- Trang Chủ
- Năng lượng
- Xác định lượng giảm khí thải cacbon của hệ thống điện từ các dự án điện mặt trời
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
XÁC ĐỊNH LƯỢNG GIẢM KHÍ THẢI CACBON
CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỪ CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI
Hồ Ngọc Dung1, Trịnh Quốc Công1
1
Trường Đại học Thủy lợi, email: hongocdung@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG trong đó: Nmodul, Z, Δt, η SPV - công suất phát
Công nghệ chuyển đổi ánh sáng thành điện điện, số lượng, thời gian phát điện và hiệu suất
năng (PV) đã được triển khai rộng rãi. Việc trong khoảng giờ i trong ngày của NMĐMT.
giảm chi phí trong điện mặt trời trong mười
năm qua khiến nguồn năng lượng này có sức 2.2. Hệ thống nhà máy ĐMT
cạnh tranh với năng lượng sử dụng nhiên liệu Hệ thống (HT) chính gồm: (i) HT tấm pin
hóa thạch thông thường. mặt trời, công suất tấm pin 350 Wp; (ii) HT
Theo ước tính sản lượng điện mặt trời của inverter trung tâm công suất 1250 kW; (iii)
Việt Nam có thể đạt 842 triệu MWh/ năm HT MBA 0,4/22kV; (iv) TBA 22/110kV,
đứng thứ hạng 66/248 trên thế giới về tiềm Hệ thống còn lại, gồm: (i) Hộp đấu nối
năng. Đặc biệt là ở các vùng miền Trung và
DC; (ii) Cáp điện DC; (iii) Thanh cái AC; HT
miền Nam đất nước, với bức xạ quanh năm
tương đối ổn định đạt trên 5,0 kWh/ m².ngày, nối đất, HT chiếu sáng, HT Scada, HT cấp và
số ngày nắng trung bình khoảng 300 ngày/ năm. thoát nước...
Đây chính là điều kiện thuận lợi cho việc xây Hệ thống DC: Hệ thống pin năng lượng
dựng các nhà máy điện mặt trời nối lưới. mặt trời trong nhà máy được bố trí theo từng
Khả năng giảm phát thải tương đương của mảng, mỗi mảng gồm: các tấm pin nối tiếp,
các hệ thống điện mặt trời phụ thuộc vào song song, hộp đấu nối chính.
lượng bức xạ mặt trời, cấu hình và hiệu suất Hệ thống AC: gồm Cáp AC;Thiết bị đóng,
của hệ thống PV. Ngoài ra, còn phụ thuộc vai cắt; MBA 0,4/22 kV;MBA 22/110kV; HT đo
trò của các hệ thống PV trong lưới điện khu lường, bảo vệ; ĐZ 110 KV...
vực và cách toàn bộ hệ thống xác định mức
giảm phát thải từ PV. 2.3. Phương pháp đánh giá lượng phát
Hiện nay, đã và đang có nhiều dự án nhà thải
máy điện mặt trời (NMĐMT) được thiết kế,
2.3.1. Điều kiện áp dụng
xây dựng và vận hành. Để đánh giá khả năng
giảm phát thải của dự án, nghiên cứu này áp Phương pháp ACM002 “Grid-connected
dụng tính toán mô phỏng xác định các thông electricity generation from renewable
số dự án thông qua phần mềm PVsyst từ đó sources” được áp dụng tính toán cho
đánh giá khả năng giảm phát thải của hệ NMĐMT nối lưới, gồm 2 điều kiện:
thống NMĐMT nối lưới quy mô công suất + NMĐMT là dự án năng lượng
40MWp tại TP. Cam Ranh, tỉnh Khánh Hoà. Greenfield mới được lắp đặt, không phải là
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU trang bị bổ sung và không liên quan đến việc
chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang các
2.1 Thông số cơ bản NMĐMT nguồn năng lượng tái tạo.
Điện năng sản xuất trong khoảng giờ ti + Kết nối lưới điện quốc gia: NMĐMT
trong ngày tính theo công thức: được kết nối với lưới điện 110 kV, dây dẫn
E SPV ,i N mod ul ,i .Z .t. SPV (1) ACRS-185mm2, chiều dài 3km.
