Hình 1 – Một hệ thống điện mặt trời điển hình
Giải pháp Điện mặt trời tự sản tự tiêu cho hộ gia đình
Thuật ngữ tự sản tự tiêu bắt nguồn từ đâu?
Điện mặt trời tự sản, tự tiêu (selt consumption of solar PV) đã trở nên phổ biến trên thế giới trong vài năm qua, khi thời kỳ FiT hào phóng đã qua và xu hướng giá thành của các thiết bị điện mặt trời đang giảm đi nhanh chóng.
Thí dụ ở nước Úc nơi được xem là hình mẫu về điện mặt trời mái nhà của thế giới thì thời kỳ đầu chính sách thu mua điện mặt trời gởi ra lưới điện rất cao có thể lên đến 30 cents hoặc 40 cents, thì giờ đây có thể chỉ còn khoảng 6 cents thấp hơn rất nhiều giá điện mà các hộ gia đình mua từ công ty tiện ích vậy nên việc gởi điện thừa ra lưới điện không còn hấp dẫn đối với các chủ hệ thống điện mặt trời. Thay vào đó càng ngày càng có nhiều gia đình chọn phương cách tự sản xuất và tự tiêu thụ.
Còn ở việc Nam, trong Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 – 2030, tầm nhìn đến 2050 hay còn gọi là Quy hoạch điện 8 đã được chính phủ phê duyệt ngày 15 tháng 5 năm 2023 có đưa ra mục tiêu “phấn đấu đến năm 2030 có 50% các toà nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng điện mặt trời mái nhà tự sản, tự tiêu (phục vụ tại chỗ, không bán vào hệ thống điện quốc gia)
Và thuật ngữ tự sản, tự tiêu bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều trên các phương tiện truyền hình và báo chí ở Việt Nam.
Vậy hệ thống điện mặt trời mái nhà tự sản tự tiêu là gì?
Tự tiêu thụ (còn được gọi là tự cung cấp) là khi bạn sản xuất điện và sau đó sử dụng chính lượng điện đó để cung cấp cho ngôi nhà của mình.
Điều đó có nghĩa là hệ thống điện mặt trời trên mái nhà của bạn sản xuất ra năng lượng vào ban ngày sẽ được cung cấp trực tiếp cho các thiết bị sử dụng điện trong ngôi nhà thí dụ tủ lạnh, nồi cơm điện, máy giặt, quạt máy, máy lạnh, bơm nước, camera, …..nếu lượng điện năng này dư nếu có sẽ không được bán cho lưới điện quốc gia như trước đây.
Hệ thống điện mặt trời trước đây được thanh toán như thế nào?
Các hệ thống điện mặt trời mái nhà đã lắp đặt trước đây hoạt động trên nguyên tắc mua và bán theo hai chiều giao nhận thông qua điện kế hai chiều, cụ thể ban ngày điện mặt trời được sản xuất ra thì một phần sẽ cung cấp trực tiếp cho các thiết bị trong nhà, một phần lượng điện năng không sử dụng hết sẽ phát lên lưới điện quốc gia được đồng hồ hai chiều ghi lại và nhà nước (đại diện là EVN) mua lại lượng điện này với giá 9,35 cents cho các hệ thống lắp trước 30/6/2019 và 8.38 cents cho các hệ thống lắp từ ngày 1/7/2019 đến 30/12/2020. Buổi tối hệ thống điện mặt trời không còn sản xuất nữa và các ngôi nhà sẽ mua điện từ lưới điện, hay nói cách khác nó hoạt động trên nguyên tắc ban ngày thì bán và ban đêm thì mua, người dân lấy tiền bán điện ban ngày bù vào tiền mua điện ban đêm.
Với hình thức này, các hộ gia đình lắp điện mặt trời vừa đóng vai trò là người mua điện vừa đóng vai trò là người bán điện.
Ở một số quốc gia tồn tại một hình thức thanh toán khác đó là cơ chế thanh toán bù trừ điện năng …
Như vậy thông lệ trên thế giới đang tồn tại hai hình thức : một là ban ngày bán cho lưới điện, và ban đêm mua từ lưới điện; hai là bù trừ điện năng trực tiếp hoặc có thể hiểu nôm na là trao đổi điện.
Hình thức thứ nhất sẽ phát huy các chính sách khuyến khích của các chính phủ hơn, thí dụ nhà nước mua điện mặt trời với giá cao hơn giá điện bán cho người dân và người dân có thể cân nhắc để lắp nhiều hơn mức nhu cầu cần để kinh doanh năng lượng.
Hình thức thứ hai dễ hiểu hơn vì nó bản chất là cơ chế trao điện. Thí dụ một hộ gia đình ở miền nam tiêu thụ trung bình mỗi tháng 300 đến 400 kWh thì họ sẽ cân nhắc lắp hệ thống vừa đủ khoảng 3 kWp vì hệ thống này tạo ra hơn 300 kWh mỗi tháng vì vậy hoá đơn tiền điện hàng tháng có thể sẽ bằng không.
