MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đề tài nghiên cứu khảo sát tiềm năng phát triển khai thác nguồn năng lượng mặt trời tại tỉnh Lào Cai bằng việc thiết kế hệ thống điều khiển nhằm khai thác được nguồn năng lượng mặt trời đưa vào phục vụ sản xuất và đời sống, nhất là áp dụng cho các cơ quan cấp sở của tỉnh Lào Cai nhằm góp phần giảm tiêu hao năng lượng hóa thạch, đồng thời giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính. Nguồn năng lượng mặt trời phong phú với nguồn bức xạ nắng trung bình là 4kW/h/m2/ngày. Bên cạnh đó việc sử dụng năng lượng mặt trời như là một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống đáp ứng nhu cầu năng lượng của các vùng dân cư không tập trung là một kế sách có ý nghĩa về mặt kinh tế, an ninh quốc phòng và phát triển văn hoá giáo dục,… Từ những đánh giá quan trọng trên chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu tiềm năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời tại tỉnh Lào Cai cũng như nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống này để cung cấp cho một số phụ tải tại tỉnh Lào Cai, thực hiện thí điểm tại Thành phố Lào Cai.
Vì vậy tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện sử dụng năng lƣợng mặt trời và đề xuất giải pháp quản lý, kinh doanh cho năng lƣợng mặt trời cho thành phố Lào Cai " là đề tài thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu: - Nguồn năng lượng tái tạo của thành phố Lào Cai và tiềm năng về điện mặt trời trên địa bàn thành phố Lào Cai. - Đánh giá khả năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài * Mục tiêu chung: - Nghiên cứu khảo sát tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai. - Cấu trúc của nguồn năng lượng mặt trời dạng tập trung và áp mái. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Các mục tiêu cụ thể là: - Về lý thuyết: + Nghiên cứu khảo sát tiềm năng năng lượng mặt trời tại tỉnh Lào Cai. + Đánh giá khả năng khai thác nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp cho một số phụ tải tại Thành phố Lào Cai, Tỉnh Lào Cai; + Cấu trúc bộ nguồn năng lượng mặt trời khi vận hành độc lập và nối lưới; - Về thực tiễn: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh năng lượng mặt trời cho thành phố Lào Cai.
Phƣơng pháp nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu: Đề tài sử dụng kết hợp 2 phương pháp nghiên cứu khảo sát, lý thuyết và thực tiễn nhằm có những đánh giá để đưa ra tính khả thi trong việc áp dụng khai thác nguồn năng lượng mặt trời cho thành phố Lào Cai. * Các công cụ, thiết bị nghiên cứu Sử dụng các phần mềm phục vụ cho khảo sát đánh giá kết quả lý thuyết và thực tiễn. Kết cấu của luận văn Dự kiến kết cấu luận văn như sau Chƣơng 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Vai trò của năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời nói riêng của thành phố Lào Cai.
Nghiên cứu cấu trúc hệ điện mặt trời nối lƣới có lƣu trữ Nghiên cứu mô hình đặc trưng là nguồn năng lượng mặt trời tập trung hay phân tán dưới dạng lai nối lưới có lưu trữ. Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp quản lý, kinh doanh năng lƣợng mặt trời cho thành phố Lào Cai Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật, kinh tế và kinh doanh điện mặt trời từ các nguồn độc lập và nối lưới trên địa bàn thành phố Lào Cai. Kết luận và kiến nghị. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Lào Cai và thành phố Lào Cai Trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0, nguồn năng lượng điện luôn giữ vai trò xương sống góp phần quan trọng trong nền kinh tế của mỗi quốc gia. Việc duy trì nguồn điện ổn định, liên tục luôn là bài toán đặt ra cho ngành điện hiện nay. Giới thiệu về hệ thống điện tỉnh Lào Cai Hiện nay mạng lưới điện của tỉnh Lào Cai không ngừng được đầu tư xây dựng, cải tạo. Lưới điện quốc gia đã đến được các thôn, bản vùng sâu, vùng xa, vùng đặc biệt khó khăn nhất của tỉnh.
Khi lưới điện ngày một phát triển thì yêu cầu cung cấp điện ổn định, liên tục đang là bài toán được đặt ra cho Công ty Điện lực Lào Cai và các Điện lực, đây cũng là một trong những tiêu chí hàng đầu mà Lãnh đạo Công ty đặt ra và hướng đến tương lai. Với thực trạng tổ chức sản xuất hiện nay Công ty Điện lực Lào Cai hiện đang quản lý: Trạm trung gian: 5 trạm/9 máy, dung lượng 47.500 kVA; Trạm biến áp phân phối 1.222 km đường dây trung áp; 3.279 km đường dây hạ áp; Tụ bù trung áp 40 bộ dung lượng 23.700 kVAR, tụ bù hạ áp 3.084 bộ dung lượng 67.075 kVAR; với tổng số 20 đường dây trung áp 35 kV, trong đó số đường dây đã khép vòng 6 đường dây cấp điện từ 15 xuất tuyến. Nằm trên địa bàn một tỉnh miền núi, bên cạnh hoạt động sản xuất, kinh doanh, một trong những mục tiêu lớn Công ty Điện lực Lào Cai hướng tới là làm sao “phủ” lưới điện đến 100% các hộ nghèo trên địa bàn tỉnh. Do đó, những năm qua, những đường dây cũ nát, cột tre, cột gỗ đã dần được thay thế bằng cột bê tông vững chắc, nguồn điện về nông thôn bảo đảm an toàn và chất lượng.
