Nghiên cứu, đề xuất giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Nguyên nghĩa 1 CENER Centro Nacional de Energías Renovables Spain: Trung tâm năng lượng tái tạo quốc gia Tây Ban Nha 2 CIEMAT Centro de Investi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong luận văn này do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS TSKH Trương Quang Học, không sao chép bất kỳ kết quả công trình nghiên cứu của các tác giả khác

Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn

Tác giả

Trần Hoàng Giang

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo cùng toàn thể Quý thầy cô Khoa Các khoa học liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi được tham gia học tập, làm việc, nghiên cứu trong suốt thời gian học tập tại Khoa

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng nhất tới GS TSKH Trương Quang Học - người thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo, đồng nghiệp tại Trung tâm Năng lượng tái tạo - Viện Năng lượng - Bộ Công Thương, nơi tôi đang công tác hiện nay đã ủng

hộ và có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn

Tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến cán bộ Công ty điện lực huyện Côn Đảo đã nhiệt tình hướng dẫn, cung cấp thông tin để tôi có thể hoàn thành nghiên cứu của mình

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ở bên động viên, ủng hộ, chia

sẻ giúp tôi tập trung nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của Quý thầy, cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 14 tháng 03 năm 2019

Tác giả

Trần Hoàng Giang

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Tổng quan tình hình phát triển và nghiên cứu năng lượng mặt trời trên thế giới 5

1.1.1 Tổng quan phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới 5

1.1.2 Các nghiên cứu về năng lượng mặt trời trên thế giới 17

1.2 Thực trạng phát triển năng lượng mặt trời ở Việt Nam và các nghiên cứu về tiềm năng năng lượng mặt trời hiện có ở Việt Nam 18

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 21

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội tại khu vực nghiên cứu 22

1.3.2 Mô hình nhà máy điện mặt trời 36 kWp tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vùng Tàu 24 CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Cơ sở lý luận 30

2.1.1 Các khái niệm cơ bản 30

2.1.2 Cở sở lý luận của sử dung năng lượng mặt trời 2.1.3 Khung phân tích vấn đề nghiên cứu 32

2.2 Cách tiếp cận 33

2.3 Phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1 Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp số liệu 33

2.3.2 Phương pháp phỏng vấn bằng bộ câu hỏi 34

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 34

2.3.4 Tiêu chí và các chỉ số đánh giá 34

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Đánh giá tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Côn Đảo 37

3.2 Đánh giá hiện trạng cung cấp điện tại huyện Côn Đảo 37

3.3 Phân tích các tác động của hệ thống kết hợp giữa nhà máy điện mặt trời và nhà máy điện diesel .37

3.3.1 Phân tích khía cạnh sinh thái 38

3.3.2 Phân tích khía cạnh xã hội 38

3.3.3 Phân tích khía canh Kinh tế 40

3.4 Kết quả đánh giá theo bộ tiêu chí 44

3.4.1 Về khía cạnh sinh thái 44

3.4.2 Về khía cạnh xã hội 45

3.4.3 Về khía cạnh Kinh tế 45

3.5 Những khó khăn để phát triển nguồn điện mặt trời cho huyện Côn Đảo 46

3.6 Đề xuất giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời cho huyện Côn Đảo 48

3.6.1 Giải pháp về công suất lắp đặt nguồn điện mặt trời tại huyện Côn Đảo 48

3.6.2 Giải pháp về cơ chế chính sách của Chính phủ nhằm phát triển nguồn điện mặt trời cho huyện Côn Đảo 48

3.6.3 Giải pháp về hỗ trợ tài chính cho các dự án nguồn năng lượng mặt trời trên huyện đảo 50

3.6.4 Giải pháp về phát triển nguồn nhân lực 50

3.6.5 Giải pháp nhằm tăng cường công tác thông tin tuyên truyền, nâng cao nhận thức của người dân, cộng đồng về phát triển và sử dụng năng lượng 51

3.6.6 Giải pháp về kỹ thuật, công nghệ .51

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TT Chữ viết tắt Nguyên nghĩa

1

CENER Centro Nacional de Energías Renovables (Spain): Trung tâm năng

lượng tái tạo quốc gia (Tây Ban Nha)

2

CIEMAT

Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas: Trung tâm nghiên cứu năng lượng, môi trường và công nghệ ( Tây Ban Nha)

3 FIT Feed-in-tarrifs: Giá bán điện sản xuất ra từ nguồn năng lượng thứ cấp

4 GHI

Global Horizontal Irradiation: Tổng lượng bức xạ theo phương ngang toàn cầu

5

IDEA Institute for democracy and electoral assistant (Spain): Viện hỗ trợ

bầu cử và dân chủ ( Tây Ban Nha)

6 KH&CN Khoa học và Công nghệ

7 LCOE Leverlized cost of energy: chi phí sản xuất điện quy dẫn

8 LPG Liquified Petroleum Gas: Khí hóa lỏng

9 NLMT Năng lượng mặt trời

10 NLTT Năng lượng tái tạo

11 PMT Pin mặt trời

12 PV Photovoltaic: pin quang điện

12 PPA Power purchase agreement: Hợp đồng mua bán điện

13 UBND Ủy ban nhân dân

14 WACC Weight Average Cost of Capital: Chi phí sử dụng vốn

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 – Một số số liệu thống kê về phát triển NLTT hiện nay trên thế giới 9

Bảng 1.2 - Các đặc tính của các loại pin mặt trời theo dạng công nghệ 13

Bảng 2.1 - Tiêu chí và các chỉ số để đánh giá các công nghệ năng lượng 34

Bảng 2.2 - Các mức đánh giá với từng tiêu chí 36

Bảng 3.1 - Giá thành máy phát điện diesel của hang Kama 41

Bảng 3.2 - Giá tham khảo hệ thống điện mặt trời với công suất nhỏ 41

Bảng 3.3 - Bảng đánh giá theo bộ chỉ số tác động đối với 2 giải pháp cấp điện cho các hộ dân huyện đảo 44

Bảng 3.4 - Tổng hợp kết quả đánh giá tác động của các giải pháp cấp điện 46

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1- Công suất lắp đặt PV mới và tích lũy toàn cầu tính đến hết năm 2017 5

Hình 1.2- Công suất tăng thêm năm 2017 và top 10 6

Hình 1.3 – Sơ đồ khối công nghệ điện mặt trời ứng dụng tại Việt Nam 10

Hình 1.5 - Nhà máy điện mặt trời PV 14

Hình 1.5 - Bản đồ Tổng bức xạ trung bình ngày cho cường độ bức xạ ngang (GHI) tại Việt Nam .20

Hình 1.6 – Vị trí các nhà máy điện mặt trời tại Việt Nam tính đến 30/06/2019 21

Hình 1.7 - Bản đồ hành chính tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 22

Hình 1.8 - Bản đồ hành chính huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 23

Hình 1.9 – Sơ đồ hệ thống điện mặt trời + Ắc quy + máy phát điện Diesel 25

Hình 1.10 – Bố trí tấm pin mặt trời tại nhà máy 26

Hình 1.11 – Sơ đồ đấu dây 29

Hình 2.1-Thông lượng bức xạ của mặt trời và trái đất .31

Hình 2.2 - Khung phân tích vấn đề nghiên cứu 33

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, Việt Nam là một trong những nền kinh tế phát triển năng động, với nhịp độ phát triển khá cao so với các nước trong khu vực và trên thế giới Ngành năng lượng đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của đất nước

Hiện nay, tiềm năng khai thác nguồn thủy điện ở Việt Nam đã tới giới hạn Theo Quy hoạch phát triển Điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 ( Quy hoạch điện VII hiệu chỉnh) đã được phê duyệt, sau năm 2017 không còn các dự án nhà máy thủy điện, kể cả thủy điện nhỏ được xây dựng ngoại trừ một số dự án nhà máy thủy điện được triển khai tại Lào và Campuchia Từ năm 2019, Việt Nam phải phát triển 4 dự án nhà máy thủy điện tích năng để đến năm 2030 đạt 5700 MW bù đắp vào công suất bị thiếu hụt

Các dự án nhà máy điện chạy dầu không được khuyến khích do giá thành điện cao trong khi các nhà máy điện chạy khí có nhiều khả năng bị chậm tiến độ và chưa có hướng phát triển do hạn chế về nguồn cung

Đối với các dự án nhà máy điện hạt nhân (Ninh Thuận I và Ninh Thuận II), Quốc hội đã chính thức ban hành quyết định tạm dừng vào tháng 11/2016, để dồn nguồn lực xây dựng các dự án trọng điểm quốc gia khác

