Ngoài việc đáp ứng được nhu cầu năng lượng cho đất nước, chúng ta còn phải kết hợp song song với việc bảo vệ môi trường nên ngành năng lượng tái tạo đang là một trong những xu hướng phát
TỔNG QUAN
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Ngày nay, việc khai thác, sử dụng các nguồn năng lượng đang trở thành một vấn đề cấp bách mang tính toàn cầu Sở dĩ như vậy là do vấn đề khai thác, sử dụng năng lượng: những nguồn năng lượng truyền thống (năng lượng hóa thạch) đang ngày một cạn kiệt, ô nhiễm môi trường và sự nóng lên toàn cầu do tiêu thụ năng lượng không kiểm soát Từ thực trạng trên, năng lượng tái tạo được nghiên cứu và ứng dụng như là một giải pháp thay thế cho năng lượng hóa thạch vốn đã gần cạn kiệt và gây quá nhiều ô nhiễm
Năng lượng tái tạo cũng được xem là năng lượng sạch, là các dạng năng lượng mà trong quá trình sinh công bản thân nó không tạo ra những chất thải độc hại gây ảnh hưởng cho môi trường xung quanh
Mặt trời là nguồn năng lượng lớn nhất mà con người có thể tận dụng được; với nhiều ưu điểm như: sạch, đáng tin cậy, gần như vô tận, và có ở khắp nơi dù ít hay nhiều Việc thu giữ và sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) gần như không có ảnh hưởng tiêu cực gì đến môi trường trong quá trình sử dụng Việc sử dụng NLMT không thải ra khí và nước độc hại, do đó không góp phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính Tuy vậy, chất thải sau sử dụng từ các ứng dụng NLMT hiện còn nhiều tranh cãi
Xây dựng quy trình và giải pháp kỹ thuật phù hợp cho nhà xưởng có mái đặc đặc thù
Nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô phỏng hệ thống năng lượng mặt trời Nghiên cứu các công cụ phân tích tài chính để chứng minh hiệu quả đầu tư của giải pháp
Nguyên cứu lý thuyết: các lý thuyết về NLMT, cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống pin NLMT
Xây dựng hệ thống pin NLMT cho một nhà xưởng cụ thể
Mô phỏng hoạt động hệ thống pin NLMT bằng phần mềm PV*sol chuyên dụng
Toà tháp số 2 Khu căn hộ Palm Heights An Phú quân 2 TP HCM
Hình 1.1 Tổng quan khu căn hộ Palm Heights.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
- Tên dự án: dự án điện mặt trời lắp trên mái chung cư Palm Height
- Địa điểm: An Phú, Quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
(link google map: https://goo.gl/maps/9DV2L5nFGcvh9guW8)
- Loại công trình: Năng lượng điện mặt trời
- Cấp công trình: I (quy định tại điều 6 nghị định số 15/2013/NĐ-CP )
- Loại hình kinh doanh: khu căn hộ
Hình 1.2 Mặt bằng mái 3 tòa tháp khu căn hộ Palm Heights
Khí hậu có tính chất nhiệt đới gió mùa cận xích đạo,nhiệt độ cao và khá ổn định trong năm
Nhiệt độ không khí trung bình năm 27.55ºC (tháng nóng nhất là tháng 4, nhiệt độ khoảng 29,3°C - 35°C) Độ ẩm Độ ẩm không khí trung bình 79.5%
Thành phố Hồ Chí Minh có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa bình quân năm là 1.949 mm
Lượng bốc hơi lớn nhất trong cả nước, trung bình năm là 1.616mm, trong đó
Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc độ trung bình 3,7 m/s Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão
Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ
Hiện trạng mái công trình
Hình 1.3 Phần mái của toà tháp lắp đặt pin mặt trời
Hiện trạng mái: Phần mái bằng, có các thành đà, phải sử dụng khung sắt để lắp đặt panel
Mặt chính của công trình quay về hướng Nam
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG PANEL QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI
Năng lượng đươc định nghĩa là năng lực làm vật thể hoạt động Có nhiều dạng năng lượng như: động năng làm dịch chuyển vật thể và nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của vật thể…Để có được cơ nhiệt hay quang năng đều trải qua quá trình biến đổi từ nhiên liệu hóa thạch là chủ lực và một số được biến đổi từ năng lượng tái tạo (NLTT) thông qua năng lượng (NL) trung gian là điện năng
Tài nguyên năng lương hóa thạch gồm than đá, khí than, dầu mỏ, khí thiên nhiên, quăng urani và các tài nguyên khác không thể tái tạo khác
Tài nguyên NLTT gồm sức nước, sức gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học và các tài nguyên có thể tái tạo khác
