Nghiên cứu giải pháp sử dụng pin năng lượng mặt trời để cấp điện cho khu vực trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh

i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: MAI TRẦN ĐỈNH PHONG MSHV: 1670819 Ngày, tháng, năm sinh: 23/02/1981 Nơi sin

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA



MAI TRẦN ĐỈNH PHONG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

ĐỂ CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Ngọc Phúc Diễm

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 31 tháng 8 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trường Khoa Quản lý chuyên ngành sau khi luận văn được sửa chữa (nếu có)

Trang 3

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: MAI TRẦN ĐỈNH PHONG MSHV: 1670819

Ngày, tháng, năm sinh: 23/02/1981 Nơi sinh: Bến Tre

TÊN ĐỀ TÀI:

“NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ CẤP

ĐIỆN CHO KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH”

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nghiên cứu về các điều kiện để phát triển năng lượng mặt trời áp mái tại khu vực

trung tâm TPHCM (đề tài nghiên cứu tại Quận 1, Quận 3)

- Thu thập và phân tích, đánh giá về phụ tải của khu vực Quận 1, Quận 3

- Khảo sát, đánh giá về diện tích tiềm năng để lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái tại

khu vực Quận 1, Quận 3

- Sử dụng phần mềm PVsyst phiên bản 6.7.0 để tính toán lượng công suất phát điện

từ nguồn năng lượng mặt trời áp mái

- Sử dụng phần mềm E-TAP 12.6 để mô phỏng mô hình thực tế sử dụng năng lượng

mặt trời áp mái kết lưới

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 28/4/2019

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/8/2019

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Ngọc Phúc Diễm

Tp HCM, ngày 15 tháng 8 năm 2019

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 4

ii

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em kính gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy, Quý Cô đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến Cô TS Nguyễn Ngọc Phúc Diễm đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Đồng thời, em cũng xin chân thành cảm ơn Khoa Điện - Điện Tử, Phòng Đào Tạo Sau Đại Học, trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia TP.HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu

Cuối cùng, xin được gửi lời lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè, những người luôn dành cho tôi sự quan tâm động viên, tình yêu thương và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có động lực học tập, phấn đấu trong suốt thời gian qua

Do thời gian và trình độ còn nhiều hạn chế nên luận văn chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn

để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Tp HCM, ngày tháng năm 2019

Học viên

Mai Trần Đỉnh Phong

Trang 5

3

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Với mong muốn tối ưu hóa các ưu thế về điều kiện tự nhiên để phát triển các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời, đảm bảo cho sự phát triển bền vững của ngành năng lượng Việt Nam, Chính phủ đã ban hành nhiều chính sách ưu đãi, kêu gọi đầu tư để phát triển năng lượng mặt trời trên cả nước

Bên cạnh việc phát triển các cánh đồng năng lượng với quy mô công suất lớn, việc phát triển năng lượng mặt trời áp mái cũng là một giải pháp hiệu quả để giải quyết nhu cầu năng lượng tại Việt Nam, đặc biệt là tại các thành phố lớn ở phía Nam Việt Nam như TPHCM

Đồng hành với xu thế đó, đề tài luận văn tập trung vào việc phân tích, đánh giá điều kiện tự nhiên - xã hội, chính sách và tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời áp mái tại khu vực trung tâm TPHCM (Quận 1, Quận 3) để tạo ra một cơ sở khoa học bước đầu trong quá trình phát triển mạnh mẽ nguồn năng lượng to lớn này, góp phần vào việc xây dựng và phát triển của Thành phố một cách bền vững

Trên cơ sở các nội dung nghiên cứu đã đề ra, nội dung luận văn sẽ được biên chế thành 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương 2: Nghiên cứu phụ tải và khảo sát, tính toán khả năng cung cấp điện từ nguồn năng lượng mặt trời áp mái tại khu vực Quận 1 và Quận 3 - TPHCM

Chương 3: Sử dụng chương trình E-TAP phiên bản 12.6 mô phỏng mô hình sử dụng năng lượng mặt trời áp mái tại Công ty Điện lực Sài Gòn

Chương 4: Kết luận, đề xuất hướng phát triển của đề tài

Trang 6

4

ABSTRACT

With a desừe to optimizing vantage points of natural conditions to develop renewable energy sources, especially solar energy, and to ensure the sustainable development of Viet Nam’s energy industry, the State has promulgated many preferential policies so as to call for investment in development of solar energy across the country

In addition to developing solar energy farms of high capacity, rooftop solar energy

is also an efficient solution to solve the increasing energy demand in Viet Nam, especially

in big cities of South Viet Nam like Ho Chi Minh City

In line with such a trend, the thesis topic focuses on analyzing and assessing the natural and social conditions, policies and development potentials of rooftop solar energy

in the central areas of Ho Chi Minh City (District 1, District 3) in order to initially set a scientific basis of the process of robust growth of the solar energy, which considerably contributes to the building of and development of the City in a sustainable fashion

Based on the research contents, the thesis is logically written into 4 chapters as follows:

Chapter 1: Literature review

Chapter 2: Studying electricity loads, conducting a survey of and making calculations

of the capability to electricity supply from the rooftop solar energy in District 1 and District

3, Ho Chi Minh City

Chapter 3: Running the E-TAP program with version 12.6 to simulate the model of using rooftop solar at Saigon Power Company

Chapter 4: Conclusions and recommendations

Trang 7

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn này hoàn toàn do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Ngọc Phúc Diễm

Các kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trên bất kỳ công trình nào khác

TP.HCM, ngày 14 tháng 8 năm 2019

Học viên

Mai Trần Đỉnh Phong

Trang 8

HVTH: Mai Trần Đỉnh Phong

MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN VĂN ni

ABSTRACT IV LỜI CAM ĐOAN V DANH MỤC HÌNH ẢNH VII DANH MỤC BẢNG X NỘI DUNG 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 88

Trang 9

vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH 1.1 - TỶ LỆ ĐÓNG GÓP CỦA CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

2015 [8] 15

HÌNH 1.2 - TỶ LỆ ĐÓNG GÓP CỦA CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 2016 [8] 16

HÌNH 1.3 - CÁNH ĐỒNG CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA NHÀ MÁY BIM ENERGY - NINH THUẬN 18

HÌNH 1.4 - CÁNH ĐỒNG CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA NHÀ MÁY Cư JÚT - TỈNH ĐĂK NÔNG 19

HÌNH 1.5 - CÁNH ĐỒNG CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LẮP ĐẶT TRÊN LÒNG HỒ DẰU TIẾNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI DẦU TIẾNG - TỈNH TÂY NINH 19