Các dự án nhà máy nhiệt điện than đang dần hạn chế phát triển do nguồn nhiên liệu than đang dần cạn kiệt và giá thành có xu hướng tăng cao Ngoài ra các tác động của việc đốt than như ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, gây phát thải khí nhà kính, làm trầm trọng hơn hiện tượng biến đổi khí hậu, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người

Ngược lại với giá than, giá năng lượng mặt trời đang có xu hướng giảm Việt Nam được đánh giá có nguồn năng lượng mặt trời khá tốt với khoảng 2.000 – 2.600 giờ nắng và cường độ bức xạ trung bình khoảng 4,5 kWh/m2/ngày đến 5,8 kWh/m2/ngày Theo nhiều ý kiến chuyên gia nhận xét rằng, bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên to lớn cho các tỉnh miền Trung và miền Nam trong quá trình phát triển bền vững điện mặt trời

Hướng đến việc xây dựng ngành công nghiệp điện mặt trời Việt Nam lên hàng đầu khu vực và cạnh tranh với thế giới về công nghệ và sản lượng điện, Thủ tướng chính phủ

đã phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm

nhìn đến năm 2050 [1] nhằm đẩy mạnh việc phát triển NLTT nói chung, điện mặt trời nói riêng

Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 đã vạch ra các mục tiêu cụ thể là khai thác hiệu quả điện mặt trời, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia trong mọi tình hình và cùng với lưới điện quốc gia điện khí hóa 100% toàn bộ lãnh thổ Việt Nam vào năm 2020 Chính vì vậy, việc đầu tư xây dựng nhà máy điện mặt trời sẽ từng bước nâng cao tỷ lệ tiếp cận nguồn điện mặt trời của người dân các khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo: Đến năm 2020, hầu hết số hộ dân có điện, đến năm 2030 hầu hết các hộ dân được tiếp cận các dịch vụ năng lượng hiện đại, bền vững, tin cậy với giá bán điện và giá năng lượng hợp lý; góp phần thực hiện các mục tiêu môi trường bền vững và phát triển nền kinh tế xanh, tăng nguồn phát điện tại chỗ, thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội cho các khu vực này Các hoạt động xây dựng ở khu vực dự án sẽ tạo cơ hội việc làm, phát triển giao thông tại chỗ, cải thiện cơ sở hạ tầng cho cộng đồng dân cư của khu vực

Huyện Côn Đảo là một quần đảo gồm 16 hòn đảo lớn nhỏ, nằm ở ngoài khơi bờ biển Nam Bộ, thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Huyện Côn Đảo cách thành phố Vũng Tàu 185km, cách thành phố Hồ Chí Minh 230km, nơi gần huyện Côn Đảo nhất là thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, cách 74km Huyện Côn Đảo có trên 200km bờ biển, nằm sát đường hàng hải quốc tế từ châu Âu sang châu Á, ở ngay giữa ngư trường lớn và rất gần khu vực dầu khí của cả nước Trên đất liền, huyện có khu di tích lịch sử vô giá là “Nhà tù cách mạng Côn Đảo” Bên cạnh đó, diện tích rừng trên huyện đảo có rất nhiều các loại gỗ và các loài động thực vật quý hiếm Trong những năm gần đây, cơ cấu kinh tế của huyện Côn Đảo có nhiều chuyển biến tích cực, tăng tỷ trọng ngành dịch vụ - du lịch, và giảm dần tỷ trọng nông nghiệp Tuy nhiên, về mặt cung cấp điện, do vị trí địa lý của huyện cách rất xa đất liền, không thể liên kết với lưới điện Quốc gia, do vậy, lưới điện trên địa bàn huyện là lưới điện độc lập Hiện nay, huyện Côn Đảo đang được cấp điện chủ yếu từ nguồn diesel của 2 nhà máy điện (nhà máy điện Trung tâm và nhà máy điện An Hội) với tổng công suất thiết kế 8,56 MW Ngoài ra, còn có một trạm năng lượng mặt trời công suất lắp đặt 36 kWp khánh thành năm 2015 và 1 trạm năng lượng mặt trời có công suất 100 kWp đưa vào hoạt động cuối năm 2017

Xuất phát từ những thực tế nêu trên, học viên đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đề

xuất giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu” nhằm đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời tới sự phát triển của hệ thống

điện tại huyện Côn Đảo, từ đó đưa ra các giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời cho các khu vực ngoài lưới điện quốc gia Học viên lựa chọn đề tài nghiên cứu về năng lượng mặt trời mà chưa chọn các dạng năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng thủy triều, sóng biển cho huyện đảo bởi hiện tại, ngoài 2 nhà máy điện mặt trời 36kWp và 100kWp thì trên đảo chưa có một dự án nào về các dạng năng lượng tái tạo khác để có thể nghiên cứu đánh giá được tính bền vững của các dạng năng lượng đó cho huyện Côn đảo

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được hiện trạng bức xạ mặt trời, sản lượng điện sản xuất của nhà máy

- Đánh giá ảnh hưởng của sự kết hợp hệ thống tới hệ thống lưới điện của huyện

- Đề xuất các giải pháp thúc đẩy phát triển điện mặt trời cho huyện đảo, từ đó đưa ra các giải pháp nhằm phát triển nguồn điện mặt trời cho các khu vực ngoài lưới

3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời

4 Câu hỏi nghiên cứu

- Tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Côn Đảo như thế nào ?

- Tình hình cung cấp điện của nhà máy điện Diesel như thế nào ?

- Ảnh hưởng của hệ thống kết hợp nhà máy điện mặt trời với nhà máy điện Diesel An Hội tới hệ thống điện của huyện Côn Đảo ra sao ?

- Liệu có thể đẩy mạnh việc xây dựng thêm các nhà máy điện mặt trời nối lưới vào lưới điện độc lập trên đảo, đảm bảo tính khả thi về Kinh tế - Xã hội - Môi trường, nhằm thay thế dần cho việc đang sử dụng điện Diesel trên đảo được không?

5 Giả thuyết nghiên cứu

- Tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Côn Đảo rất tốt

- Tình hình cung cấp điện của nhà máy điện Diesel không hoàn toàn đáp ứng được

nhu cầu của người dân trên đảo

- Hệ thống kết hợp giữa nhà máy điện mặt trời với nhà máy điện Diesel An Hội có nhiều ảnh hưởng tích cực tới hệ thống điện của huyện, đặc biệt là về mặt tác động tới môi

trường

- Hoàn toàn có thể đẩy mạnh việc xây dựng thêm các nhà máy điện mặt trời nối lưới vào lưới điện độc lập trên đảo, tuy chưa thể thay thế hoàn toàn cho việc sử dụng điện Diesel nhưng việc kết hợp giữa điện mặt trời và điện Diesel sẽ mang lại nhiều tác động tích cực

tới các khía cạnh Kinh tế - Xã hội - Môi trường

6 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian

Nghiên cứu được thực hiện tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

- Phạm vi thời gian:

Nghiên cứu được tiến hành liên tục từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 8 năm 2019 Các

số liệu về số giờ nắng, bức xạ mặt trời được tham khảo tại Niên giám thống kê năm 2018,

số liệu về sản lượng điện được cung cấp bởi công ty Điện lực huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa

- Vũng Tàu vào năm 2017

7 Kết cấu luận văn

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan tình hình phát triển và nghiên cứu năng lượng mặt trời trên thế giới

1.1.1 Tổng quan phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới

1.1.1.1 Tình hình phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới

Năm 2017 được coi là năm đáng ghi nhớ của điện mặt trời sử dụng công nghệ PV khi mà tổng lượng công suất điện mặt trời PV đưa vào vận hành trong năm 2017 cao hơn tất cả mọi loại hình nhiên liệu khác Trong năm 2017, ít nhất 98 GW điện mặt trời PV đã được bổ sung trên toàn thế giới - tương đương với việc lắp đặt hơn 40.000 tấm pin mặt trời mỗi giờ, nâng tổng công suất PV toàn cầu đạt ít nhất 402 GW (chiếm khoảng 1,9% sản lượng điện toàn cầu)

Hình 1.1- Công suất lắp đặt PV mới và tích lũy toàn cầu tính đến hết năm 2017

Nguồn: Renewable Status Report 2018, IRENA

Năm thứ năm liên tiếp, Châu Á đã vượt qua tất cả các thị trường khác, chiếm khoảng 75% lượng bổ sung công suất lắp đặt các nhà máy điện mặt trời trên toàn cầu Năm thị trường hàng đầu - Trung Quốc, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Ấn Độ và Thổ Nhĩ Kỳ chiếm khoảng 84% công suất bổ sung; những nước khác trong top 10 là Đức, Hàn Quốc, Úc, Anh và Braxin Đối với công suất tích luỹ, các nước hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ , Nhật Bản, Đức và, Ý và ở vị trí thứ 6 là Ấn Độ Trong khi Trung Quốc tiếp tục thống trị cả việc sử

dụng và sản xuất PV, các thị trường mới nổi trên tất cả các châu lục đã bắt đầu đóng góp đáng kể vào tăng trưởng toàn cầu Tính tới cuối năm 2017, mọi châu lục đã lắp đặt tối thiểu

