Công nghệ pin mặt trời Bài học kinh nghiệm từ Việt nam

1

Công nghệ pin mặt trời

Bài học kinh nghiệm từ Việt nam

GS.TS Đặng Đình Thống

Đại học Bách khoa Hà Nội

1 Đại Cồ Việt, Hanoi

Email: [email protected]

mailto:[email protected]

2



Nội dung:

I- Tiềm năng Năng lượng mặt trời

II- Hiện trạng và Thách thức

III- Thị trường tương lai

http://images.google.com.vn/imgres?imgurl=http://www.in.gov/oed/images/iStock_000000584982Small.jpg&imgrefurl=http://www.in.gov/oed/2412.htm&usg=__jHFwYW7QSL8QhH3-oUsMsGLGfwY=&h=848&w=566&sz=159&hl=vi&start=8&itbs=1&tbnid=9k_x8jjEWU5nNM:&tbnh=145&tbnw=97&prev=/images%3Fq%3Dsolar%2Benergy%26hl%3Dvi%26sa%3DN%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26tbs%3Disch:1

3

I- Tiềm năng Năng lượng mặt trời

• Lãnh thổ Việt nam kéo dài từ vĩ độ 8 –

23 vĩ độ Bắc, nằm trong khu vực nhiệt

đới, có tiềm năng lớn về NL mặt trời;

• Lãnh thổ trải dài, do đó, tiềm năng

NLMT ở mỗi vùng là khác nhau. Có thể

chia ra thành 5 tiểu khu vực, với các đặc

trưng về NLMT được biểu thị ở bảng 1.



4



Bảng 1: Mật độ NLMT trung bình năm và số giờ nắng theo tiểu khu vực (Nguồn: VNL)

Ghi chú: (1)- Khu vực Đông Bắc Bộ có NLMT thấp nhất do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

vào mùa đông.

(2)- Khu vực Nam Bộ, từ Đà Nẵng trở vào, bức xạ mặt trời và số giờ nắng cao hơn.

(3)- Nhìn chung, tiềm năng NLMT ở VN là khá tốt.

Khu vựcNLMT trung bình năm (kcal/cm2.year)

Số giờ nắng trung bìnhnăm (hrs/year)

1 Đông Bắc Bộ 100 - 125 1500 – 1700

2 Tây Bắc Bộ 125 – 150 1750 – 1900

3 Bắc Trung Bộ 140 – 160 1700 – 2000

4 Nam Trung Bộ và Tây Nguyên 150 – 175 2000 – 2600

5 Nam Bộ 130 – 150 2200 – 2500

Trung bình cả nước 130 - 152 1830 - 2450

5



II- Hiện trạng

2.1- Hiện trạng ứng dụng NLMT ở VN:

• Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ NLTT nói chung và NLMT nói riêng vẫn

còn ở mức thấp, quy mô nhỏ và phân tán. Hầu hết các dự án ứng dụng mới chỉ mang

tính trình diễn.

• Công nghệ ứng dụng chính là hệ thống năng lượng mặt trời độc lập để cung cấp điện

cho các khu vực nông thôn (như thắp sáng, ti vi, nghe đài cho hộ gia đình; ... Thiết bị

công cộng (như trường học, trạm y tế làng, nhà văn hóa, trung tâm xã); viễn thông ở

khu vực miền núi, hải đảo và các đèn tín hiệu điện/ hải đăng để thông tin liên lạc

biển, …

• Gần 100% các module năng lượng mặt trời là nhập khẩu. Các thành phần khác như

bộ điều khiển, biến tần, pin có thể được thiết kế, sản xuất một phần trong nước.

• Công suất cài đặt tích luỹ trong cả nước đến nay được ước tính khoảng 1,5 –

1,6MWp. Các khách hàng chủ yếu là viễn thông, truyền thông hàng hải và hộ gia

đình nông thôn và cộng đồng.

6



II- Hiện trạng

2.2- Công nghệ NLMT:

Ở Việt nam hiện nay, có 3 hệ thống NLMT đang được áp dụng:

(1)- Hệ thống NLMT độc lập

(2)- Hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT và các nguồn NL khác

(3)- Hệ thống NLMT nối lưới

Hệ thống thứ nhất và thứ hai là 2 hệ thống chủ yếu được áp dụng ở Việt Nam, được

lắp đặt tại các địa điểm chưa có điện nối lưới, ví dụ như các khu vực xa xôi hẻo lánh

(vùng núi cao, khu vực hải đảo).

Hệ thống thứ ba hiện mới được lắp đặt tại Trung tâm hội nghị quốc gia (150kWp)

và trên mái toà nhà Bộ Công thương, Hà nội (12kWp).

