CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY LẮP HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CÔNG TY CỔ PHẦN NƯỚC SẠCH VINACONEX 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NƯỚC SẠCH VINACONEX
2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY LẮP HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CÔNG TY CỔ PHẦN NƯỚC SẠCH VINACONEX 1. Quy mô dự án
2.2. Mô tả chi tiết dự án
- Dự án thi công theo hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện và dự phòng
- Hệ thống mặt trời nối với lưới điện và đề phòng sự cố- còn gọi là hệ thống tương tác lưới - kết hợp với hệ thống mặt trời nối với lưới điện và dãy các acquy. Cũng như hệ thống nối với lưới điện, ta sử dụng điện năng từ các panel mặt trời khi trời nắng và bán điện dư cho công ty điện lực. Nhưng khác với hệ thống nối với lưới điện, dãy các acquy sẽ cung cấp điện ngay khi lưới điện bị cắt đột ngột, do đó hệ thống của bạn sẽ liên tục có điện
- Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống:
( Nguồn: Văn bản của công ty )
- Nguyên lý hoạt động: Đây là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống liên hoàn bao gồm: hệ thống nối lưới: Sản xuất điện năng từ các tấm pin mặt trời (Solar Panel) thành điện 220V AC /50Hz để hòa vào điện lưới. Hệ thống độc lập: lưu trữ điện năng từ các tấm pin mặt trời (Solar Panel) vào Acquy để sẵn sàng biến đổi thành điện 220VAC /50Hz để cung cấp cho tải khi không có điện lưới. Khi khởi động hệ thống, Acquy (battery) luôn được ưu tiên nạp điện từ Mặt trời cho đến khi đầy. Lúc này hệ thống nối lưới chưa làm việc. Khi acquy đầy, hệ thống sẽ tự động biến đổi điện DC từ Sola Panel thành điện AC 220V để hòa với điện lưới. (Điện áp ra của hệ thống có tần số, pha trùng với điện lưới có thể là 1 pha hoặc 3 pha). Khi mất điện lưới, hệ
thống sẽ tự động lấy điện DC từ Acquy và Solar để biến đổi thành điện AC 220V cung cấp cho tải ưu tiên.
- Ưu điểm: Hệ thống này có thể cung cấp điện liên tục dù lưới điện có bị gặp sự cố.
- Nhược điểm: Hệ thống này ghép từ hệ thống độc lập và hệ thống nối với lưới điện nên cấu tạo phức tạp, chi phí tốn kém hơn rất nhiều và bảo trì khó khăn.
- Hệ thống phát điện của dự án bao gồm:
+ Hệ phát điện pin mặt trời PMT 28 KW
+ Các máy phát điện Diezel 5,5+15KW chỉ phát điện khi điện từ hệ PMT và Bộ ác quy không đủ cung cấp cho các phụ tải
- Các thiết bị chính của hệ phát điện PMT
+ Hệ thống dàn pin mặt trời sử dụng các module pin mặt trời của hãng Sharp- Nhật Bản sản xuất với công suất 175Wp/module. Toàn bộ hệ thống dựng 165 module với tổng công suất tối đa 28,8KW
+ Hệ thống điều khiển: hệ thống sử dụng 5 controller SMC600 và 7 Invecter SI5048 của hãng SMA -Đức
+ Hệ thống Ác quy : hệ thống sử dụng ác quy 12V-100Ah của hãng Voltatech- Hàn Quốc. Tổng số lượng ác quy là 145 chiếc
2.3. Các thiết bị chính dung trong dự án 2.3.1. Panel mặt trời
Panel mặt trời là phần là phần cốt lõi của hệ thống điện mặt trời. Panel mặt trời chính xác là panel quang điện mặt trời, nó tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Năng lượng mặt trời càng mạnh thì công suát nhận được càng cao. Hầu hết các panel mặt trời đều gồm các tế bào (pin) mặt trời ghép lại với nhau. Pin mặt trời thông dụng hiện nay chỉ tạo ra điện áp khoảng 0.5V, do đó phải mắc ghép chúng lại với nhau bên trong panel dể tạo ra điện áp hữu dụng. Nếu ta dùng đồng hồ đo không tải của panel mặt trời thì ta thấy điện áp lên đến 26V, nhưng khi nối với các phụ tải thì nó sụt áp xuống còn lại 14-18V.