1 GW và ít nhất 29 quốc gia có 1 GW công suất hoặc nhiều hơn Các nước có tỷ lệ công suất PV trên đầu người cao nhất là Đức, Nhật, Ý, Bỉ và Úc

Hình 1.2- Công suất lắp đặt tăng thêm năm 2017 và top 10

Nguồn: Renewable Status Report 2018, IRENA

Năm 2017, Trung Quốc đã vượt trên tất cả sự mong đợi, đưa thêm vào tới 53 GW điện mặt trời PV, hơn cả lượng công suất lắp đặt toàn cầu năm 2015 (51 GW) Ngoài ra, điện từ công nghệ PV cũng lần đầu tiên chiếm vị trí dẫn đầu trong các loại công nghệ sản xuất điện được lắp đặt mới tại quốc gia này Tới cuối 2017, tổng lượng công suất điện PV lắp đặt đã đạt mức 131,1 GW, vượt xa mục tiêu tối thiểu là 105 GW vào năm 2020 do chính phủ nước này

đề ra cho việc phát triển điện mặt trời PV (mục tiêu đưa ra năm 2016)

Hoa Kỳ vẫn tiếp tục đứng ở vị trí thứ 2 dù cách rất xa Trung Quốc với 10,6 GW điện mặt trời PV được lắp đặt mới Tuy nhiên, trái ngược với các năm trước, trong năm 2017 điện mặt trời PV quy mô thương mại cũng như hộ gia đình đều có xu hướng giảm với tỷ lệ

so với 2016 lần lượt là 40% và 16%

Ấn Độ đã vươn lên trở thành quốc gia thứ ba có lượng công suất điện PV lắp đặt

trong năm 2017 và đứng thứ 6 trên toàn thế giới về tổng công suất điện mặt trời PV (18,3GW) Điện từ công nghệ PV cũng đã lần đầu tiên vượt qua điện than trở thành loại nguồn điện được lắp đặt mới nhiều nhất tại quốc gia này với 45% lượng công suất mới trong năm 2017 Nhu cầu tăng cao của các dự án điện mặt trời quy mô lớn chủ yếu là do giá thành công nghệ điện PV giảm quá nhanh và các chính sách hỗ trợ mạnh mẽ của chính phủ nước này kể từ năm 2014 Các dự án quy mô lớn chiếm tới 91% tổng số công suất lắp đặt mới tại Ấn Độ trong năm 2017

Nhật Bản là quốc gia ở vị trí thứ 4 với 7 GW lắp đặt mới, nâng tổng công suất điện mặt trời PV lên tới hơn 49GW Nhu cầu đối với các dự án quy mô lớn giảm trong năm 2017

vì sự cắt giảm giá hỗ trợ FITs từ phía chính phủ Năm 2017, chính phủ Nhật đã chuyển sang hình thức đấu thầu đối với các dự án có công suất từ 2 MW trở lên Tuy nhiên, tỷ lệ điện năng từ các nhà máy điện mặt trời PV vẫn tiếp tục tăng trong năm 2017 (chiếm 5,7%

so với 4,8% năm 2016 và 2,7% năm 2015)

Sự mở rộng thị trường chủ yếu là do sức cạnh tranh ngày càng tăng của PV, sự tăng cao về nhu cầu điện năng tại các quốc gia đang phát triển cũng như nhu cầu điện tăng và nâng cao nhận thức về tiềm năng PV của năng lượng mặt trời khi các nước tìm cách làm giảm ô nhiễm và giảm phát thải CO2 Ở nhiều thị trường mới nổi PV được coi là nguồn thu nhập cạnh tranh về chi phí để tăng sản xuất điện và cung cấp năng lượng Tuy nhiên, thị trường ở hầu hết các địa điểm tiếp tục được điều khiển chủ yếu bằng các chính sách ưu đãi của chính phủ

Trong năm 2017, giá thành tấm pin PV tiếp tục giảm tuy nhiên với tốc độ chậm hơn

so với năm 2016, ước tính khoảng 6%, đưa mức giá pin PV trung bình trên toàn thế giới xuống khoảng 0,39 USD/Wp Chi phí vốn thấp hơn và sự cải thiện hiệu suất thiết bị và công suất vẫn đang tiếp tục giúp giảm chi phí sản xuất điện mặt trời PV trong năm 2017 Dựa trên một số dự án hoàn thành trong năm 2017, chi phí sản xuất điện quy dẫn (LCOE) của điện mặt trời PV của các nhà máy quy mô công suất lớn ước tính khoảng dưới 100 USD/MWh, thấp hơn tới 73% so với năm 2010 Và ở mức chi phí này, điện mặt trời PV có thể cạnh tranh đối với các nguồn năng lượng hóa thạch khác mà không cần tới những hỗ trợ về tài chính nào

Hiện nay các quốc gia trên thế giới ngày càng sử dụng công cụ đấu thầu để nâng cao

sự cạnh tranh trong sản xuất năng lượng mặt trời của họ và công cụ đấu thầu mới được đưa

ra áp dụng vào năm 2016, với việc đấu thầu ở một số thị trường Argentina, Chilê, Ấn Độ, Jordan, Ả-rập Xê-út, Nam Phi và UAE đều cho thấy mức giá chào thầu rất thấp đối với pin mặt trời vào năm 2016 và đầu năm 2017 Năm 2017 cũng cho thấy, các hồ sơ trúng thầu thấp nhất ở quốc gia Trung Quốc, Đan Mạch và Đức, và mức thấp mới cho châu Phi ở Zambia Tại Hoa Kỳ, giá PPA giảm đã làm cho năng lượng PV hấp dẫn hơn nhiều so với khí thiên nhiên mới ở nhiều nơi

Các hồ sơ dự thầu thấp do một phần dự đoán rằng ít nhất chi phí công nghệ sẽ tiếp tục giảm, cũng như chi phí vốn (WACC) và chi phí hoạt động thấp ở một số địa phương Chi phí tài chính đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chi phí dự án và phụ thuộc rất nhiều vào rủi ro về hoạt động và quản lý Tuy nhiên, những hồ sơ dự thầu thấp đã gây ra nhiều tranh cãi về việc các dự án rẻ nhất sẽ có lợi nhuận không hay thậm chí có được xây dựng không Tuy nhiên cũng có lo ngại rằng giá thấp đe dọa chất lượng sản phẩm, do vậy cần phải có các giải pháp hỗ trợ đi kèm nhằm đảm bảo chất lượng

Giá thành sản xuất điện mặt trời cũng còn khác biệt rất nhiều giữa các nước và các khu vực khác nhau do sự thay đổi về chi phí mềm (phi công nghệ) và chi phí vốn, cũng như trong điều kiện thị trường và điều kiện về bức xạ mặt trời Quy mô dự án cũng có ảnh hưởng đáng kể đến giá thành Mặt trời PV trên mặt đất dạng phân tán vẫn đắt hơn mặt trời PV quy

mô lớn nhưng đã đi theo quỹ đạo giá tương ứng và cạnh tranh (hoặc rẻ hơn) với giá bán lẻ

ở nhiều nước

1.1.1.2 Các chính sách vùng và quốc gia liên quan đến phát triển năng lượng mặt trời

Các quốc gia trên thế giới ngày càng ưa thích sử dụng hình thức đấu thầu để thu hút các dự án điện mặt trời và mức giá bỏ thầu thấp kỷ lục mới lại được đặt lại vào năm 2016, với mức bỏ thầu ở một số thị trường dưới 0,03 USD/kWh Argentina, Chile, Ấn Độ, Jordan, Ả-rập Xê-út, Nam Phi và UAE đều chứng kiến mức giá thầu rất thấp đối với công nghệ điện mặt trời PV trong năm 2016 và đầu năm 2017 Tại một số quốc gia khác như Trung Quốc (nội Mông), Đức và Đan Mạch cũng chứng kiến các nhà đầu tư thắng thầu với mức giá thấp kỷ lục đối với từng quốc gia này

