PHÂN TÍCH NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG GIÓ TẠI HÀ TĨNH

MỞ ĐẦU Cung ứng năng lượng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đang và sẽ phải đối mặt với nhiều vấn đề và thách thức, đặc biệt là sự cạn kiệt dần nguồn nhiên liệu hóa thạch nội đị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

LỚP: HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG XANH L02

NHÓM: 03

HỌC KỲ 211, NĂM HỌC 2021-2022

BÀI TẬP LỚN MÔN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG XANH

ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG

LƯỢNG GIÓ TẠI HÀ TĨNH

GVGD: Trần Công Binh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

NỘI DUNG 3

1 Hiện trạng về nguồn năng lượng gió và mặt trời 3

1.1 Hiện trạng chung của nước Việt Nam 3

1.2 Hiện trạng tại Hà Tĩnh 4

2 Tiềm năng về phát triển năng lượng mặt trời và năng lượng gió ở Hà Tĩnh 7 2.1 Tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời 7

2.2 Tiềm năng phát triển năng lượng gió 8

3 Đề xuất các giải pháp phát triển năng lượng gió và mặt trời tại Hà Tĩnh 12

3.1 Ứng dụng các thiết bị trí tuệ nhân tạo vào hệ thống 12

3.2 Tạo điều kiện các hộ gia đình tư nhân tiếp cận với điện mặt trời 12

3.3 Cải thiện mức giá của điện mặt trời 13

3.4 Thực hiện chủ trương của nhà nước về phát triển điện tái tạo 13

4 Dự đoán xu hướng phát triển sắp tới 15

4.1 Điện mặt trời áp mái 15

4.2 Công nghệ vi biến tần 15

4.3 Lưu trữ năng lượng mặt trời 16

4.4 Điện gió ngoài khơi 17

KẾT LUẬN 18

MỞ ĐẦU

Cung ứng năng lượng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đang và sẽ phải đối mặt với nhiều vấn đề và thách thức, đặc biệt là sự cạn kiệt dần nguồn nhiên liệu hóa thạch nội địa, giá dầu biến động, và các tác động của biến đổi khí hậu đến an ninh, an toàn trong cung ứng năng lượng… Do vậy, từng bước đa dạng hóa nguồn cung năng lượng, nguồn điện dựa trên các nguồn năng lượng tái tạo mà Việt Nam có tiềm năng, đặc biệt là các nguồn sinh khối, gió, năng lượng mặt trời… được coi là một trong những giải pháp phát triển bền vững

Xuất phát từ các yêu cầu đó, “Phân tích nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió tại Hà Tĩnh” có ý nghĩa rất quan trọng, xác định rõ tiềm năng nguồn năng

lượng mặt trời và năng lượng gió tại Hà Tĩnh, góp phần cụ thể hóa việc thực hiện chiến lược phát triển năng lượng tái tạo góp phần giảm ô nhiễm môi trường khu vực, đồng thời góp phần phát triển kinh tế vùng

Phương pháp nghiên cứu:

- Sưu tầm cái thông tin có sẵn trên Internet

- Phân tích dữ liệu dựa vào những kiến thức đã học và tài liệu thu thập được

NỘI DUNG

1 Hiện trạng về nguồn năng lượng gió và mặt trời

1.1 Hiện trạng chung của nước Việt Nam

Hiện trạng phát triển điện mặt trời nối lưới ở Việt Nam, theo số liệu mới nhất tính đến hết ngày 31/12/2020, tổng công suất lắp đặt về điện mặt trời trên cả nước đã đạt khoảng 16.500 MW, chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt nguồn điện của hệ thống điện quốc gia Trong đó, có khoảng 8.000 MW là điện mặt trời mái nhà và hơn 8.400 MW điện mặt trời trang trại lớn Trong những năm trở lại đây nhiều chủ đầu tư trong và ngoài nước đang xúc tiến và tìm kiếm cơ hội đầu

tư vào dự án điện mặt trời nối lưới quy mô lớn trong phạm vi cả nước Hiện nay,

có khoảng 115 dự án quy mô công suất lớn, nối lưới đã được xúc tiến đầu tư tại một số tỉnh có tiềm năng điện mặt trời lớn như tại các tỉnh miền Trung (từ Hà Tĩnh đến Bình Thuận) và đồng bằng sông Cửu Long ở các mức độ khác nhau như: xin chủ trương khảo sát địa điểm, xin cấp phép đầu tư, lập dự án đầu tư xây dựng Tính tới hết tháng 7/2021, Bộ Công Thương đã phê duyệt hơn 172 dự án với tổng công suất trên 15.260 MW, con số này được hiểu là chưa tính tới 7.700

