Như đã đề cập từ bài 1, nói tới Điện mặt trời áp mái, mái nhà ta thường nghĩ tới giải pháp "điện mặt trời hòa lưới". Nếu tìm kiếm "điện mặt trời hòa lưới" trên google ra khoảng 4,2 triệu kết quả, điểm chung của các kết quả top 1 là liệt kê kể lể thiết bị trong một hệ thống Điện mặt trời hòa lưới mà không giải thích sự khác biệt với các hệ thống khác, hoặc chỉ mô tả điện mặt trời mái nhà có nối lưới.
Trên thực tế, có nhiều loại hình sản xuất Năng lượng tái tạo hòa lưới giống như điện mặt trời mái nhà. Cần hiểu đúng sự khác biệt của Điện mặt trời mái nhà (áp mái) để được hưởng các chính sách ưu đãi dành riêng cho điện mặt trời mái nhà - đó là dễ dàng tiếp cận, phát triển dự án. Để khoanh vùng quản lý, các cơ quan quản lý nhà nước đã giải thích rất tường minh về các hệ thống Điện mặt trời này. Người viết trích lại Dự thảo Quyết định về Cơ chế khuyến khích phát triển Điện mặt trời tại Việt Nam, ban hành kèm báo cáo số 119/BC-BCT (ngày 19-9-2019)
1. Điện mặt trời mái nhà
Hệ thống Điện mặt trời mái nhà là hệ thống Điện mặt trời có các tấm quang điện được lắp đặt trên mái nhà, công trình dân dụng hoặc công nghiệp và có công suất không quá 01 MWp, đấu nối trực tiếp hoặc đấu nối gián tiếp vào lưới điện Quốc gia.
Như vậy điều quan trọng là "các tấm quang điện được lắp đặt trên mái nhà, công trình dân dụng và công nghiệp". Công trình dân dụng và công nghiệp được giải thích và định nghĩa ở Luật xây dựng và các văn bản hướng dẫn khác, từ đó mỗi Tổng Công ty Điện lực có những hướng dẫn và cách hiểu khác nhau về "công trình dân dụng và công nghiệp".
2. Điện mặt trời nối lưới
là dự án Điện mặt trời được đấu nối trực tiếp vào lưới điện Quốc gia, trừ các dự án Điện mặt trời mái nhà. Như vậy các dự án điện mặt trời mặt đất với quy mô 30, 50 tới vài trăm MW chính là điện mặt trời nối lưới.
3. Điện mặt trời nổi
là dự án Điện mặt trời nối lưới có các tấm quang điện được lắp đặt trên cấu trúc nối trên mặt nước.
Như vậy một hệ thống được coi là Điện mặt trời mái nhà phải đảm bảo có quy mô công suất < 1MWp, sở dĩ có điều này vì Điện mặt trời mái nhà được ưu tiên về cơ chế phát triển dự án, không phải thực hiện các bước xin phê duyệt quy hoạch hoặc thực hiện nghiêm ngặt trước thỏa thuận đấu nối với cơ quan Điện lực có thẩm quyền.
Một hệ thống Điện mặt trời mái nhà gồm các thành phần cơ bản sau:
- Tấm pin NLMT
- Inverter – bộ hòa lưới
- Tủ điện đóng cắt, bảo vệ (có thể kiêm luôn chức năng điểm đấu nối, hòa lưới)
- Hệ thống đo đếm điện năng
- Hệ thống phụ kiện để đỡ tấm pin NLMT và phụ kiện ngoại vi hệ thống điện khác.
Ngoài ra, các hệ thống đều có phần mềm theo dõi sản lượng, đi kèm và tích hợp cùng với inverter.