Bên cạnh đó, nhiều quốc gia cũng thúc đẩy sự phát triển năng lượng tái tạo nói chung

và điện mặt trời nói riêng do ảnh hưởng của các cam kết giảm phát thải đã đưa ra tại hội

nghị COP – 21 về biến đổi khí hậu Các quốc gia Châu Á cũng đã kích hoạt các mục tiêu mới cho năng lượng tái tạo hoặc hiệu chỉnh các mục tiêu, kế hoạch hiện có Kế hoạch 5 năm mới nhất của Trung Quốc là đưa tổng công suất điện từ nguồn tái tạo lên mức 680 GW vào năm 2020, chiếm khoảng 27% tổng công suất phát điện của nước này Những mục tiêu

về công suất lắp đặt cũng như tỷ lệ năng lượng tái tạo mới cũng được đưa ra tại Ấn Độ, Malaysia, Hàn Quốc, Singapore, Đài Loan, Thái Lan và cả ở Việt Nam Tại Châu Á, mức giá hỗ trợ FITs cho điện mặt trời PV đã giảm tại một số quốc gia như: Trung Quốc (13-19%); Nhật Bản (11%) và Pakistan (36%) Trong chiều ngược lại, Indonesia đã tăng mức giá hỗ trợ FITs cho điện mặt trời PV lên hơn 70%

Tham khảo số liệu từ nguồn REN 21 để thấy các quốc gia và vùng có chính sách phát triển NLTT trong đó có năng lượng mặt trời

Bảng 1.1 – Một số số liệu thống kê về phát triển NLTT hiện nay trên thế giới

Thiết bị nước nóng NL mặt trời GWth 435 456

4 NLTT cho Giao thông vận tải

4.1 Sản lượng Ethanol/năm Tỷ lít 98,3 98,6 4.2 Sản lượng điêzen sinh học/năm Tỷ lít 30,1 30,8

5.1 Số nước có mục tiêu chính sách NLTT 173 176 5.2 Số Bang/Tỉnh/quốc gia có chính sách FIT 110 110 5.3 Số Bang/Tỉnh/quốc gia có chính sách RPS/quota 100 100 5.4 Số quốc gia có chinh sách thầu/đấu thầu cạnh

5.5 Số quốc gia có chính sách nghĩa vụ NLTT 21 21 5.6 Số Bang/Tỉnh/quốc gia có chính sách nghĩa vụ 66 68

TT Các chỉ số Đơn vị Năm Năm

2015 2016

đối với nhiên liệu sinh học

1.1.1.3 Công nghệ và xu hướng phát triển năng lượng mặt trời

i) ? Công nghệ điện mặt trời

Công nghệ điện mặt trời là công nghệ thu và chuyển đổi NLMT của các tấm PMT,

nó biến đổi trực tiếp NLMT thành điện năng (dòng một chiều DC) Nhờ các bộ biến tần (Inverter) dòng điện DC được chuyển thành dòng xoay chiều AC Dàn PMT gồm nhiều tấm PMT ghép nối lại, có công suất từ vài chục oát đến vài chục me-ga-oat Hiệu suất chuyển đổi của hệ nguồn PMT khá thấp, trong khoảng từ 12% đến 20% đối với các hệ thương mại Tuy nhiên, bù lại, hệ nguồn này có cấu trúc đơn giản, hoạt động tin cậy và lâu dài, công việc vận hành và bảo trì bảo dưỡng đơn giản và chi phí rất thấp

Hình 1.3 – Sơ đồ khối công nghệ điện mặt trời ứng dụng tại Việt Nam

Để khai thác, sử dựng năng lượng mặt trời cần phải có các công nghệ phù hợp khác nhau Hiện nay, có 3 công nghệ đã được phát triển và thương mại hóa Đó là:

(1) Công nghệ quang điện hay điện mặt trời (ĐMT)

(2) Công nghệ nhiệt điện mặt trời (NĐMT) và

(3) Công nghệ nhiệt mặt trời (NMT);

Cả 3 dạng công nghệ đều phải dùng Bộ thu và chuyển đổi NLMT (gọi tắt là Bộ thu

- collectors) Các công nghệ khác nhau sử dụng các Bộ thu khác nhau và do đó cho các sản phẩm năng lượng khác nhau Thiết bị khai thác NLMT để tạo ra các sản phẩm năng lượng thương mại (như điện hay nhiệt) gọi là thiết bị NLMT tương ứng như: thiết bị ĐMT, thiết

bị NĐMT và thiết bị NMT

Trong thiết bị ĐMT, Bộ thu làm việc dựa trên nguyên lý của Hiệu ứng quang điện (solar photovoltaic effect) Sản phẩm là điện năng dòng điện một chiều (Direct electric Current, DC)

Trong thiết bị NĐMT, Bộ thu làm việc dựa trên nguyên lý Hiệu ứng Hội tụ ánh

sáng (solar concentrating effect) Sản phẩm là nguồn nhiệt năng có nhiệt độ rất cao, > 500°C

Trong thiết bị NMT, Bộ thu làm việc dựa trên nguyên lý của Hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect) Sản phẩm là nguồn nhiệt năng có nhiệt độ thấp, < 300°C

Phương thức sử dụng quan trọng nhất của năng lượng mặt trời hiện nay và trong tương lai vẫn là sản xuất điện năng Ở đây, hai loại công nghệ sản xuất điện mặt trời được phát triển rộng rãi, đó là: Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) và Công nghệ quang điện SPV (Solar Photovoltaic)

a Công nghệ điện mặt trời SPV ( Solar Photovoltaic)

Trong Công nghệ quang điện, năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển thành dòng điện, nhờ hiệu ứng quang điện, qua các tế bào quang điện hay các Pin mặt trời Các tế bào quang điện ghép lại thành tấm Pin mặt trời lớn Các tấm pin lớn này ghép lại với nhau thành

mô đun hay mảng (array)

Ban đầu, các tấm Pin mặt trời được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay tầu vũ trụ Bây giờ, trong công nghiệp điện năng, công dụng chính của các tấm Pin mặt trời là cấp điện vào lưới điện chung nhờ bộ chuyển đổi từ dòng điện một chiều từ hệ thống pin mặt trời sang điện xoay chiều

Các thế hệ pin mặt trời

Thế hệ thứ I:

- Silic đơn tinh thể ( c-Si)

Thế hệ thứ II:

- Silic vô định hình (a-Si)

- Silic đa tinh thể ( poly- Si)

- Cadmium telluride ( CdTe)

Thế hệ thứ III:

- Pin tinh thể nano (nanocrystal solar cell)

- Photoelectronchemical (PEC) cell

- Pin hữu cơ ( polymer solar cell)

- Dye sensitized solar cell ( DSSC)

Thế hệ thứ IV:

- Hydrid – inorganic crystals within a polymer matrix

Công nghệ điện mặt trời SPV phổ biến nhất hiện nay bao gồm:

a Pin mặt trời tinh thể, thị phần khoảng 90%:

+ Pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể hay còn gọi là Monocrystalline Chúng được cắt từ các thỏi silic hình trụ, các tấm đơn tinh thể này có các mặt trống ở góc nối các module Một tinh thể hay tinh thể đơn (module) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski Đó là quy trình điều chế silic đơn tinh thể Silic là một nguyên liệu quan trọng trong việc chế tạo các

vi mạch bán dẫn Đơn tinh thể chế tạo phức tạp có hiệu suất tới cao nên chúng thường rất đắt tiền

+ Pin năng lượng mặt trời đa tinh thể hay còn gọi là polycrystalline Loại Poly được làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy, làm nguội và làm rắn Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn

b Pin mặt trời màng mỏng, thị phần khoảng 10%:

• Silicon vô định hình (a-Si)

• Cadmium telluride (CdTe)

• Đồng indium gallium selenide (CIS / CIGS)

• Các tế bào quang điện hữu cơ (OPC),

Trong Công nghệ quang điện, năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển thành dòng điện, nhờ hiệu ứng quang điện, qua các tế bào quang điện hay các Pin mặt trời Các

tế bào quang điện ghép lại thành tấm Pin mặt trời lớn Các tấm pin lớn này ghép lại với nhau thành mô đun hay mảng (array)

Ban đầu, các tấm Pin mặt trời được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay tầu vũ trụ Bây giờ, trong công nghiệp điện năng, công dụng chính của các tấm Pin mặt trời là cấp điện vào lưới điện chung nhờ bộ chuyển đổi từ dòng điện một chiều từ hệ thống pin mặt trời sang điện xoay chiều

- Silic đa tinh thể ( poly- Si)

- Cadmium telluride ( CdTe)

Thế hệ thứ III:

- Pin tinh thể nano (nanocrystal solar cell)

- Photoelectronchemical (PEC) cell

- Pin hữu cơ ( polymer solar cell)