MW điện mặt trời áp mái nhà đã được ghi nhận hoà lưới tới ngày 1/1/2021

Về năng lượng gió tại Việt Nam,là một trong những quốc gia chịu tác động nghiêm trọng từ biến đổi khí hậu, Việt Nam đã ra sức đầu tư sản xuất điện gió nhằm bắt kịp nhu cầu năng lượng trong nước đang tăng vọt và giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính Việt Nam đang đề ra các mục tiêu phát triển điện gió tham vọng hơn bất kỳ nước nào khác trong khu vực Song song đó, các chính sách hấp dẫn cũng đã kêu gọi được nhiều nhà đầu tư từ khắp nơi trên thế giới Tổng công suất điện gió hiện nay là 327 MW Với nguồn vốn nước ngoài đang tăng lên, Việt Nam dự kiến vào năm 2021 sẽ lắp đặt các dự án điện gió cả ngoài khơi lẫn trong đất liền nhằm nâng công suất lên 1GW Nếu thành công, Việt Nam

sẽ vượt qua Thái Lan để vươn lên dẫn đầu ngành năng lượng gió trong khu vực Việt Nam cũng là quốc gia duy nhất trong Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á (Asean) phát triển điện gió ngoài khơi với các dự án đã được lắp đặt hiện đạt 99

MW Không dừng lại ở đó, trong bản quy hoạch phát triển điện lực quốc gia hiện

hành, Việt Nam còn có mục tiêu nâng tổng công suất điện gió lên 6.000 MW vào năm 2030

1.2 Hiện trạng tại Hà Tĩnh

Phát triển năng lượng tái tạo đang được tỉnh Hà Tĩnh xác định là một trong những chiến lược phát triển mới, lâu dài của tỉnh Những năm gần đây, tỉnh Hà Tĩnh đang tạo điều kiện thuận lợi về các chính sách, ưu tiên khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào dự án năng lượng tái tạo trên địa bàn với các dự án lớn

về điện mặt trời ở các huyện Cẩm Xuyên, Hương Sơn, Kỳ Anh…, hay các dự án điện gió, cụm điện gió ở Kỳ Anh

1.2.1 Năng lượng mặt trời

Theo đó, trong tổng số diện tích trên 1.500 ha các nhà đầu tư khảo sát, nghiên cứu các dự án điện mặt trời, hiện đã có 132 ha được UBND tỉnh Hà Tĩnh chấp thuận chủ trương đầu tư

Hà Tĩnh hiện có 13 dự án điện mặt trời với công suất 1.432 MWp, tổng diện tích 1.541 ha của các doanh nghiệp đang nghiên cứu, khảo sát đầu tư trên địa bàn

Trong đó, kể từ khi Dự án điện mặt trời Cẩm Hòa tại huyện Cẩm Xuyên (là dự án đầu tiên tại Hà Tĩnh) chính thức đi vào hoạt động phát điện lên lưới điện quốc gia đã tạo nên một bước phát triển kinh doanh mới mẻ cho các nhà đầu

tư

Đây là dự án do Công ty CP Tập đoàn Hoành Sơn làm chủ đầu tư với công suất 50 MWp, có tổng mức đầu tư gần 1.500 tỷ đồng trên diện tích 65ha Dự án được đầu tư theo Quyết định quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Hà Tĩnh số 2875/QĐ-BCT ngày 15/8/2018 của Bộ Công Thương và được UBND tỉnh Hà Tĩnh chấp thuận chủ trương đầu tư tại Quyết định số 3851/QĐ-UBND ngày 31/10/2017

Nhận thấy tiềm năng và lợi thế về phát triển điện mặt trời tại Hà Tĩnh, hiện

2 dự án điện mặt trời của Công ty TNHH GA Power Solar Park (CHLB Đức) có

công suất 58 MWp, tổng diện tích đất sử dụng 58ha tại huyện Cẩm Xuyên và huyện Hương Sơn đang trong quá trình giải phóng mặt bằng để triển khai dự án

Các dự án đã được UBND tỉnh Hà Tĩnh đồng ý cho phép bổ sung quy hoạch bao gồm: Nhà máy Điện mặt trời Cẩm Mỹ (xã Cẩm Mỹ, huyện Cẩm Xuyên), Nhà máy Điện mặt trời Kỳ Sơn (xã Kỳ Sơn, huyện Kỳ Anh) do Công ty

Cổ phần Tập đoàn Trường Thành làm chủ đầu tư có tổng công suất là 524 MWp, tổng diện tích 500 ha; Nhà máy Điện mặt trời Cẩm Lạc (xã Cẩm Lạc, huyện Cẩm Xuyên) của Công ty Cổ phần Năng lượng HLT, công suất 100 MWp có diện tích

