Tổng quan về điện mặt trời
I. Tổng quan về điện mặt trời
1. Nguyên lý làm việc và các công nghệ điện mặt trời được ứng dụng hiện nay.
1.1 Điện mặt trời là việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng
Tế bào quang điện là thành phần bán dẫn sản xuất ra điện năng khi được chiếu bởi ánh sáng mặt trời. Các tế bào quang điện thường được nối với nhau và cán mỏng thành (hoặc đặt lên) một tấm kính để tạo ra các tấm pin mặt trời được xếp lớp cơ học và được bảo vệ trước tác động của thời tiết. Các tấm pin mặt trời (PV) thường có diện tích 1-2 m2 và có mật độ điện nằm trong dải 100-210 Wp/m2. Các tấm pin này có thời gian bảo hành chất lượng thông thường từ 2-5 năm, và bảo hành vận hành tối thiểu là 25 năm và có tuổi thọ kỳ
vọng là hơn 30 năm.
Ngoài các tấm pin mặt trời, hệ thống điện mặt trời nối lưới cũng bao gồm cả hệ thống cân bằng (BOS) gồm hệ thống lắp ráp, (các) bộ chuyển đổi điện từ dòng điện một chiều sang dòng điện xoay chiều, cáp, các hộp nối, các bộ tối ưu, thiết bị giám sát/theo dõi; đối với các nhà máy điện mặt trời lớn còn bao gồm cả (các) máy biến thế. Tấm pin mặt trời đã chiếm khoảng 40% tổng chi phí của cả hệ thống, các bộ chuyển đổi điện chiếm khoảng 5-10% (TL. 5).
1.2 Cấu tạo của tấm pin mặt trời.
1.3 Ưu điểm ĐMT sử dụng tấm quang điện (PV).
- Hiệu suất cao (đang tăng lên dần theo công nghệ)
- Thích ứng linh hoạt: Có thể được triển khai trên nhiều loại bề mặt, bao gồm mái nhà, mặt đất, mặt nước và các cấu trúc XD; Có thể lắp đặt ở quy mô nhỏ hoặc lớn.
- Bảo trì đơn giản: Công tác bảo trì bao gồm các hoạt động đơn giản.
- Có thể mở rộng công suất lắp đặt với hệ thống hiện hữu đáp ứng nhu cầu tiêu thụ.
- Dễ dàng tích hợp hệ thống vào các hệ thống khác như hệ thống lưu trữ, hệ thống điện thông minh và hệ thống dự phòng.
- Tiềm năng phát triển công nghệ: công nghệ PV đang ngày càng phát triển với việc nghiên cứu và đầu tư vào các vật liệu mới, các công nghệ nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Điều này có thể tạo điều kiện cho sự tiến bộ và giảm giá thành trong tương lai.
- Giá thành ngày càng giảm
1.4 Nhược điểm ĐMT sử dụng tấm quang điện (PV).
- Phụ thuộc vào bức xạ mặt trời: Hiệu suất của hình điện mặt trời dạng PV bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như che bóng, mây che và hướng lắp đặt. Khả năng phát điện là bị động.
- Diện tích chiếm đất lớn: Cần diện tích lớn để cài đặt các tấm quang năng. Điều này có thể là một hạn chế trong các khu vực có không gian hạn chế.
- Sản xuất và xử lý chất liệu: Quá trình sản xuất và tái chế các tấm PV có thể tạo ra khí thải và chất thải gây ô nhiễm, đặc biệt là khi sử dụng các chất liệu phức tạp như silic và các kim loại quý.
1.5 Vai trò của điện mặt trời kết hợp với BESS
Việc tăng tỷ trọng nguồn điện ĐMT trong cơ cấu nguồn điện đã gây ra nhiều vấn đề đối với việc vận hành ổn định hệ thống điện. Xuất phát từ thực tế này, nhiều quốc gia trên thế giới đã kết hợp quá trình tăng tỷ lệ các nguồn ĐMT với việc đầu tư vào hệ thống lưu trữ năng lượng (Energy storage system - ESS).
