Xây dựng trạm điện mặt trời nối lưới tại tỉnh Ninh Thuận

Năm 2012, Viện Khoa học năng lượng - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam triển khai thực hiện Dự án KHCN cấp tỉnh “Xây dựng mô hình điểm ứng dụng NLMT cấp điện cho Văn phòng UBND tỉnh Ninh Thuận”. Kết quả của dự án sẽ góp phần tạo cơ sở khoa học xây dựng chính sách phát triển điện mặt trời tại Việt Nam nói chung và tỉnh Ninh Thuận nói riêng.

I. Giới thiệu chung

Thực hiện Chỉ thị 171/CT-TTg ngày 26/01/2011 của Thủ tướng Chính phủ về tăng cường thực hiện tiết kiệm điện, UBND tỉnh Ninh Thuận đã có Chỉ thị số 07/CT-UBND ngày 10/3/2011 về việc tăng cường thực hiện tiết kiệm điện năm 2011.

Để thực hiện tốt chỉ thị của Thủ tướng Chính phủ, chỉ thị của Bộ Công thương và UBND tỉnh, cần nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả phù hợp với thực tế của tỉnh và chỉ đạo việc thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lượng, trong đó đặc biệt quan tâm đến giải pháp “phát huy tối đa các nguồn điện tại chỗ để cung cấp điện cho khách hàng trong khu vực”.      

Tỉnh Ninh Thuận có vị trí địa lý thuận lợi, tiềm năng năng lượng mặt trời được đánh giá là tốt trong cả nước. Số giờ nắng trung bình trong năm từ 2.600 - 2700 giờ. Ninh Thuận là khu vực được đánh giá có tiềm năng năng lượng mặt trời cao nhất nước với lượng bức xạ mặt trời trung bình năm là vào khoảng 5,5 kWh/m2.ngày.

Tại tỉnh Ninh Thuận, việc xây dựng các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các cơ quan công sở là rất cần thiết do thiết bị tiêu thụ điện mà các cơ quan này đang sử dụng như đèn, điều hòa nhiệt độ… hầu hết là các công nghệ cũ, gây ra tổn thất năng lượng cao.

Vì vậy, đối với các cơ quan công sở làm việc chủ yếu vào ban ngày ở Việt Nam nói chung và ở tỉnh Ninh Thuận nói riêng, thì việc nghiên cứu áp dụng công nghệ trạm điện mặt trời nối lưới phục vụ nhu cầu điện nội bộ hiện nay là một trong những giải pháp thích hợp để giảm tổn thất điện năng, giảm phụ tải của hệ thống điện quốc gia, góp phần đáng kể vào việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính và giảm ô nhiễm môi trường.

Việc triển khai mô hình trạm điện mặt trời nối lưới nội bộ theo công nghệ và quy mô thích hợp ở các toà nhà của cơ quan, công sở của tỉnh Ninh Thuận sẽ là bước đột phá trong thực hiện chỉ thị 171/CT-TTg về việc tăng cường thực hiện tiết kiệm điện của Thủ tướng Chính phủ. Hơn nữa, kết quả của dự án sẽ góp phần tạo cơ sở khoa học xây dựng chính sách phát triển điện mặt trời tại Việt Nam nói chung và tỉnh Ninh Thuận nói riêng.

Năm 2012, Viện Khoa học năng lượng - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam triển khai thực hiện Dự án KHCN cấp tỉnh “Xây dựng mô hình điểm ứng dụng NLMT cấp điện cho Văn phòng UBND tỉnh Ninh Thuận” với các mục tiêu như sau:

  • Mục tiêu chung: 

    Xây dựng cơ sở khoa học cho việc đề xuất phương hướng và các chính sách phát triển điện mặt trời tại Việt Nam nói chung và tỉnh Ninh Thuận nói riêng.

  • Mục tiêu cụ thể:

- Đánh giá nhu cầu phụ tải điện; nghiên cứu, lựa chọn các giải pháp công nghệ và thiết bị sử dụng tiết kiệm điện năng của các cơ quan hành chính cấp tỉnh đóng trên địa bàn Tp. Phan Rang - Tháp Chàm, tỉnh Ninh Thuận.

- Tính toán, lựa chọn quy mô, thiết kế, lắp đặt và đưa vào vận hành trạm điện sử dụng năng lượng mặt trời nối lưới tại khu vực Văn phòng UBND tỉnh Ninh Thuận.

II. Thiết kế và lắp đặt trạm điện mặt trời nối lưới 

 1. Nguyên lý làm việc

Điện DC từ các tấm pin mặt trời được đưa qua bộ biến đổi điện nối lưới inverter để chuyển đổi điện một chiều DC thành xoay chiều AC cung cấp trực tiếp cho các phụ tải. Do công suất thiết kế của trạm điện mặt trời được chọn nhỏ hơn công suất sử dụng của hộ tiêu thụ nên điện năng từ dàn PMT sẽ được ưu tiên sử dụng trước, phần điện năng còn thiếu sẽ được cấp từ lưới.

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động trạm điện mặt trời nối lưới

Ngoài ra, trong trường hợp mất điện lưới, các phụ tải ưu tiên như là phụ tải điện duy trì hoạt động cổng thông tin điện tử sẽ được cấp điện dự phòng bằng hệ thống máy phát điện UPS 5kVA. Máy phát điện dự phòng là thiết bị tự động biến đổi điện năng dự trữ từ acquy (DC) thành điện xoay chiều (AC) 220V/50Hz cung cấp cho các thiết bị điện khi điện lưới bị mất (trạng thái Inverter). Khi vận hành trên điện lưới, máy sẽ vừa đưa điện trực tiếp từ lưới ra tải vừa lấy một phần điện lưới chuyển thành điện một chiều (DC) dự trữ trong acquy (Trạng thái on grid & charger). Khi acquy đầy máy sẽ tự động ngưng sạc. Việc chuyển đổi tự động giữa các trạng thái nêu trên là hoàn toàn tự động (có tính năng gần như một UPS - Uninterruptible Power System).

Phương thức cấp điện: Toàn bộ các tấm pin mặt trời được chia thành 3 cụm có công suất bằng nhau. 3 cụm sẽ đấu với 3 bộ Inverter nối lưới 1 pha để tạo thành 3 pha và đấu lưới nội bộ khu vực văn phòng UBND tỉnh.

Phương án điều khiển: Điều khiển giám sát hoạt động của trạm điện thông qua máy tính của UBND tỉnh, hiển thị thông số hoạt động của trạm điện trên màn hình TV LCD 55 inch thông qua máy chủ hiện có trong toà nhà của UBND tỉnh.

2. Phương án cung cấp điện mặt trời

Diện tích hữu dụng để lắp dàn PMT là 240 m2. Tổng công suất lắp đặt tối đa là 14.82 kWp (78 tấm pin mặt trời 190Wp).

 

 

 

      

Hình 2. Trạm điện mặt trời nối lưới tại Văn phòng UBND tỉnh Ninh Thuận

III. Kết luận

Nhìn chung, kết quả phân tích số liệu hoạt động của trạm điện mặt trời nối lưới trong thời gian qua cho thấy việc ứng dụng công nghệ điện mặt trời tại Ninh Thuận đạt được hiệu quả khá cao so với các khu vực khác ở Việt Nam. Hơn nữa với lộ trình tăng giá điện hiện nay thì việc đầu tư xây dựng các trạm loại này hoàn toàn có thể khả thi về mặt kinh tế đồng thời góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường, chống lại hiện tượng biến đổi khí hậu nhờ việc giảm được một lượng CO2 phát thải vào môi trường.

Đưa tin: Pháp Vũ