120 ha

Ngoài các dự án đã được UBND tỉnh Hà Tĩnh đồng ý bổ sung quy hoạch, các dự án điện mặt trời đang được các nhà đầu tư khảo sát, nghiên cứu như: Nhà máy Điện mặt trời ECO SUN, Nhà máy Điện mặt trời Hồng Lộc, Nhà máy Điện mặt trời Ngọc Sơn, Nhà máy Điện mặt trời Hương Sơn

Như vậy, số dự án điện mặt trời ở Hà Tĩnh tương đối nhiều , tổng công suất lớn, diện tích đất để triên khai dự án lớn, nhưng số dự án đã đưa vào hoạt động chỉ có 1 dự án, các dự án còn lại đang triển khai Chỉ có 2 dự án là có yếu

tố đầu tư nước ngoài, các dự án còn lại đều do các công ty trong nước làm chủ đầu tư

1.2.2 Năng lượng gió

Song song với tiềm năng và lợi ích trong phát triển năng lượng tái tạo từ các dự án điện mặt trời thì Hà Tĩnh đang được đánh giá là một trong những tỉnh

có tiềm năng rất lớn để phát triển các dự án điện gió

Theo đó, được khảo sát, lập dự án, xin chủ trương đầu tư từ năm 2017, Dự

án trang trại phong điện HBRE Hà Tĩnh là dự án điện gió đầu tiên ở Hà Tĩnh sẽ được Tập đoàn HBRE của doanh nhân Hồ Tá Tín đầu tư xây dựng tại dãy núi Hoành Sơn thuộc huyện Kỳ Anh (cũ) nay địa phận Thị xã Kỳ Anh Dự án có tổng mức đầu tư khoảng hơn 4.258 tỷ đồng, với tổng công suất 120MW, sản lượng điện dự kiến phát lên lưới 356.368MWh/năm Theo kế hoạch, trong giai đoạn xây dựng dự án sẽ được phân bổ trên một vùng diện tích khảo sát 1.400 ha

Dự kiến dự án sẽ được triển khai xây dựng và đưa vào vận hành vào cuối năm 2021 Đây là dự án đầu tiên tại Hà Tĩnh về điện gió và là dự án duy nhất đảm bảo giải tỏa công suất

Một dự án khác về điện gió có quy mô 100 cột điện gió, turbin gió, công suất mỗi turbin là 2,6MWh trị giá 200 triệu USD đang được nhà đầu tư Công ty TNHH Danvit Expres (Cộng Hòa Séc) cùng với các chuyên gia tư vấn đến địa phương để khảo sát, nghiên cứu tìm hiểu đầu tư Trước đó, tháng 4/2019, Biên bản ghi nhớ hợp tác đầu tư trong thời hạn 2 năm của Hà Tĩnh và Công ty TNHH Danvit Expres có sự chứng kiến của Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc

và Thủ tướng Cộng hòa Séc Andrej Babis đã tạo thuận lợi để bổ sung dự án vào quy hoạch chung của tỉnh Hai bên cùng thỏa thuận và có giải pháp tích cực nhằm bảo đảm sự hợp tác có tính khả thi cao, dự án thực hiện đúng quy định pháp luật Việt Nam

Mới đây, tháng 4/2020 Chủ tịch UBND tỉnh Hà Tĩnh Trần Tiến Hưng cũng vừa có văn bản trình Chính phủ, Bộ Công Thương đề xuất cụm dự án điện gió 4.915 tỷ đồng của Công ty CP Năng lượng Phước Trung vào Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 - 2020, có xét đến 2030 (Quy hoạch điện VII điều chỉnh)

Dự án Nhà máy Điện gió Kỳ Anh do Công ty CP Năng lượng Phước Trung

đề xuất xây dựng tại các xã: Kỳ Tân, Kỳ Tây, Lâm Hợp và Kỳ Văn (huyện Kỳ Anh), với tổng mức đầu tư 4.915 tỷ đồng Dự án Nhà máy Điện gió Kỳ Anh gồm

3 nhà máy, được xây dựng trên diện tích 31ha, với tổng công suất lắp đặt 150MW, sản lượng điện phát lên lưới khoảng 482 GWh/năm; thời gian vận hành vào quý III /2021

Trước đó, ngày 6/12/2019, Chủ tịch UBND tỉnh Hà Tĩnh đã có văn bản đồng ý về mặt chủ trương cho phép Công ty CP Năng lượng Phước Trung nghiên cứu, khảo sát thực hiện hồ sơ, thủ tục đầu tư dự án nhà máy điện gió tại huyện