- Dye sensitized solar cell ( DSSC)

Thế hệ thứ IV:

- Hydrid – inorganic crystals within a polymer matrix

Công nghệ điện mặt trời SPV phổ biến nhất hiện nay bao gồm:

a Pin mặt trời tinh thể, thị phần khoảng 90%:

+ Pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể hay còn gọi là Monocrystalline Chúng được cắt từ các thỏi silic hình trụ, các tấm đơn tinh thể này có các mặt trống ở góc nối các module Một tinh thể hay tinh thể đơn (module) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski Đó là quy trình điều chế silic đơn tinh thể Silic là một nguyên liệu quan trọng trong việc chế tạo các

vi mạch bán dẫn Đơn tinh thể chế tạo phức tạp có hiệu suất tới cao nên chúng thường rất đắt tiền

+ Pin năng lượng mặt trời đa tinh thể hay còn gọi là polycrystalline Loại Poly được làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy, làm nguội và làm rắn Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn

b Pin mặt trời màng mỏng, thị phần khoảng 10%:

• Silicon vô định hình (a-Si)

• Cadmium telluride (CdTe)

• Đồng indium gallium selenide (CIS / CIGS)

• Các tế bào quang điện hữu cơ (OPC),

Bảng 1.2 - Các đặc tính của các loại pin mặt trời theo dạng công nghệ

Chi phí đầu tư ban đầu cao Không chất độc hại với môi Quá trình sản xuất PV đơn

trường tinh thể (quá trình

Czochralski) tạo ra một khối thạch anh tinh khiết lớn Việc cắt mỏng bốn mặt của khối thạch anh để tạo ra tấm Silic đơn tinh thể sẽ hao phí một khối lượng lớn thạch anh tinh khiết

Đã được thương mại hóa từ nhiều nhà cung cấp

Yêu cầu cao hơn về việc làm sạch tấm pin

Hình 1.4 - Nhà máy điện mặt trời PV

b Công nghệ điện mặt trời CSP

Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) còn gọi là Công nghệ nhiệt năng mặt trời STE (Solar thermal energy) Trong công nghệ này sử dụng một hệ thống nhiều tấm kính, gương phản chiếu và các hệ thống theo dõi nhằm tập trung

ánh sáng mặt trời trên một khu vực rộng lớn vào một diện tích nhỏ

Trong diện tích này, nước hoặc chất lỏng đặc biệt khác chứa trong các bể chứa hay ống dẫn được làm nóng lên đến nhiệt độ từ vài chục độ hay vài trăm độ tùy theo mục đích

sử dụng, như sưởi ấm bể bơi, cung cấp nước ấm cho các hộ gia đình, lưu trữ năng lượng phòng khi không có mặt trời chiếu sáng hoặc tạo thành những dòng hơi nước mạnh làm quay tuôc-bin để sản xuất điện trong các nhà máy điện

Các nhà máy điện thương mại sử dụng công nghệ CSP được phát triển đầu tiên vào những năm 1980 Đến nay có những nhà máy lớn như Ivanpah Solar Power Facility ở San Bernardino County, California của Mỹ lớn nhất thế giới với công suất 392MW, Solar Energy Generating Systems nằm ở sa mạc Mojave của California, Hoa Kỳ, với công suất

354 MW

Số nhà máy điện mặt trời dùng công nghệ CSP có công suất từ 100MW trở lên đạt con số 22 (đến năm 2014) Trong đó, nhà máy có công suất lớn nhất (392MW) Ivanpah Solar Power Facility ở San Bernardino County, California (Hoa Kỳ)

1) Xu hướng phát triển điện mặt trời trên thế giới

Các chỉ số hiệu suất phản ánh cụ thể về nhu cầu ứng dụng PMT Bất kỳ công nghệ

PV nào cũng được xác định là có khả năng thương mại bền vững khi đáp ứng những chỉ số

về hiệu suất này Chỉ số hiệu suất gồm ba đặc tính liên quan đến công nghệ được chia sẻ bởi hầu hết các công nghệ PV và có thể định hướng phát triển trong tương lai

a Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao

(Theo % hoặc W/m2) – Sau khi cải tiến công nghệ, chúng ta luôn thấy sự cải thiện không ngừng về hiệu suất Việc tăng hiệu suất chuyển đổi quang năng thành điện năng chắc chắn sẽ mang lại lợi ích trực tiếp cho hầu hết các dự án Tuy nhiên, để có hiệu quả thì cần có chiến lược đầu tư bền vững vào R&D, chi phí thiết bị và quá trình sản xuất ngày càng phức tạp Do đó, hiệu suất tăng cao sẽ cần quá trình lâu dài trong nhiều năm chứ chắc chắn không có bước nhảy vọt đột ngột

b Sử dụng vật liệu thấp (g/m2 hsoặc g/W) – Mọi công nghệ luôn mong đợi xu hướng

sử dụng tiết kiệm vật liệu Mỏng hơn, khung nhẹ hơn, các lớp hoạt tính có thể làm giảm tiêu thụ vật liệu và chi phí, đồng thời tăng công suất và sự linh hoạt của tế bào Ngoài ra, các công nghệ PV đòi hỏi các vật liệu hiếm nên không thể triển khai được quy mô lớn

c Sự phức tạp về sản xuất và chi phí cao

Chi phí thiết bị cho nhà máy PV cần vốn đầu tư ban đầu cao và đó chính là yếu tố hạn chế rất lớn cho việc triển khai PV quy mô lớn Trong mọi trường hợp chi phí trang thiết

bị cần được giảm xuống Đối với các yếu tố quan trọng là vật liệu làm tấm pin c-Si và công nghệ thay thế thì phương pháp sản xuất hợp lý là đồng thời giảm chi phí và triển khai các hoạt động sản xuất theo công nghệ và hình thức mới Vì vậy, cả hai yếu tố trên cần được ưu tiên trong nỗ lực nghiên cứu và phát triển Ví dụ như pin mặt trời linh hoạt bằng các phương pháp in chi phí thấp sử dụng CIGS, QD hoặc mực hữu cơ, dù hai loại sau này vẫn chưa được chứng minh theo quy mô Những thách thức chính về kỹ thuật đối với các phương pháp này liên quan đến độ tin cậy mô đun, năng suất sản xuất và hiệu suất

Không có công nghệ PV nào ngày nay nổi trội với cả ba đặc điểm kỹ thuật nêu trên

So sánh về sự tiến bộ của công nghệ, hiệu quả chuyển đổi năng lượng, sử dụng vật liệu, và công suất cụ thể của công nghệ PV ngày nay ta có một số nhận định chung:

(1) C-Si và màng mỏng thông thường là những công nghệ duy nhất được triển khai

ở quy mô lớn ngày nay

(2) Hiệu suất ghi nhận cho các mô đun diện tích lớn thường thấp hơn so với các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm là vấn đề quan trọng

(3) Các công nghệ PV mỏng sử dụng vật liệu ít c-Si hơn từ 10 đến 1000 lần, giảm trọng lượng tế bào trên một đơn vị diện tích và tăng sản lượng điện trên một đơn vị trọng lượng

Các công nghệ mới nổi được cải thiện nhanh hơn so với các công nghệ triển khai trong giai đoạn đầu, tuy nhiên điều quan trọng và lâu dài cần lưu ý là lộ trình ra thị trường

và triển khai trên quy mô lớn

Trong lịch sử phát triển công nghệ PV việc nghiên cứu phát triển vật liệu tấm pin là một thành phần quan trọng Các vật liệu hoạt tính mới đạt được các mục tiêu về chi phí và hiệu suất, tuy nhiên không dễ tiếp cận bằng vật liệu hiện có Sự phụ thuộc vào vật liệu dồi dào của trái đất là một yếu tố quan trọng cho việc triển khai công nghệ ở quy mô lớn Các

bộ hấp thụ siêu mỏng, ở nhiệt độ môi trường làm việc có thể đồng thời giảm được chi phí sản xuất và tạo ra các yếu tố linh hoạt và các ứng dụng mới Việc thương mại hóa c-Si, CdTe, và CIGS hiện nay đã được củng cố chủ yếu nhờ những khám phá trong lịch sử và đang đà phát triển của ngành công nghiệp Hiện nay những nghiên cứu nhằm khai thác và

triển khai đang được tiến hành cho các vật liệu có tiềm năng khác Ba công nghệ PV - kẽm đồng sulfua (CZTS), perovskites, và các chất hữu cơ - đã đạt hiệu suất hơn 10% trong vòng năm năm qua cho thấy tiềm năng cho sự đổi mới đột biến vẫn còn rất nhiều