HÌNH 1.6' BẢN ĐỒ BƯC XẠ MẶT TRỜI QUỐC GIA (GLOBALSOLARATLAS.INFO) [9] 20

HÌNH 1.7 - BIÊU ĐỒ CHIẾU SÁNG TRUNG BÌNH TRONG CÁC THÁNG CỦA TPHCM 20

HÌNH 2.1 - BIÊU ĐỒ PHỤ TẢI TRUNG BÌNH TRONG 24 GIỜ CỦA KHU Vực QUẬN 1, QUẬN 3 24

HÌNH 2.2 - HỘI TRƯỜNG THÀNH ỦY 28

HÌNH 2.3 - XÁC ĐỊNH KHU vực KHÔNG THÊ LẮP CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG 28

HÌNH 2.4- XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC (CHIỀU RỘNG) 29

HÌNH 2.5 - XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC (CHIỀU DÀI) 29

HÌNH 2.6 - XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC (CHIỀU DÀI) 30

HÌNH 2.7 - XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHU vực MÃU 31

HÌNH 2.8 - XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHU vực MÃU 31

HÌNH 2.9 - XÁC ĐỊNH SỐ KHU vực MẪU 32

HÌNH 2.10 - GIAO DIỆN PHẰN MỀM 34

Trang 10

vi

HÌNH 2.11 - CÁC MÔ HÌNH THIẾT KẾ 35

HÌNH 2.12 - Cơ SỞ DỮ LIỆU 35

HÌNH 2.13 - CÔNG cụ CỦA PVSYST 36

HÌNH 2.14 - NHẬP DỮ LIỆU VỀ VỊ TRÍ ĐỊA LÝ CỦA TPHCM 37

HÌNH 2.15 - DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG 37

HÌNH 2.16 - Sơ ĐỒ KẾT LƯỚI 38

HÌNH 2.17 KẾT QUẢ TÍNH CÔNG SUẤT PHÁT ĐIỆN CỦA HỘI TRƯỜNG THÀNH ỦY TỪ PHẰN MỀM PVSYST 39

HÌNH 2.18 - ĐẶC TUYẾN U-I VÀ BIÊU ĐỒ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG 39 HÌNH 2.19 - KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHO KHU DN6 cư XUNG QUANH TRƯỞNG THCS BÀN CỜ 40

HÌNH 2.19 - BIÊU ĐỒ U-I VÀ BIÊU ĐỒ NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG 41

HÌNH 3.1 - MẶT BÀNG LẮP ĐẶT CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 44 HÌNH 3.2 - Sơ ĐỒ THIẾT KẾ CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG 44

HÌNH 3.3 - CỬA SỔ CHÍNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH 46

HÌNH 3.4 - CÁC CHƯC NĂNG TÍNH TOÁN CỦA CHƯƠNG TRÌNH ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HÌNH 3.5 - CÁC PHẦN TỬ AC 47

HÌNH 3.6 - CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG, BẢO VỆ 47

HÌNH 3.7 - LựA CHỌN PIN 48

HÌNH 3.8 - ĐẶC TUYẾN DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP 49

HÌNH 3.9 - LựA CHỌN INVERTER 50

HÌNH 3.10 - LƯỚI NGUỒN 51

HÌNH 3.11 - THÔNG SỐ MBA 400KVA 51

HÌNH 3.12 - MÁY PHÁT Dự PHÒNG 52 HÌNH 3.13 - THÔNG BÁO QUÁ TẢI CÁP (THEO THIẾT KẾ THựC TẾ) _ 53

Trang 11

vi

HÌNH 3.14 - CÁP KẾT LƯỚI 53 HÌNH 3.15 - CÁP CẤP NGUỒN TỪ MÁY PHÁT Dự PHÒNG 54 HÌNH 3.16 - PHÂN BỔ CÔNG SUẤT KHI TÒA NHÀ Được CẤP NGUỒN TỪ MÁY PHÁT (MẤT NGUỒN LƯỚI) 55

HÌNH 3.17- PHÂN BỔ CÔNG SUẤT KHI TÒA NHÀ Được CẤP NGUỒN TỪ NLMT VÀ LUỚI ĐIỆN 56

HÌNH 3.18 - TÒA NHÀ Được CẤP NGUỒN TỪ NLMT VÀ MÁY PHÁT 57

Trang 12

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 - Bảng thống kê lượng công suất đỏng góp giữa các nguồn năng lượng tái tạo

trên toàn cầu năm 2015 và 2016 14

Bảng 2 1 Bảng tổng hợp phụ tải trong 24 giờ của Công ty Điện lực Sài Gòn (từ ngày 18

đến ngày 24 thảng 4 năm 2019 63

Bảng 2.2 Phụ lục 1 - Bảng thống kê diện tích và công suất tính toán từ phần mềm PVSyst

6.7.0 tại các trường học trên địa bàn Quận 1, Quận 3 64

Bảng 2.3 Phụ lục 2 - Bảng thống kê diện tích và công suất tính toán từ phần mềm PVSyst 6.7.0 cho các chợ, cao ốc văn phòng, TT thương mại, bệnh viện trên địa bàn Quận 1, Quận

Trang 13

MPPT - Maximum Power Point Tracking - Thuật toán dò tìm điểm làm việc cực đại

PV - Photovoltaics - Tế bào quang điện

Trang 15

Luận văn thạc sĩ -13-

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu khái quát và huớng tiếp cận của đề tài

1.1.1 Đặt vấn đề

Tốc độ khai thác, sử dụng các nguồn năng luợng hóa thạch đang gia tăng ở mức độ rất nhanh làm cho nguồn tài nguyên này cạn kiệt một cách nhanh chóng, kéo theo nhiều hậu quả to lớn về môi truờng và xã hội nhu vấn đề hiệu úng nhà kính, băng tan và nuớc biển dâng cao, đe dọa cuộc sống của hàng tỷ nguời trên toàn thế giới

Truớc tình hình đó, giải pháp nghiên cứu sủ dụng các nguồn năng luợng tái tạo (Renewable Energy) để thay thế dần các nguồn năng luợng hóa thạch đang trở thành xu thế chung trên toàn thế giới

Việt Nam sau thời kỳ đổi mới, tốc độ tăng trưởng kinh tế luôn giữ ở mức cao trong suốt 3 thập kỷ qua đã kéo theo nhu cầu sử dụng năng lượng tăng cao, đòi hỏi phải triệt để khai thác các nguồn năng lượng truyền thống như thủy điện, nhiệt điện trên quy mô cả nước Việc đầu tư phát triển các nguồn phát này dẫn đến nhiều hậu quả về môi trường và

xã hội khá nghiêm trọng, đe dọa đến sự phát triển bền vững của đất nước trong những giai đoạn tiếp theo

