báo cáo môn học năng lượng tái tạo

Tình hình sử dụng năng lượng trên thế giới Việc sử dụng năng lượng tái tạo ngày càng tăng trong năm 2018 thậm chí còntác động lớn hơn đối với lượng khí thải CO2, tránh được phát thải 21

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

GVHD: PGS TS Võ Viết Cường

TP Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2020

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

GVHD: PGS TS Võ Viết Cường

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗtrợ giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thờigian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, chúng em đã nhận được rấtnhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý thầy cô ở Khoa ĐiệnCông Nghiệp – Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP Hồ Chí Minh đã cùng với trithức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trongsuốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt trong học kỳ này, khoa đã tổ chức chochúng em tiếp cận với môn học mà theo chúng em là rất hữu ích đối với sinh viênngành Điện Công Nghiệp Đó là môn học “Năng lượng tái tạo” để củng cố kiến thức

về các lĩnh vực năng lượng của tương lai

Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Võ Viết Cường đã tận tâm hướng

dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận

về các lĩnh vực trong nghiên cứu khoa học Nếu không có những lời hướng dẫn, dạybảo của thầy thì chúng em nghĩ bài báo cáo đồ án này rất khó có thể hoàn thiện được.Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

Bài báo cáo được thực hiện trong thời gian ngắn, bước đầu đi vào thực tế, tìmhiểu, và thiết kế của chúng em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránhkhỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, chúng em rất mong nhận được những ý kiếnđóng góp quý báu Thầy và các bạn cùng lớp để kiến thức của chúng em trong môn họcnày được hoàn thiện hơn

Trân trọng

TP HCM, tháng 07 năm 2020

Mục lục

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 8

1.1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 8

1.2 NỘI DUNG 8

1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 8

1.4 TÌNH HÌNH VÀ XU HƯỚNG NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI 9

1.4.1 Tình hình sử dụng năng lượng trên thế giới 9

1.4.2 Đánh giá của IEA về xu hướng năng lượng thế giới trong tương lai 10

1.5 TÌNH HÌNH VÀ XU HƯỚNG NĂNG LƯỢNG TẠI VIỆT NAM 11

1.5.1 Tình hình năng năng lượng tại Việt Nam: 11

1.5.2 Xu hướng năng lượng tại Việt Nam 13

1.6 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐỐI MẶT CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG NÓI CHUNG 14

1.7 TIỀM NĂNG CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM 14

1.7.1 Thủy điện nhỏ 14

1.7.2 Năng lượng gió 14

1.7.3 Năng lượng sinh khối 15

1.7.4 Năng lượng địa nhiệt 15

1.7.5 Năng lượng mặt trời 16

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG 18

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.2.1 Phương án đề xuất 18

2.2.2 Lưu đồ thiết kế dự án 19

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KỸ THUẬT 20

3.1 CHỌN CÔNG NGHỆ PIN 20

3.1.1 Khái niệm chung 20

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của hệ thống: 20

3.2 Tính toán tổng năng lượng bức xạ của Bình Dương 24

3.2.1:Năng lượng bức xạ mặt trời trung bình ngoài khí quyển 24

3.2.2: Tính tổng năng lượng bức xạ mặt trời trung bình trong khí quyển 26

3.2.3:Tính hệ số chuyển đổi trực xạ 26

3.2.4: Tính hệ số chuyển đổi tổng xạ 27

3.2.5: Tổng năng lượng bức xạ của Bình Dương trong tháng 1 27

3.2.6: Sản lượng điện sản xuất hằng năm 27

3.3 Lựa chọn tiết diện dây / cáp theo điều kiện phát nóng 28

CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN 29

4.1 Tính toán lựa chọn CB AC 29

4.2 Tính toán chọn CB DC 29

4.3 Tính toán cầu chì bảo vệ 29

4.4 Chọn thiết bị chống sét lan truyền AC, DC 30

4.5 Tính toán kinh tế: 33

CHƯƠNG 5: TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 37

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

MỤC LỤC HÌNH HÌNH 1: BIỂU ĐỒ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI 9