552
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
2.3.2. Hệ số phát thải y do nhà máy điện truyền thống tham gia vào
Hoạt động của NMĐTM là sản xuất điện hoạt động giảm phát thải (MWh/ năm);
từ nguồn năng lượng tái tạo. Điện được tạo ra EFgrid ,CM , y - hệ số phát thải biên kết hợp để
không có khí thải; không có rò rỉ vật liệu và phát điện nối lưới trong năm thứ y
được đưa vào lưới điện quốc gia. Hiện nay, (tCO2/ MWh)
lưới điện ở Việt Nam một phần bao gồm các + Khi thay thế bằng NMĐMT nối lưới:
nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch EG PJ , y EG facility , y (3)
nhiều khí nhà kính và EVN là tập đoàn sản
xuất, truyền tải và bán điện ở Việt Nam. Trong đó: EG facility , y - là sản lượng điện ròng N
Mức độ giảm phát thải của các dự án điện MĐMT cấp lên lưới năm thứ y.
năng lượng tái tạo nối lưới - ACM0002 được + Lượng giảm phát thải được xác định:
tính toán bằng việc thay thế có trọng số tỷ lệ ER y BE y PE y (4)
phát thải trong hệ thống, được đại diện bởi: trong đó: ER y - lượng giảm phát thải năm thứ
a) Hệ số phát thải biên vận hành (OM-
The Operating Margin): Tỷ lệ phát thải từ tất y (tCO2/ năm); BE y - tổng phát thải năm thứ y
cả các dự án phát điện trong hệ thống. (tCO2/ năm); PE y - phát thải của dự án năm
b) Hệ số phát thải biên xây dựng (BM-The
thứ y (tCO2/ năm). Đối với NMĐMT PE y 0
Build Margin): hệ số phát thải trung bình có
trọng số (tCO2/ MWh) của tất cả các nhà máy
điện trong năm gần đây nhất có dữ liệu phát 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
điện. 3.1. Dữ liệu đầu vào
c) Hệ số phát thải biên kết hợp (CM- The
Combined Margin): thiết lập để tính hệ số 3.1.1. Vị trí
phát thải cho hệ thống điện với trọng số của Nhà máy được xây dựng tại thành phố
OM (wOM = 75%) và cho trọng số của BM Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa với diện tích: 46
(wBM = 25%). ha. Tọa độ địa lý như sau: Vĩ độ :
HS phát thải Đơn vị Giá trị 11°53'36.62" B; Kinh độ: 109°5'5.43" Đ.
OM tCO2/MWh 0,7777 3.1.2. Tấm pin
BM tCO2/MWh 0,8531
Sử dụng dòng công nghệ chính trên thị
CM tCO2/MWh 0,7965
trường của tấm pin PV đó là (i) công nghệ
Nguồn: Bộ Tài nguyên môi trường tháng 3/2017 tinh thể silic đơn tinh thể.
Hệ số phát thải lưới điện trung bình của Loại Monocrystalline
Việt Nam là 0,7695 tCO2/MWh, theo quy Công suất danh định (STC) 350 Wp
định của Chính phủ Việt Nam [2]. Điện áp ở Pmax (Umpp) 38,14 V
2.3.3. Ước tính ức giảm phát thải NMĐMT Dòng điện ở Pmax (Impp) 9,18 A
Hiệu suất pin 17,70 %
+ Phát thải cơ bản đối với nhà máy điện nối Nhiệt độ hoạt động -40 ~ +85
lưới: bao gồm lượng khí thải CO2 từ sản xuất
điện trong các nhà máy điện chạy bằng nhiên 3.1.3. Inverter
liệu hóa thạch bị dịch chuyển do hoạt động của Trung tâm thu gom các chuỗi tấm pin mặt
NMĐMT. Trong phương pháp này giả định trời tại một điểm.
