23.5.13
Năng lượng tái tạo – nguồn năng lượng sạch đang là sự lựa chọn tối ưu của tương lai. Tại Việt Nam, xu hướng này cũng đang được chú trọng. Những nguồn năng lượng tái tạo phổ biến như năng lượng mặt trời, năng lượng gió mặc dù rất “sạch”, mang lại nhiều hiệu quả và hầu như không gây ô nhiễm môi trường nhưng lại có nhược điểm là công suất không lớn và rất phân tán. Chính vì vậy, để tận dụng có hiệu quả, cần phải kết nối các nguồn năng lượng này thông qua hệ thống lưới điện phân phối có sẵn bằng các bộ nghịch lưu có khả năng kết nối với điện xoay chiều.

Sơ đồ hệ thống sản xuất điện mặt trời hòa lưới có dự trữ

Bài viết dưới đây xin giới thiệu về hệ thống hòa lưới điện quốc gia năng lượng tái tạo nói chung, năng lượng mặt trời nói riêng.

Đây là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống liên hoàn bao gồm:

- Hệ thống sản xuất điện năng từ mặt trời thành điện 220V AC/50Hz bổ sung vào điện lưới (On grid).

- Hệ thống sản xuất điện năng từ pin mặt trời và được lưu trữ vào hệ thống ắc quy

- Hệ thống biến đổi nguồn điện lưu trữ từ ắc quy thành điện 220V AC/50Hz (Off grid).

* Nguyên tắc hoạt động:

- Khi khởi động hệ thống ắc quy lưu trữ, Battery Bank luôn được ưu tiên nạp điện từ pin mặt trời cho đến khi đầy. Lúc này Grid-Tie Solar Inverter (GTSI) chưa làm việc.

- Khi Battery Bank được nạp đầy, bộ Inverter-Solar Charger (ISC) sẽ ngưng nạp và bộ GTSI sẽ hoạt động: Biến đổi điện DC từ pin mặt trời thành điện AC 220V có điện áp, tần số - pha trùng với điện lưới và được hòa trực tiếp vào lưới điện – Việc bán điện sẽ được thông qua đồng hồ W1.

- Khi có điện lưới, điện năng cho tải thông thường và tải ưu tiên sẽ được cấp qua đồng hồ điện W2 (điện mua) - do ISC lúc này đang ở chế độ On grid.

- Khi mất điện lưới, ISC sẽ lấy điện DC từ Battery Bank và trực tiếp từ pin mặt trời để biến đổi thành điện AC 220V cung cấp cho tải ưu tiên. Đồng thời GTSI sẽ ngưng làm việc.

- Như vậy, số tiền mà khách hàng thực trả định kỳ cho ngành điện chỉ tương ứng với chỉ số tiêu thụ là W2-W1. Đó chính là hiệu quả mà hệ thống đem lại.

Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể sử dụng từng hệ thống trên một cách độc lập tùy theo nhu cầu cụ thể. Hoặc là chỉ sử dụng điện trực tiếp từ pin mặt trời và nạp ắc quy dự phòng, hoặc là chỉ hòa vào lưới điện để bán điện (khi cơ chế hòa lưới điện quốc gia được cho phép ở Việt Nam). Với hệ thống chỉ hòa vào lưới điện thì sẽ không cần đầu tư cho bộ ắc quy và một số thiết bị khác, khi đó sẽ giảm được nhiều chi phí đầu tư.

* Lợi ích từ việc hòa lưới mang lại:

Việc hòa lưới năng lượng mặt trời, năng lượng gió cũng như các nguồn năng lượng tái tạo khác là một xu hướng tất yếu tại các nước phát triển trên thế giới hiện nay. Nó giúp cho khách hàng sử dụng điện có thể bán phần năng lượng dư thừa vô ích thay vì tốn chi phí đầu tư cho ắc quy quá cao mà dung lượng lại có hạn. Ngược lại khách hàng có thể huy động nguồn điện từ lưới điện quốc gia để bù vào những khoảng công suất thiếu hụt do các nguồn năng lượng tái tạo có công suất vừa phải mà lại không đồng đều trong ngày, trong khi phụ tải mà khách hàng sử dụng trong ngày cũng thường xuyên thay đổi.

Nói cách khác, việc hòa lưới các nguồn năng lượng tái tạo sẽ rất có lợi vì khi không dùng, ta có thể chia sẻ cho các nhà máy sản xuất dùng hay các hộ sử dụng điện lân cận. Còn khi ta cần dùng công suất lớn hơn thì cần được người khác chia sẻ hay nguồn điện quốc gia cung cấp thêm vào.

Năng lượng tái tạo hòa lưới còn giúp giảm tổn thất trong việc truyền tải điện năng đi xa. Các nhà máy điện thường ở rất xa thành phố, mà thành phố vốn là nơi tiêu thụ lượng điện khổng lồ, nên tiêu hao và thất thoát năng lượng rất lớn trên đường dây. Năng lượng hòa lưới được xem là nguồn năng lượng tại chỗ, góp phần làm giảm năng lượng truyền tải, tăng hiệu suất truyền tải, giảm thất thoát năng lượng trên đường dây.

Việc nghiên cứu, chế tạo các thiết bị hòa lưới, gọi tắt là bộ Inverter, đang được các hãng sản xuất trên thế giới chú tâm trong thời gian gần đây khi mà nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo ngày một cấp thiết.

CPC IT Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) giao nhiệm vụ thực hiện dự án thử nghiệm tích hợp các nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo vào lưới điện quốc gia. Theo đó, CPC IT sẽ nghiên cứu lựa chọn nguồn năng lượng tái tạo để tích hợp thử nghiệm, đồng thời nghiên cứu chế tạo bộ hòa lưới GTSI. Đây là một hợp phần quan trọng trong lộ trình phát triển lưới điện thông minh của CPC trong thời gian sắp đến.

Trần Văn Quảng / http://www.cpc.vn/