HÌNH 2: BIỂU ĐỒ DỰ BÁO ĐIỆN NĂNG SẢN XUẤT THẾ GIỚI TỪ 2010-2030 11

BẢNG 3: GIỜ NẮNG TRONG TỪNG THÁNG CỦA TP HCM* 17

HÌNH 4: MẶT BẰNG ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT 18

HÌNH 5: ẢNH THỰC TẾ ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT 18

HÌNH 6: LƯU ĐỒ THIẾT KẾ DỰ ÁN 19

HÌNH 7: THÔNG SỐ JINKO HALF CELL 345W 21

HÌNH 8: CATALOG JINKO HALF CELL 345W 22

HÌNH 9: INVERTER SUNGROW SG10KTL-M CÔNG SUẤT 10KW, 3 PHA 23

HÌNH 10 THÔNG SỐ INVERTER SUNGROW 24

HÌNH 11: SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN KẾT NỐI PANEL VỚI INVERTER 24

HÌNH 12: MCB 3 PHA SCHNEIDER 29

HÌNH 13: CẦU CHÌ HÃNG LIKET 30

HÌNH 14: THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN 30

HÌNH 15: KIM CHỐNG SÉT LIVA 31

HÌNH 16: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC CỌC NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT 32 HÌNH 17: BẢNG BÁO GIÁ DỰ ÁN 35 HÌNH 18: BẢNG THÔNG TIN TÀI CHÍNH 36

BẢNG 19 LƯỢNG CO2 PHÁT THẢI TỪ CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG PHỔ

BIẾN 37 HÌNH 20: TỔNG CÔNG SUẤT LẮP ĐẶT 2019-2020 37

BẢNG 21 BIỂU ĐỒ LƯỢNG CO2 PHÁT SINH TRONG 20 NĂM CỦA HỆ

THỐNG 38

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Tính toán tính khả thi về kỹ thuật, kinh tế, khả năng thực hiện,… của dự án hệthông điện năng lượng mặt trời cho đối tượng nhà trọ Để thuyết phục chủ đầu tư vàngân hàng đầu tư cho dự án thì trong đó dự án cần đạt được:

 Tính kỹ thuật: Công nghệ lắp đặt và cấu hình hệ thống

 Tính kinh tế: Xuất đầu tư, khả năng hoàn vốn, IRR, NPV

Cho thuê nhà trọ là một trong những ngành kinh doanh có doanh thu ổn định và

tỷ suất lợi nhuận đem lại rất cao Bên cạnh đó, chi phí tiền điện là một trong nhữngthành phần có thể kinh doanh đi kèm với dịch vụ nhà trọ nếu chủ nhà có thể chủ độngsản xuất ra được nguồn điện hàng ngày Vì vậy việc các củ dãy nhà trọ, chung cư minilắp đặt các hệ thống điện năng lượng mặt trời để bán lại trực tiếp cho người thuêphòng trọ cũng là một dịch vụ kinh doanh hết sức hiệu quả

 Khả năng thực hiện:

 Khảo sát mặt bằng

 Tính toán tiền khả thi

 Thiết kế giàn cơ khí trên AutoCAD

 Mô phỏng hệ thống PV trên phần mềm PVSol

 Tính toán thiết bị đóng cắt, dây dẫn, chống sét nối đất,…

+ Quy mô nhà trọ ở Gò Vấp, TP HCM, Việt Nam

+ Năng lượng điện măt trời áp mái thu được dùng để phát lên lưới điện

1.4 TÌNH HÌNH VÀ XU HƯỚNG NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI

1.4.1 Tình hình sử dụng năng lượng trên thế giới

Việc sử dụng năng lượng tái tạo ngày càng tăng trong năm 2018 thậm chí còntác động lớn hơn đối với lượng khí thải CO2, tránh được phát thải 215 triệu tấn, phầnlớn trong số đó là sự chuyển đổi sang năng lượng tái tạo trong ngành điện Nhìnchung, nếu không có sự chuyển đổi sang các nguồn năng lượng ít carbon hơn trongnăm 2018, sự tăng trưởng phát thải sẽ cao hơn 50% Tuy nhiên, sự gia tăng này không

đủ nhanh để theo kịp tốc độ tăng trưởng nhanh chống của nhu cầu điện trên thế giới