Nhận thức sâu sắc về các mối đe dọa này, cùng với các ưu thế về mặt địa lý, khí hậu của đất nước, những năm gần đây, nhà nước đã ban hành nhiều chính sách khuyến khích phát triển các nguồn năng lượng tái tạo trong phạm vi cả nước Gần đây, đã có nhiều dự án năng lượng tái tạo được đầu tư xây dựng với quy mô tương đối lớn như nhà máy điện gió Ninh Thuận, Bạc Liêu, nhà máy năng lượng mặt trời ở ĐãkLăk, Bình Thuận, Bình Định, Tây Ninh, Đồng Tháp, mở ra một hướng phát triển mới cho ngành năng lượng của Việt Nam

Thành phố Hồ Chí Mỉnh với vai trò là đầu tàu kinh tế của cả nước, với tốc độ phát triển kinh tế cao, tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, nhu cầu sử dụng năng lượng rất lớn và tăng cao hàng năm Đòi hỏi nhà nước phải dành một nguồn kinh phí rất lớn để phát triển lưới điện khu vực kinh tế trọng điểm này

Thực tế hiện nay, tại khu vực trung tâm thành phố, rất nhiều tòa nhà cao ốc vãn phòng, trung tâm thương mại, chung cư cao cấp, khách sạn,., đã và đang được xây dựng gây ra một áp lực rất lớn về cung ứng điện năng cho khu vực, đặc biệt là trong khung giờ cao điểm (tù 08 giờ đến 17g) luợng điện năng tiêu thụ tăng vọt, dẫn đến tình trạng căng

Trang 16

thẳng trên lưới điện

Để đảm bảo nhu cầu năng luợng cho khu vục trung tâm thành phố, đặc biệt là giải quyết vấn đề tải đỉnh, trong những năm qua, Tổng công ty Điện lực TPHCM đã không ngừng xây dụng mới các trạm biến áp trung gian 220kV, 110kV và các đuờng dây đấu nối vào sâu trong khu vục trung tâm thành phố (trạm 220kV Tao Đàn, 110kV Đakao, 110kV Thị Nghè, 110kV Bến Thành, ) và đang tiếp tục với nhiều dụ án khác (trạm 220kV Tân Cảng, 110kV Ba Son, 110kV Công viên 23/9, ) Việc đầu tu xây dựng mới các công trình truyền tải nằm sâu trong trung tâm thành phố, ngoài vấn đề chi phí đầu tu cao (do sủ dụng các công nghệ hiện đại GIS, cáp ngầm, trạm ngầm), còn là vấn đề nan giải về mặt bằng, kiến trúc và mỹ quan đô thị

Trong suốt quá trình làm công tác quản lý dụ án tại Tổng Công ty điện lục TPHCM, tôi nhận thấy mối Hên hệ giữa nhu cầu công suất trong khung giờ cao điểm và đặc điểm tải (chủ yếu phục vụ cho hoạt động dịch vụ, thuơng mại, công sở, ) ở trung tâm thành phố (đặc biệt là khu vục Quận 1, Quận 3) với tiềm năng rất lớn về phát triển năng luợng mặt trời áp mái

Do đó, tôi đã đăng ký thục hiện đề tài luận văn này nhằm tập trung nghiên cứu về phát triển các hệ thống Pin năng luợng mặt trời lắp đặt trên các cao ốc, tòa nhà chung cu, công sở, hộ gia đình hay các khu vục công cộng để góp phần cho việc giải quyết nhu cầu tải đỉnh tại khu vục của trung tâm TPHCM, mở ra một huớng đi tích cục hơn và chủ động hơn trong việc phát triển lưới điện bền vững, tối ưu hóa chi phí đầu tư, tối ưu hóa không gian đô thị, hướng tới một thành phố thông minh, hiện đại

1.0 Hướng tiếp cận của đề tài

Đề tài sẽ được tiếp cận theo hướng:

1.1.2.1 Nhận định về xu thế phát triển và sử dụng các nguồn năng lượng trên thế giới:

Việc gia tăng nhanh về dân số và sự phát triển mạnh mẽ các ngành sản xuất đã tiêu thụ quá nhiều năng lượng (hóa thạch) trong những thế kỷ trước đã đặt chúng ta vào một thách thức rất nghiêm trọng Đó chính là sự cạn kiệt về năng lượng cho phát triển trong tương lai, đòi hỏi chúng ta phải tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch

và tìm ra những nguồn năng lượng thay thế (nguồn năng lượng tái tạo) Có nhiều nguồn năng lượng mà con người có thể khai thác trong tương lai, bao gồm:

- Năng lượng điện

Trang 17

- Năng lượng sinh khối

- Năng lượng địa nhiệt

- Năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (dầu, than đá, khí thiên nhiên)

- Năng lượng thủy và đại dương

- Năng lượng hạt nhân

- Năng lượng mặt trời

- Năng lượng gió

- Năng lượng vận tải/ chuyên chở

về cơ bản chúng được chia thành 2 loại: năng lượng tái tạo (năng lượng sinh khối, địa nhiệt, thủy năng, mặt trời, gió) và năng lượng không tái tạo được (than, dầu, khí thiên nhiên, Uranium, )

Trong số những nguồn năng lượng tái tạo được biết đến thời điểm hiện tại, năng lượng mặt trời là có tiềm năng nhiều nhất Một phần nhỏ của nó đã được hấp thụ bởi thực vật và được lưu trữ ở dạng vĩnh viễn như dầu, than đá, khí đốt [3]

Theo báo cáo của REN21 (Renewable Energy Policy Network for the 21st century) năm 2017 có the nhận thấy một số điểm chính như sau:

Trang 18

Bảng 1.1 - bảng thống kê lượng công suất đóng góp giữa các nguồn năng lượng tái

tạo trên toàn cầu năm 2015 và 2016 (theo báo cáo của REN21 - 2017)

2015

Thủy điện (GW)

Điện sinh học (GW) Địa nhiệt (GW) Điện mặt trời (GW)

■ Điện gió (GW)

Hình 1.1 - Tỷ lệ đóng góp của các nguồn năng lượng tái tạo 2015 [8]

Trang 19

sự phát triển bền vững của các cộng đồng dân cư, của các quốc gia và của hành tinh này Năng lượng điện gió và điện mặt trời cũng đã đóng góp một tỷ trọng dáng kể tăng khoảng 4% (từ 35% năm 2015 lên 39% năm 2016) Trong đó, tỷ trọng đóng góp từ năng lượng mặt trời đã có sự tăng trưởng vượt trội so với điện gió

