Phần mở đầu. - Chương 2: Tổng quan về quá trình phát triển của năng lượng mặt trời. - Chương 3: Sự ảnh hưởng của cơ cấu giá điện theo từng loại hệ thống điện mặt trời - Chương 4: Phân tích hiệu quả của các dự án năng lượng mặt trời đối với từng đối tượng hộ tiêu thụ tại tỉnh Bến Tre - Chương 5: Kết luận và Kiến nghị Luận văn thạc sĩ HVTH: Đặng Văn Thiệu 1770256 6 Chƣơng 2: Tổng quan về quá trình phát triển của năng lƣợng mặt trời tại Bến Tre 2.1 Lịch sử ra đời của điện năng lƣợng mặt trời Lịch sử ra đời của điện năng lượng mặt trời (Solar Power/Energy): có thể được chia làm 03 giai đoạn [2]. Giai đoạn khai sinh từ những năm 1860: theo dự báo thì nguồn năng lượng than sẽ dần trở nên cạn kiệt, các nhà khoa học đã nghĩ đến nguồn năng lượng miễn phí vô tận đó là năng lượng mặt trời.
Kết quả, Charles Fritts (là nhà phát minh người Mỹ có công trong việc tạo ra tế bào pin năng lượng mặt trời hoạt động đầu tiên vào năm 1883) đã lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời quang điện trên mái nhà đầu tiên trên thế giới, sử dụng các tế bào selenium hiệu quả 1% tại Thành phố New York vào năm 1884. Giai đoạn 1990 – 2010: phải đến giữa thập niên 1990 thì những dự án điện năng lượng mặt trời quy mô lớn, đặc biệt mô hình mái nhà (top roof) mới được chú ý và phát triển do hạn chế về nguồn cung cấp dầu mỏ, khí tự nhiên và sự nóng lên của trái đất. Đặc biệt vào năm 2000 khi châu Âu có chính sách ưu tiên nguồn năng lượng tái tạo và có chính sách mua lại điện năng lượng mặt trời với mức giá hợp lý nên đã thúc đẩy được các hộ gia đình và các nhà máy lớn đầu tư phát triển. Giai đoạn 2010 đến nay: việc phát triển điện NLMT cực thịnh ở châu Âu dần chuyển sang Mỹ và châu Á (đặc biệt Trung Quốc và Nhật Bản) và đến giờ này đã phát triển trên toàn thế giới như các nước Úc, Canada, Chile, Ấn Độ, Israel, Mexico, Nam Phi, Hàn Quốc, Thái Lan và cả Việt Nam chúng ta.
Vậy quốc gia nào đang là nước phát triển điện NLMT lớn nhất thế giới: sau đây là top 10 quốc gia sử dụng điện NLMT lớn nhất thế giới trong 2018. Luận văn thạc sĩ HVTH: Đặng Văn Thiệu 1770256 7 Hình 2. 1 Top 10 nước đầu tư và sử dụng điện NLMT năm 2018 2.2 Sự phát triển của điện năng lƣợng mặt trời tại Việt Nam Còn Việt Nam đang đứng đâu trên bản đồ điện NLMT trên thế giới: từ năm 2015 Chính Phủ đã có chính sách ưu tiên phát triển điện NLMT thể thể hiện ở Quyết định 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, đảm bảo phát triển nguồn điện sau khi dừng các dự án điện hạt nhân và giảm bớt các nhiệt điện đốt hóa thạch. Tính đến đầu năm 2019, có gần 100 dự án (solar farm) điện NLTM được đầu tư và hòa vào lưới điện quốc gia, đặc biệt từ tháng 4.2019 khi giá điện chính thức tăng (trung bình tăng 50% đối với hộ giai đình) 2.3 Ƣu điểm – nhƣợc điểm, lợi ích của năng lƣợng mặt trời 2.1 Ƣu điểm của năng lƣợng mặt trời - Tiện lợi và sẵn có: Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tiện lợi và sẵn có ở khắp mọi nơi.