Nguồn: IEA

Hình 1: Biểu đồ sử dụng năng lượng trên thế giới

Tiêu thụ năng lượng sơ cấp tăng 1,3% trong năm ngoái, dưới mức trung bình 10năm là 1,6% mỗi năm và yếu hơn nhiều so với mức tăng trưởng 2,8% được thấy trongnăm 2018 Theo khu vực, mức tiêu thụ giảm ở Bắc Mỹ, Châu Âu và CIS và thấp hơntrung bình ở Nam và Trung Mỹ Tăng trưởng nhu cầu ở Châu Phi, Trung Đông vàChâu Á gần như phù hợp với mức trung bình lịch sử

Trung Quốc cho đến nay là động lực cá nhân lớn nhất của tăng trưởng nănglượng sơ cấp, chiếm hơn ba phần tư tăng trưởng toàn cầu Ấn Độ và Indonesia là

những người đóng góp lớn nhất tiếp theo, trong khi Hoa Kỳ và Đức công bố sự sụtgiảm lớn nhất về năng lượng.

Nhìn vào năng lượng bằng nhiên liệu, tăng trưởng năm 2019 được thúc đẩy bởinăng lượng tái tạo, tiếp theo là khí đốt tự nhiên, cùng nhau đóng góp trong ba phần tưmức tăng ròng Tỷ lệ của cả năng lượng tái tạo và khí tự nhiên trong năng lượng sơcấp đều tăng lên mức cao kỷ lục Trong khi đó, tiêu thụ than giảm, với tỷ lệ trong hỗnhợp năng lượng giảm xuống mức thấp nhất kể từ năm 2003

Sự kết hợp giữa tăng trưởng chậm hơn về nhu cầu năng lượng và sự thay đổihỗn hợp nhiên liệu từ than đá và hướng tới khí tự nhiên và năng lượng tái tạo dẫn đến

sự giảm tốc độ phát thải carbon đáng kể Phát thải tăng 0,5%, mặc dù chậm hơn so vớimức trung bình 10 năm của họ, nhưng nó chỉ làm giảm một phần mức tăng trưởngmạnh bất thường là 2,1% được thấy trong năm 2018

1.4.2 Đánh giá của IEA về xu hướng năng lượng thế giới trong tương lai

Theo các dự báo của nhóm chuyên gia gồm 65 nhà phân tích từ nhiều nước trênthế giới, trong 3 thập kỷ tới sẽ có gần 11,500 tỷ đô la đầu tư xây dựng các nhà máy sảnxuất điện Trong đó, một tỷ lệ cực lớn, tới 8,400 tỷ sẽ được đầu tư cho sản xuất điện từnăng lượng mặt trời (điện mặt trời, quang điện) và điện từ năng lượng gió (điện gió,phong điện) Ngành điện hạt nhân cũng sẽ được đầu tư gần 1,500 tỷ đô la Xu hướngnày sẽ dẫn đến việc năng lượng điện được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch hiện đangchiếm 2/3 thị trường toàn cầu, tức khoảng 63% sẽ giảm còn 1/3, tức ước tầm 29%

Trong đó tất cả các nguồn năng lượng tái tạo, kể cả năng lượng nguyên tử, nănglượng điện năng mặt trời và điện gió sẽ chiếm ưu thế Dự báo công suất phát điện từnăng lượng và gió sẽ chiếm 50% tổng thị trường năng lượng điện của thế giới, mỗiloại chiếm khoảng 25%

Hình 1: Biểu đồ dự báo điện năng sản xuất thế giới từ 2010-2030

IEA cũng cho thấy “năng lượng tái tạo sẽ trở thành nguồn phát điện lớn thứ haitrên thế giới vào năm 2015 và than đá không còn đóng vai trò là nguồn năng lượngchính vào năm 2035” Phần đóng góp của năng lượng tái tạo sẽ tăng từ 20% năm 2010đến 31% vào năm 2035 Tuy nhiên, sự tăng trưởng nhanh này còn phụ thuộc rất nhiềuvào sự hỗ trợ liên tục từ chính phủ các nước

