Việt Nam vốn là một trong những vùng có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao trên thế giới. Hơn nữa, nước ta còn là một quốc gia đang phát triển, người dân còn nghèo, không phải ai cũng có khả năng sử dụng điện sinh hoạt với mức giá như
hiện nay. Vì thế, năng lượng mặt trời được coi là một giải pháp hoàn toàn phù hợp nếu được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày.
Với công nghệ khai thác và sử dụng pin quang điện thì điện mặt trời không còn là nguồn điện năng quá “xa xỉ” đối với các hộ gia đình nữa. Vì hiện nay, với sự phát triển về công nghệ, giá thành và chi phí lắp đặt đã giảm xuống rất nhiều. Việc lắp đặt hệ thống năng lượng điện mặt trời không chỉ xuất hiện tại các vùng sâu, vùng xa, khu vực nông thôn mà đã đi vào đời sống của người dân tại các đô thị lớn như: Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Quảng Ninh… Lĩnh vực sử dụng năng lượng mặt trời cũng ngày càng được mở rộng như được dùng trong sinh hoạt, trong sản xuất, giao thông vận tải…
Năm 2000 - 2005, trung tâm nghiên cứu thiết bị áp lực và năng lượng mới (Đại học Đà Nẵng) cùng với tổ chức phục vụ năng lượng mặt trời đã triển khai sản xuất các loại bếp năng lượng mặt trời cho các hộ dân tại làng Bình Kỳ 2 - Phường Hòa Quý - Quận Ngũ Hành Sơn (Đà Nẵng).
Tháng 6 năm 2007, tại Công viên nước Đà Nẵng đã diễn ra ngày hội nấu ăn bằng loại bếp này do Solar Serve tổ chức. Ngoài ra, Solar Serve đã cung cấp miễn phí hơn 1200 bếp năng lượng mặt trời cho người nghèo tại vùng sâu vùng xa. Đây là một tổ chức phi lợi nhuận, được thành lập nhằm giúp đỡ và phổ biến việc sử dụng năng lượng mặt trời cho người dân. Các sản phẩm năng lượng mặt trời của Solar Serve đều do chính các người nghèo và người khuyết tật tại địa phương chế tạo.
Từ năm 1990, phân viện Vật lý thành phố Hồ Chí Minh đã triển khai các dự án điện mặt trời áp dụng vào các công trình công cộng như nhà văn hóa, bệnh viện tại Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, nơi mà lưới điện và tình hình kinh tế của người dân còn gặp nhiều khó khăn. Trên một số vùng hải đảo, như đảo Thiềng Liềng - xã Cần Gáo - huyện Cần Giờ, công trình điện mặt trời cũng đã cung cấp điện được cho hơn 50% hộ dân sống trên đảo. Đến năm 1995, hơn 180 nhà dân và một số công trình công cộng tại buôn Chăm - xã Eahsol - huyện Eahleo - tỉnh Đắk Lắk đã sử dụng điện mặt trời. Viện năng lượng EVN cũng đã thực hiện dự án phát điện lai
ghép giữa pin mặt trời và động cơ gió với công suất 9kW đặt tại làng Kongu 2 - huyện Đắk Lắk - tỉnh Kontum, góp phần cung cấp điện cho đồng bào dân tộc thiểu số.
Từ thành công của dự án này, viện năng lượng EVN kết hợp với Trung tâm năng lượng mới của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tiếp tục triển khai ứng dụng dàn pin quang điện tại các hộ dân và trạm biên phòng của đảo Cô Tô (tỉnh Quảng Ninh). Đồng thời, thực hiện dự án “Ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” tại xã Ái Quốc, huyện Lộc Bì, tỉnh Lạng Sơn.
Tháng 4/2009, nhà máy sản xuất pin quang điện đầu tiên tại Việt Nam đã được khánh thành với mức đầu tư 10 triệu USD, do Công ty cổ phần năng lượng Mặt trời Đỏ thành phố Hồ Chí Minh kết hợp với hai đối tác là trung tâm tiết kiệm năng lượng thành phố Hồ Chí Minh (thuộc Sở Khoa học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh) và công ty TNHH Tân Kỷ Nguyên xây dựng.
Một công ty khác là công ty cổ phần tập đoàn quốc tế Kim Đỉnh, có trụ sở tại Hà Nội lại hướng mục tiêu hoạt động của mình không chỉ trong việc nghiên cứu, phát triển năng lượng mới, năng lượng tái tạo mà còn cung cấp các sản phẩm và thực hiện các dự án trong lĩnh vực này. Một dự án đã được thực hiện thành công là hệ thống đèn chiếu sáng sử dụng sức gió và năng lượng Mặt trời tại Khu Công nghệ cao Láng – Hòa Lạc.
Đội ngũ kỹ sư tốt nghiệp ĐHBK Hà Nội, với lòng yêu nghề và nhiệt huyết, đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công hệ thống: Lưới điện mặt trời mini dùng cho hộ gia đình. Hệ thống năng lượng mặt trời 250W cung cấp điện cho hộ gia đình sử dụng cho các thiết bị gia dụng như: quạt, đèn, tivi...
Đề tài nghiên cứu 52C-01-01 thuộc chương trình tiến bộ kỹ thuật của Nhà nước về tiềm năng năng lượng mặt trời tại khu vực Tây Bắc (Lai Châu). Hiện nay, tại khu vực Tây Bắc có 2 dạng mô hình công nghệ cấp điện bằng pin mặt trời chính, đó là mô hình cấp điện độc lập (ngoài lưới điện) và mô hình cấp điện đấu lưới quốc gia. Các mô hình cấp điện độc lập là các hệ không nối lưới, tự phát điện và cung
cấp trực tiếp cho hộ tiêu thụ.