Năng lượng mặt trời là một loại năng lượng tái tạo NLMT là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt nguyên tử khác phóng ra nó
Hiện nay, việc khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời không còn là vấn đề quá xa lạ đối với mỗi người chúng ta Đây là một nguồn năng lượng dường như vô tận, dễ dàng khai thác sử dụng và giúp bảo vệ được môi trường sống của con người
Cơ chế động năng lượng mặt trời
Cơ chế động: là sử dụng trực tiếp nhiệt năng từ năng lượng mặt trời, ví dụ như: làm nóng nguồn nước, sưởi ấm Ứng dụng cơ chế động:
Nước nóng: Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm nóng nước Trong vĩ độ địa lý thấp (dưới 40 độ) 60-70% sử dụng nước nóng với nhiệt độ lên đến 60 °C có thể được cung cấp bởi hệ thống sưởi ấm mặt trời
Hệ thống sưởi ấm, làm mát Nhiệt khối là vật liệu bất kỳ có thể được sử dụng để lưu trữ nhiệt nóng từ Mặt trời trong trường hợp của năng lượng mặt trời Các vật liệu nhiệt khối phổ biến bao gồm đá, xi măng và nước
Cơ chế tĩnh năng lượng mặt trời
Cơ chế tĩnh NLMT là khái niệm đề cập đến các ứng dụng công nghệ khai thác quang năng mặt trời và chuyển hóa thành điện năng bằng các thiết bị bán dẫn quang điện (tế bào quang điện – solar cell)
Nguyên tắc hoạt động: Pin năng lượng mặt trời (solar panel/pin mặt trời/pin quang điện) là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng quang điện (là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu vào của vật chất) Pin NLMT có thành phần chính là Silicon Ánh sáng mặt trời bao gồm các hạt rất nhỏ gọi là photon được tỏa ra từ mặt trời Khi va chạm với các nguyên tử silicon của pin năng lượng mặt trời, những hạt photon truyền năng lượng của chúng tới các electron rời rạc, kích thích làm cho electron đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên tử xuất hiện chỗ trống vì thiếu electron
Tuy nhiên giải phóng các electron chỉ mới là một nửa công việc của pin năng lượng mặt trời, sau đó nó cần phải dồn các electron rải rác này vào một dòng điện Điều này liên quan đến việc tạo ra một sự mất cân bằng điện trong pin năng lượng mặt trời, có tác dụng giống như xây một con dốc để các electron chảy theo cùng một hướng Sự mất cân bằng này có thể được tạo ra bởi tổ chức bên trong của silicon Nguyên tử silicon
12 được sắp xếp cùng nhau trong một cấu trúc ràng buộc chặt chẽ Bằng cách ép một số lượng nhỏ các nguyên tố khác vào cấu trúc này, sẽ có hai loại silicon khác nhau được tạo ra: loại n và loại p Chất bán dẫn loại n (bán dẫn âm – Negative) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm V, các nguyên tử này dùng 4 electron tạo liên kết và một electron lớp ngoài liên kết lỏng lẻo với nhân, đấy chính là các electron dẫn chính Chất bán dẫn loại p (bán dẫn dương – Positive) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu bằng các lỗ trống
Khi hai loại bán dẫn này được đặt cạnh nhau trong một pin năng lượng mặt trời, electron dẫn chính của loại n sẽ nhảy qua để lấp đầy những khoảng trống của loại p Điều này có nghĩa là silicon loại n tích điện dương và silicon loại p được tích điện âm, tạo ra một điện trường trên pin năng lượng mặt trời Vì silicon là một chất bán dẫn nên có thể hoạt động như một chất cách điện và duy trì sự mất cân bằng này
Khi làm cho electron đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử silicon, photon trong ánh sáng mặt trời đưa các electron này vào một trật tự nhất định Dòng điện DC sinh ra sẽ được tập trung lưu trữ trong acquy, hoặc được nghịch lưu thành dòng
AC bởi biến tần (inverter) để cấp cho tải điện, hoặc được chuyển trực tiếp lên lưới điện
Hình 2.1 Cơ chế tĩnh năng lượng mặt trời Ứng dụng cơ chế tĩnh tạo điện mặt trời
7 Điện mặt trời tập trung: Các hệ thống điện mặt trời tập trung (CSP) sử dụng ống kính, gương và các hệ thống theo dõi để tập trung một khu vực rộng lớn của ánh 13 sáng mặt trời vào một chùm nhỏ Nhiệt tập trung sau đó được sử dụng như một nguồn năng lượng cho một nhà máy điện thông thường
Panel quang điện: Pin mặt trời, hay tế bào quang điện (PV), tế bào năng lượng mặt trời là một thiết bị chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện
Hình 2.2 Nhà máy điện mặt trời.
HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI
Hình 2.3 Cấu trúc hệ thống PV nối lưới
Hệ thống PV nối lưới kết nối trực tiếp lên mạng điện phân phối và không đòi hỏi có nguồn pin dự trữ Đối với hệ thống này, điện sản xuất ra được sử dụng trực tiếp hoặc bán trực tiếp lên lưới điện theo nguyên tắc:
- Khi công suất tiêu thụ bằng công suất hòa lưới thì tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ hệ thống pin mặt trời
- Khi công suất tải tiêu thụ lớn hơn công suất hòa lưới thì tải tiêu thụ sử dụng một phần điện lưới
- Khi công suất tải tiêu thụ nhỏ hơn công suất hòa lưới thì sản lượng điện mặt trời sản xuất ra sẽ nối lưới và bán trực tiếp lên lưới phân phối của điện lực địa phương Đặc điểm quan trọng của hệ thống PV nối lưới là hệ thống sẽ không hoạt động khi mất điện lưới để đảm bảo điện sản xuất ra không đưa lên lưới , đảm bảo an toàn cho việc bảo trì sửa chữa đường dây và hệ thống
Bên cạnh đó , ưu điểm của hệ thống PV nối lưới bao gồm:
- Hệ thống tinh giản hơn so với hệ thống PV độc lập
- Giảm bớt chi phí lưu trữ năng lượng (pin dự trữ), chi phí bảo trì và sữa chữa nguồn dự trữ
- Hiệu quả về việc sử dụng năng lượng cao
- Tận dụng được hạ tầng lưới điện hiện hữu
Là thiết bị nhận trực tiếp bức xạ mặt trời, chuyển hóa quang năng mặt trời thành dòng điện một chiều theo hiệu ứng quang điện Lượng điện chuyển hóa nhiều hay ít (công suất ngõ ra của tấm pin) phụ thuộc vào hiệu suất của tấm panel và công nghệ bán dẫn sử dụng Các tấm panel thường được lắp đặt trên mái nhà (đối với quy mô hộ gia đình) và lắp đặt trên mái bãi đỗ xe, nhà xưởng (đối với quy mô thương mại hoặc công nghiệp) Thông thường, các tấm panel pin quang điện được thiết kế ở điện áp một chiều chuẩn như 12, 24 và 48 V Các tấm panel cũng có thể được kết nối với nhau tạo thành chuỗi module có công suất lớn Các thông số quan trọng của tấm panel pin quang điện bao gồm: điện áp ngắn mạch định mức, điện áp vận hành định mức, dòng điện vận hành định mức, dòng điện ngắn mạch định mức, công suất đỉnh
Hình xx Tấm quang điện Jinko 390-410W
2.2.2 Bộ đổi nguồn DC/AC
Nhiệm vụ chính của bộ nguồn là chuyển đổi điện một chiều từ tấm các tấm PV thành điện xoay chiều chuẩn cung cấp trực tiếp cho tải hoặc phát điện vào lưới điện Bộ đổi nguồn sử dụng cho hệ thống điện mặt trời nối lưới thường đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật rất cao để hạn chế các tác động ngược từ lưới phân phối, và để tạo ra dòng điện và điện áp chuẩn phù hợp với lưới điện Thông thường thì các bộ chuyển đổi nguồn của hệ thống nối lưới được lập trình phần mềm giám sát và điều khiển vận hành để đảm bảo an toàn và độ tin cậy vận hành
Hình 2.4 Biến tần Sungrow 50kW
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PANEL QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI
LƯU ĐỒ THIẾT KẾ