Theo IEA, lượng khí thải CO2 liên quan đến sản xuất năng lượng ước tính sẽtăng từ 31,2 giga tấn (năm 2011) lên 37,0 giga tấn vào năm 2035, cho thấy nhiệt độtrung bình toàn cầu về lâu dài sẽ tăng khoảng 3,6°C

Từ những dẫn chứng trên thì chúng ta có thể thấy được chỉ có phát triển nhữngnguồn năng lượng tái tạo, những nguồn năng lượng mới mới không làm biến đổi khíhậu mang lại lợi ích tốt nhất cho cuộc sống của chúng ta

1.5 TÌNH HÌNH VÀ XU HƯỚNG NĂNG LƯỢNG TẠI VIỆT NAM

1.5.1 Tình hình năng năng lượng tại Việt Nam:

Ngành năng lượng Việt Nam hai mươi năm qua đã phát triển mạnh, cơ bản đápứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đất nước Tuy vậy, quy mô và hiệu quả củangành năng lượng còn thấp Trạng thái an ninh năng lượng Việt Nam chưa được bảođảm (cắt điện xảy ra thường xuyên vào thời kỳ cao điểm; dự trữ dầu quốc gia chưa đủkhả năng bình ổn giá khi có khủng hoảng giá dầu trên thị trường quốc tế…) Việt Nam

sẽ phải đối mặt với nguy cơ thiếu hụt nguồn năng lượng trong giai đoạn từ 2015 - 2020

trở đi Vấn đề năng lượng của Việt Nam sẽ chuyển từ giới hạn trong phạm vi một quốcgia thành một phần của thị trường quốc tế và chịu sự tác động thay đổi của nó.

Trong khi đó, Việt Nam được biết đến là một nước có tiềm năng khá lớn vềnăng lượng tái tạo (NLTT) nhưng hiện tại mới chỉ khai thác và sử dụng một tỷ lệ rấtnhỏ Cho đến nay số các dự án có tầm cỡ và quy mô ở nước ta rất ít, tỷ trọng công suấtlắp đặt các nhà máy điện từ NLTT trong tổng công suất đặt của cả hệ thống còn rấtkhiêm tốn Mặc dù đã có nhiều nỗ lực thúc đẩy phát triển NLTT và nguồn điện từNLTT trong các Quy hoạch phát triển điện lực gần đây, đặc biệt là Quy hoạch điệnVII, nhưng việc phát triển NLTT ở Việt Nam vẫn chưa tương xứng với tiềm năng

Việc xem xét phát triển các nguồn năng lượng khác bên cạnh các nguồn nănglượng cơ bản ngày càng trở nên quan trọng trong cơ cấu nguồn năng lượng Việt Namtrong tương lai, đặc biệt là các nguồn năng lượng tái tạo Theo đánh giá của các nhàkhoa học Viện Khoa học năng lượng, trong các nguồn năng lượng tái tạo, trong tươnglai, nguồn địa nhiệt có thể khai thác tổng cộng khoảng 340 MW; Năng lượng mặt trời,gió, tổng cộng tiềm năng phát triển cả hai loại hình dự báo có thể đạt tới 800-1000

MW vào năm 2025; Tiềm năng sinh khối được đánh giá vào khoảng 43-46 triệuTOE/năm Việc phát triển nguồn năng lượng mới này không chỉ giải quyết vấn đề cânbằng cung cầu năng lượng, an ninh năng lượng mà còn góp phần quan trọng giảm phátthải khí nhà kính, chống biến đổi khí hậu toàn cầu

Nguồn tin: Viện Khoa học năng lượng

1.5.2 Xu hướng năng lượng tại Việt Nam

 Chiến lược phát triển của Việt Nam về năng lượng tái tạo (2030) của chính phủ:

a Biomass (sinh khối)

Ưu tiên sử dụng năng lượng sinh khối cho sản xuất điện, khí sinh học,sinh khối viên sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu và nhiên liệu sinh học lỏng Nâng

tỷ lệ sử dụng phế thải của các cây công nghiệp, nông nghiệp cho mục đích nănglượng từ khoảng 45% năm 2015 lên 50% năm 2020, khoảng 60% năm 2030 vàkhoảng 70% vào năm 2050