Đen cuối năm 2017, có ít nhất 17 quốc gia có đủ điện mặt trời để đáp ứng 2% tổng nhu cầu điện năng trong nước và tỷ lệ này còn cao hơn nhiều ở một số quốc gia như Mỹ, Đức, Nhật Bản, Italy, [8]

Ke từ năm 2016 chứng kiến sự giảm giá chưa từng có của các mô đun năng lượng mặt ười và sự đột phá về công nghệ chế tạo ra chúng Đây là tiền đề quan họng để khai thác nguồn năng lượng to lớn này phục vụ cho nhu cầu năng lượng bền vững của nhân loại [8] 1.1.2.2 Phát triển năng lượng mặt ười tại Việt Nam:

* Điều kiện tự nhiên:

Theo “Báo cáo đánh giá tiềm năng lượng mặt hời ở Việt Nam - Triển vọng và nhận định” của Tiến sĩ Nguyễn Anh Tuấn và các chuyên gia Trung tâm năng lượng tái tạo, Viện Năng lượng, 2018:

2016

Thủy điện (GW)

Điện sinh học (GW) Địa nhiệt (GW) Điện mặt trời (GW)

■ Điện gió (GW)

1%

Trang 20

Giá trị bức xạ của Việt Nam theo phương ngang dao động từ 897 kWh/m2/năm đến

2108 kWh/m2/năm Tương ứng đối với ngày, giá trị nhỏ nhất đạt 2,46 kWh/m2/ngày và lớn nhất là 5,77 kWh/m2/ngày.[9] Từ nghiên cứu này, tác giả đã khẳng định: Việt Nam là quốc gia có tiềm năng dồi dào để phát triển điện mặt trời, đặc biệt ở khu vực miền Trung

và miền Nam Việt Nam

* Chính sách phát triển:

Để tạo hành lang pháp lý, khuyến khích các nhà đầu tư đầu tư vào năng lượng mặt trời đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững của đất nước trong thế kỷ 21, Chính phủ đã ban hành:

- Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050

- Quyết định số 11/QĐ-TTg ngày 11/4/2017 của Thủ Tướng Chính phủ về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam

- Văn bản số 5087/BTC-TCNL ngày 9/6/2017 về việc hướng dẫn thực hiện Quyết định 11/2017/QĐ-TTg

- Thông tư 16/2017/TT-BCT ngày 12/9/2017 quy định về phát triển dự án và hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời

- Quyết định số 02/2019/QĐ-TTg ngày 8/1/2019 sửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam

- Thông tư số 05/2019/TT-BCT ngày 11/3/2019 sửa đổi, bổ sung một số điều của Thông tư số 16/2017/TT-BCT ngày 12/9/2017 của Bộ trưởng Bộ Công Thương quy định về phát triển dự án và Hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt ười

Trên cơ sở hành lang pháp lý và các chính sách khuyến khích đầu tư về năng lượng mặt ười, ưong một thời gian ngắn (từ 2017 đến nay), năng lượng mặt ười đã có sự phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam

Những ưu đãi như: miễn thuế nhập khẩu đối với hàng hỏa, để tạo tài sản cổ định cho

dự án; giảm tiền sử dụng đất; tiền thuê đất; tiền thuê mặt nước và cam kết mua điện giá trên 2.000 đồng/kwh đã mang đến sức hấp dẫn cho lĩnh vực đầu tư năng lượng điện mặt ười

Theo số liệu của Bộ Công Thương [21], đến nay cả nước có hơn 330 dự án điện mặt

Trang 21

ười đã và đang chờ phê duyệt, bổ sung vào quy hoạch điện Trong đó, 121 dự án đã được phê duyệt bổ sung vào Quy hoạch điện quốc gia và cấp tỉnh vởi tổng công suất phát điện đến năm 2020 là 6.100 MW và 2030 là 7.200 MW Từ giữa năm 2018 đến năm 2019 sẽ hòa lưới điện quốc gia và cung cấp thêm khoảng 2.200 MWp điện sạch Trong đổ, tập trung nhiều nhất là tại tỉnh Ninh Thuận với đổng góp khoảng 50% công suất

Một số nhà máy điên mặt ười tiêu biểu đã và chuẩn bị đưa vào vận hành như sau:

- Nhà máy năng lượng mặt ười lán nhất khu vực Đông Nam Á (tính đến tháng 4/2019): BIM với tổng công suất 330MWp (BIM 1, BIM 2, BIM 3) do chủ đầu tư Công ty năng lượng BTM Energy đã chính thức phát điện hòa lưới vào ngày 27/4/2019 (hình 1.3)

Hình 1.3 - Cánh đồng các tấm Pin nang lượng mặt ười của nhà máy BIM Energy - Ninh Thuận

- Dự án Nhà máy điện mặt ười Cư Jút được xây dựng tại trấn Ea TTing, huyện Cư Jut, tỉnh Đăk Nông, với quy mô công suất là 50 MWp; do EVNCHP làm chủ đàu tư đã đóng điện nghiệm thu vào ngày 20/4/2019 (hình 1.4)

Trang 22

Hình 1.5 - Cánh đồng các tấm Pin năng lượng mặt ười lắp đặt ưên lòng hồ Dầu Tiếng của nhà máy Điện mặt ười Dầu Tiếng - Tỉnh Tây Ninh

1.1.2.3 Phát triển năng lượng mặt ười áp mái tại TPHCM và phạm vi nghiên cứu của đề tài là khu vực Quận 1, Quận 3:

* Điều kiện tự nhiên (nguồn: Http://www.evn.com.vn):

Trang 23

Theo bảng đồ bức xạ mặt trời quốc gia (hình 1.6), TPHCM nằm ở khu vực có cường độ bức xạ mặt tròi cao khoảng 5,022kWh/m2

Hình 1.6' Bản đồ bức xạ mặt trời quốc gia (globalsolaratlas.info) [9]

Kết quả khảo sát từ WorldBank, nguồn năng lượng mặt trời có thể sản sinh tại thành phố Hồ Chí Minh là rất cao 5,022kWh/m2, trung bình một năm sinh ra được

1833kW/m2/năm

AVERAGE MONTHLY HOURS OF SUNSHINE IN HO CHI MINH CITY

from nearest weather station: Ho Chi Minh City Vietnam (0.0 KM)

Hình 1.7- Biểu đồ chiếu sáng trung bình trong các tháng của TPHCM

Từ hình 1.7 cho thấy số giờ chiếu sáng trung bình của TPHCM là rất cao và luôn được duy trì ở mức ổn định lớn hơn 100 giờ/ tháng Thời gian nắng để sản xuất điện hầu