1.1.2 Các nghiên cứu về năng lượng mặt trời trên thế giới

1) Integrated Analysis of Hybrid Systems forRural Electrification in Developing Countries (2004)

Nghiên cứu được thực hiện bởi Tiến sĩ Timur Gül thuộc Cơ quan Năng lượng Quốc

tế (IEA) Nghiên cứu của Tiến sĩ Timur Gül đã sử dụng bộ tiêu chí và các chỉ số để phân tích các hệ thống năng lượng kết hợp: hệ thống kết hợp điện gió - điện mặt trời, điện gió - điện diesel, điện mặt trời - điện diesel, máy phát điện diesel, biogas cho điện khí hóa ở các nước đang phát triển

Thông qua bộ tiêu chí và các chỉ số, nghiên cứu của Tiến sĩ Timur Gül đã phần nào đánh giá được những ưu điểm của các hệ thống kết hợp trong việc điện khí hóa nông thôn Tuy nhiên bên cạnh đó, Tiến sỹ Timur cũng đã đưa ra được những mặt hạn chế của các mô hình hệ thống kết hợp này, đó là những vấn đề về chi phí hay độ tin cậy của người dân về các hệ thống này

Ngoài ra, khu vực nghiên cứu trong đề tài của Tiến sỹ chỉ giới hạn ở 2 nước là Indonexia và Mông Cổ Do vậy, khó có thể đánh giá được ảnh hưởng của các hệ thống kết hợp năng lượng cho các nước đang phát triển khác, bởi mỗi nước có đặc điểm về vị trí địa

lý, môi trường, địa hình, dân cư khác nhau

2) Unlocking the Benefits of Productive Uses of Energy for Women in Ghana, Tanzania and Myanmar(2018) ( tạm dịch: Mở khóa lợi ích trong việc sử dụng năng lượng hiệu quả ở Ghana, Tanzania và Myanmar)

Nghiên cứu này do chương trình “ENERGIA – International Network on Genger & Sustainable Energy” thực hiện vào năm 2018, được Bộ Phát triển Quốc tế Anh quốc (DFID) tài trợ Nghiên cứu nhằm đánh giá việc sử dụng năng lượng giữa nam giới và nữ giới ở các khu vực nông thôn tại các nước Ghana, Tanzania và Myanmar Nghiên cứu sử dụng bảng câu hỏi khảo sát để điều tra việc sử dụng năng lượng của nam giới và nữ giới tại các khu vực nông thôn ở các quốc gia trên

Các cuộc khảo sát tại Ghana và Tanzania trong nghiên cứu trên cho thấy, các ngành

do nam giới thống trị có nhiều lợi ích hơn so với các ngành do nữ thống trị nhờ cải thiện nguồn cung cấp điện Điều này là do nam giới thường điều hành nhiều doanh nghiệp lớn hơn và tiêu thụ nhiều điện hơn so với các doanh nghiệp do nữ làm chủ, thay vào đó họ thống trị các nhiên liệu nấu ăn như củi, than và khí hóa lỏng (LPG) Ở Myanmar, trên 5 địa điểm nghiên cứu, nam giới và nữ giới sử dụng năng lượng khác nhau, với nam giới có nhiều khả năng được hưởng lợi từ việc tiếp cận các can thiệp điện Nam giới cũng sở hữu nhiều doanh nghiệp hơn phụ nữ và đòi hỏi lượng năng lượng cao hơn Hơn nữa, về nguồn năng lượng, nam giới chủ yếu sử dụng điện và dầu diesel, trong khi phụ nữ có xu hướng sử dụng than củi và củi

Liên kết với sự phân biệt ngành, phụ nữ cũng bị thiệt thòi khi tiếp cận các kỹ năng, tài chính và vật chất cần thiết để bắt đầu kinh doanh Ở các nền kinh tế nông thôn, trình độ học vấn của phụ nữ thấp hơn nam giới Tiếp cận vốn liên tục được đề cập như một hạn chế chính đối với cả nam và nữ, nhưng phụ nữ có vốn nhỏ hơn để bắt đầu Phụ nữ cũng cho thấy quyền sở hữu thấp hơn đối với các thiết bị điện công suất cao và quyền sở hữu đất đai

và các tòa nhà thấp hơn có thể để được sử dụng làm tài sản thế chấp cho các khoản vay Thiếu thiết bị được phụ nữ ở Ghana đề cập đặc biệt là một hạn chế để họ vượt qua các lĩnh vực do nam giới thống trị Cũng có một số bằng chứng cho thấy trách nhiệm chăm sóc gia đình làm hạn chế hiệu suất của phụ nữ trong công việc

Về mặt tâm lý, phụ nữ trong các lĩnh vực thường do nam giới đảm nhiệm đang thể hiện niềm tự hào về những gì họ làm, và chứng minh rằng họ có thể làm công việc tốt như đàn ông Nhiều người đàn ông đánh giá cao phụ nữ mạo hiểm vào những gì được coi là công việc truyền thống của nam giới và tỏ ra vui mừng khi định kiến của họ bị chứng minh

Các nội dung chính trong hoạt động nghiên cứu, ứng dụng và kinh doanh về công nghệ NLMT bao gồm:

1) Ứng dụng công nghệ chế tạo mô đun pin mặt trời (PMT) (solar module lamination), để sản xuất mô đun PMT từ các tế bào mặt trời (Solar Cells) tinh thể Si được nhập ngoại Các cơ sở sản xuất này gồm có: Công ty cổ phần Đầu tư Thương mại Quốc tế Mặt Trời Đỏ (Redsun) ở Long An; Viện Vật lý Kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà nội; Solarlab - Phân viện Vật lý (TP HCM); Công ty CP Năng Lượng IREX (thuộc SolarBK)

ở Tp HCM; Sở Khoa học Công nghệ Hà nội; Công ty TNHH Khoa học kỹ thuật Năng lượng mặt trời BOVIET tại Bắc Giang,

2) Thiết kế, lắp đặt các hệ nguồn điện mặt trời công suất nhỏ, công nghệ độc lập (không nối lưới) cấp điện cho các hộ gia đình, cơ quan, trạm xá, trường học, v.v ở khu vực miền núi, hải đảo Đáng chú ý là gần đây đã có một số dự án điện mặt trời nối lưới

3) Thiết kế, chế tạo các thiết bị điện tử và phụ kiện cho hệ nguồn điện mặt trời độc lập (như Bộ điều khiển (Solar Controller), Bộ biến đổi điện (Inverter), v.v );

4) Thiết kế, chế tạo và lắp đặt các thiết bị đun nước nóng mặt trời (TBNNMT) cho các hộ gia đình, nhà hàng, khách sạn, nhà trẻ, bệnh xá, v.v ;

5) Thiết kế, chế tạo và lắp đặt các thiết bị sấy và gia nhiệt NLMT cho các dây chuyền sản xuất tiểu thủ công nghiệp (sấy sản phẩm nông, lâm, ngư nghiệp, v.v );

6) Thiết kế, chế tạo và lắp đặt các thiết bị chưng lọc nước biển thành nước ngọt dùng NLMT cho hộ gia đình và các đơn vị bộ đội trên các đảo (dự án ngân sách hoặc thuộc Bộ)

7) Hàng trăm đơn vị kinh doanh thiết bị NLMT, nhiều nhà tư vấn về NLMT

8) Bản đồ bức xạ mặt trời và bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam trong khuôn khổ dự án Hỗ trợ kỹ thuật “Thúc đẩy phát triển Năng lượng mặt trời tại Việt Nam”

do Chính phủ Tây Ban Nha tài trợ không hoàn lại Năm thực hiện 2013-2014

Bản đồ bức xạ mặt trời Việt Nam do 3 viện nghiên cứu hàng đầu của Tây Ban Nha

là CIEMAT, CENER, IDEA lập Các viện nghiên cứu của Tây Ban Nha đã sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng, tính toán trên cơ sở số liệu của 171 trạm đo khí tượng thủy văn của Việt Nam đo số giờ nắng trong 30 năm, cơ sở dữ liệu ảnh vệ tinh (ảnh phổ thị) trong 5 năm và dữ liệu của 12 trạm đo khí tượng thủy văn tự động trong 2 năm

Bản đồ bức xạ mặt trời và bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam là cơ sở

dữ liệu quan trọng giúp cơ quan nhà nước xây dựng chính sách khuyến khích phát triển điện mặt trời ở Việt Nam, xây dựng các quy hoạch tiềm năng phát triển điện mặt trời, giúp các nhà đầu tư có thêm nguồn thông tin tin cậy để ra quyết định đầu tư vào dự án điện mặt trời tại địa điểm phù hợp