Kỳ Anh Quá trình thực hiện là 18 tháng bao gồm thời gian khảo sát đo gió

Việc xác định đầu tư cho năng lượng sạch đang là mục tiêu được tỉnh Hà Tĩnh hướng đến để góp phần phát triển ngành năng lượng quốc gia, tạo cơ hội

lớn cho các doanh nghiệp tăng thu ngân sách Tuy nhiên, việc các nhà đầu tư

đang “ồ ạt” đầu tư vào lĩnh vực này đang là một cuộc chơi đắt đỏ mà chủ đầu tư

và doanh nghiệp phải lường trước

2 Tiềm năng về phát triển năng lượng mặt trời và năng lượng gió ở Hà Tĩnh

2.1 Tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời

Theo đánh giá, Hà Tĩnh có tiềm năng phát triển điện mặt trời trên địa bàn nằm ở mức trung bình khá so với các vùng trên toàn quốc Với tổng mức bức xạ

mặt trời tương đối cao, trung bình 1562 kWh/m2/năm

Sản lượng điện trung bình và cường độ bức xạ mặt trời các tháng trong năm 2019 tại

Hà Tĩnh (theo https://re.jrc.ec.europa.eu)

Trạm Hà Tĩnh thường có số giờ nắng nhiều hơn các trạm khác, trung bình năm có tới 1778 giờ nắng, khoảng hơn 5 giờ nắng mỗi ngày phân bố không đồng

đều các tháng trong năm Bên cạnh đó, trạm Hương Khê có vị trí không xa so với

trạm Hà Tĩnh lại có số giờ nắng ít (tháng 1 năm 2010 chỉ có 22,6 giờ nắng) Số

giờ nắng giữa các tháng trong năm cũng có sự phân hóa rõ rệt.

Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Hà Tĩnh

Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Hương Khê (theo

http://thietbidienmattroi.com.vn)

2.2 Tiềm năng phát triển năng lượng gió

Với mặt bằng thuận lợi, nguồn năng lượng gió lớn 4 mùa, hạ tầng truyền tải khá đồng bộ, thuận lợi… Hà Tĩnh đã và đang là “thỏi nam châm” hút các

nhà đầu tư vào dự án điện gió trong đất liền và điện gió ngoài khơi

Để đánh giá cụ thể hơn về tiềm năng gió tại Hà Tĩnh ta cần phải căn cứ vào bản đồ gió Theo Wind Atlas của WB thì tiềm năng gió tại tỉnh Hà Tĩnh như

sau:

• Ở độ cao 10m, mật độ gió và tốc độ gió trung bình hàng năm là 247W/m2 và 4,42m/s (thấp)

• Ở độ cao 50m, mật độ gió và tốc độ gió trung bình hàng năm là 555W/m2 và 6,35m/s (trung bình)

• Ở độ cao 100m, mật độ gió và tốc độ gió trung bình hàng năm là 659W/m2 và 7,28 m/s (tương đối cao)

• Ở độ cao 150m, mật độ gió và tốc độ gió trung bình hàng năm là 736W/m2 và 7,82m/s (cao)

• Ở độ cao 200m, mật độ gió và tốc độ gió trung bình hàng năm là 792W/m2 và 8,19m/s (cao)

Tiềm năng gió của Hà Tĩnh ở độ cao 200m (theo https://globalwindatlas.info)

Về điện gió trong đất liền theo ông Hồ Tá Tín - Chủ tịch HĐQT Tập đoàn HBRE cho biết, dự án Trang trại phong điện HBRE Hà Tĩnh sẽ lắp đặt các trạm tuabin đón gió trên dãy Hoành Sơn, có độ cao hơn mực nước biển 100m Chủ đầu tư đã thuê đơn vị tư vấn nước ngoài khảo sát rất kỹ về tiềm năng gió Kết quả cho thấy, tốc độ gió tại các vị trí đặt tuabin đều đạt trên 8m/s Đặc biệt, ở vị trí này có thể đón gió quanh năm theo 3 hướng (Đông Bắc, Tây Nam và Đông Nam)

Phối cảnh thiết kế các trụ tuabin tại Trang trại phong điện HBRE Hà Tĩnh

Cùng với dự án điện gió của HBRE đang được triển khai ở đất liền, Hà Tĩnh có 137 km bờ biển Đây là mặt bằng lý tưởng để đầu tư dựng các tua bin đón gió và trạm điều hành điện gió. Theo ông Nguyễn Viết Tuấn – Giám đốc Công ty Đầu tư năng lượng Thiên Long, kết quả khảo sát năng lượng gió của đơn vị tư vấn cho thấy, khu vực biển Kỳ Nam có lượng gió rất lớn, được xem là