Lưu đồ được dùng trong thiết kế giúp hình ảnh hóa được vấn đề, hiểu được những việc đang diễn ra, và sau đó có thể tìm được ra điểm yếu, nút tắc hay những vấn đề không rõ ràng khác trong vấn đề đó
Lưu đồ mô tả được một số mặt nhất định của công việc và thường được bổ sung bởi các loại sơ đồ khác ví dụ như biểu đồ, bảng kiểm kê, sơ đồ hoạt động, sơ đồ điều khiển Thực hiện công việc theo quy trình càng dễ dàng quản lý, vừa đảm bảo chất lượng vừa đảm bảo được tiến độ và năng suất, dễ dàng hoàn thành được mục tiêu đã đặt ra Mỗi bước công việc được điểm kiểm soát, thiết lập đưa các điểm kiểm tra trọng yếu Các bước thực hiện công việc theo quy trình được liên kết chặt chẽ với nhau nên việc kiểm tra sai sót cũng trở nên dễ dàng Quy trình có quá nhiều bước sẽ dẫn đến rắc rối trong việc kiểm soát, ngược lại thì sẽ dẫn đến không đủ để kiểm soát
Thiết kế hệ thống pin quang điện mặt trời cần một quy trình sắp xếp quản lý chặt chẽ các thông số đầu vào từ đó đưa ra giải pháp thiết kế phù hợp, hiệu quả tối ưu so với các yêu cầu được đặt ra Hiện nay tại Việt Nam có nhiều đơn vị tư vấn thiết kế về NLMT nhưng chủ yếu dựa vào quy trình có sẵn trong phần mềm thiết kế Các phần mềm thiết kế thường có giao diện tương đối giống nhau và quy trình cũng gần giống nhau Tuy nhiên người thiết kế thường không phân biệt được rõ các bước quy trình, dẫn đến nếu xảy sai sót thì thường khó kiếm soát được sai sót đó nằm ở bước nào và cách xử lý; đối với những công trình có yếu tố đặc thù như kiến trúc mái đặc biệt, hình khối công trình đặc biệt… Vì vậy việc xây dựng một lưu đồ thiết kế mới là cần thiết
Hình 3.1 Lưu đồ thiết kế hệ thống panel quang điện cho khu căn hộ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PANEL QUANG ĐIỆN CHO KHU CĂN HỘ
3.2.1 Phân tích các thông số đầu vào
+ Diện tích mái khả dụng : 33.1x14.7 = 486.6 m²
+ Mặt chính của công trình quay về hướng Nam
+ Mặt băng mái không băng phẳng, có những thanh đà ngang chắn
Phương án lắp đặt: dùng khung giàn kim loại để lắp pin
Hình 3.3 Hoá đơn tiền điện ba toà tháp
Dựa vào hình trên, ta xác định được giá tiền điện được tính với một mức giá là:
Ta lựa chọn đồng hồ có điện năng tiêu thụ 45000 kW/h trong tháng 2/2021 của tháp số 2 để hoà lưới điện
3.2.2 Tính toán công suất lắp đặt
Vì đây là hộ có nhu cầu sử dụng điện nhiều ( 450000 kWh/tháng) Nên ta căn cứ vào diện tích có thể lắp đặt và lắp panel quan điện trên toàn bộ phần diện tích đó
Căng cứ vào mô phỏng đổ bóng bằng phần mềm PVSOL, để không ảnh hưởng đổ bóng, bỏ phần diện tích ống thông gió, ta chọn hệ 143 modules công suất 55.77kWp
Hình 3.3 Hình ảnh mô phỏng bằng PVSOL
3.2.3 Lựa chọn công nghệ panel
Do tiền điện phải trả ở mức giá không cao 2092 đ/kWh, vì vậy để thời gian hoàn vốn nhanh hơn, ta lựa chọn pin có công suất thấp
Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật tấm pannel mặt trời
Thông số điều kiện chuẩn (STC)
Công suất cực đại (Pmax) 390Wp Điện áp tại điểm công suất đỉnh