Hình 1.5 - Bản đồ Tổng bức xạ trung bình ngày cho cường độ bức xạ ngang (GHI)

tại Việt Nam

Nguồn: Bộ Công Thương, 2015

Vài năm gần đây do có chính sách khuyến khích đầu tư phát triển NLMT của Chính phủ, nhiều nhà đầu tư đã đăng ký lập dự án điện mặt trời nối lưới công suất mỗi dự án từ vài chục MWp đến vài trăm MWp Các dự án chủ yếu tập trung ở khu vực miền Trung và miền Nam nơi có bức xạ mặt trời cao Nhiều dự án đã được Thủ tướng/Bộ Công Thương phê duyệt Bổ sung quy hoạch phát triển điện lực hoặc Dự án đầu tư (FS): đã và đang triển

khai ở các mức độ khác nhau Tính tới ngày 30/06/2019, tức là ngày cuối cùng mà các dự

án điện mặt trời phải hoàn thành đóng điện kỹ thuật để được hưởng mức giá ưu đãi 9.35 UScent/kWh trong quyết định 11/2017/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính Phủ, đã có 82 nhà máy điện mặt trời, với tổng công suất 4.464 MW đã được Trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc gia kiểm tra điều kiện và đóng điện thành công, nâng công suất đặt của nguồn điện mặt trời lên 8,82% trên tổng công suất đặt của toàn bộ hệ thống điện Việt Nam[16]

Hình 1.6 – Vị trí các nhà máy điện mặt trời tại Việt Nam tính đến 30/06/2019

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội tại khu vực nghiên cứu

Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trong vùng kinh tế trọng điểm Phía Nam, là cửa ngõ miền Đông Nam Bộ ra biển Đông, thuận lợi về giao thông đường bộ và đường thủy

Hình 1.7 - Bản đồ hành chính tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Bà Rịa - Vũng Tàu có diện tích tự nhiên là 1.975,15km2, phía Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Phía Đông giáp Bình Thuận, Phía Tây giáp TP Hồ Chí Minh và phía Nam giáp Biển Đông Ranh giới tỉnh được giới hạn từ 10o05’ đến 10o48’ độ vĩ Bắc và 107°00’ đến 107°35’

độ kinh Đông Dân số tỉnh năm 2018 đạt khoảng 1.112.900 người, mật độ dân số xấp xỉ

562 người/km2

Bà Rịa - Vũng Tàu bao gồm thành phố Vũng Tàu, thành phố Bà Rịa và 6 huyện là: Tân Thành, Châu Đức, Đất Đỏ, Long Điền, Xuyên Mộc và huyện đảo Côn Đảo Thành phố Vũng Tàu là trung tâm kinh tế, văn hóa và thành phố Bà Rịa là trung tâm hành chính - chính trị của tỉnh Côn Đảo là một huyện đảo ở phía Đông Nam của Tổ Quốc thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, cách thành phố Vũng Tàu 187km, cách thành phố Hồ Chí Minh 230km, cách Cần Thơ (cửa Sông Hậu) 83km

Hình 1.8 - Bản đồ hành chính huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Côn Đảo là một quần đảo gồm 16 hòn đảo, diện tích tự nhiên (phần đất liền) khoảng 76km2, trong đó đảo lớn nhất là hòn Côn Sơn, diện tích khoảng 52km2 là trung tâm kinh tế

- chính trị - văn hóa - xã hội của huyện, dân số khoảng 8.000 người, không có đơn vị hành chính cấp xã, phường

Côn Đảo có khu di tích lịch sử cách mạng đặc biệt của Quốc gia - Nghĩa trang hàng dương Côn Đảo là nơi an nghỉ của rất nhiều người con cách mạng kiên trung của Tổ quốc như Võ Thị Sáu, Lê Hồng Phong, Nguyễn An Ninh Bên cạnh đó, Côn Đảo còn có Vườn Quốc gia Côn Đảo với diện tích gần 20 ngàn hecta, trong đó có gần 6 ngàn hecta rừng, gần

14 ngàn hecta vùng biển bảo tồn đa dạng sinh học và hơn 20 ngàn hecta biển vùng đệm, có nhiều loài động thực vật quý hiếm

Điều kiện về tự nhiên, giá trị lịch sử đã đưa Côn Đảo dần trở thành một điểm du lịch nổi tiếng trong và ngoài nước Hàng năm Côn Đảo đón hàng trăm nghìn lượt khách đến tham quan, nghỉ dưỡng

Với bề dày lịch sử và vị trí địa lý đặc biệt, Côn Đảo nhận được rất nhiều sự quan tâm của Trung ương và Tỉnh trong định hướng, chỉ đạo và đầu tư phát triển Chính quyền, nhân dân Côn Đảo đã và đang tập trung mọi nỗ lực, tích cực phát huy những thuận lợi, đoàn

kết, ra sức khắc phục khó khăn, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng “Du lịch - Dịch vụ - Công nghiệp”, ưu tiên đầu tư kết cấu cơ sở hạ tầng, các loại hình dịch vụ phù hợp làm tiền đề để từng bước phát triển Côn Đảo thành khu kinh tế du lịch và dịch vụ hiện đại, đặc sắc tầm cỡ khu vực và quốc tế

Tuy nhiên, về mặt cung cấp điện, do vị trí địa lý của huyện cách rất xa đất liền, không thể liên kết với lưới điện Quốc gia, do vậy, lưới điện trên địa bàn huyện là lưới điện độc lập Hiện nay, huyện Côn Đảo đang được cấp điện chủ yếu từ nguồn diesel của 2 nhà máy điện (nhà máy điện Trung tâm và nhà máy điện An Hội) với tổng công suất thiết kế 8,56 MW Ngoài ra, còn có một trạm năng lượng mặt trời công suất lắp đặt 36 kWp khánh thành năm 2015 và 1 trạm năng lượng mặt trời có công suất 100 KW đưa vào hoạt động cuối năm 2017

Trong buổi làm việc với công ty Điện lực Bà Rịa-Vũng Tàu, ông Nguyễn Văn Giáp

- giám đốc công ty cho biết, trong năm 2019 và 2020, theo kế hoạch phát triển lưới điện của tỉnh, khu vực huyện Côn Đảo ngoài việc sẽ được đầu tư thêm nguồn máy phát Diesel thì việc đầu tư nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió để thúc đẩy kinh tế, du lịch vốn đang tăng trưởng rất mạnh tại đây, đồng thời góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho huyện Côn Đảo

1.3.2 Mô hình nhà máy điện mặt trời 36 kWp tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vùng Tàu

1.3.2.1 Mô tả nhà máy

Nhà máy điện mặt trời với công suất lắp đặt 36 kWp nằm trong Dự án “Thúc đẩy phát triển điện mặt trời tại Việt Nam” do Chính phủ Tây Ban Nha kết hợp với Công ty Trama TecnoAmbienta SL (Tây Ban Nha) viện trợ không hoàn lại với tổng mức đầu tư cho nhà máy khoảng 149 nghìn Euro Nhà máy hoàn thành việc xây dựng, lắp đặt, và đấu nối vào nhà máy điện An Hội ( cách khoảng 150m) vào tháng 12/2014

Việc kết hợp nhà máy điện mặt trời vào nhà máy điện An Hội đã tạo thành hệ thống

“Điện mặt trời + Ắc quy + máy phát điện Diesel” Hệ thống này là giải pháp khá đơn giản

và có tính khả thi cho khu vực có nguồn năng lượng mặt trời tốt So với giải pháp điện khí hóa phổ biến cho các vùng nông thôn ngoài lưới điện là sử dụng máy phát diesel, thì giải pháp kết hợp trên để cấp điện sẽ tiết kiệm nhiên liệu và công vận chuyển nhiên liệu

Sơ đồ hệ thống điện MT + Ắc quy + máy phát điện diesel bao gồm một trục đường

dây tải điện một pha 220V/50Hz hoặc 3 pha 4 dây, điện áp 0,4 kV; Các nguồn điện một chiều từ PMT, ắc quy, được biến đổi thành điện xoay chiều 220V - 400V/ 50Hz nhờ bộ biến đổi điện và sau đó được đưa vào đường trục 220V-400V/50Hz để hoà mạng lưới điện đồng bộ Các bộ biến đổi điện có thể hoạt động theo hai chiều Ví dụ khi ắc qui đói, điện từ pin mặt trời, diesel có thể nạp cho ắc quy Tất cả các thiết bị sử dụng điện đều được cấp từ trục đường 1 pha 220V, 3 pha 400V, tần số 50Hz một cách bình thường Sơ đồ này đặc biệt thích hợp đối với việc cấp điện cho các hộ tiêu thụ ở các đảo xa, cách biệt Ngoài ra, sơ đồ này cho phép mở rộng công suất của nguồn phát theo từng bước phụ thuộc vào khả năng kinh phí đầu tư, vào nhu cầu phụ tải và dễ dàng nối vào lưới điện quốc gia khi có điều kiện