Đặc biệt là một nước có lượng bức xạ hàng đầu như nước ta thì đây là tiềm năng vô cùng lớn. Luận văn thạc sĩ HVTH: Đặng Văn Thiệu 1770256 8 - Nguồn năng lượng vô tận: bức xạ mặt trời là nguồn tài nguyên có thể tái tạo vô tận nhất mà con người có được. Chúng ta có thể thoải mái sử dụng mà không sợ cạn kiệt hay hết hạn. - Nguồn năng lượng sạch an toàn nhất: Ánh sáng mặt trời là tài nguyên thiên nhiên mang lại sự sống cho nhân loài.
Chính vì vậy nó cực sạch và an toàn tuyệt đối. - Nguồn năng lượng miễn phí: Sẽ chẳng có ai đánh thuế hay kiểm soát bạn khi bạn sử dụng năng lượng mặt trời cả.2 Nhƣợc điểm của năng lƣợng mặt trời Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống là quá cao so với mức thu nhập trung bình của người lao động Việt Nam là quá lớn. Đồng ý rằng với độ bền lên đến hơn 30 năm thậm chí là 50 năm thì khoảng đầu tư ban đầu bây giờ là hoàn toàn hợp lý. Nhưng nhiều hộ gia đình rất khó có thể huy động được một khoản kinh phí lớn như vậy cho việc lắp đặt hệ thống điện này.
- Một nhược điểm nữa đó là để có thể mang lại công suất điện đủ dùng thì cần phải có vị trí lắp đặt tấm pin nhận được lượng ánh nắng mặt trời phù hợp. Nếu như vị trí lắp đặt khuất nhà cao tầng, khuất cây cối thì sẽ khó có thể nhận được nguồn năng lượng tốt nhất. - Việc sản xuất năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng bởi yếu tố thời tiết và bụi bẩn sẽ làm giảm thu năng lượng của các tấm pin. - Hệ thống năng lượng mặt trời có lưu trữ giá thành khá cao, bộ lưu chiếm tới 40% giá thành của hệ thống.4 Lợi ích to lớn của năng lƣợng mặt trời - Tự chủ về nguồn điện: cho dù bạn đang ở đâu và muốn có hệ thống nhà máy phát điện lớn hay nhỏ bạn đều có thể với điện mặt trời.
Bạn sẽ không gặp tình trạng cúp điện như điện lưới. - Không mất chi phí vận hành: Khác với nhiều loại máy phát điện truyền thống cần nhiên liệu như dầu, xăng. Còn với điện mặt trời chúng ta chỉ cần đầu Luận văn thạc sĩ HVTH: Đặng Văn Thiệu 1770256 9 tư một lần và có điện năng sử dụng miễn phí trọn đời thiết bị mà không tốn một xu chi phí vận hành. - Tối ưu hóa lợi nhuận đầu tư: Khi lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời theo tính toán thì khoảng sau 5 năm hoạt động chúng ta sẽ được hoàn vốn ban đầu.
Vậy sau 25 năm hoạt động tiếp theo gia đình, doanh nghiệp chúng ta sẽ có điện miễn phí để sử dụng. Vậy ngay từ khi đầu tư chúng ta đã chắc chắn biết được đây là dự án đầu tư mang về lợi nhuận cực cao. - Dễ lắp đặt, dễ sử dụng và chi phí bảo dưỡng thấp: Quá trình lắp đặt điện mặt trời khá đơn giản. Chúng ta chỉ cần lựa chọn vị trí thuận lợi để lắp đặt các tấm pin có nhiều nắng nhất.
Còn các thiết bị khác đã có nhà cung cấp lo liệu. trong quá trình sử dụng chúng ta chỉ cần vệ sinh sạch sẽ tấm pin mặt trời là xong. - Thân thiện với môi trường: Quá trình sử dụng điện mặt trời không gây ra tiếng ốn, không gây ra khói bụi, giảm thiểu được khí gây hiệu ứng nhà kính. Mang lại bầu không khí trong xanh và sạch đẹp cho chúng ta.