7



II- Hiện trạng

2.2.1- Hệ thống NLMT độc lập

Thành phần:

(1)- Dàn pin NLMT – máy phát điện

mặt trời.

(2)- Bộ điều khiển của bộ nạp- điều

khiển quá trình thu và phát của

ac qui

3)- Ac qui: chứa điện

(4)- Bộ chuyển đổi: chuyển dòng

điện một chiều từ pin mặt trời

sang dòng xoay chiều

(5)- Tải trọng (một chiều và xoay

chiều)

Hình 2.1- Sơ đồ điển hình của hệ thông NLMT độc lập.

Công suất của các mảng pin NLMT và ac qui phụ thuộc

nhu cầu điện hàng ngày của tải, tình hình bức xạ mặt trời

tại nơi lắp đặt hệ thống

8



Hệ thống độc lập

(1)- Hệ thống pin mặt trời cho hộ gia đình nông

thôn:

• module NLMT 50 – 70Wp;

• Pin- 12V-(50 – 70)Ah, axit chì.

• Tải: đèn tiết kiệm điện12VDC-12W; TV,

radio,…

• Thị phần: ~10-15%

Hình.2.2- Một số hệ thống pin mặt trời hộ gia đình: (1)- Ha Hoa, Phu Tho (50Wp); (2)- An Lac,

Bac Giang (67Wp); (3)& (4)- M’Drac, Dac Lac

1

2 3

4

9



Hệ thống độc lập

(2)- Hệ thống pin NLMT cho cộng đồng nông thôn

• Module NLMT 400 – 5000Wp;

• Pin- (12V, 24, 48)V;(200 – 2000)Ah, axit chì.

• Tari: chiếu sáng, ti vi, đài, loa, các thiết bị khác,…

• Thị phần: ~15-20%

Fig.2.3- Hệ thống NLMT ở cộng đồng: (1)- Trạm xá Yen Lap, Phu Tho (550Wp);

(2)- Trạm xá ở đảo Quan Lan , Quang Ninh (750Wp); (3)- Trạm bơm ở phố Cua Bac, Hanoi

1

2

3

10



Hệ thống NLMT độc lập khác

(3)- Hệ thống NLMT

• (1)-đèn LED; (2)-đèn hải đăng trên biển; (3)- đèn tín

hiệu giao thông trên đường;…

• Thị phần: ~30%

Hình2.4- Hệ thống áp dùng NLMT

độc lập khác: Đèn đường; Đèn giao

thông; Vườn & Công viên;

đèn báo hiệu;

11



2.2.2- Hệ thống kếp hợp độc lập

• Hệ thống kết hợp máy phát điện

NLMT với máy phát điện khác như

tua bin gió, tuabin thủy điện nhỏ,

bộ động cơ diesel, ... có đầy đủ lợi

thế của tất cả các nguồn năng lượng

tiềm năng tại địa phương.

• Được sử dụng cho nhu cầu tải điện

cao và liên tục.

• Các khách hàng phổ biến tại VN:

Trạm viễn thông, nhà máy điện ở

nông thôn.

• Thị phần: ~ 30%

Hình.2.5- Sơ đồ hệ thống kết hợp NLMT

độc lập

12



Some PV hybrid systems for Telecom

Hình 2.6- Một số hệ thống kết hợp NLMT và máy phát điện

Diesel; do trung tâm nghiên cứu NLTT thiết kế và lắp đặt

(1)- Bưu điện ở đảo Cù Lao Chàm (1kWp)

+ 5kW Diesel; (2)- Đảo Quan Lạn(6,7kWp

+ 10kW Diesel; (3)- Thong Nong, Cao Bằng,

1,2kWp + 7kW Diesel

1

2

3

13



Hệ thống kết hợp độc lập ở làng xã

Hình. 2.7- Hệ thống kết hợp ở xã Bái Hương,

Cù Lao Chàm, 28kWp PV+20kW Diesel

(1)- Toàn cảnh; (2)- Bộ biến tần mặt trời và pin;

(3)- Ac qui.

1

2

3

14



2.2.3- Hệ thống NLMT nối lưới

• Nguyên tắc hoạt động của hệ thống:

Phát điện: Dòng điện 1 chiều từ dàn pin NLMT biến tần và đồng bộ bán công

tơ đo Watt-giờ lưới điện;

Sử dụng: Lưới mua công tơ đo Watt-giờ điện gia dụng.