( Sơ đồ: Nguyên lý hoạt động của Panel mặt trời ) (*) Chú thích:
+ Photons ( Phô tông): Hạt lượng tử của trường điện từ và ánh sang + Junction: Mối nối
+ Electron flow: Luồng điện tử + N-type silicon: Đế silic âm + P-type silicon: Đế silic dương + Hole flow: Lỗ thoát
+ Current: Luồng điện vào + Load: Luồng điện ra
Nối các panel với nhau có thể tạo ra 1 mảng panel mặt trời. Nối niều panel như vậy với nhau giúp bạn tạo ra dòng điện cường độ cao hơn hoặc điện áp cao hơn.
( Sơ đồ: Mặc nối tiếp Panel )
Mắc nối tiếp các panel cho phép mảng panel tạo ra điện áp lớn hơn, khoảng 24-28V trong hệ thống độc lập,hoặc vài trạm volt trong hệ thống nối với điện lưới
( Sơ đồ: Mặc song song Panel )
Mắc song song các panel cho phép mảng panel cung cấp công suất lớn trong khi vẫn giữ nguyên giá trị điện áp của từng panel.
Khi nối tiếp nhiều panel với nhau, công suất của toàn hệ thống sẽ tăng, bất kể mắc nối tiếp hay song song hoặc kết hợp cả hai.
Trong mảng panel mắc nối tiếp, ta cộng điện áp của từng panel với nhau và cộng công suất (watt) của chúng để tính điện áp và công suất cực đại mảng panel đó có thể tạo ra.
Trong mảng panel mắc song song, ta lấy giá trị điện áp trung bình của tất cả các panel và cộng công suất (watt) của từng panel để tính công suất cực đại của mảng panel điện mặt trời.
2.3.2. Acquy
Các panel mặt trời rất ít khi cung cấp điện năng trực tiếp cho thiết bị điện. Điều này là do công suất của panel mặt trời biến thiên theo cường độ ánh nắng, không phù hợp với hấu hết các thiết bị điện. Đối với hệ thống độc lập hoặc hệ thống bổ sung điện lưới, acquy lưu giữ điện năng và cung cấp nguồn điện với công suất ổn định cho thiết bị.
( Hình: Acquy đồng nai )
Nói chung, năng lượng này được lưu giữ trong các acquy acid-chì “chu kỳ sâu”, hình dáng tương tự acquy dùng trên xe hơi nhưng khác về thiết kế bên trong. Thiết kế này cho phép chúng phóng điện và tái nạp điện hàng ngàn lần.
Năng lượng điện được lưu giữ trong các acquy, có thể nối các acquy với nhau để tạo thành dãy acquy; nhiều acquy mắc nối tiếp sẽ làm tăng điện lượng và điện áp của dãy acquy, nhiều acquy mắc song song sẽ làm tăng điện lượng nhưng vẫn duy trì điện áp không đổi.
2.3.3. Bộ điều khiển
Nếu sử dụng các acquy, hệ thống điện mặt trời cần có bộ điều khiển để quản lý dòng điện vào và ra khỏi acquy. Nếu hệ thống nạp điện quá mức cho acquy, acquy có thể bị hỏng.
( Hình: Bộ điều khiển Solar Charge Controller )
Tương tự nếu hệ thống phóng hết điện lượng từ các acquy, các acquy sẽ bị hư hại một cách nhanh chóng. Bộ điều khiển chính là thiết bị điều khiển các quá trình nạp và phóng điện acquy. Nhưng trong 1 số trường hợp, hệ thống điện mặt trời cỡ nhỏ thì không yêu cầu bộ điều khiển. vì tấm panel mặt trời này quá nhỏ để làm hư acquy khi acquy đó được nạp đầy.
Hệ thống điện mặt trời đều yêu cầu sử dụng bộ điều khiển để quản lý các quá trình nạp và phóng điện của acquy, bảo đảm duy trì acquy luôn luôn ở trạng thái tốt.