Như đã đề cập ở phần 1 giá FIT trong cơ chế phát triển dự án Điện mặt trời , một hệ thống điện mặt trời hòa lưới sử dụng cơ chế "net-metering" nối thẳng vào lưới điện của EVN để hỗ trợ cho inverter. Theo đó inverter hòa lưới sẽ dò tìm tần số, điện áp, góc pha của điện lưới và hòa hai nguồn (lưới và điện mặt trời") vào một. Hệ thống Điện mặt trời trở thành một nguồn điện bổ sung bổ sung cho phụ tải trong hộ tiêu thụ điện, làm giảm chi phí điện năng phải mua từ Điện lực.
Cấu trúc điển hình của một hệ thống điện mặt trời mái nhà
Ngoài 3 loại hình Điện mặt trời cần được quản lý theo từng cơ chế riêng biệt trên, còn có những loại hình Điện mặt trời sau đây:
4. Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập:
Một hệ thống mặt trời không nối lưới (độc lập) ngược lại với một hệ thống hòa lưới. Do không có lưới điện hỗ trợ để giải quyết vấn đề "On-Demand" của con người, hệ thống Điện mặt trời độc lập phải tích năng lượng vào ắc-quy để bù trừ công suất.
Vì sao nói loại này thì “thua thiệt” về mặt tài chính so với nối lưới?
Để đảm bảo có điện mọi lúc, loại này đòi hỏi phải có một bộ pin lưu trữ. Những bộ ắc-quy cần phải được thay thế trong khoảng 3 đến 8 năm một lần, tùy theo mức độ chi phí, pin càng đắt đỏ thì càng dùng được lâu. (trong khi tấm pin Năng lượng mặt trời tồn tại lên đến 30 năm), việc trang bị và bảo trì pin lưu trữ phức tạp, đắt tiền cũng như tổn thất năng lượng do chu trình xả nạp cao hơn như đã nói trên.
1. Ưu điểm của hệ thống Năng lượng mặt trời độc lập:
a) Không cần truy cập vào lưới điện
Hệ thống điện mặt trời độc lập nên đầu tư khi chúng rẻ hơn rất nhiều so với việc đầu tư cơ sở hạ tầng để dẫn đường dây điện đến một số khu vực hẻo lánh, xa xôi với điện lưới quốc gia. Ví dụ như hải đảo, các khu biệt lập về lưới điện có phụ tải đột biến cao.
b) Độc lập, tự chủ về nguồn điện
Với một số ít cá nhân có điều kiện "chơi" điện mặt trời, việc tự cung tự cấp có thể cho cảm giác tự chủ như một thú tiêu khiển. Và họ coi trọng việc không bị ràng buộc bởi lưới điện hơn là về mặt tài chính. Những sự cố mất điện đột ngột từ lưới điện quốc gia sẽ không hề ảnh hưởng đến sinh hoạt của họ.
Tuy nhiên, các chỉ số SAIFI – (Số lần mất điện bình quân của lưới phân phối) lẫn SAIDI (Thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối) theo thống kê của EVN – càng ngày càng giảm, đặc biệt với các đô thị lớn – vậy nên bạn cần hết sức cân nhắc việc bỏ một khoản tiền lớn chỉ để đáp ứng vài chục giờ mất điện trong năm – liệu có xứng đáng hay không? Câu hỏi này, bất kỳ một hộ gia đình nào cũng có thể tự trả lời.
2. Cấu trúc, thành phần của hệ thống Năng lượng mặt trời độc lập:
Các dự án năng lượng mặt trời không nối lưới điển hình, ngoài tấm pin và inverter (cần sử dụng loại độc lập), cần thêm các thành phần phụ sau:
-
Bộ điều khiển sạc ắc quy.
-
Công tắc ngắt DC
-
Ngân hàng pin lưu trữ (battery bank).
-
Bộ inverter độc lập, hoặc có thể sử dụng loại hybrid
-
DC converter – bộ chuyển đổi điện từ DC ngược lại AC
Bộ điều khiển sạc
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời còn được gọi là bộ điều chỉnh sạc hoặc bộ điều chỉnh ắc quy. Bộ điều chỉnh sạc giới hạn tốc độ dòng được gửi đến ngân hàng pin lưu trữ và bảo vệ khỏi trước hợp sạc quá mức.