“túi gió” của khu vực biển miền Trung với tốc độ gió trung bình trong năm đạt trên 8m/s, trong đó nhiều tháng lên đến 9m/s Đây là tốc độ gió lý tưởng để làm

dự án điện gió hiệu quả (tốc độ gió bình quân cho lắp đặt điện gió là 6,5m/s)

Để thu hút đầu tư dự án điện năng lượng sạch, tỉnh Hà Tĩnh cũng chú trọng đầu tư hạ tầng truyền tải điện khá tốt 2 trạm biến áp 500 kV, 5 tuyến đường dây

500 kV; 2 trạm biến áp 220 kV, 9 tuyến đường dây 220 kV; 9 trạm biến áp 110

kV, 13 tuyến dây 110 kV và hơn 2.640 km đường dây trung, hạ áp Ngoài ra, tỉnh

Hà Tĩnh đã có kế hoặc đầu tư từ năm 2016 đến 2025 cho hệ thống trạm biến áp

và đường dây cao áp, siêu cao áp 110 kV, 220kV và 500kV để thuận lợi cho việc

truyền tải điện

Kế hoạch quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2016-2025 (theo

http://ievn.com.vn)

Bên cạnh các tiềm năng về địa lý, khí hậu ban lãnh đạo tỉnh Hà Tĩnh còn tạo môi trường thông thoáng, định hướng mở cửa đón tiếp các nhà đầu tư vào

tỉnh Theo đó, tỉnh Hà Tĩnh đã có nhiều động thái tích cực hỗ trợ các doanh nghiệp

trong trong quá trình đầu tư

Trước đề xuất của nhà đầu tư, Chủ tịch UBND tỉnh Hà Tĩnh Võ Trọng Hải

đã có văn bản giao Sở Kế hoạch - Đầu tư chủ trì, phối hợp với các sở ngành liên

quan rà soát, tổng hợp việc chấp hành các quy định của pháp luật và nội dung

liên quan trong quá trình đầu tư, sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp về năng lượng Đồng thời giao các sở ngành liên quan căn cứ các quy hoạch quy định pháp luật kiểm tra, xem xét tham mưu phương án xử lý và báo cáo lại UBND tỉnh

Ưu tiên đầu tư các dự án năng lượng, nhất là năng lượng tái tạo không chỉ đáp ứng nhu cầu trên địa bàn Hà Tĩnh mà còn góp phần thực hiện mục tiêu an ninh năng lượng quốc gia Đây cũng là tiền đề quan trọng để Hà Tĩnh góp phần thực hiện Nghị quyết 55 của Bộ Chính trị về định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến 2045

3 Đề xuất các giải pháp phát triển năng lượng gió và mặt trời tại Hà Tĩnh

3.1 Ứng dụng các thiết bị trí tuệ nhân tạo vào hệ thống

Trí tuệ nhân tạo – artificial intelligence đem đến các giải pháp theo dõi hệ thống điện mặt trời cho các nhà cung cấp và người tiêu dùng trên khắp thế giới Trí tuệ nhân tạo sẽ giúp họ điều chỉnh và giảm thiểu chất thải bằng cách thu thập

dữ liệu và tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng Bên cạnh khả năng quản lý mức tiêu thụ, trí tuệ nhân tạo cũng có thể ngăn chặn các trường hợp xảy ra sự cố khẩn cấp và cung cấp khả năng quản lý thảm họa

Những thiết bị được tích hợp AI có thể kể đến như đồng hồ thông minh

và bộ thu năng lượng Những thiết bị tân tiến này sẽ được xây dựng với mục đích ghi lại những thay đổi trong điều kiện khí tượng và nhiệt độ của hệ thống, từ đó

hỗ trợ dự đoán các trường hợp sự cố bất ngờ xảy ra và có thể tự động điều chỉnh cài đặt của hệ thống

Các thiết bị được tự động hoá sẽ khuyến khích các quy trình bảo trì và giảm nhu cầu thuê lao động bên ngoài để kiểm tra hệ thống

3.2 Tạo điều kiện các hộ gia đình tư nhân tiếp cận với điện mặt trời

Xu hướng sản xuất của thế giới đang hướng đến việc cung cấp các nguồn năng lượng phi tập trung thế hệ mới như tấm pin mặt trời hoặc máy phát năng lượng gió tới gần hơn các hộ gia đình tư nhân Việc sử dụng điện mặt trời tại các khu vực tư nhân như vậy giúp người tiêu dùng kiểm soát việc sử dụng năng lượng