mặt trời nối lưới
* Đánh giá khả năng làm việc của trạm điện mặt trời nối lưới tại K9:
- Kết quả theo dõi hoạt động của trạm điện mặt trời nối lưới cho thấy trạm điện mặt trời nối lưới hoạt động khá ổn định, có lỗi xảy ra trong một số ngày ở bộ Inverter nối lưới nhưng có thể khắc phục được dễ dàng (khởi động lại Inverter nối lưới). Mô hình trạm điện mặt trời tại Trung tâm huấn luyện Khu Di tích K9 đã tận dụng được tối đa các nguồn năng lượng tại chỗ phù hợp với khu vực lắp đặt. Do vậy về cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu các phụ tải ưu tiên tại khu vực sử dụng, phát huy tác dụng rất tốt, đem lại hiệu quả cung cấp điện cho hoạt động của cán bộ chiến sỹ.
- Về kỹ thuật và thời gian vận hành: Các thiết bịđược tính toán tối ưu, đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật, vận hành, đã duy trì ổn định với thời gian dài.
Ưu điểm riêng: Pin mặt trời hoạt động ổn định, vận hành đơn giản, độ bền cao, thiết kế giá đỡ cơđộng, có thể an toàn khi có bão.
65
Mô hình Trạm làm việc tin cậy. Kết quả hoạt động của trạm cho đến nay có thể củng cố thêm rằng mô hình trạm điện mặt trời nối lưới có thể áp dụng tốt cho Khu di tich K9 để khai thác NLMT tại chỗ cung cấp điện ổn định và tin cậy cho các phụ tải ưu tiên tại Khu di tich K9. Khu vực K9 có những phụ tải đặc biệt ưu tiên, cần phải có nguồn cung cấp điện tin cậy và ổn định ngay cả trong trường hợp mất nguồn điện lưới tại Nhà tưởng niệm Bác; Khu nhà kính và Khu nhà sàn thuộc Khu Di tích K9. Khi đó mô hình trạm điện mặt trời nối lưới sẽ là nguồn điện phù hợp nhất. Một ưu điểm khác tăng tính hiệu quả của trạm điện MT nối lưới tại Khu K9 là trong thời gian có nguồn điện lưới trạm điện MT vẫn phát huy hiệu quả. Khi đó trạm sẽ phát điện vào lưới điện hạ thế 220V cung cấp bổ sung cho các phụ tải khác trong khu vực K9.
- Với lộ trình tăng giá điện hiện nay thì việc đầu tư xây dựng các trạm loại này hoàn toàn có thể khả thi về mặt kinh tế đồng thời góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường, chống lại hiện tượng biến đổi khí hậu nhờ việc giảm được một lượng CO2 phát thải vào môi trường.
- Hiệu suất sử dụng thực tế có thể thấp hơn so với lý thuyết do bịảnh hưởng bởi sự sụt áp dây điện một chiều vì có vị trí đấu nối từ dàn PMT tới tủ điện khá dài (khoảng 30m); bề mặt PMT bị bụi bẩn bám do thời gian mưa ngắn (chủ yếu tập trung trong tháng 10-11) dẫn tới không có hiệu ứng tự rửa bề mặt. Hoặc có thể do nhiệt độ môi trường khá cao (khoảng 26-36 oC) khiến cho công suất PMT giảm do cứ tăng 1 oC so với nhiệt độ môi trường chuẩn sẽ làm giảm công suất PMT giảm 0,45% [44], đồng thời cường độ BXMT trong thực tế cũng luôn nhỏ hơn 1000W/m2.
- Với mô hình công nghệ đã lựa chọn, đề xuất cho hiển thị thông sốđiện năng lượng mặt trời thu được, cùng hệ thống thông số môi trường lên màn hình của khu vực trong giờ thăm quan, phục vụ công tác tuyên truyền về ứng dụng công nghệ năng lượng mới, tái tạo, bảo vệ môi trường.
66
* Giải pháp nâng cao hiệu quả làm việc của trạm điện mặt trời nối lưới tại K9:
Qua kết quảứng dụng điện mặt trời nối lưới tại Khu di tích K9, có thể rút kinh nghiệm, tìm ra các giải pháp để nâng cao hiệu quả làm việc của các trạm điện mặt trời nối lưới khác trong thời gian tới tại Khu di tích K9 như sau:
- Đối với đơn vị sản xuất, thiết kế:
+ Để giảm giá thành đầu tư và giảm tổn thất chung trong hệ thống cần thiết kế Inverter có điện áp làm việc ở dải điện áp định mức đầu vào là 300VDC - 1000VDC. Trong trường hợp này PMT cần đấu thành hệ thống có điện áp danh định tương ứng.