Hiện nay, ở Việt Nam vẫn chưa có Quy định về nối lưới điện, do đó, phải nối với

công tơ đo của toà nhà hoặc lưới điện địa phương, hoặc công tơ đo sau toà nhà hoặc

hoặc địa phương.

Hình2.8- Hệ thống nối lưới NLMT

Hiện nay, ở VN, điện NLMT phải

nối với công tơ đo của toà nhà

hoặc lưới điện của làng hoặc

công tơ đo sau toà nhà/ làng

15



2.2.3- Hệ thống NLMT nối lưới

Ở Việt nam, công nghệ này vẫn còn khá mới mẻ. Hiện nay, mới chỉ có một vài hệ

thống thí điểm quy mô nhỏ như hệ thống 150kWp ở Trung tâm hội nghị quốc gia, Hà

nội và hệ thống 12kWp tại toà nhà Bộ Công thương.

Hình 2.9- Hệ thống NLMT nối lưới ở mái toà nhà Bộ Công thương

Từ trái sang: Dàn pin NLMT 12kWp; Bộ biến tần( 4 x 5kW); Lễ khánh thành

16



Nhà máy sản xuất pin NLMT đầu tiên ở Việt nam

• Địa điểm: huyện Duc Hoa, tỉnh Long An

• Công suất thiết kế giai đoạn 1(2009-2011):

5MW/năm

• Kế hoạch: 60% xuất khẩu, 40% sử dung nội

địa.

• Hoàn thành giai đoạn 1: tháng 4/2009.

• Mức đầu tư 10 triệu USD từ Công tu cổ

phần Mặt trời đỏ, Trung tâm tiết kiệm NL

Tp HCM và Công ty TNHH Tan Ky

Nguyen.

Hình 2.10- Nhà máy sản xuất pin NLMT đầutiên (hình trên) và lễ khánh thành hoàn thành giai đoạn 1.

Ngày 27 tháng 9 năm 2009 modules NLMT đầu tiên được sản xuất. Sản phẩm chính là các module NLMT công suất từ 50 to 175Wp, hiệu suất 15-16%.

17



Tóm tắt hiện trạng ứng dụng NLMT ở Việt nam

• Thiếu chiến lược và chính sách trọng điểm quốc gia về năng lượng tái tạo. Do đó

việc nghiên cứu và ứng dụng năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời

nói riêng phải đối mặt với nhiều rào cản.

• Một số lý do khác:

(1)- Cho đến nay Việt Nam tương đối có tiềm năng về nhiên liệu hóa thạch như

than, dầu, khí tự nhiên, và thủy điện. (Nhưng từ nayViệt Nam sẽ trở thành nước

nhập khẩu năng lượng, trong đó nhập khẩu điện từ Trung Quốc, than từ Indonesia,

...!)

(2)- Thu nhập của người dân Việt Nam vẫn còn thấp so với mức đầu tư và chi phí

cao của công nghệ năng lượng tái tạo. Trong khi đó, Chính phủ vẫn chưa có chính

sách hỗ trợ ứng dụng năng lượng tái tạo.

• Các rào cản trên khiến cho các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ năng

lượng mặt trời vẫn ở mức thấp, quy mô nhỏ và phân tán. Hầu hết các dự án triển

khai thực hiện mới ở mức thí điểm và ứng dụng quy mô nhỏ ở nông thôn. Việt Nam

hiện vẫn thiếu các dữ liệu năng lượng mặt trời để thiết lập các dự án thương mại

cũng như thiếu ngành công nghiệp điện mặt trời và mạng lưới dịch vụ.

18



Tóm tắt hiện trạng ứng dụng NLMT ở Việt nam (tiếp theo)

• Công suất lắp đặt luỹ kế: ~ 1.5-1.6 MWp, trong đó:

– 25-30% cho vùng nông thôn. (hộ gia đình: công suất module NLMT trong khoảng 50 –

80Wp/hệ thống; cộng đồng: công suất trong khoảng 1.0 - 100kWp)

– Viễn thông: 35%, công suất: 300- 10.000Wp/hệ thống

– Thông tin liên lạc trên biển, 35%, 200- 2000Wp/hệ thống.

• Công nghệ: (1)- Hệ thống độc lập: Hộ gia đình và thiết bị công cộng; (2)-Hệ thống kết hợp

độc lập: làng xã và cộng đồng (có hoặc không có lưới mini); (3)- Nối lưới (gia đoạn thí điểm).

• Giá: Module PV 4.0 5.0USD/Wp, hệ thống pin NLMT 8000-9000USD/kWp; Pin: 65-75

USD/kWh; bộ điều khiển và biến tần: được thiết kế và sản xuất tại Việt nam trong hầu hết các

dự án. Đối với các dự án quốc tế, các hợp phần này được nhập khẩu;

• Cơ chế quản lý trong thời gian hoạt động sau khi hệ thống chuyển giao là một trở ngại lớn.