Bộ điều khiển sạc tốt sẽ giữ cho ắc quy luôn hoạt động ổn định, đảm bảo tuổi thọ được tối ưu hoá.
Công tắc ngắt DC
Công tắc ngắt kết nối DC và AC đảm bảo an toàn cho tất cả các hệ thống điện mặt trời. Trong hệ thống độc lập, công tắc ngắt dòng DC được bố trí giữa các ắc quy và inverter. Chức năng để chặn dòng điện chạy qua giữa các thành phần này để đảm bảo an toàn cho kỹ thuật viên trong quá trình xử lý sự cố hoặc bảo trì.
Pin lưu trữ
Nếu không có các ắc quy lưu trữ điện thì vào buổi tối bạn sẽ không có điện để sinh hoạt bởi hệ thống không thể tạo ra dòng điện khi không có ánh nắng Mặt trời.
Inverter không nối lưới
Hầu hết các thiết bị sử dụng điện gia dụng đều sử dụng dòng điện xoay chiều (AC). Dòng điện chạy từ các tấm pin mặt trời thông qua bộ điều khiển sạc và ắc quy trước khi đến inverter để chuyển đổi đưa vào sử dụng trong gia đình.
5. Hệ thống năng lượng mặt trời lai ghép (hybrid)
Hệ thống năng lượng mặt trời lai ghép là sự kết hợp giữa Điện mặt trời độc lập và hệ thống hòa lưới. Hệ thống này vừa có những lợi ích như hòa lưới vừa có được bộ lưu trữ một lượng điện sử dụng độc lập dự phòng.
1. Ưu điểm của hệ thông năng lượng mặt trời lai ghép
Ít tốn kém:
Hệ thống năng lượng mặt trời lai ghép sẽ ít tốn kém hơn hệ độc lập vì bạn thực sự không cần đầu tư dung lượng ắc quy quá do hệ thống lưu trữ có sự hỗ trợ cơ chế bù trừ từ lưới điện. Bạn có thể linh động trong việc điều chỉnh cách sử dụng để tận dụng tối ưu về mặt tài chính.
Ví dụ: Giá điện từ công ty điện lực sẽ thay đổi tuỳ theo từng thời điểm trong ngày, vào giờ cao điểm giá điện sẽ tăng vọt (Xem bài ngày mai: Ma trận giá điện của EVN). Khi bạn sử dụng hệ thống lai ghép bạn hoàn toàn linh động trong việc sử dụng nguồn điện từ đâu (lưới điện hay ắc quy). Vào khoảng thời gian giá điện rẻ thay vì sử dụng điện từ các tấm pin thì bạn hãy lưu trữ nó vào các ắc quy (hoặc nạp cho xe điện) và lấy điện từ lưới điện để sử dụng. Ngược lại, vào giờ cao điểm giá điện tăng vọt bạn sẽ xả điện từ ắc quy để sinh hoạt.
2. Thiết bị cho hệ thống điện mặt trời lai ghép
Các hệ thống Điện mặt trời lai ghép điển hình thường dựa trên những thành phần bổ sung sau:
Kết luận
Hiểu đúng và phân biệt về hệ thống điện mặt trời mái nhà rất quan trọng, đặc biệt là cơ chế ưu đãi dành riêng cho điện mặt trời mái nhà. Nếu không phát triển một dự án điện mặt trời nối lưới sẽ vấp phải một loạt rào cản về năng lực, pháp lý, thủ tục đấu nối, hay điều kiện kinh doanh như giấy phép hoạt động điện lực, phê duyệt quy hoạch trước khi nghĩ tới hợp đồng mua bán điện với Điện lực có hiệu lực trong 20 năm.
Cường Nguyễn - Giám đốc kỹ thuật EverSolar
Mobile/zalo: 0988686087