Dòng điện tại công suất đỉnh
(Imp) 9.49A Điện áp hở mạch (Voc) 49.5V
Dòng điện ngắn mạch (Isc) 10.12A
Ngưỡng nhiệt độ hoạt động -40°C~+85°C Điện áp hệ thống tối đa 1000/1500VDC (IEC)
Dòng cực đại cầu chì 20A
Thông số điều kiện thường (NOCT)
Công suất cực đại (Pmax) 294Wp Điện áp tại điểm công suất đỉnh
Dòng điện tại công suất đỉnh
(Imp) 7.54A Điện áp mạch hở (Voc) 48.0V
Dòng điện ngắn mạch (Isc) 8.02A
Thông số chung của tấm pin
Loại tế bào quang điện Mono PERC 158.75×158.75mm
Kính cường lực 3.2 mm, lớp phủ chống phản xạ Truyền tải cao, sắt thấp
Khung Khung hợp kim nhôm
TUV 1×4.0mm2 (+): 290mm , (-): 145mm hoặc tùy chỉnh chiều dài
Hệ số suy giảm công suất -0.35 %/°C
Hệ số suy giảm điện áp -0.29 %/°C
Hệ số suy giảm dòng điện 0.048 %/°C
Nhiệt độ vận hành của cell 45 ± 2°C
Ta có: 0.8PPV < PINV < 1.2PPV (kW)
=> Lựa chọn Inverter Sungrow 50 KW
Hình 3.4 Sơ đồ mạch biến tần
Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật Inverter 50kW
Model SG50CX Đầu vào (DC) Điện áp đầu vào tối đa tấm pin 1100 V Điện áp đầu vào tối thiểu tấm pin/ Điện áp đầu vào khởi động 200 V / 250 V Điện áp hoạt động định mức 585 V
Dải điện áp MPP cho công suất định mức 550 – 850 V
Số lượng đầu vào MPP độc lập 5
Tối đa số chuỗi pin trên mỗi MPPT 2
Dòng điện đầu vào tối đa tấm pin 130 A
Dòng ngắn mạch DC tối đa 200 A Đầu ra (AC)
Công suất đầu ra AC
50 kVA tại 45 ℃, 400Vac / 55kVA tại 40 ℃,400Vac 50KVA tại 50 ℃, 415Vac / 55kVA tại 45 ℃,415Vac (tại Úc: tối đa 50 kVA)
Dòng điện đầu ra AC tối đa 83.6 A Điện áp AC định mức 3 / N / PE, 230 / 400 V
Tần số lưới định mức/ dải hoạt động 50 Hz / 45 – 55 Hz, 60 Hz
THD > 3 % (tại công suất định mức)
Xâm nhập dòng điện một chiều > 0.5 % In
Hệ số công suất tại công suất định mức/Điều chỉnh hệ số công suất
Số pha đầu vào / Số pha kết nối 3 / 3
Hiệu suất tối đa / Hiệu suất chuẩn châu Âu 98.7% / 98.4%
Bảo vệ kết nối ngược cực DC Có
Bảo vệ ngắn mạch AC Có
Bảo vệ dòng rò Có
Giám sát dòng của chuỗi tấm pin Có
Phát công suất phản kháng vào ban đêm Có
Chức năng phục hồi tổn hao do PID Có
Bảo vệ quá áp DC Cấp II /
Phương pháp cách ly Không biến áp
Cấp độ bảo vệ IP66
Công suất tiêu thụ (buổi tối) ≤ 2 W
Khoảng nhiệt độ hoạt động -30 đến 60 ℃ (>45 ℃ giảm công suất)
Phạm vi độ ẩm tương đối cho phép (không đọng sương) 0 – 100 %
Phương pháp tản nhiệt Tản nhiệt gió thông minh Độ cao hoạt động tối đa 4000 m (> 3000 m giảm công suất)
Hiển thị LED, Bluetooth+APP
Giao tiếp RS485 / Tùy chọn: Wi-Fi,
Kiểu kết nối DC MC4 (Max 6 mm²)
Kiểu kết nối AC OT / DT terminal (Max.70 mm²)
IEC 62109, IEC 61727, IEC 62116, IEC 60068, IEC 61683, VDE-AR-N 4105:2018, VDEAR-N 4110:2018,
AS / NZS 4777.2:2015, CEI 0-21, VDE 0126-1-1 / A1 VFR 2014, UTE C15-712-1:2013,
Hỗ trợ phát công suất phản kháng vào ban đêm, giữ kết nối lưới khi sụt áp và tăng áp, điều khiển công suất P và Q, điều khiển độ thay đổi công suất