Trang 24

như quanh năm

Ngoài ra, điều kiện khí hậu thuận lợi do ít chịu ảnh hường của bão nên là điều kiện khá lý tưởng cho việc xây dựng các mô hình hệ thống điện mặt trời áp mái cho các hộ gia đình

* Điều kiện kinh tế - xã hội và định hướng phát triển của Thành phố Hồ Chí Minh:

- về mặt kinh tế - xã hội, Thành phố Hồ Chí Minh là một trung tâm kinh tế, chính tộ lớn trong cả nước, mật độ xây dựng cao, tốc độ đô thị hóa nhanh, giá tộ sử dụng đất ở mức cao so với cả nước, Do đó, việc đầu tư phát triển những cánh đồng năng lượng với quy

mô lớn sẽ gặp phải những trở ngại lớn về mặt đất đai, tài chính và hiệu quả đầu tư Để tận dụng nguồn bức xạ mặt trời cao, thời gian chiếu sáng lớn, Thành phố Hồ Chí Minh nên chọn cách tiếp cận với năng lượng mặt trời áp mái được đầu tư lắp đặt tại các tòa nhà cao

ốc văn phòng, trụ sở cơ quan nhà nước, các hộ dân, nhà xưởng sản xuất,., để giảm áp lực cung cấp điện từ lưới điện quốc gia Đây cũng có thể xem là một phương án xã hội hóa để phát triển nguồn cung ứng điện cho Thành phố

về mặt chính sách định hướng phát triển của Thành phố Hồ Chí Minh, theo Quyết định số 6179/QĐ-UBND ngày 23/11/2017 của UBND Thành phố Hồ Chí Minh về việc phê duyệt “Đề án xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh trở thành Đô thị thông minh giai đoạn

2017 - 2020, tầm nhìn 2025” có nêu: “Việc phát triển bền vững đáp ứng được những nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng, tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế

hệ tương lai Điều này cũng đồng nghĩa với việc thành phố sẽ chú trọng đến công tác tái tạo nguồn lực (từ con người đến tài nguyên) và khuyến khích sáng tạo để nâng cao hiệu quả sử dụng các nguồn lực hiện có cũng như xem xét khả năng bổ sung các nguồn lực mới đáp ứng các nhu cầu phát triển (như các dạng năng lượng sạch, năng lượng tái tạo)” [10]

* Khu vực nghiên cứu của đề tài được tác giả lựa chọn là khu vực trung tâm thành phố (Quận 1, Quận 3) với các lý do như sau:

- Học viên là một cán bộ làm công tác Quản lý dự án của Tổng công ty Điện lực TPHCM, qua quá trình công tác đã nhận ra những vấn đề khó khăn trong việc đầu tư, xây dựng để phát triển lưới điện trong khu vực trung tâm của TPHCM (đặc biệt là khu vực Quận 1, Quận 3) như sau:

+ Khó khăn về mặt bằng để triển khai thi công các dự án lưới điện, đặc biệt là các công trình truyền tải

+ Khó khăn về giải pháp tồ chức thi công, do mật độ giao thông dày đặc, các loại cơ

sở hạ tầng đan xen nhau

Trang 25

+ Chi phí đầu tư xây dựng cao (do chi phí Bồi thường & giải phóng mặt bằng, phải đầu tư các công nghệ, thiết bị hiện đại để giảm diện tích xây dựng công trình, đảm bảo giải pháp thi công, an toàn và mỹ quan đô thị), thời gian triển khai thực hiện dự án kéo dài + Và những vấn đề trở ngại khác về mặt quy hoạch, chính sách,

Dan đến thực tế đang có nhiều dự án cấp điện cho khu vực bị chậm tiến độ (trạm biến

áp 220/1 lOkV Tân Cảng, trạm biến áp ngầm 1 lOkV Ba Son, trạm biến áp ngầm llOkV Công viên 23/9 và các tuyến cáp ngầm đấu nối) ảnh lớn đến việc đảm bảo cung cấp điện

an toàn, Hên tục, chất lượng cho khu vực trung tâm hành chính của Thành phố Hồ Chí Minh

- Khu vực Quận 1, Quận 3 của Thành phố Hồ Chí Minh có mật độ xây dựng cao, tập trung nhiều cơ quan hành chính của Thành phố, nhiều cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, phụ tải của khu vực tập trung cao trong giờ hành chính Đây cũng chính là khung thời thời gian lý tưởng để phát điện của các hệ thống năng lượng mặt trời áp mái

1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Thu thập và xây dựng biểu đồ phụ tải trong 24 giờ của khu vực Quận 1, Quận 3 để đánh giá về tính tương thích so với thời gian phát điện của năng lượng mặt trời

- Khảo sát, nghiên cứu, đánh giá về diện tích khả dụng để lắp đặt năng lượng mặt trời

áp mái trong khu vực Sử dụng phần mềm chuyên dụng (PVSyst phiên bản 6.7.0)

để tính toán khả năng phát điện

- Căn cứ vào biểu đồ phụ tải của khu vực trung tâm TP.HCM (Q.l và Q.3) và khả năng phát điện từ nguồn năng lượng mặt trời áp mái, đánh giá khả năng cắt tải đỉnh khu vực này

- Mô phỏng một mô hình kết lưới hiện tại của NLMT áp mái nhờ sự hỗ trợ của phần mềm ETAP để để thể hiện một cách trực quan về sự đóng góp của NLMT trong quá trình vận hành của hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Từ đó có nhận xét, đánh giá

về mô hình kết lưới hiện hữu

- Đề xuất hướng phát triển tiếp theo của đề tài

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Điều kiện tự nhiên và chính sách để phát triển năng lượng mặt trời ở Việt Nam nói chung và năng lượng mặt trời áp mái cho khu vực Quận 1, Quận 3 của Thành phố

Hồ Chí Minh

- Nhu cầu phụ tải của khu vực Quận 1, Quận 3 trong 24 giờ/ ngày

Trang 26

- Các tòa nhà cao ốc văn phòng, công sở, trường học, bệnh viện, các khu dân cư,., để đánh giá về tiềm năng lắp đặt năng lượng mặt trời

- Sử dụng phần mầm PVSyst để tính toán khả năng phát điện

- Mô phỏng một hệ thống năng lượng mặt trời áp mái thực tế (tòa nhà nhà văn phòng của Công ty Điện lực Sài Gòn) bằng phần mềm ETAP

1.4 Kết luận:

Nghiên cứu về giải pháp phát triển năng lượng mặt trời áp mái tại Thành phố Hồ Chí Minh và khu vực trung tâm Thành phố là một hướng đi phù hợp với cơ chế chính sách của nhà nước và định hướng phát triển của Thành phố Hồ Chí Minh