Nâng tỷ lệ xử lý chất thải chăn nuôi cho mục đích năng lượng (khí sinhhọc) từ khoảng 5% năm 2015 lên khoảng 10% năm 2020, khoảng 50% vào năm

2030, đến năm 2050 hầu hết chất thải chăn nuôi được xử lý

Nâng tỷ lệ xử lý chất thải thành phố cho mục đích năng lượng từ mứckhông đáng kể hiện nay lên 30% vào năm 2020, khoảng 70% vào năm 2030 vàhầu hết được tận dụng cho mục đích năng lượng vào năm 2050

Tổng năng lượng sinh khối được sử dụng tăng từ khoảng 14,4 triệu TOEnăm 2015, lên khoảng 16,2 triệu TOE vào năm 2020; khoảng 32,2 triệu TOE vàonăm 2030 và 62,5 triệu TOE vào năm 2050

Tổng năng lượng sinh khối cho phát điện tăng từ 0,3 triệu TOE vào năm

2015 lên khoảng 1,8 triệu TOE năm 2020; khoảng 9,0 triệu TOE vào năm 2030

và khoảng 20 triệu TOE vào năm 2050

Tổng năng lượng sinh khối cho sản xuất nhiệt tăng từ khoảng 13,7 triệuTOE năm 2015, khoảng 13,6 triệu TOE năm 2020, tăng lên khoảng 16,8 triệuTOE vào năm 2030 và khoảng 23 triệu TOE vào năm 2050

Tổng năng lượng sinh khối cho sản xuất nhiên liệu sinh học tăng từ 0,2triệu TOE năm 2015 lên khoảng 0,8 triệu TOE vào năm 2020; khoảng 6,4 triệuTOE vào năm 2030 và khoảng 19,5 triệu TOE vào năm 2050

b Solar ( mặt trời)

Phát triển điện mặt trời để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia vàkhu vực biên giới, hải đảo, vùng sâu, vùng xa chưa thể cấp điện từ nguồn điệnlưới quốc gia Điện năng sản xuất từ năng lượng mặt trời tăng từ khoảng 10 triệukWh năm 2015 lên khoảng 1,4 tỷ kWh vào năm 2020; khoảng 35,4 tỷ kWh vào

năm 2030 và khoảng 210 tỷ kWh vào năm 2050 Đưa tỷ lệ điện năng sản xuất từnguồn năng lượng mặt trời trong tổng sản lượng điện sản xuất từ mức khôngđáng kể hiện nay lên đạt khoảng 0,5% vào năm 2020, khoảng 6% vào năm 2030

và khoảng 20% vào năm 2050

Phát triển các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp nhiệt chocác hộ gia đình; sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ Tổng năng lượngmặt trời cung cấp nhiệt tăng từ 1,1 triệu TOE năm 2020 lên khoảng 3,1 triệuTOE năm 2030 và 6,0 triệu TOE năm 2050

c Wind (gió)

Giai đoạn đến năm 2030, ưu tiên phát triển nguồn điện gió trên đất liền;nghiên cứu phát triển nguồn điện gió ngoài khơi, trên thềm lục địa từ sau năm2030

Sản lượng điện sản xuất từ nguồn điện gió tăng từ khoảng 180 triệu kWhnăm 2015 lên khoảng 2,5 tỷ kWh vào năm 2020; khoảng 16 tỷ kWh vào năm

2030 và khoảng 53 tỷ kWh vào năm 2050

1.6 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐỐI MẶT CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG NÓI CHUNG

IEA tuyên bố “xét chung tất cả các sự phát triển và chính sách mới, thếgiới vẫn đang thất bại trong việc đưa hệ thống năng lượng toàn cầu vào một conđường phát triển bền vững hơn Điều này được thể hiện bằng sự gia tăng ngânsách trợ cấp dành cho nhiên liệu hóa thạch lên tới 30%, khoảng 523 tỷ USDtrong năm 2011 Nhà kinh tế học hàng đầu của IEA, ông Fatih Birol cho rằng

