 4 Cáp đồng CXV 3x6mm2 từ Inverter đến MCCB tổng tòa nhà (nối lưới) Mét 50 42.300 2.115.000
5 Rail nhôm, chân L, kẹp
giữa, kẹp biên, MC4 Bộ 1 15.000.000 15.000.000 6 Sắt mạ kẽm, thanh U Bộ 1 7.500.000 7.500.000 7 Hệ thống máng cáp Bộ 1 3.900.000 3.900.000
c) Chi phí khác (CPK): Quản lý dự án (Gqlda); tư vấn, giám sát (Gtv); dự phòng (Gdp); thẩm định, thẩm tra (Gkt)
Bảng 3.8: Chi phí khác (CPK) khi xây dựng hệ thống pin mặt trời
TT Các khoản mục Ký hiệu Cách tính Chi phí (đồng) Ghi chú
1 Chi phí quản lý dự án Gqlda (CPXD+CPTB) ×2,762% 31.524.000 QĐ 79/QĐ- BXD 2 Chi phí tư vấn, giám sát xây dựng Gtv Khảo sát, thiết kế dự
toán; giám sát thi cơng 31.524.000
QĐ 79/QĐ- BXD 3 Chi phí thẩm định, thẩm tra, kiểm tốn Gkt 0.822% × (Gxd+Gtb+Gk+Gdp) 9.900.000 TT 09/2016/TT- BTC 4 Dự phòng Gdp 5.000.000 Tổng cộng CPK Gqlda+Gtv+ Gdp+Gkt 77.948.000
Tổng mức đầu tư cơng trình (TMĐT) chính là tổng cộng các chi phí xây dựng, chi phí mua thiết bị, quản lý dự án, tư vấn đầu tư xây dựng và chi phí khác được tính ở trên:
𝑇𝑀Đ𝑇 = 𝐶𝑃𝑋𝐷 + 𝐶𝑃𝑇𝐵 + 𝐶𝑃𝐾 = 1.639.297.000 (đồ𝑛𝑔)
Theo khảo sát thị trường hiện nay, chi phí để lắp đặt, hồn thiện cho 1kWp pin NLMT có lưu trữ khoảng 20.000.000 đồng. Với công suất lắp đặt tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 thì tổng chi phí cần thanh tốn trọn gói cho nhà thầu là:
25.000.000 đồng/kWp × 64 kWp = 1.600.000.000 đồng. Như vậy, khái toán trên là tương đối phù hợp.
d) Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống (CPVHBD)
Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống là các khoản chi phí trả lương cho nhân viên, chi phí bảo dưỡng hệ thống pin mặt trời, thiết bị.
Hiện Trung tâm đã có phịng kỹ thuật chun bảo trì hệ thống điện, nên chỉ cần chi phí mua vật tư dự bảo trì cho hệ thống điện mặt trời là 1.000.000 đồng/ tháng. Như vậy, hằng năm chi phí cho việc bảo trì hệ thống là là 12.000.000 đồng.
Bảng 3.9: Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống hệ thống mặt trời
TT Các khoản mục Định mức Cách tính Chi phí
(đồng/năm)
1 Chi phí vật tư bảo trì 1.000.000đồng/tháng 1.000.000 x 12 12.000.000
e) Các chi phí khấu hao hằng năm (CPKH):
Giả sử, thời gian khấu hao của hệ thống là 12 năm và giá trị còn lại sau 12 năm sử dụng là 20% tổng mức đầu tư cơng trình. Như vậy, giá trị khấu hao hằng năm (CPKH) của hệ thống pin năng lượng mặt trời là:
CPKH = 𝑇𝑀Đ𝑇−20% ×𝑇𝑀Đ𝑇
12 =
= 1.639.297.000−20% ×1.639.297.000
12 = 109.286.467 (đồng/năm).
3.6.2. Phân tích hiệu quả kinh tế
Hiện tại Trung tâm đang sử dụng biểu giá điện 3 pha, mức giá điện cho mỗi giờ cao điểm, thấp điện là khác nhau. Để thuận tiện cho q trình tính tốn, tác giả sử dụng giá điện chung cho mỗi kWh mà Trung tâm phải chi trả.
Từ số liệu thu thập được, ta thấy năm 2020 Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 tiêu thụ hết 509.616 kWh và số tiền chi trả là: Tnăm = 969.289.632 đồng (đã bao gồm thuế VAT). Như vậy, Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 phải trả trung bình 1,902 (đồng/kWh).