Giải pháp này vừa có thể triệt để tận dụng các yếu tố tự nhiên thuận lợi để cung cấp điện cho thành phố, mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho cộng đồng dân cư (những chủ đầu tư) từ việc sản xuất và bán điện, vừa triệt để tận dụng không gian đô thị và mỹ quan, môi trường của thành phố

CHƯƠNG2: NGHIÊN cứu PHỤ TẢI KHU vực VÀ KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KHẢ

NÀNG CUNG CẤP ĐỆN TỪ NGUỒN NÀNG LƯỢNG MẶT TRỜI ÁP MÁI TẠI KHU vực QUẬN 1, QUẬN 3

Thu thập và nghiên cứu nhu cầu phụ tải để so sánh, đánh giá với khả năng phát điện

từ nguồn năng lượng mặt trời áp mái của khu vực là nội dung then chốt để đánh giá tính khả thi của để tài này

2.1 Phụ tải khu vực Quận 1, Quận 3:

Khu vực Quận 1 và Quận 3 của thành phố Hồ Chí Minh nằm trong địa bàn cung cấp điện của Công ty Điện lực Sài Gòn (chi nhánh của Tổng công ty Điện lực TPHCM) 2.1.1 Thu thập biểu đồ phụ tải

Kết quả thu thập dữ liệu vào thời điểm cao điểm mùa khô năm 2019 (tuần lễ từ ngày

18 đến ngày 23 tháng 4 năm 2019 - Bảng 2.1, Phụ lục A) thông qua chương trình IMIS cho

ta biểu đồ phụ tải trung bình của khu vực như hình 2.1:

Trang 27

Hình 2.1- Biểu đồ phụ tải trung bình trong 24 giờ của khu vực Quận 1, Quận 3

2.1.2 Nhận xét:

Biểu đồ phụ tải trong 24 giờ của khu vực Quận 1, Quận 3 cho thấy:

Có sự chênh lệch lớn về nhu cầu công suất giữa giờ cao điểm (từ 09 giờ đến 17 giờ)

và giờ thấp điểm (từ 0 giờ cho đến 08 giờ) Vào giờ cao điểm, công suất từ hệ thống cung cấp cho phụ tải khu vực lên đến khoảng 600 MW trong khi ở giai đoạn thấp điểm nhu cầu phụ tải chỉ ở mức 300 MW

Thời gian cao điểm của khu vực ở khung thời gian phù họp với việc phát điện của các tấm Pin năng lượng mặt trời (từ 08 giờ đến 17 giờ)

Theo đó, để cắt tải đỉnh của khu vực trong giờ cao điểm, cần phải có một lượng công suất vào khoảng 80 đến 100 MW bơm vào lưới điện khu vực Lượng công suất này tương đương với công suất của một trạm HOkV với 3 MBA 40MVA hoặc 2 MBA 63 MVA

2.1.3 Hiện trạng các trạm 220kV, HOkV cấp điện cho khu vực trung tâm TPHCM

Khu vực Quận 1, Quận 3 đang được cấp nguồn từ các phát tuyến trung thế 22kV xuất phát

từ các trạm trung gian:

Trạm biến áp 220kV Tao Đàn có công suất phía 220kV: 2x250 MVA, phía HOkV: 2x63MVA

Trạm biến áp 1 lOkV Thị Nghè có công suất 2x63 MVA

Trạm biến áp 1 lOkV Xa Lộ có công suất 3x63 MVA

Trạm biến áp 1 lOkV Đakao có công suất 2x63MVA

Trang 28

Trạm biến áp 1 lOkV Tân Hưng có công suất 2x63MVA

Trạm biến áp 1 lOkv Hòa Hưng có công suất 2x63 MVA

Theo quyết định 4690/QĐ-BCT ngày 15/12/2017 của Bộ Công thương về việc phê duyệt Hợp phần 1: Quy hoạch phát triển hệ thống điện liokv của Quy hoạch phát triển điện lực TPHCM giai đoạn 2016 - 2025, có xét đến năm 2035:

Đen năm 2018 sẽ đưa vào vận hành hạm biến áp 220/1 lOkV Tân Cảng có công suất phía 220kV là: 2x250 MVA, phía 1 lOkV có công suất 2x63MVA

Đen năm 2019 sẽ đưa vào vận hành các trạm biến áp 1 lOkV: Trạm ngầm Công viên 23/9 có công suất 2x63MVA, trạm biến áp ngầm Ba Son có công suất 2x40 MVA

Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân (thủ tục, quy hoạch, nguồn vốn, đặc biệt là vướng

về mặt bằng để triển khai dự án) nên đến nay các trạm biến áp trên vẫn chưa thể triển khai: Trạm 220kV Tân Cảng chưa được Bộ Tư lệnh Hải Quân bàn giao mặt bằng để thi công xây dựng, trạm 1 lOkV Ba Son đang trong quá trình lựa chọn tư vấn thiết kế trạm ngầm và vẫn chưa hoàn tất thủ tục về đất đai với Tập đoàn Vingroup và Quân xưởng Ba Son, trạm ngầm HOkV Công viên 23/9 phải chờ Quy hoạch tổng thể khu Công viên 23/9 (UBND TP đang

tổ chức lựa chọn tư vấn để quy hoạch lại tổng thể Công viên 23/9)

Việc chậm trễ đưa các trạm biến áp trên vào vận hành đã gây ra nhiều khó khăn cho việc cấp điện an toàn, ổn định cho khu vực, áp lực cung cấp điện cho khu vực đang đè nặng lên các trạm trung gian hiện hữu, đặc biệt là gây quá tải thường xuyên cho trạm biến áp 220kV Tao Đàn

Ngoài ra, việc phải đầu tư các trạm biến áp ngầm với công nghệ hiện đại, các tuyến cáp ngầm cao thế đấu nối vào trạm, các xuất tuyến cáp ngầm trung thế, đã mang đến áp lực rất lớn về nguồn vốn đầu tư để phát triển hạ tầng lưới điện khu vực

Từ các phân tích trên, đề tài luận văn đã đề xuất pháp phát triển nguồn cung cấp điện cho khu vực này bằng giải pháp lắp đặt NLMT áp mái

2.2 Khảo sát tiềm năng lắp đặt năng lượng mặt trời

Quận 1 có diện tích hành chính là 7.7211 km2 [16]

Quận 3 có diện tích hành chính là 4.92 km2 [17]

Để đánh giá diện tích khả dụng có thể lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái cho khu vực Quận 1 và Quận 3, TPHCM, luận vãn tập trung khảo sát vào các nguồn như sau:

Trang 29

o Trường học: Tổng hợp danh sách các trường học trên địa bàn Quận 1, Quận 3 ở tất cả các cấp học (Đại học, Cao đẳng, Trung học chuyên nghiệp, Phổ thông Trung học, Trung học Cơ sở, Tiểu học, mầm non)

o Công sở: Tổng hợp danh sách các cơ quan công sở đóng trên địa bàn Quận 1, Quận 3

o Bệnh viện: Tổng hợp danh sách các bệnh viện đóng trên địa bàn Quận 1, Quận 3

o Để đánh giá diện tích lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái của các hộ gia đình, cao ốc vân phòng, chung cư, tác giả luận văn thực hiện khảo sát

ở những khu vực có mật độ xây dựng dày, chiều cao xây dựng tương đương nhau và ít bị che khuất ước tính diện tích khu vực và nhân với hệ

số dự kiến có thể lắp đặt

o Đề tài đã sử dụng chương trình Google map để quan sát, đánh giá khả năng lắp đặt các tấm năng lượng mặt trời áp mái và đo đạc tính toán diện tích lắp đặt Sử dụng phương pháp thống kê, đo đạc thủ công theo các nguyên tắc sau:

+ Loại bỏ những phần diện tích đã được bố trí, lắp đặt các hệ thống khác như: nước, máy lạnh, thông gió,

+ Loại bỏ những phần diện tích bị che khuất bời cây xanh, các công trình lân cận, + Không tính những phần diện tích lắp đặt gây mất mỹ quan của tòa nhà, các công trình kiến trúc có tính văn hóa, lịch sử

+ Sau khi tính toán tổng diện tích của toà nhà sẽ xem xét đến hệ số lắp đặt khoảng 0,8 (đối với các trường học, cao ốc, trụ sở các cơ quan nhà nước, ), 0,2 (đối với các khu dân cư)

Ví dụ 1: Tính toán diện tích lắp đặt năng lượng mặt trời cho Hội trường Thành ủy

TPHCM (Bà Huyện Thanh Quan, Phường 7, Quận 3, TPHCM):

Trang 30

HVTH: Mai Trần Đỉnh Phong Hình 2.2 - Hội Trường Thành ủy

Hình 2.3 - Xác định khu vực không thể lắp các tấm pin năng lượng

Trang 31

HVTH: Mai Trần Đỉnh Phong Hình 2.4 - xác định kích thước (chiều rộng)

Hình 2.5 - Xác định kích thước (chiều dài)

Trang 32

Hình 2.6 - Xác định kích thưóc (chiều dài)

Diện tích có thể lắp đặt năng lượng mặt ười cho Hội trường Thành ủy

TPHCMlà:

s = 0,8 X [(24x6) + (31x24)] = 710,4 m2

Ví dụ 2: Tính toán diện tích lắp đật năng lượng mặt ười cho khu vực dân cư Bàn Cờ

- Quận 3 - TPHCM (khu vực giới hạn bởi các con đường Lý Thái Tổ - Nguyễn Thị Minh Khai-CMT8-3/2)

Bước 1: Chọn khu vực mẫu để tính diện tích:

Trang 33

Hình 2.7 - Xác định kích thước khu vực mẫu

Hình 2.8 - Xác định kích thước khu vực mẫu

Bước 2: ước tính số khu vực có diện tích tương đương khu vực mẫu:

Trang 34

s = 0,2 X 4 X (280x400) = 89.600 m2

Ket quả tổng hợp diện tích có khả năng lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái trên địa bàn Quận 1, Quận 3:

• Theo phụ lục 1 - Tổng diện tích có khả năng lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái

từ các trường học (từ cấp Mầm non tới các trường PTTH, Đại học, Cao đẳng trên địa bàn Quận 1, Quận 3) có thể lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái: 98.412,4 m2

• Theo phụ lục 2 - Tổng diện tích chợ, các cao ốc tiêu biểu và các bệnh viện trên địa bàn Quận 1, Quận 3 có thể lắp đặt năng lượng mặt trời áp mái: 26.702,4

m2

• Theo phụ lục 3 - Tổng diện tích các cơ quan Nhà nước và CLB thể thao, âm nhạc tiêu biểu trên địa bàn Quận 1, Quận 3 có thể lắp đặt năng lượng mặt trời

áp mái: 17.694,4 m2

Trang 35

2.3.1 Giới thiệu sơ lược về chương trình PVSyst 6.7.0

Phần mềm PVSyst là công cụ cần thiết để phát triển công nghệ PV một cách tối ưu

và đáng tin cậy Theo đuổi mục tiêu này, phần mềm PVsyst cho phép ngưòi dùng phân tích chính xác các cấu hình khác nhau và để đánh giá kết quả và xác định giải pháp tốt nhất có thể Đe đáp ứng nhu cầu của các kỹ sư có trình độ chuyên môn, PVsyst cung cấp đào tạo

Giao diện của phần mềm (hình 2.9)

Files Preferences Language Licence Help

Choose a section

ứ Exit

Hình 2.10 - Giao diện phần mềm Các chức năng của phần mềm là nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời, bao gồm hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới, hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập, hệ thống bơm năng lượng mặt trời và hệ thống điện năng lượng mặt trời lưói

DC

• Chi tiết phần mềm:

Trang 36

a Preliminary design (thiết kế sơ bộ):

Đánh giá, cung cấp nhanh về các tiềm năng và các hạn chế có thể có của một dự án trong một tình huống nhất định Điều này rất hữu ích cho việc đỉnh cỡ trước các hệ thống Độc lập và Bơm Đối với các hệ thống được kết nối lưới, nó chỉ là một công cụ để các kiến trúc sư cổ được đánh giá nhanh về tiềm năng p V của tòa nhà Độ chính xấc của công cụ này là hạn chế và không cỏ ý định sử dụng trong các báo cáo cho khách hàng của bạn

b Project design: (thiết kế dự án)

Thiết kế dự án là phần chính của phần mềm và được sử dụng để nghiên cứu toàn bộ

dự án Nỏ liên quan đến việc lựa chọn dữ liệu khí tượng, thiết kế hệ thống, nghiên cứu bóng, xác đỉnh tổn thất và đánh giá kinh tế Mô phỏng được thực hiện trong cả năm theo các bước hàng giờ và cung cấp một báo cáo đầy đủ và nhiều kết quả bổ sung

Syst&m

Hình 2.11 - Các mô hình thiết kế Gồm có hệ thống hòa lưới, hệ thống độc lập, hệ thống bơm năng lượng, và hệ thống điện mặt ười DC (hình 2.11)

c Cơ sở dữ liệu (Databases):