- Ứng dụng rộng rãi và đa dạng: Chúng ta có thể lắp đặt và sử dụng nguồn năng lượng mặt trời ở bất kỳ đâu dù tại nhà, ngoài đồng, công ty, trên xe hay thậm chí là trên cả máy bay. - Xu hướng của thời đại: Khi các nguyên liệu hóa thạch đang dần bị cạn kiệt thì điện mặt trời là năng lượng thay thể để chúng ta phát triển bền vững về kinh tế và đời sống.5 Nguyên lý hoạt động – cấu tạo của hệ thống điện năng lƣợng mặt trời 2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lƣợng mặt trời Hệ thống điện năng lượng mặt trời có nguyên lý hoạt động khá đơn giản. Thông qua những tấm pin mặt trời bức xạ mặt trời sẽ được chuyển đổi thành dòng điện một chiều thông qua hiệu ứng quang điện. Sau đó dòng điện được hệ thống sạc năng lượng mặt trời đưa đến và tự động sạc đầy hệ thống ắc quy.
Cuối cùng khi dòng điện đủ lớn hệ thống sẽ được lắp đặt thiết bị chuyển đổi nguồn điện inverter để kích nguồn điện Luận văn thạc sĩ HVTH: Đặng Văn Thiệu 1770256 10 một chiếu thành nguồn điện xoay chiều 220V sin chuẩn. Lúc này điện từ hệ thống năng lượng mặt trời đã có thê cung cấp trức tiếp điện cho các tải tiêu thụ dùng cho sinh hoạt và sản xuất.2 Cấu tạo của hệ thống điện năng lƣợng mặt trời Hệ thống điện mặt trời hiện nay được khai thác với các thiết bị hiện đại và hiệu quả hơn. Chúng ta có nhiều giải pháp điện mặt trời khác nhau tuy nhiên cấu tạo của chúng khá giống nhau bao gồm: Hệ thống pin năng lƣợng mặt trời: Đây là bộ phận quan trong nhất trong hệ thống điện mặt trời. Nó có nhiệm vụ hấp thụ và biến đổi bức xạ mặt trời thành điện năng.
Sạc năng lƣợng mặt trời: Đây là thiết bị năng lượng mặt trời có nhiệm vụ chuyển dòng điện từ pin năng lượng qua hệ thống ắc quy. Bảo vệ cho bình ắc quy không bị sạc và xả quá tải cũng như không bị trào ngược điện trở lại pin. Đồng thời sạc NLMT còn giúp bảo vệ tuổi thọ của hệ thống được lâu bền hơn. Inverter chuyển đổi dòng điện: inverter có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện một chiều từ pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều có cùng tần số với điện lưới.
Hệ thống ắc quy lƣu trữ: Hệ thống này có nhiệm vụ lưu trữ lại dòng điện và cung cấp cho tải khi thiết bị điện năng lượng mặt trời không tạo ra điện. Hiện nay, Hệ thống năng lượng mặt trời để khai thác khác nhau đó là điện mặt trời hòa lưới không lưu trữ, điện mặt trời hòa lưới có lưu trữ và điện mặt trời độc lập. Mỗi giải pháp đều có một ưu điểm riêng biệt nhưng nguyên lý hoạt động của các thiết bị điện năng lượng mặt trời nhìn chung giống nhau. Điện năng lƣợng mặt trời độc lập Điện mặt trời độc lập là hệ thống điện từ năng lượng mặt trời hoạt động độc lập và không phụ thuộc vào điện lưới.
Hệ thống tạo năng lượng mặt trời thành nguồn điện một chiều qua các tấm pin mặt trời. Sau đó được sạc đầy bình ắc quy qua sạc năng lượng mặt trời và chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều sin chuẩn 220V. Cuối cùng Luận văn thạc sĩ HVTH: Đặng Văn Thiệu 1770256 11 khi điện đã cùng tần số sẽ được cung cấp trực tiếp cho các thiết bị tiêu thụ điện hoạt động. Một hệ thống độc lập phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu năng lượng mỗi ngày trong năm.