“thế giới đang đi sai hướng và bị trượt ra khỏi các chính sách kiểm soát về biếnđổi khí hậu"

1.7 TIỀM NĂNG CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM

1.7.1 Thủy điện nhỏ

Nhìn vào cơ cấu đóng góp trong ngành điện thì thủy điện vẫn đang chiếm

tỷ trọng rất lớn Tuy nhiên, sản lượng điện từ các nhà máy thủy điện thườngkhông ổn định vì phụ thuộc rất nhiều vào lưu lượng nước đổ về cũng như lượngnước tích ở các hồ thủy điện Với thủy điện nhỏ, thời gian qua đã khai tháckhoảng 50% tiềm năng, các nguồn còn lại ở các vùng sâu, vùng xa, khu vực

không thuận lợi, giá khai thác cao Theo các báo cáo đánh giá gần đây nhất thìhiện nay có trên 1.000 địa điểm đã được xác định có tiềm năng phát triển thủyđiện nhỏ, qui mô từ 100kW tới 30MW với tổng công suất đặt trên 7.000MW, các

vị trí này tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

1.7.2 Năng lượng gió

Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam cómột thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gió So sánh tốc độ gió trung bìnhtrong vùng biển Đông Việt Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió tại biểnĐông khá mạnh và thay đổi nhiều theo mùa Trong chương trình đánh giá vềnăng lượng cho châu Á, Ngân hàng Thế giới đã có một khảo sát chi tiết về nănglượng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhấtvới tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360 MW tức là bằng hơn

200 lần công suất của thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo củangành điện vào năm 2020 Tất nhiên, để chuyển từ tiềm năng lý thuyết thànhtiềm năng có thể khai thác, đến tiềm năng kỹ thuật, và cuối cùng, thành tiềmnăng kinh tế là cả một câu chuyện dài; nhưng điều đó không ngăn cản việc chúng

ta xem xét một cách thấu đáo tiềm năng to lớn về năng lượng gió ở Việt Nam

1.7.3 Năng lượng sinh khối

Tiềm năng về NLSK của Việt Nam được đánh giá là rất đa dạng và có trữlượng khá lớn Theo tính toán của Viện Năng lượng Việt Nam, tổng nguồn sinhkhối vào khoảng 118 triệu tấn/năm bao gồm khoảng 40 triệu tấn rơm rạ, 8 triệutấn trấu, 6 triệu tấn bã mía và trên 50 triệu tấn vỏ cà phê, vỏ đậu, phế thải gỗ Nguồn sinh khối chủ yếu của nước ta gồm gỗ và phụ phẩm cây trồng, trong đógồm rừng tự nhiên, rừng trồng, cây trồng phân tán, cây công nghiệp và cây ănquả, phế phẩm gỗ công nghiệp Theo Viện Năng lượng - Bộ Công Thương, tiềmnăng sinh khối gỗ năng lượng lên đến gần 25 triệu tấn, tương đương với 8,8 triệutấn dầu thô Riêng tiềm năng năng lượng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp củanước ta gồm rơm, rạ, trấu, bã mía và các loại nông sản khác lên đến gần 53,5triệu tấn, tương đương với 12,8 triệu tấn dầu thô Ðặc biệt nguồn năng lượng này

sẽ liên tục được tái sinh và tăng trưởng đều đặn trong vòng 30 năm

Bên cạnh việc đáp ứng nhu cầu năng lượng, ứng dụng sinh khối phù hợpcòn giúp giảm thiểu phát thải nhà kính, giảm thiểu những tổn hại đến sức khoẻ

do việc đun đốt củi và than, giảm nghèo và cải thiện tình hình vệ sinh

1.7.4 Năng lượng địa nhiệt

Về tiềm năng địa nhiệt của Việt Nam, các chuyên gia, các nhà khoa họcnhận định: Nghiên cứu địa nhiệt ở Việt Nam đã được quan tâm từ khá lâu, bắtđầu từ nghiên cứu các nguồn nước khoáng nóng trong các chương trình địa chấtthủy văn với sự hợp tác với các chuyên gia đến từ Pháp, Mỹ, New Zealand,Italia… và gần đây là sự hỗ trợ của Nhật Bản trong nghiên cứu và lắp đặt hệthống bơm địa nhiệt tầng nông Qua các khảo sát nghiên cứu đánh giá, Việt Nam