Bên cạnh đó, một số đề tài nghiên cứu có liên quan đến năng lượng mặt trời đang được rất nhiều học viên cao học của các trường đại học quan tâm. Một trong các lĩnh vực quan tâm là làm thế nào để tối ưu được công suất phát của hệ có nhiều pin quang điện. Cụ thể gần đây có một số đề tài nghiên cứu liên quan như sau:
- Đề tài “ Xây dựng giải thuật hiệu quả dò tìm công suất cực đại của pin quang điện” được học viên Trương Thanh Inh thuộc trường Đại học công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh nghiên cứu và thực hiện năm 2013.
- Đề tài “ Cấu hình bộ chuyển đổi năng lượng cho cánh đồng pin mặt trời khi bị bóng che” được học viên Trần Tấn Nguyện thuộc trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nghiên cứu và thực hiện năm 2013.
- Đề tài “ Tối ưu hóa công suất hệ thống pin mặt trời” được học viên Lê Ngọc Phương Bình thuộc trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nghiên cứu và thực hiện năm 2013.
Gần đây, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Đà Nẵng còn phối hợp với Công ty quản lý vận hành điện chiếu sáng công cộng, quyết định thí điểm một năm trong việc lắp đặt 10 bộ đèn chiếu sáng đường phố bằng năng lượng gió và năng lượng mặt trời tại đường Trường Sa, thành phố Đà Nẵng. Được biết, Đà Nẵng là một trong những nơi được đánh giá là có tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời tốt nhất tại Việt Nam, với 177 giờ nắng trung bình trong tháng và cường độ bức xạ nhiệt đạt 4,89 kWh/m2/ngày. Các nhà đầu tư dự án năng lượng mặt trời đặc biệt quan tâm đến Đà Nẵng.
Bộ Khoa học - Công nghệ vừa ra thông báo tuyển chọn các tổ chức và cá nhân chủ trì các đề tài khoa học công nghệ cấp Nhà nước thực hiện trong kế hoạch năm 2011. Bộ Khoa học - Công nghệ các ngành kinh tế - kỹ thuật cho biết, có 2 đề tài liên quan đến năng lượng mặt trời được chọn là: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống phát điện sử dụng năng lượng mặt trời theo nguyên lý Stirling” và đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Spay ILGAS (I on Layer Gas Relation) để chế
tạo các phần tử pin mặt trời màng mỏng họ Me/ZnO/CdS(InxSy)/Cu(In, Ga) (S,Se)2 /Me/Glass”. Đây là những đề tài được quan tâm, chú trọng trong chương trình Khoa học - Công nghệ 2011 - 2015. Bộ Khoa học - Công nghệ sẽ thành lập hội đồng các nhà khoa học đánh giá để tuyển chọn, xét chọn tổ chức, cá nhân có đề tài khả thi nhất để chủ trì thực hiện nhiệm vụ khoa học.
Ngoài ra, tại Việt Nam còn có khá nhiều doanh nghiệp đầu tư sản xuất loại máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời như Polarsun, Megasun, Sơn Hà, Sunflower, Thái Dương Năng… Khác với các thiết bị được chế tạo dành cho người nghèo, đây là loại sản phẩm nhắm đến những hộ gia đình có thu nhập trung bình khá. Mặc dù chi phí lắp đặt ban đầu khá cao (tối thiểu 5 triệu đồng). Đây vẫn được xem là bài toán kinh tế cho người dân tại các thành phố có nắng quanh năm, khi mà giá điện vẫn liên tục leo thang. Qua phỏng vấn một số khách hàng sử dụng, hầu hết đều rất hài lòng với sản phẩm này. Bởi chỉ trong vòng tối đa 2 năm, số tiền điện tiết kiệm được từ máy nước nóng năng lượng mặt trời có thể bù lại tiền lắp đặt máy.
Năm 2012, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cùng nhà sản xuất đã thực hiện chương trình hỗ trợ cho các hộ gia đình 1 triệu đồng/bình nước nóng năng lượng mặt trời với số lượng lên đến 30.000 bộ.
Nếu như được lên kế hoạch và đầu tư đúng mực, ứng dụng năng lượng mặt trời sẽ có thể thay đổi cả nền kinh tế đất nước, cũng như cuộc sống cho người dân Việt Nam như đã làm được tại một số vùng.
2.5 Kết luận
Thông qua những phân tích, nhận định về ưu nhược điểm của nguồn năng lượng điện mặt trời. Tình hình khai thác, sử dụng, ứng dụng cũng như những dự án trong tương lai ở các nước trên thế giới và tại Việt Nam thì ta nhận thấy rằng, việc phát triển nguồn điện mặt trời là rất thiết thực. Đặc biệt là tại Việt Nam nói chung và khu vực phía Nam nói riêng có nguồn nắng rồi rào.
Chương 3
HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Trong nội dung chương hệ thống điện năng lượng mặt trời trình bày về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của pin quang điện. Trình bày mô hình toán học, đặc tuyến V – I, V – P của pin quang điện trong điều kiện chuẩn và trong điều kiện thay đổi nhiệt độ và bức xạ mặt trời. Phân tích nguyên lý hoạt động của các bộ biến đổi DC/DC. Nội dung chương còn đề cập đến phương pháp tạo thành hệ pin quang điện bằng cách ghép các tấm pin.