Hiện tại năm 2021, chưa có giá bán điện mới nên tác giả dùng giá mua điện hiện tại làm giá điện mà hệ thống NLMT tạo ra. Như vậy lượng điện năng mà hệ thống ĐMT tạo ra được sử dụng trực tiếp tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 có giá 1,902 (đồng/kWh). Giả thiết hệ thống điện mặt trời sau mỗi năm bị giảm 0,8% hiệu suất, giá điện mỗi năm tăng 1%. Ta có bảng thống kê lợi nhuận mà hệ thống điện mặt trời mang lại trong 7 năm:
Bảng 3.10: Thống kê lợi nhuận hệ thống điện mặt trời
Thống kê lợi nhuận hệ thống điện mặt trời
Năm Hình thức sử dụng Số
kWh/năm
Giá điện mua (nghìn đồng/kWh)
Thành tiền (đồng)
1 Trực tiếp cho phụ tải 88.416
1,902 168.167.232
Bán điện cho EVN 0 0
2 Trực tiếp cho phụ tải 87.709
1,921 168.490.113
Bán điện cho EVN 0 0
3 Trực tiếp cho phụ tải 87.007
1,940 168.813.614
Bán điện cho EVN 0 0
4 Trực tiếp cho phụ tải 86.311
1,960 169.137.736
Bán điện cho EVN 0 0
5 Trực tiếp cho phụ tải 85.620
1,979 169.462.481
Thống kê lợi nhuận hệ thống điện mặt trời
Năm Hình thức sử dụng Số
kWh/năm
Giá điện mua (nghìn đồng/kWh)
Thành tiền (đồng)
6 Trực tiếp cho phụ tải 84.935
1,999 169.787.849
Bán điện cho EVN 0 0
7 Trực tiếp cho phụ tải 84.256
2,019 170.113.841
Bán điện cho EVN 0 0
8 Trực tiếp cho phụ tải 83.582
2,039 170.440.460 Bán điện cho EVN 0
9 Trực tiếp cho phụ tải 82.913
2,060 170.767.706 Bán điện cho EVN 0
10 Trực tiếp cho phụ tải 82.250
2,080 171.095.580 Bán điện cho EVN 0
Qua bảng thống kê, ta nhận thấy, với thời gian 10 năm thì tổng số tiền tiết kiệm được từ việc sử dụng điện năng từ hệ thống điện mặt trời thay thế cho lượng điện năng từ điện lưới là 1.696.276.611 (VNĐ). Do đó, dự án mất chưa đến 10 năm để hồn vốn, đây là thời gian hồn vốn trung bình của 1 dự án điện mặt trời có hệ thống lưu trữ. Như vậy, việc đầu tư vào hệ thống điện mặt trời trên mái này là hoàn toàn kinh tế và mang lại lợi ích lâu dài.
3.7. Đề xuất giải pháp phát triển hệ thống quản lý toà nhà - BMS (Building Managenent System) Managenent System)
3.7.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống quản lý toà nhà – BMS
Với sự phát triển khơng ngừng của đất nước, các tồ nhà cao tầng, cơ quan, các khu công nghiệp, khách sạn, trung tâm thương mại… đang được xây dựng ngày càng nhiều. Tính chất chung của các tồ nhà, khu nhà này là việc tiêu thụ năng lượng trong quá trình vận hành rất lớn, nhưng việc kiểm soát và quản lý lại rời rạc và kém hiệu quả. Bên cạnh đó, ý thức của người dân về việc sử dụng hiệu quả năng lượng còn kém, dẫn đến trong quá trình sinh hoạt và làm việc gây ra sự lãng phí trong việc tiêu thụ năng lượng. Do đó các hệ thống quản lý năng lượng trong toà nhà đang được phát triển rất nhiều và trở thành xu thế trong việc quản lý việc sử dụng năng lượng tại cái toà nhà ở Việt Nam cũng như trên Thế giới.
Hệ thống quản lý toà nhà – BMS (Building Management System) là một hệ thống quản lý mang tính tổng thể cao trong việc điều khiển và giám sát về kỹ thuật dành cho các toà nhà.
Hệ thống BMS thực hiện việc thu thập dữ liệu thông tin, thông số kỹ thuật từ các thiế bị kết nối tới hệ thống. Qua việc thu thập và phân tích thơng tin, hệ thống BMS sẽ điều khiển và vận hành hệ thống theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo hiệu quả về mặt kỹ thuật và bảo mật.
Hình 3.34: Mơ hình tổng quan về hệ thống quản lý toà nhà BMS
Một hệ thống BMS cơ bản thường gặp có thể giám sát, quản lý và điều khiển một hệ thống kỹ thuật của toà nhà bao gồm:
- Hệ thống điều hoà khơng khí, quạt hút - Hệ thống giám sát an ninh
- Hệ thống phòng cháy chữa cháy - Hệ thống quản lý tiêu thụ điện năng - Hệ thống điều khiển chiếu sáng
Tuỳ vào nhu cầu của nhà quản lý mà hệ thống BMS có thể quản lý được nhiều hoặc ít hơn so với những chức năng cơ bản. Việc phát triển mở rộng hệ thống BMS gần như là không giới hạng, nhằm phụ vụ cho nhu cầu quản lý các toà nhà ngày càng gia tăng của con người, bảo đảm được các tiêu chuẩn về tiện ích, tiết kiệm năng lượng, bảo mật, an tồn và hiệu quả trong q trình vận hành.
3.7.2. Lợi ích của việc phát triển hệ thống quản lý toà nhà tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2 thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2
Tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2, các khu nhà được xây dựng trước đây chưa có hệ thống BMS. Việc quản lý được thực hiện thủ công, rời rạc, và chưa mang lại hiệu quả cao. Do đó việc đề xuất phát triển một hệ thống BMS cho Trung tâm là một vấn đề cấp thiết, cần được quy hoạch và thực hiện theo lộ trình để nâng cao sự hiệu quả trong việc quản lý trụ sở, phù hợp với tốc độ phát triển của