+ Để nâng cao tính năng hoạt động của Inverter cần thiết kế điện áp đầu vào nằm trong một dải rộng. Thiết kế tính năng lựa chọn thông minh cho Inverter - nghĩa là Inverter có khả năng nhận biết thông sốđiện áp đầu vào để chuyển đổi điện áp đầu ra phù hợp với điện áp và tần số lưới điện.
+ Cần thiết kế thiết bị có tản nhiệt thông gió tự nhiên không dùng quạt để đảm bảo độ bền thiết bị không phụ thuộc vào tuổi thọ quạt làm mát. Trong trường hợp dùng quạt để làm mát thì cần lưu ý thiết kế vỏ Inverter thuận tiện cho việc vệ sinh quạt định kỳ hàng tháng.
+ Cần đưa thêm tính năng điều khiển, giám sát từ xa vào hệ thống trạm điện mặt trời nối lưới.
- Đối với đơn vị sử dụng:
+ Nên sử dụng tấm PMT của các hãng đã lắp đặt các công trình và đảm bảo chất lượng tại Việt Nam, không nhất thiết phải sử dụng PMT của các hãng thuộc các nước G7 thường có giá rất cao.
+ Nếu không cần đáp ứng nhu cầu phụ tải ưu tiên thì có thể không sử dụng hệ thống máy phát điện dự phòng để giảm giá thành đầu tư.
+ Việc theo dõi thông số kỹ thuật công trình có thể xem qua hệ thống hiển thị số liệu của các Inverter nối lưới, không cần lắp đặt hệ thống công tơ truyền thông chuyên dụng và màn hình TV để giảm giá thành đầu tư.
+ Cần tuân thủ, thực hiện đúng quy trình vận hành, bảo dưỡng (đặc biệt là việc vệ sinh tấm pin mặt trời theo thời gian định kỳ hàng tháng).
67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
(1) Kết quả thống kê tình hình tiêu thụ điện năng từ tháng 1/2009 đến tháng 12/2010 của khu vực K9 cho thấy lượng tiêu thụ điện năng trong 2 năm ở đây biến động không lớn và điện năng tiêu thụ lớn nhất tại đây là vào tháng 4,5,8,9 trong năm. Trong tương lai việc mở rộng đối tượng thăm quan khu vực: khu nhà khách, khu tập kết khách sẽ là nơi có nhu cầu tiêu thụđiện năng lớn trong khu vực K9.
(2) Thông qua việc thu thập và xử lý kết quả quan trắc về bức xạ mặt trời từ trạm đo đặt tại Khu vực K9, kết hợp tham khảo số liệu của một số trạm khí tượng lân cận, luận văn đã đánh giá được tiềm năng về năng lượng mặt trời tại khu vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, Khu vực K9 cũng như vùng Hà Nội có tiềm năng bức xạ mặt trời khá khả quan, tổng xạ trung bình ngày trong năm tại khu vực này là 3615Wh/m2 (3108kcal/m2). Trong các tháng mùa hè, đặc biệt ở tháng 8 tổng xạ mặt trời là cao nhất (5023Wh/m2), phù hợp với nhu cầu cung cấp điện năng lớn nhất trong năm tại K9. Đây là căn cứ quan trọng để tính toán, thiết kế về công suất lắp đặt của các trạm phát điện mặt trời trong tương lai của khu vực K9.
(3) Kết quả tính toán phân bố tốc độ gió, mật độ năng lượng gió trung bình tại các độ cao khác nhau 20m, 40m và 60m trên toàn bộ khu di tích K9, cho thấy: Tốc độ gió trung bình dưới 3m/s chiếm đa số thời gian trong năm, số giờ có tốc độ gió lớn hơn 4m/s rất ít; Mật độ năng lượng gió ở độ cao 20m là không lớn, chỉ vào khoảng 20W/m2, ở độ cao 60m thì mật độ năng lượng phổ biến vào khoảng 40-50 W/m2, mật độ này tại các đỉnh núi cao như U Rồng có thể đạt 50W/m2. Từ đây, có thể thấy tiềm năng năng lượng gió tại khu vực K9 là không lớn và đầu tư công nghệ điện gió hiện nay không đem lại hiệu quả kinh tế.