rằng tất cả các nhà máy điện kết nối lưới hiện
có và được bổ sung thay thế bởi các NMĐMT Đầu vào (DC)
mới. Phát thải cơ bản là để được tính như sau: Dải điện áp tối ưu công suất 525 – 900 V
BE y EG PJ , y EFgrid ,CM , y (2) Điện áp tối đa 1000 V(1)
Dòng điện tối đa 2400 A
trong đó: BE y - tổng phát thải của nhà máy Đầu ra (AC)
truyền thống trong năm thứ y (tCO2/ năm); Công suất định mức 1250 kW
EG PJ , y - sản lượng điện lên lưới của năm thứ Hiệu suất 98,6%
553
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
3.2. Mô phỏng thiết kế NMĐMT Phát
Phát thải Phái Mức giảm
Năm Sản lượng thải
cơ sở thải rò phát thải
Mô phỏng và đánh giá hệ thống NMĐMT thứ điện En
(BEy)
ĐMT
rỉ (Ley) (ERy)
40MWp bằng phần mềm PVsyst. Toàn bộ (Pey)
6 62.851 50.061 0 0 50.061
các thông số trong mô phỏng được dùng làm 7 62.537 49.810 0 0 49.810
dữ liệu cơ sở đầu vào, gồm: đặc điểm địa lý 8 62.224 49.561 0 0 49.561
và khí tượng, hướng của bề mặt pin, phủ 9 61.913 49.314 0 0 49.314
bóng, cấu hình mảng pin, inverter, tổn thất... 10 61.603 49.067 0 0 49.067
11 61.295 48.822 0 0 48.822
Sơ đồ quỹ đạo mặt trời được trích xuất từ
12 60.989 48.578 0 0 48.578
hệ thống dữ liệu Meteonorm (Hình 2). 13 60.684 48.335 0 0 48.335
14 60.380 48.093 0 0 48.093
15 60.079 47.853 0 0 47.853
16 59.778 47.613 0 0 47.613
17 59.479 47.375 0 0 47.375
18 59.182 47.138 0 0 47.138
19 58.886 46.903 0 0 46.903
20 58.591 46.668 0 0 46.668
21 58.299 46.435 0 0 46.435
22 58.007 46.203 0 0 46.203
23 57.717 45.972 0 0 45.972
Hình 2. Solar paths tại Cam Ranh 24 57.428 45.742 0 0 45.742
25 57.141 45.513 0 0 45.513
3.3. Kết quả tính toán thông số NMĐNT Tổng 1.518.087 1.209.156 0 0 1.209.156
Bảng 1. Thông số cơ bản NMĐMT 40MWp 4. KẾT LUẬN
TT Các hạng mục Đơn vị Giá trị
1 Công suất DC/AC MW 40/35
Nghiên cứu sử dụng mô phỏng PVsyst cho
2 Điện năng TBN 106kWh 64446 NMĐMT nối lưới công suất 40MWp cho kết
3 Sản lượng điện riêng kWh/kWp 1611 quả điện năng lớn 60,723 GWh/ năm. Từ đó
sử dụng công cụ CDM đánh giá mức độ giảm
Bảng 2. Kết quả tính toán trung bình tháng phát thải CO2 đối với môi trường khi dự án đi
vào hoạt động thay thế cho công suất nhà
máy điện sử dụng năng lương hoá thạch. Kết
quả trung bình mỗi năm dự án giúp làm giảm
lượng phát thải 48.366 tCO2/ năm.
Có thể nói NMĐMT là nguồn bổ sung
năng lượng quan trọng cho nhu cầu phát triển
phụ tải liên tục của cả nước, đồng thời góp
phần bảo vệ môi trường do giảm được nguồn
Hình 3. Sản lượng điện trung bình tháng phát thải CO2 khi thay thế một phần công
3.4. Kết quả tính toán độ giảm khí thải suất của các nhà máy điện sử dụng năng
cho hệ thống khi kết nối NMĐTM lượng hóa thạch truyền thống.
Bảng 3. Mức giảm phát thải NMĐMT 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phát
Năm Sản lượng
Phát thải Phái Mức giảm [1] Kandasamy CP, Prabu P, Niruba K (2013)
thải
cơ sở thải rò phát thải Solar Potential Assessment Using PVSYST
thứ điện En ĐMT
(BEy) rỉ (Ley) (ERy)
(Pey) Software. IEEE 667-672.
MWh tCO2 tCO2 tCO2 tCO2 [2] Implementation-Completion-and-Results-
1 64.446 51.331 0 0 51.331 Report-ICR-Document-04032018 from
2 64.124 51.075 0 0 51.075
3 63.803 50.819 0 0 50.819
World bank.
4 63.484 50.565 0 0 50.565 [3] ACM002 “Grid-connected electricity
5 63.167 50.312 0 0 50.312 generation from renewable sources”.
554
nguon tai.lieu . vn