1.6 Các vấn đề phải đối mặt khi phát triển nhanh ĐMT.
Sơ đồ khối một hệ thống ĐMT kết hợp BESS điển hình
1.7 Vai trò của điện mặt trời kết hợp với BESS
1.7.1 Vai trò đối với hệ thống điện
- Cung cấp nguồn cấp điện dự phòng.
- Hỗ trợ vận hành ổn định hệ thống điện (điều tần, điều áp).
- Hỗ trợ tích hợp nguồn điện tái tạo.
- Giảm công suất cực đại vào giờ cao điểm của hệ thống điện, giảm tình trạng lưới điện bị quá tải…
1.7.2 Vai trò đối với các ứng dụng quy mô nhỏ (home application)
- Duy trì nguồn điện ổn định 24/7 cho các tải thiết bị quan trọng.
- Giảm phụ thuộc vào lưới điện EVN.
- Sử dụng tối đa nguồn điện mặt trời được tạo ra bởi hệ thống ĐMT.
- Thay thế cho máy phát điện, an toàn cho môi trường.
Sơ đồ khối một hệ thống ĐMT kết hợp BESS điển hình (Residential)
II. Thành tự điện mặt trời tại Việt Nam
Thành tựu điện mặt trời tại Việt Nam
|
Loại hình phát điện |
Công suất lắp đặt (MW) |
Tỷ trọng (%) |
|
Tổng |
81.113,7 |
100% |
|
Thủy điện |
24.003,4 |
29,59% |
|
Nhiệt điện than |
26.115,0 |
32,20% |
|
Nhiệt điện khí |
7.297,0 |
9,00% |
|
Nhiệt điện dầu |
1.086,0 |
1,34% |
|
Sinh khối |
275,5 |
0,34% |
|
Điện mặt trời trang trại (*) |
9.131,2 |
11,26% |
|
Điện gió (*) |
5.433,3 |
6,70% |
|
Điện mặt trời mái nhà (**) |
7.755,3 |
9,56% |
|
Loại khác |
17,0 |
0,02% |
III. Hành Lang Pháp Lý
3.1 Các pháp lý liên quan đến Điện Mặt Trời.
Chính Phủ và Bộ Công Thương đã ban hình một số pháp lý liên quan như sau:
- Quyết định 500/QĐ-TTg ngày 15/05/2023 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050.
- Thông tư 15/2022/TT-BCT ngày 03/10/2022 của Bộ Công thương về việc Quy định phương pháp xây dựng khung giá phát điện nhà máy điện mặt trời, điện gió chuyển tiếp.
- Ngoài ra Chính phủ và các Bộ Ban Ngành đang soạn thảo thông tư về phương pháp xây dựng khung giá phát điện nhà máy điện mặt trời, điện gió.
3.2 Dự báo hướng phát triển điện mặt trời tại Việt Nam trong thời gian tới.
- Sẽ có những chính sách mới đối với đầu tư điện mặt trời tự sản, tự tiêu đối với nhà dân và cơ quan công sở theo quy hoạch điện VIII.
- Người dân sẽ dễ dàng tiếp cận được với công nghệ ĐMT.
- Chi phí đầu tư ĐMT sẽ giảm dần, phổ biến hơn đối với người dân.
- Người dân sẽ được tiếp cận với các nguồn vốn đầu tư ĐMT từ các quỹ đầu tư giúp giải quyết vấn đề chi phí đầu tư ban đầu lớn.
IV. Một số ưu điểm của điện mặt trời
- Đáp ứng nhu cầu năng lượng nhanh, chi phí đầu tư thấp, công nghệ đơn giản
- Chính sách khuyến khích tốt: Chính phủ Việt Nam đã đưa ra các chính sách và biện pháp hỗ trợ mạnh mẽ để khuyến khích phát triển điện mặt trời. Bao gồm các chính sách ưu đãi thuế, giảm rủi ro đối với các nhà đầu tư, hỗ trợ tài chính và khuyến khích hợp tác công-tư. Điều này đã thu hút một lượng lớn đầu tư vào điện mặt trời tại Việt Nam.
- Đa dạng hóa nguồn điện, an ninh cấp điện: giúp đa dạng hóa nguồn điện nhanh chóng, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, đảm bảo an ninh cấp điện.
- Bảo vệ môi trường: Giảm pháp thải khí CO2 hây hiệu ứng nhà kính