Bảng 3.3 Chi tiết kết nối panel quang điện với Inverter
Biến tần MPPT số Số string vào
Số pin trên mỗi sting
Tổng công suất DC (kWp)
3.2.5 Tính toán lựa chọn các thiết bị kết nối, dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ
Bảng 3.4 Các thiết bị phần DC
Cáp kết nối tấm pin Cáp DC 4mm²
Jack kết nối tấm pin Đầu nối MC4 Sunclix Phoenix Contact Đầu nối MC4 chữ Y vào 2 ra 1
CB DC CB DC 16A 1000V 2P / Số lượng: 8 CB Cầu chì cho mỗi cực Cầu chì 20A 1000V / Số lượng: 16 cầu chì
Chống sét DC 2P 1000VĐiện áp thử tối đa
: 1000VDC Dòng xung sét tối đa (8/20μs) 40kA Dòng xả danh định 20kA Cấp bảo vệ: IP40 (Forward) IP20
Chọn cáp điện từ biến tần 50kW đi tới tủ AC:
Iout inv max = 83.6A => chọn cáp CVV 3 lõi 25mm²; Iđm = 103A cho dây pha
Chủng loại cáp: cùng với dây pha
Chủng loại cáp: cùng với dây pha
10mm² ≤ Fp ≤ 35mm² => FPE = 16mm²
35mm² ≤ Fp ≤ 400mm² => FPE = Fp/2
Chọn cáp cho dây PE và N : cáp CVV 2 lõi 16mm²
Chọn thiết bị đóng cắt:
Chọn MCCB cho biến tần 50 kW:
Iout inv max = 83.6 A => ICB = 100A Điện trở ngắn mạch tại điểm đặt MCCB:
√3.√18 2 +0.16 2 = 12.19 kA Chọn MCCB 100A Icu/Isc = 30/15 kA mã hiệu NF 125 – SW Mitsubishi
Tính toán tương tự ta được kết quả chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt cho phần AC của hệ PV như sau:
Bảng 3.5 Các thiết bị phần AC
Dây dẫn (từ biến tần đến tải) CVV 3 lõi 25mm² cho dây pha
CVV 2 lõi 16mm²cho dây PE và N
MCCB 100A Icu/Isc = 30/15 kA mã hiệu NF 125 – SW Mitsubishi
3.2.6 Các kết quả mô phỏng trong phần mềm PVSOL
Hình 3.5 Tổng thể dự án PVSOL
Hình 3.6 Mô hình lắp đặt panel trong PVSOL
Hình 3.7 Mô phỏng đổ bóng bằng phần mềm PVSOL
Hình 3.8 Kết nối biến tần trong PVSOL
Hình 3.9 Kết quả mô phỏng sản lượng điện trong PVSOL
3.2.7 Tính toán hiệu quả kinh tế
Với công suất lắp đặt 55.77 kWp, mái bằng phải thiết kế hệ cơ khí, panel công suất thấp và biến tần Trung Quốc, ước lượng đơn giá đầu từ là 14tr/kWp (chưa VAT)
Chọn phương án vay ngân hàng 70%
Ta có kết quả tính toán kinh tế như sau:
Bảng 3.6 Tổng mức đầu tư ĐVT:1,000,000 đồng
TT Khoản mục chi phí
Thẩm định của Ngân hàng (trước VAT)
1 Tổng chi phí lắp đặt 781 78 859 781 20
8 Lãi vay trong thời gian xây dựng 11 - 11 11 15
(đã bao gồm lãi vay) 792 81 873 792 Đơn giá đầu tư 15.65
Bảng 3.7 Nguồn vốn đầu tư ĐVT:1,000,000 đồng
TT Nguồn vốn Số tiền Tỷ lệ Lãi suất WACC
Bảng 3.8 Kế hoạch trả nợ vay ĐVT:1,000,000 đồng
Chỉ tiêu trả nợ Năm đầu tư Năm hoạt động
Dư đầu kỳ 554 520 450 381 312 243 173 104 35 Nhận nợ trong kỳ (bao gồm cả lãi nhập gốc)
(gốc+lãi) - 94 123 115 107 100 92 85 77 37 Trả gốc trong kỳ - 35 69 69 69 69 69 69 69 35 Trả lãi trong kỳ
(không bao gồm lãi trong thời gian xây dựng)
• Thời gian ân hạn: 1 năm
• Thời gian trả nợ: 8 năm
Bảng 3.9 Khấu hao ĐVT:1,000,000 đồng
Khoản mục Tổng đầu tư
Chi phí khác + dự phòng
Tổng CF khấu hao/năm
Giá trị còn lại (XL+TB)
Thời gian khấu hao (năm) 20 15 792