Hình 1.9 – Sơ đồ hệ thống điện mặt trời + Ắc quy + máy phát điện Diesel

Máy phát Diesel thường được sử dụng khi nhu cầu điện cần được đáp ứng trong trường hợp điều kiện bức xạ mặt trời không đủ lớn để hệ thống điện mặt trời phát đủ công suất Hệ thống ắc quy được sử dụng trong hệ thống tích trữ điện năng, hệ thống hoạt động khi điện mặt trời không phát, và bảo đảm cấp điện được ổn định

1.3.2.2 Cấu hình dàn pin mặt trời của nhà máy

Nhà máy có tổng cộng 144 tấm pin mặt trời được sắp xếp thành 7 mảng:

- 3 mảng gồm 16 tấm/mảng (2 hàng, mỗi hàng 8 tấm)

- 4 mảng gồm 24 tấm/mảng (2 hàng, mỗi hàng 12 tấm)

Các tấm pin mặt trời được đặt hướng trực tiếp vào phía chính Nam, với độ nghiêng mặt thu là 15o so với phương nằm ngang

Hình 1.10 – Bố trí tấm pin mặt trời tại nhà máy

Các tấm pin mặt trời của nhà máy sử dụng công nghệ đa tinh thể từ các thương hiệu Atersa A-240p (Tây Ban Nha) Thông số của các tấm pin như sau:

- Công suất danh định 250 Wp

- Hiệu suất module của 15,35%

- MPPT có dòng điện 8.45A

- Công suất AC: 16,5 kW

- Nhiệt độ công suất: 45 º C

- Tối đa dòng điện AC: 25,5 A

- Điện áp AC: 400 V

- Tần số AC: 50 Hz

- THD <3%

- Hiệu suất tối đa 97%

- Hiệu suất châu Âu 96,1%

- Thông tin chung

- Không khí làm mát 234 m3 / h

- Thời gian chờ tiêu thụ điện <30 W

- Tiêu thụ vào ban đêm 0 W

- Nhiệt độ môi trường -20 º C đến +70 ° C

- Độ ẩm tương đối (không ngưng tụ) 0 - 95%

- Lớp bảo vệ IP65

Các module sẽ được lắp đặt ở vị trí sao cho bóng giữa các hàng được giảm thiểu và

dễ dàng lắp đặt trên bề mặt có sẵn Mỗi mảng PMT cách xa nhau 6 mét, vì vậy không có bóng râm xảy ra giữa các tấm PMT trong thời gian nắng tốt

Mỗi mảng PMT sẽ có hộp kết nối riêng của mình với một cầu chì cho mỗi chuỗi, do

đó, trong trường hợp của một sự cố, nó có thể cô lập các lỗi không có vấn đề Vì vậy, tùy thuộc vào mảng, kết nối chuỗi Box sẽ có 2 hoặc 3 đầu vào, và các kết quả tương tự

Các kết nối Box DC sẽ được tạo bởi 18 đầu vào và 6 đầu ra, tức là ba dây sẽ được kết nối song song Các biện pháp bảo vệ sẽ ở cực dương với ngắt của mỗi mạch 40A

Đấu nối của nhà máy điện mặt trời vào Nhà máy điện An Hội sẽ được đấu nối ở cấp điện áp thấp

Tất cả các dây dẫn sẽ bằng lõi đồng, với cách điện hai lớp chống cháy theo tiêu chuẩn IEC 60332.1.2 Tất cả dây dẫn có tiết diện cho một dòng điện cho phép không ít hơn 125% của dòng điện pin mặt trời tối đa

- Cáp DC giữa các hộp kết nối DC và Biến tần: cáp một cực, bằng đồng với lớp cách điện hai lớp RV-K 0.6/1KV và mặt cắt ngang 10 mm2

- AC cáp giữa Inverter và Hộp AC: Cáp 5 cực, bằng đồng và mặt cắt ngang 10mm2

- 7AC cáp giữa các hộp đấu nối AC và hộp đấu nối đồng hồ đo đếm điện năng ( Meter): cáp 4 cực, bằng đồng và mặt cắt ngang 25 mm2

Sự sụt giảm điện áp tối đa được cho phép phía DC giữa các mảng năng lượng mặt trời và biến tần là 1,5% và ở phía AC giữa các biến tần và đo đếm điện năng ít hơn 2%

Phòng điều hành, nơi mà tất cả các thiết bị bảo vệ được lắp đặt Do đó, một cáp trên không sẽ phải được lắp đặt từ các phòng biến tần cho đến khi phòng điều hành

Đồng hồ đo đếm điện năng được cung cấp và lắp đặt bởi Tổng công ty Điện lực miền Nam

Hình 1.11 – Sơ đồ đấu dây

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở lý luận

2.1.1 Các khái niệm cơ bản

a Năng lượng mặt trời

Trái đất nhận năng lượng bức xạ chủ yếu từ mặt trời Năng lượng đến trái đất từ các thiên thể khác trong vũ trụ là không đáng kể Khi truyền trong khí quyển, do tính bất đồng nhất về mặt quang học, về trạng thái lý hóa của khí quyển, bức xạ mặt trời bị hấp thụ và khuếch tán Phần khá lớn của bức xạ mặt trời dưới dạng chùm tia song song được gọi là trực xạ Phần bức xạ bị khí quyển khuếch tán từ mọi điểm của vòm trời đến mặt đất được gọi là tán xạ Tổng của trực xạ và tán xạ được gọi tổng xạ

Bức xạ mặt trời khi đến mặt đất, phần cơ bản bị hấp thụ chuyển thành nhiệt đốt nóng mặt đất, phần khác bị phản xạ trở lại khí quyển Phần bức xạ mặt trời bị mặt đất hay khí quyển (chủ yếu do mây) phản xạ trở lại được gọi là phản xạ

Mức độ hấp thụ bức xạ của bề mặt đất lớn hơn rất nhiều so với khí quyển vì khí quyển cơ bản là môi trường khuếch tán bức xạ, hấp thụ rất ít, trừ mây Do bị đốt nóng, mặt đất trở thành nguồn phát xạ nhiệt hướng tới khí quyển Bức xạ phát ra từ mặt đất gọi là bức

xạ mặt đất Khí quyển phát xạ về mọi hướng và một phần hướng về mặt đất, phần này gọi

là bức xạ nghịch của khí quyển

Các dòng bức xạ kể trên khác nhau về thành phần phổ Phần cơ bản của bức xạ mặt trời do phát xạ ở nhiệt độ cao, nên nằm trong khoảng phổ nhìn thấy Trong khi đó, bức xạ mặt đất và bức xạ khí quyển phần lớn ở bước sóng lớn hơn 4 µm Do sự khác biệt này mà bức xạ mặt trời được gọi là bức xạ sóng ngắn còn bức xạ mặt đất và khí quyển gọi là bức

Hình 2.1-Thông lượng bức xạ của mặt trời và trái đất

Năng lượng Mặt trời là nguồn năng lượng sạch nhất và vô hạn nhất trong các nguồn năng lượng mà chúng ta được biết Nếu sử dụng hết, năng lượng mặt trời có thể đáp ứng đến 1500 lần nhu cầu của con người

Năng lượng Mặt trời thu được trên Trái đất là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt trời đến Trái đất Chúng ta sẽ tiếp tục nhận được dòng năng lượng này cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa

Bức xạ Mặt trời có ở khắp mọi nơi trên Trái đất với cường độ khoảng 1367 W/m2 tại đỉnh khí quyển Tuy nhiên, vì thời gian có nắng trong một năm không đồng đều, nên năng lượng thu được trong một năm (tính bằng kWh/năm) thay đổi theo từng nơi, từng vùng trên Trái đất

b Pin mặt trời

Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ Năng lượng mặt trời qua thiết

bị biến đổi quang điện Pin mặt trời có ưu điểm là gọn nhẹ, có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời, đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ trụ Ứng dụng năng lượng mặt trời dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là ở các nước phát triển Ngày nay con người

đã ứng dụng pin năng lượng mặt trời để chạy xe thay thế dần nguồn năng lượng truyền thống

Tuy nhiên, giá thành thiết bị pin mặt trời còn khá cao, trung bình hiện nay trên thế giới khoảng 0.6-0.7USD/Wp, tuy nhiên ở Việt Nam giá cao hơn (1-1,2 USD/Wp, như vậy