Vì vậy việc đào tạo về vận hành và bảo dưỡng cho đội ngũ kỹ thuật viên địa phương cũng như

các thiết lập của một cơ chế quản lý phù hợp là vấn đề quan trọng quyết định thành công của

dự án

19



III- Thi trường ứng dụng NLMT trong tương lai?Quyết định của Thủ tướng Chính phủ

Ngày 21 tháng 7 năm 2011 thủ tướng chính phủ Nguyen Tan Dung đã thông qua và ra

Quyết đinh số 1208/QD-TTg) phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai

đọan 2011-2020 có xét đến năm 2030, trong đó, NLTT lần đầu tiên có vi trí chính thức

trong thị trường điện Việt nam. Sau đây là các điểm trọng tâm liên quan đến ứng dụng

NLTT và NLMT:

1. Nhu cầu điện các năm 2015, 2020 and 2030 được dự báo lần lượt là 194-210 tỷ kWh,

330-362 tỷ kWh và 695-834 tỷ kWh.

2. Ưu tiên NLTT trong sản xuất điện, đưa thị phần điện từ NLTT từ 3.5% năm 2010 lên

4.5% năm 2020 và 6.0% vào năm 2030.

3. Đẩy nhanh tiến độc chương trình điện khí hoá nông thôn nhằm đạt mục tiêu gần 100%

hộc gia đình nông thôn có điện vào năm 2020.

Từ điểm 1 và 2, điện lượng từ NLTT vào năm 2010 là xấp xỉ 100 tỷ kWh), năm 2020 và

năm 2030 lần lượt là 3,5 tỷ, 15 tỷ và 46 tỷ kWh.

20



III- Thị trường ứng dụng NLMT trong tương lai?

Số liệu

Để đạt được các mục tiêu trên, công suất lắp đặt của điện từ NLTT được Bộ Công

thương phê duyệt theo kế hoạch như sau (Bảng 1).

Bảng 1- Điện từ NLTT(*) công suất lắp đặt giai đoạn 2011 – 2030 (Nguồn: Quyết định

số1208/QD-TTg ngày 21-7-2011 của Thủ tướng Chính phủ , phụ lục 1)

Năm Công suất lắp đặt

(MW)

Năm Công suất lắp đặt

(MW)

1 2011 30 8 2018 200

2 2012 100 9 2019 230

3 2013 130 10 2020 300

4 2014 120 11 2011-2020 1.660

5 2015 150 12 2021-2025 2.500

6 2016 200 13 2026-2030 4.200

7 2017 200 2011-2030 8.360 = 8,36GW

Chú ý: (*)- Điện từ NLTT = Gió + Các nguồn NLTT khác

21



III- Ứng dụng NLMT trong tương lai??

Mục tiêu điện khí hoá nông thôn

• Cung cấp điện từ lưới điện quốc gia và từ nguồn NLTT địa phương: năm 2015: 100% làng xã, 98,6% hộ gia đình có điện sử dụng; năm 2020: gần 100% hộ nông thôn được điện khí hoá.

• 2011-2015: có thêm 377. 000 hộ nông thôn có điện từ NLTT.

• 2016-2020: có thêm 231. 000 hộ nông thôn có điện từ NLTT.

(Nguồn: Quyết định số 1208/QD-TTg ngày 21-7-2011 của Thủ tướng Chính phủ).

Kết luận

Dựa vào Quyết đinh trên, có thể thấy:

1. Thị trường NLTT ở Việt nam, bao gồm cả thị trường NLMT trong các thập kỷ tới sẽ đượcthiết lập và phát triển. Để đạt được mục tiêu đề ra, Việt nam cần phải làm rất nhiều việc cũng như cần một nguồn đầu tư tài chính lớn cho NLTT!

2. Đối với các khu vực hẻo lánh như hải đảo, miền núi, công nghệ NLMT rất phù hợp và tại nhiều nơi, NLMT là sự lựa chọn tốt nhất.

3. Để đạt được mục tiêu đã đặt ra về thị trường NLTT, Chính phủ cần sớm ban hành các chính sách và chiến lược phù hợp về ứng dụng và phát triển NLTT.

22

Xin cám ơn!

Công nghệ pin mặt trời Bài học kinh nghiệm từ Việt nam

Documents

Transcript of Công nghệ pin mặt trời Bài học kinh nghiệm từ Việt nam