có tiềm năng địa nhiệt đáng kể và có thể phát triển các nhà máy điện địa nhiệt

1.7.5 Năng lượng mặt trời

Việt Nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về năng lượngmặt trời, đặc biệt ở các vùng miền trung và miền nam của đất nước, với cường độbức xạ mặt trời trung bình khoảng 5 kWh/m2 Trong khi đó cường độ bức xạ mặttrời lại thấp hơn ở các vùng phía Bắc, ước tính khoảng 4 kWh/m2 do điều kiệnthời tiết với trời nhiều mây và mưa phùn vào mùa đông và mùa xuân Ở ViệtNam, bức xạ mặt trời trung bình 230-250 kcal/cm2 theo hướng tăng dần về phíaNam chiếm khoảng 2.000 - 5.000 giờ trên năm, với ước tính tiềm năng lý thuyếtkhoảng 43,9 tỷ TOE Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổnđịnh và phân bố rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước Đặc biệt, sốngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền trung và miền nam là khoảng 300ngày/năm Năng lượng mặt trời được khai thác sử dụng chủ yếu cho các mụcđích như: sản xuất điện và cung cấp nhiệt

Tóm lại:

Hiện tại ở nước ta có 5 loại năng lượng tái tạo đã được khai thác để sảnxuất điện Theo thống kê chưa đầy đủ, tổng công suất lắp đặt khoảng 1.215 MW.Các nguồn năng lượng tái tạo đang được khai thác là: thuỷ điện nhỏ (1000 MW),sinh khối (152 MW), rác thải sinh hoạt (8 MW), mặt trời (3 MW) và gió (52MW), Thực trạng khai khác năng lượng tái tạo còn rất nhỏ so với tiềm năngchiếm khoảng 3,4% Trong khi đó theo Quy hoạch điện VII, chỉ tiêu được đặt ra

là tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn NLTT chiếm 3,5% năm 2010 lên4,5% và 6% vào năm 2020 và năm 2030 Với bối cảnh hiện nay và dự báo trongthời gian tới cần có giải pháp cụ thể để nâng mức phát triển năng lượng tái tạocao hơn

 Tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời tại Thành phố Bình Dương

TP Bình Dương có điều kiện khí hậu rất phù hợp để phát triển điện mặttrời, nắng quanh năm, dù mùa mưa thì trong ngày vẫn có nắng Theo đó, cường

độ bức xạ mặt trời trung bình của TP Bình Dương là khá cao nên có tiềm năngphát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời tương đối lớn Ước tính tổng bức xạtheo phương ngang (GHI) trung bình hằng năm tại khu vực phía Nam (trong đó

có TP Bình Dương) là 4,8-5,5 (kWh/m2/ngày)

Với tổng số giờ nắng trung bình khoảng 2400 – 2500 giờ/năm, TP BìnhDương được xem là rất có tiềm năng trong việc phát triển điện năng lượng mặttrời

TP

HCM 245 246 272 239 195 171 180 172 162 182 200 223 2487

Bảng 3: Giờ nắng trong từng tháng của TP HCM*

*Do chưa có thông số tại TP Bình Dương nên nhóm quyết định chọn thông số tại TP HCM do có tương đồng về khí hậu cũng như gần nhau về vị trí địa lý.

Kết luận: Theo những quan điểm phát triển cũng như mặt địa lý thì nhóm xin chọn đề

tài về “TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THÔNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO NHÀ XƯỞNG CƠ KHÍ TẠI TP BÌNH DƯƠNG”.