Công ty Điện lực Lào Cai phấn đấu đưa điện lưới quốc gia sẽ về khắp các bản, làng. Đưa điện về vùng sâu, vùng xa là một trong những mục tiêu mà Công ty Điện lực Lào Cai đã và đang quyết liệt triển khai với mục đích tất cả người dân trên địa bàn Lào Cai sẽ được sử dụng điện lưới, kể cả những địa bàn xa xôi nhất. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giới thiệu khái quát về điện lực thành phố Lào Cai - Nguồn điện Thành phố Lào Cai hiện đang được cấp điện trực tiếp từ lưới điện Quốc Gia thông qua hai trạm biến áp 220KV và 110 KV: + Trạm 220 KV Lào Cai 220/110 KV - 1x125MVA.
+ Trạm 110 KV Lào Cai 110/35/22/10 KV - 1x25MVA. - Lưới điện + Lưới 220KV: Từ trạm 220KV Lào Cai có hai tuyến 220KV đi Tân Kiều và Yên Bái: Tuyến 220KV Lào Cai - Tân Kiều (Trung Quốc) dây dẫn ACSR 300. Tuyến 220KV Lào Cai - Yên Bái dây dẫn ACSR 400. + Lưới 110KV: Từ trạm 110KV Lào Cai có các lộ xuất tuyến sau: Tuyến 110KV Lào Cai - Hà Khẩu (Trung Quốc) dây dẫn AC 185, Tuyến 110KV Lào Cai - Tằng Loỏng dây dẫn AC 185, Tuyến 110KV Lào Cai - Phong Thổ dây dẫn AC 185.
+ Lưới 35KV: Các tuyến 35KV hiện có trên địa bàn thành phố cấp điện đi nổi dây dẫn AC 70, AC90. + Lưới 22KV: Các khu vực hành chính, đô thị phát triển mới và một số khu vực trong đô thị cũ lưới điện 22KV hiện có đã được đầu tư hạ ngầm, sử dụng cáp ngầm trung thế XLPE 3x240 + Lưới 10KV: Trong khu vực đô thị cũ còn một số tuyến 10KV đi nổi dây dẫn AC 50, AC 70, AC90. + Lưới điện hạ thế 0,4KV trong khu vực đô thị mới và khu vực trung tâm đô thị cũ cơ bản đã được đầu tư xây dựng mới bằng hệ thống cột bê tông ly tâm cáp vặn xoắn ABC bọc cách điện tiết diện từ 50 mm2 đến 95 mm2, điện áp ổn định. Còn lại một số các khu vực dân cư ven đô thị lưới điện hạ thế 0,4KV đi nổi trên cột bê tông chữ H dùng dây nhôm bọc và dây nhôm trần A35, A50, A70 và A95.
Nhu cầu sử dụng điện trong thành phố đạt 100%, tiêu chuẩn cấp điện sinh hoạt khu vực nội thị đạt khoảng 600 kwh/người/năm. - Chiếu sáng công cộng Tiếp tục nâng cao chất lượng chiếu sáng đô thị đảm bảo 100% các công trình giao thông, không gian công cộng và quảng cáo tại đô thị (bao gồm: xây mới, cải 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tạo, nâng cấp) sử dụng các sản phẩm chiếu sáng hiệu suất cao, tiết kiệm điện, trong đó phấn đấu các công trình sử dụng đèn năng lượng mặt trời đạt tiêu chuẩn. Vai trò, đặc điểm và hiện trạng cấp điện của các tỉnh Tây Bắc 1. Vai trò và đặc điểm Các tỉnh thuộc Tây Bắc (trong đó có tỉnh Lào Cai) chiếm một vùng rộng lớn, có rất nhiều tiềm năng, lợi thế về khí hậu, diện tích đất đai rộng, giàu khoáng sản và nhiều loại tài nguyên quý trữ lượng lớn, tiềm năng rừng , thuỷ điện phong phú, các di tích lịch sử và nhiều dân tộc có truyền thống văn hóa dân tộc đặc sắc rất thuận lợi cho phát triển du lịch.
Nằm ở khu vực giáp biên giới 3 nước Việt Nam – Lào – Trung Quốc, các tỉnh Tây Bắc có thế mạnh kinh tế biên với cả Lào và Trung Quốc, đồng thời là tâm điểm giao thương và khu vực hợp tác giữa các nước thuộc Tiểu vùng sông Mê Công mở rộng. Chính phủ Việt Nam cũng đã có chính sách đầu tư riêng cho Tây Bắc, nhưng với những bất lợi như địa hình hiểm trở, cơ sở hạ tầng thiếu và yếu kém, dân cư phân tán với nhiều dân tộc thiểu số, trình độ dân trí thấp, kinh tế chậm phát triển, đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn, Tây Bắc vẫn là vùng kinh tế khó khăn và tỷ lệ hộ đói nghèo thuộc diện cao nhất cả nước. Các tỉnh thuộc Tây Bắc (trong đó có tỉnh Lào Cai) là địa bàn chiến lược đặc biệt quan trọng về kinh tế – xã hội, an ninh quốc phòng và là nơi có nhiều tiềm năng, lợi thế về tài nguyên khoáng sản, du lịch, kinh tế cửa khẩu, và năng lượng tái tạo như thủy điện nhỏ, năng lượng mặt trời,. Do dân cư khu vực Tây Bắc tập trung nhiều ở vùng sâu vùng xa, địa hình hiểm trở, cơ sở hạ tầng còn thiếu nên việc cấp điện cho phụ tải khu vực này còn gặp rất nhiều khó khăn.
Vì vậy việc nghiên cứu tìm ra giải pháp hợp lý cung cấp điện năng cho khu vực Tây Bắc là một nhu cầu có tính cấp thiết cao.