Bảng 3.10 Thông số hoạt động
- Công suất tấm pin 55.77 kWp
- Điện lượng năm đầu 87282 kWh
Mức độ suy giảm công suất hàng năm
- Chi phí bảo hiểm tài sản 0.50% (XL+TB)
- Chi phí trích trước SCL 1.50% (XL+TB)
Tỷ lệ tăng chi phí O&M hàng năm 1.00%
Giá bán điện bình quân (chưa bao gồm thuế, phí) 1468.82 đồng/kWh
- Tỷ giá tại thời điểm tính toán 23,130 VND/USD
- Tốc độ tăng tỷ giá 2.0% /năm
Giá mua điện bình quân (VAT) 2,092 đồng/kWh
Tốc độ tăng giá điện 2.0% /năm
Thuế TNDN (Theo NĐ 218/2013/NĐ-CP) 20% /năm;
Sản lượng điện SX bán 0%
Bảng 3.11 Hiệu quả NPV, IRR theo quan điểm tổng đầu tư TIPV ĐVT:1,000,000 đồng
Lũy kế dòng tiền ròng chưa chiết khấu
Dòng tiền ròng sau chiết khấu
Lũy kế dòng tiền ròng sau chiết khấu Năm
• Thời gian hoàn vốn không chiết khấu: 4.98 năm
• Thời gian hoàn vốn có chiết khấu: 7.5 năm
Bảng 3.12 Hiệu quả NP, IRR theo quan điểm chủ đầu tư ĐVT:1,000,000 đồng
Khoản mục Dòng tiền vào
Chi phí đầu tư (không bao gồm lãi vay)
Dòng tiền chủ đầu tư
Lũy kế dòng tiền ròng chưa chiết khấu
Dòn g tiền ròng sau chiế t khấ u
Lũy kế dòng tiền ròng sau chiết khấu Năm
• Thời gian hoàn vốn không chiết khấu: 3.1 năm
• Thời gian hoàn vốn có chiết khấu : 3.9 năm
Bảng 3.13 Cân đối trả nợ theo kế hoạch
Nhận nợ vay dài hạn 554 - - - - - - - - - - - -
Vốn tự có tham gia đầu tư cố định 238
Dòng tiền trả nợ gốc vay NH - 93 102 111 120 130 140 150 159 167 172 174 176
Thừa / Thiếu nguồn trả nợ 59 33 41 51 61 71 80 90 133 172 174 176
Luỹ kế Thừa/ Thiếu trả nợ 59 92 133 184 245 315 396 486 619 790 964 1,140
3.2.8 Tính toán lượng khí CO2 giảm thiểu từ việc sử dụng hệ PV:
Trung bình mỗi người gây ra lượng khí thải carbon dioxide (CO2) khoảng 2 tấn/năm Đây là một con số khổng lồ! Khoảng 50% sản lượng điện tại Việt Nam là từ các nhà máy nhiệt điện đốt than
Việc sản xuất nhiệt điện từ than đá gây phát thải lượng khí CO2 rất lớn Lượng khí thải CO2 là thước đo cho thói quen tiêu thụ năng lượng của bạn Với mỗi kWh điện năng sản xuất tại Việt Nam, có khoảng 800g khí CO2 phát thải ra môi trường Điện mặt trời ít gây phát thải CO2 Mỗi 1 kWh từ hệ thống điện mặt trời chỉ phát thải 40g – CO2 Ngoài điện gió và thủy điện, không có nguồn năng lượng thay thế nào khác ít gây phát thải CO2 như vậy
Bảng 3.14 Phần trăm % sản lượng điện theo từng loại công nghệ phát điện ở VN năm 2020
% sản lượng điện theo từng loại công nghệ phát điện ở VN năm 2020
Bảng 3.15 Khí thải CO2 theo từng loại công nghệ phát điện ở VN
Khí thải CO2 theo từng loại công nghệ phát điện ở VN (đv: g-CO2/kWh)
Bảng 3.16 Lượng CO2 giảm thiểu khi sử dụng hệ PV 55.77kWp trong 20 năm
Trung bình khí CO2 phát thải trên 1kWh điện
Tổng khối lượng khí thải CO2 năm đầu của hệ PV 55.77kWp (g-CO2) 2,967,588.00
Khổi lượng khí thải CO2 khi không dùng hệ
PV trong năm đầu (g-CO2) 60,197,522.58
Khổi lượng khí thải CO2 giảm được khi dùng hệ PV trong 20 năm (g-CO2) 1,241,779,916.15