(4) Luận văn đã tính toán tiềm năng giảm phát thải CO2 từ nguồn NLTT tại khu vực K9 và nhận định rằng tiềm năng giảm phát thải CO2 của năng lượng mặt trời tại đây phân bố không đều theo các tháng trong năm, trong đó các tháng có tiềm năng giảm phát thải CO2 thấp nhất là tháng 2, 1 và 3; các tháng có tiềm năng giảm phát thải CO2 cao nhất là các tháng 8, 7, 5, 6 và 9. Tổng tiềm năng giảm phát thải khí CO2 của giải pháp khai thác NLMT tại khu vực K9 sơ bộ trong cả năm là 202,88 tấn.
(5) Trên cơ sở so sánh, phân tích ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng một số giải pháp công nghệ phổ biến nhằm sử dụng có hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo quy mô nhỏ, giải pháp lựa chọn khai thác NLMT tiềm năng tại khu vực K9 là dạng mô hình công nghệ khai thác điện năng lượng mặt trời nối lưới/độc lập.
68
(6)Kết quả nghiên cứu tính toán công suất điện năng, lắp đặt và thử nghiệm “Mô hình trạm điện mặt trời nối lưới thử nghiệm ở K9” đã khẳng định tính khả thi về kỹ thuật công nghệ, trạm điện mặt trời nối lưới. Kết quả tính toán cho thấy, trạm điện mặt trời tại K9 sản xuất lượng điện năng trung bình ngày là 9,5 kWh/ngày và giảm phát thải CO2 trung bình năm là 1,94 (tấn/năm).
(7) Ngoài ra , trên cơ sở kết quảđánh giá khả năng làm việc của trạm điện mặt trời nối lưới tại K9, luận văn đã đưa ra 2 nhóm giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả của trạm điện mặt trời nối lưới tại K9, đó là nhóm giải pháp dành cho đơn vị sản xuất, thiết kế và nhóm giải pháp dành cho đơn vị sử dụng.
Kiến nghị
Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia và chiến lược tăng trưởng xanh của Việt Nam đã đặt ra mục tiêu đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia đồng thời giảm thiểu các tác động đến môi trường của ngành năng lượng. Nhằm duy trì và không ngừng nâng cao chất lượng công tác bảo tồn Khu Di tích K9, phục vụ tốt nhu cầu tham quan, học tập của đồng bào chiến sĩ trong cả nuớc, thì việc đảm bảo cung cấp và sử dụng điện năng một cách khoa học và tin cậy tại đây là hết sức cần thiết. Xuất phát từ điều kiện tự nhiên và hiện trạng của Khu Di tích K9 cùng các kết quả nghiên cứu đã đạt được nêu trên, tác giả có một số kiến nghị sau:
- Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về quy mô và công suất thiết kế hợp lý cho các trạm phát điện pin mặt trời tại khu vực nghiên cứu, làm căn cứđể triển khai chính thức hệ thống phát điện mặt trời tại đây.
- Tiến hành nghiên cứu đánh giá chi tiết về hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường trước trong và sau khi triển khai các dự án phát điện từ nguồn năng lượng tái tạo cho khu vực nghiên cứu.
- Nghiên cứu về công nghệ chế tạo, tiến tới nội địa hóa và tự sản xuất các tấm modul pin mặt trời nhằm hạ giá thành lắp đặt hệ thống phát điện pin mặt trời, từ đó giảm giá thành sản xuất điện mặt trời và nâng cao tính canh tranh của của điện mặt trời khi hòa mạng.
69
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam (2010). Thông báo quốc gia lần thứ hai của Việt Nam cho công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.
2. Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg ngày 29/6/2011 của Thủ tướng Chính phủ
Việt Nam về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam. 3. Quyết định số 1393/QĐ-TTg ngày 25/9/2012 của Thủ tướng Chính phủ
Việt Nam về phê duyệt “Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh thời kỳ
2011- 2020 và tầm nhìn đến năm 2050”.
4. Ngô Tuấn Kiệt và cộng sự (2013). Nghiên cứu xây dựng trạm mô hình khai thác nguồn năng lượng tái tạo để cấp điện cho các cụm phụ tải nhỏ tại các vùng sâu vùng xa, đặc biệt là các vùng không có điện lưới quốc gia thuộc hai huyện Mộc Châu và Mai Sơn. Viện Khoa học Năng lượng, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam. Báo cáo kết quảđề tài nghiên cứu. 5. Ngô Tuấn Kiệt và cộng sự. (2012). Nghiên cứu xây dựng mô hình Trạm
cung cấp điện kết hợp sử dụng năng lượng mặt trời và nguồn điện lưới tại Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Viện Khoa học Năng lượng, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam. Báo cáo kết quả đề tài nghiên cứu.