2.3.4. Bộ biến tần
Điện năng do hệ thống điện mặt trời tạo ra là điện một chiều (DC). Điện năng từ lưới điện phân phối là điện xoay chiều (AC) điện áp cao. Muốn sử dụng điện mặt trời để
vận hành trang thiết bị vốn hoạt động từ nguồn điện lưới phân phối, cần có bộ biến tần để chuyển đổi dòng điện từ DC sang AC và tăng điện áp đến giá trị điện áp lưới.
( Hình: Bộ biến tần )
Theo truyền thống, thường có một bộ biến tần trung tâm trong hệ thống điện mặt trời, mắc trực tiếp với mảng panel trong hệ thống nối với điện lưới, hoặc nối vào dãy acquy trong hệ thống điện mặt trời độc lập. Sáng chế mới đây là bộ vi biến tần. Các bộ vi biến tần nối vào từng panel riêng rẽ, cho phép các panel đó cung cấp điện xoay chiều điện áp cao.
2.3.5. Trang thiết bị điện
Thành phần cuối cùng trong hệ thống điện mặt trời là các thiết bị bạn muốn cấp điện.
Về lý thuyết, bạn có thể cấp điện mặt trời cho mọi thiết bị điện gia dụng. Tuy nhiên,
nhiều thiết bị tiêu thụ công suất điện khá lớn, do đó chi phí vận hành từ điện mặt trời sẽ khá cao.
Thiết bị điện áp thấp: hầu hết các hệ thống độc lập đều vận hành với điện áp thấp.
Trừ khi có kế hoạch thiết lập hệ thống hoàn toàn nối với điện lưới, ngày nay có 1 số thiết bị có thể vận hành với nguồn 12V hoặc 24V.
Thiết bị điện áp cao: nếu sử dụng hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện, cần dùng bộ biến tần để cung cấp điện cho các thiết bị yêu cầu điện áp cao. Cách nối các bộ phận với nhau: hệ thống nối với điện lưới sử dụng bộ biến tần trung tâm kết hợp hệ thống điện mặt trời độc lập
+) Hệ thống nối với điện lưới sử dụng bộ biến tần trung tâm: Các panel mặt trời nối vào bộ vi biến tần, cấp điện vào nguồn chính. Điện năng có thể được sử dụng cho các thiết bị trong tòa nhà hoặc cấp lên lưới điện tùy theo nhu cầu. Bộ biến tần trong hệ thống giám sát công suất cung cấp từ lưới phân phối. Nếu phát hiện sự cố mất điện, bộ này sẽ cắt điện từ các panel mặt trời để bảo đảm không cấp điện lên lưới. Đồng hồ nối với điện lưới giám sát lượng điện năng lấy từ lưới điện phân phối và lượng điện cấp lên lưới điện từ hệ thống điện mặt trời.
( Sơ đồ: Hệ thống điện mặt trời hoà lưới )
+) Hệ thống điện mặt trời độc lập: Thiết kế này cung cấp nguồn DC điện áp thấp để chạy các thiết bị điện công suất nhỏ, máy tính laptop và chiếu sáng, cùng với nguồn AC điện áp cao để chạy các thiết bị lớn, máy thu hình….
( Sơ đồ: Hệ thống điện mặt trời hoà lưới )
Trong sơ đồ trên, mũi tên chỉ chiều dòng điện. Các panel mặt trời cung cấp điện năng đi vào bộ điều khiển. Bộ điều khiển nạp điện cho các acquy. Bộ này còn cung cấp điện cho các thiết bị điện áp thấp, sử dụng panel hoặc acquy làm nguồn năng lượng. Còn bộ biến tần AC nhận điện năng trực tiếp từ acquy và cung cấp nguồn công suất AC điện áp cao.
- Tổng mức đầu tư dự kiến: 5.320.704.597 đồng, trong đó:
+ Hình thức đầu tư: Xây dựng – Kinh doanh – Sở hữu (BOO).
+ Nguồn vốn đầu tư: Vốn tự có, vốn vay tín dụng và vốn vay ADB 2.4. Chủ đầu tư và các cấp quản lý dự án