Trang 37

Cơ sở dữ liệu bao gồm quản lý dữ liệu khí hậu bao gồm dữ liệu hàng tháng và hàng giờ, tạo tổng hợp các giá tộ hàng giờ và nhập dữ liệu ngoài Các cơ sở dữ liệu cũng chứa định nghĩa của tất cả các thành phần liên quan đến cài đặt PV nhu mô- đun, bộ biến tần, pin,

Truớc khi tính toán, các kỹ su phải nhập vào các dữ liệu về địa lý, lụa chọn thiết bị

từ cơ sở dữ liệu của chuơng trình (hình 2.12)

Controllers for pumping

Manufacturers and Retailers Meteo database

Read OUI Notes on Meteo

Components Database

E Exit

Trang 38

Ũ New Site

HVTH: Mai Trần Đỉnh Phong Hình 2.14 - Nhập dữ liệu về vị trí địa lý của TPHCM

Tools

"Solar tool box

T ables and graphs for solai geometry, models (clear day, transposition, sheds)

Tables/graphs of solar parameters

Mismatch, shaded cell [hot-spot), 1/V characteristics of shaded cells, different strings

Electrical behavior of PV Arrays

Transposition factor Plane Orientation optimization for specified meteo data and time conditions

Transposition Factor

Quick rneteo calculations with specific conditions (plane orientation, horizon, sheds, etc.)

Monthly Meteo Computation

Fixed Voltage optimization by respect to MPP over a

Import ASCII Hourly file

Measured data files manipulations (merge, cut, etc )

File transformation

Vizualization and analysis of the recorded data files

Data tables and graphs

Simulation and comparison (measured - simulated)

values

Measured data analysis

s Exit

Hình 2.13 - Công cụ của PVSYST

2.3.2 Nhập dữ liệu và tính toán khả năng phát điện

Các dữ liệu cơ bản được nhập vào chương trình (hình 2.14):

Số liệu khí tượng:

Khu vực: Châu Á, Việt Nam

Tọa độ dự án: 10049’ Bắc đến 106038’ Đông,

Múi giờ: GTM +7

Geographic site parameters for Ho Chi Minh City_MN71 SIT

Geographical Coordinates I Monthly meteo I Interactive Map I

M above sea level

Corresponding to an average difference

Legal Time - Solar Time = Oh -Gm

Trang 39

Dữ liệu khí tượng (hình 2.15) của phần mềm được lấy từ 2 nguồn là Meteonorm 7.1 (dữ liệu được khảo sát từ 8/1992 đến năm 2000) hoặc NASA-SSE thì có dữ liệu trong 22 năm từ 1983 để 2005 Tuy nhiên dữ liệu từ 2 nguồn này có sai số rất nhỏ nên ta có thể chọn

1 trong 2 nguồn đó

Hình 2.15 - Dữ liệu khí tượng Trong đó: Global ( kwh/m2.mth ): Tổng năng lượng bức xạ /m2

Diffuse (kwh/m2.mth): Năng lượng tán xạ /m2Temper: Nhiệt độ không khí trung bình

Để tính toán khả năng cung cấp điện từ nguồn năng lượng mặt trời, trong phạm vi của đề tài sẽ lựa chọn mô hình kết lưới trực tiếp đang được áp dụng để lắp đặt cho năng lượng mặt trời áp mái của các hộ gia đình như sau (hình 2.16):

Hình 2.16 - Sơ đồ kết lưới

Global [kWh/rtf.mth]

Diffuse [kWh/rtf noth]

T emper [•C]

January 146.8 71.4 26.3 February 144.0 63.0 27.1 March 164.7 81.8 28.4 April 147.1 83.8 28.0

June 154.2 78.2 27.5 July 160.4 87.8 27.3 August 161.5 86.5 27.3 September 134.8 85.3 26.7 October 138.8 76.5 26.8 November 123.4 71.7 26.4 December 137.6 71.0 26.2

Execute Generation jp_ Close

Generation of Synthetic Hourly Meteo Values

“Irradiation units c

kWh? rtf day (*

kWh/rtf.mth í' MJ/rtf day c

MJ/rtf.mth

PVSyst will apply the synthetic generation and use the monthly diffuse to re- normalise the hourly output values of diffuse

Trang 40

Theo như vị trí địa lý của thành phố Hồ Chí Minh là 10 0 10 ’ - 10 °38 vĩ độ Bắc và

106 °22 ’ - 106 °54 ’ kinh độ Đông, nằm ở bán cầu Bắc và yêu cầu lắp đặt cho mái bằng

nên ta chọn góc nghiêng là 11° quay về hướng Nam (phần thấp quay về hướng Nam) để đạt được lượng năng suất cao nhất

Từ kết quả thống kê từ phần 2.2, tổng diện tích khả dụng được khảo sát để lắp đặt năng

lượng mặt trời áp mái là 1.595.638 m2

Sử dụng tấm Pin năng lượng của nhà sản xuất HANWHA QSELLS - Si-mono Inverter của nhà sản xuất ABB

Kết quả tính toán từ phần mềm PVSyst phiên bản 6.7.0 cho ví dụ 1 và ví dụ 2 (nêu

trên) như sau:

• Công suất phát điện của hệ thống Pin NLMT áp mái lắp đặt tại Hội trường Thành

ủy (tại ví dụ 1) là 126 kWp, 114 kw (hình 2.16 và hình 2.17)

+ Tấm pin Hanwha Q.SELLs 300Wp 27V Si-mono since 2017;

+ Inverter: ABB 134kW 570 - 800V TL 50Hz PVI-134.0-TL since 2012;

Grid system definition Variant "New simulation variant"

Hình 2.16 kết quả tính công suất phát điện của Hội trường Thành ủy từ phần

mềm PVsyst

Global System configuration

1 ‘ I Number of kinds of sub-arrays

Simplified Schema j

Global system summary Nb of

modules Module area

Enter planned power t” jl 27.5 ' or available area(modules) *1* j 710

Presizing Help í' No sizing Tilt IV Azimuth 0'

PV Array I

“Sub-array name and Orientation

Name |pv Array

Orient Fixed Tilted Plane

Operating conditions The inverter power is slightly oversized.

“Design the array

Number OÍ modules and strings

Vmpp (60‘C) 589 V Vmpp [2O‘C] 697 V

V clipped 735 V Mod in series ~7~| p" between 21 and 28

I*? only possibility 21

Show sizing

c Max in data Max operating power at 100Ũ Witf and 50*0) Nbre strings

Overload loss Pnom ratio

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	2,62 MB
File đính kèm	123.rar (25 MB)