Năng lượng tái tạo Nhóm 4

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 KHẢO SÁT ĐỐI TƯỢNG

Đối tượng được đưa vào nghiên cứu trong đề tài là nhà xưởng tại TP BìnhDương Nhà xưởng với tổng diện tích mái là 200 m2 , bỏ qua diện tích mái đặtbồn nước thì còn lại diện tích sử dụng là 190 m2 Kiểu mái là mái nghiên nhẹ.Xung quanh đối tượng khảo sát không có nhà nào cao hơn nên không có bóng

che

Hình 4: Mặt bằng đối tượng khảo sát

Hình 5: Ảnh thực tế đối tượng khảo sát

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương án đề xuất

Chúng ta sẽ lắp đặt pin mặt trời trên sân thượng của nhà trọ, kết nối mạnglưới pin mặt trời với lưới điện Mục đích là bán điện cho điện lực Vì muốn tận

18 | G V H D : P G S T S V õ V i ế t C ư ờ n g

Năng lượng tái tạo Nhóm 4

dụng mái hướng Đông Nam, nên chúng ta sẽ lắp đặt pin mặt trời trên dàn cơ khívới góc nghiêng tối ưu là 10 °

2.2.2 Lưu đồ thiết kế dự án

Hình 6: Lưu đồ thiết kế dự án

19 | G V H D : P G S T S V õ V i ế t C ư ờ n g

Năng lượng tái tạo Nhóm 4

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KỸ THUẬT 3.1 CHỌN CÔNG NGHỆ PIN

3.1.1 Khái niệm chung

Pin quang điện mặt trời (PV) làm nhiệm vụ chuyển hóa trực tiếp ánh sángmặt trời thành điện năng theo hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện đượccác nhà khoa học tại Tập đoàn Điện thoại Bell tìm ra năm 1954, trên cơ sởnghiên cứu và phát triển ứng dụng cho hiệu ứng này, các công nghệ pin quangđiện dần phát triển cho đến ngày nay Hiện nay có nhiều cách phân loại pinquang điện mặt trời, tuy nhiên cách phân loại phổ biến và cụ thể nhất hiện nay làphân loại theo vật liệu chế tạo

Theo đó, các công nghệ pin mặt trời hiện nay bao gồm:

 Công nghệ pin bán dẫn tinh thể silicon (c-Si): chiếm khoảng 85-90% thị phần pin mặt trời toàn cầu với hiệu suất chuyển đổi năng lượng trung bình khoảng 25% Công nghệ pin tinh thể được chia thành hai nhóm lớn:

+ Công nghệ pin đơn tinh thể (sc-Si)+ Công nghệ pin đa tinh thể (mc-Si)

 Công nghệ pin màng mỏng (thin - film): hiện chiếm khoảng 10-15% thị phần bán lẻ pin mặt trời toàn cầu với hiệu suất thấp hơn công nghệ pin tinh thể silicon nhưng không nhiều Cộng nghệ này được chi thành ba họ lớn:

+ Họ pin tinh thể vô định hình và vi tinh thể silicon (a-Si/µc-Si);

+ Họ pin Cadmium-Telluride (CdTe);

+ Họ Copper-Indium-Diselenide (CIS) và Diselenide (CIGS)

- Công nghệ mới phát triển từ các tế bào màng mỏng cải tiến và các tếbào hữu cơ Hiện nay một số công nghệ đang chuẩn bị được thương mại hóa.Trong đó nổi bật các công nghệ Perovskites, đa điểm lượng tử, ống nano –carbon

- Công nghệ quang tập trung (CPV): sử dụng hệ thống tập trung quang học đểtập trung bức xạ mặt trời vào một tế bào quang điện hiệu suất rất cao Công nghệ nàyhiện đang được thử nghiệm ở một vài nơi trên thế giới

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của hệ thống:

3.1.2.1 Cấu trúc hệ thống pin năng lượng mặt trời nối lưới

“ Cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam” củachính phủ ban hành vào ngày 11.4.2017 đưa ra giá điện hấp dẫn cho việc bánđiện nên hệ thống PV sẽ được kết nối lưới (Grid connected) để đạt hiệu quả caonhất

Hệ thống PV nối lưới kết nối trực tiếp lên mạng điện phân phối và khôngyêu cầu có nguồn pin dự trữ Đối với hệ thống này, điện sản xuất ra được dùngtrực tiếp hoặc bán trực tiếp lên lưới điện theo nguyên tắc:

- Khi công suất tải tiêu thụ bằng công suất hòa lưới thì tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ

20 | G V H D : P G S T S V õ V i ế t C ư ờ n g