6. Viện Khoa học Năng lượng, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam (2009). Nghiên cứu xây dựng trạm mô hình khai thác nguồn năng lượng tái tạo để cấp điện cho các cụm phụ tải nhỏ tại các vùng sâu vùng xa, đặc biệt là các vùng không có điện lưới quốc gia thuộc hai huyện Mộc Châu và Mai Sơn. Báo cáo kết quả đề tài nghiên cứu.
7. D.Minh (2014). Phát thải CO2 làm trầm trọng hơn thời tiết cực đoan của VN. Báo điện tử VietNamNet.
http://vietnamnet.vn/vn/khoa-hoc/moi-truong/205642/phat-thai-co2-
lam-tram-trong-hon-thoi-tiet-cuc-doan-cua-vn.html , 05/11/2014
8. Chiến lược phát triển kinh tế - xã hội Việt Nam giai đoạn 2011 – 2020. Báo Sài Gòn Giải Phóng online.
http://www.sggp.org.vn/chinhtri/2011/3/253252/ , 04/3/2014
9. Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.
http://www.noccop.org.vn/images/article/UNFCCC%20TV_a10.pdf,
12/2/2014.
10. Cục Khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu - Bộ Tài nguyên và môi trường Việt Nam (21/4/2014), Công văn số 513/KTTVBĐKH về hệ số phát thải lưới điện Việt Nam.
11. Trương Quang Học (2012). Việt Nam, Thiên nhiên, Môi trường và Phát triển bền vững. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
12. Nguyễn Bình Khánh, Lương Ngọc Giáp (2011). Một số vấn đề khoa học công nghệ cần nghiên cứu trong phát triển điện gió nối lưới ở Việt Nam.
70
Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học quốc tế về phát triển năng lượng bên vững lần thứ 2, Hà Nội - Hạ Long
13. Phạm Thị Thanh Mai (2013). Vai trò năng lượng tái tạo trong chiến lược tăng trưởng xanh của Việt Nam (Kỳ 2). Báo điện tử NănglượngViệt Nam.
http://nangluongvietnam.vn/news/vn/bao-ton-nang-luong/vai-tro-nang- luong-tai-tao-trong-chien-luoc-tang-truong-xanh-cua-viet-nam-(ky- 2).html, 12/10/2014. 14. Phạm Thị Bích Thu (2012). Mức phát thải CO2 toàn cầu năm 2012 đạt kỷ lục. Báo điện tử Khoahoc.vn http://www.khoahoc.com.vn/doisong/moi-truong/43211_muc-phat-thai- co2-toan-cau-nam-2012-dat-ky-luc.aspx , 22/10/2014. 15. Nghịđịnh thư Kyoto (2005). Cơ chế phát triển sạch và vận hội mới. http://www.noccop.org.vn/images/article/KP,%20CDM%20va%20Van%20 hoi%20moi_a50.pdf , 12/2/2014
16. Vũ Minh Pháp (2014). Xây dựng mô hình điểm ứng dụng NLMT cấp điện cho Văn phòng UBND tỉnh Ninh Thuận. Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam. Báo cáo kết quả đề tài nghiên cứu.
17. Bùi Huy Phùng (2013). Phát triển năng lượng xanh cho mùa xuân vĩnh hằng. Tạp chí Năng lượng Việt Nam, số 01.
18. Bùi Huy Phùng (2014). Vai trò tư nhân trong phát triển năng lượng tái tạo
ở Việt Nam. Báo điện tử NangluongVietnam.vn
http://nangluongvietnam.vn/news/vn/nhan-dinh-phan-bien-kien-
nghi/vai-tro-tu-nhan-trong-phat-trien-nang-luong-tai-tao-o-viet-nam.html,
10/11/2014
19. Nguyễn Đình Quang, Vũ Xuân Đăng (2014). Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp và sử dụng tiết kiệm, hiệu quả năng lượng điện và nhiệt tại Khu Di tích K9, mã số VAST.NĐP.05/11-12. Báo cáo kết quả đề
tài nghiên cứu.
20. Hồ Sỹ Thoảng, Trần Mạnh Trí (2009). Năng lượng cho thế kỷ 21. NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội
21. Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng KHCN&MT, Ban Quản Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh (2009). Báo cáo đánh giá hiện trạng môi trường Khu Di tích