Vậy cơ chế nào cho điện mặt trời tự sản tự tiêu?
Điều này có thể xảy ra theo bốn cách : sản xuất và sử dụng ngay lập tức (các tấm pin mặt trời gởi điện trực tiếp đến các thiết bị gia dụng của bạn), sử dụng một phần và bán lên lưới điện phần dư thừa, sử dụng trực tiếp một phần và lưu trữ một phần để sử dụng vào ban đêm hoặc khi cúp điện, cách ba ban ngày gởi điện lên lưới điện quốc gia và ban đêm sử dụng điện từ lưới điện; cách thứ tư được bù trừ điện năng theo từng chu kỳ thanh toán.
Cách thứ tư đã từng được Việt Nam tính đến khi xây dựng FiT 1 năm 2017 (11/2017/QĐ-TTg) thể hiện trong mục 2 điều 12 có nêu “Các dự án trên mái nhà được thực hiện cơ chế bù trừ điện năng (net – metering) sử dụng hệ thống công tơ hai chiều. Trong một chu kỳ thanh toán, lượng điện phát ra từ trên mái nhà lớn hơn lượng điện tiêu thụ sẽ được chuyển sang chu kỳ thanh toán kế tiếp. Khi kết thúc năm hoặc khi kết thúc hợp đồng mua bán điện, lượng điện phát dư sẽ được bán cho bên mua điện với giá bán điện theo quy định…”.
Cách bán điện mặt trời cho lưới điện quốc gia vào ban ngày và mua điện từ lưới vào buổi tối là cách đang áp dụng đối với các hệ thống điện mặt trời đã lắp đặt ở Việt Nam.
Làm thế nào để các ngôi nhà tự sản tự tiêu một cách hiệu quả?
Trước hết hệ thống điện mặt trời tự sản tự tiêu thụ cũng cần đấu nối vào lưới điện của ngôi nhà và để tránh lãng phí điện năng cũng cần thay thế công tơ một chiều bằng công tơ hai chiều.
Có một giải pháp khác là lắp thiết bị chống phát điện thừa lên lưới điện gọi là Zero Export (xuất điện lên lưới bằng không) tuy nhiên ở góc độ kinh tế thì đây là một giải pháp lãng phí vì những khi ngôi nhà không sử dụng điện năng hoặc lượng điện năng do hệ thống PV tạo ra nhiều hơn năng lượng các thiết bị tiêu thụ thì thiết bị Zero Export sẽ ngăn chặn hệ thống sản sinh ra điện, đồng nghĩa với lãng phí năng lượng.
Vậy nên, trong mọi trường hợp cho dù là tự sản tự tiêu thì hệ thống cần được kết nối với lưới điện quốc gia bằng đồng hồ đo đếm hai chiều nó cho phép lượng điện thừa mà ngôi nhà tiêu thụ không hết gởi vào lưới điện quốc gia. Việc lưới điện có mua lượng điện thừa này hay không và mua với giá bao nhiêu tuỳ thuộc vào chính sách của từng quốc gia, nhưng lượng điện thừa của các nhà máy điện phân tán vẫn cần thiết cho lưới điện quốc gia để cung cấp cho các hộ gia đình khác sử dụng thậm chí cung cấp cho các doanh nghiệp và công nghiệp.
Để một hệ thống điện tự sản, tự tiêu hoạt động hiệu quả sẽ có nhiều cách nhưng sẽ có bốn cách phổ biến nhất đó là : thay đổi cách chúng ta sử dụng điện hàng ngày, lắp thiết bị quản lý năng lượng thông minh, thiết kế hệ thống có công suất phù hợp và lắp pin tích trữ năng lượng.
Hình 2 – Đặc tuyến tải tiêu thụ của ngôi nhà và của hệ thống điện mặt trời
Thay đổi cách chúng ta sử dụng điện hằng ngày bằng cách đặt cho các thiết bị điện của ngôi nhà chạy vào ban ngày nhiều nhất nếu bạn có thể, thí dụ bạn có thể đặt lịch cho máy giặt chạy vào giữa trưa lúc mặt trời chiếu sáng nhiều nhất, tủ lạnh được chỉnh mức cao vào ban ngày và mức thấp ban đêm, sấy tóc vào buổi sáng thay vì buổi tối, bật bơm nước lên bồn nước trên sân thượng vào ban ngày, bật chế độ tưới cây ban ngày, đặt lịch sạc xe điện ban ngày nếu bạn có thể….những cách thức sử dụng điện như vậy sẽ giúp tăng tỷ lệ sử dụng điện ban ngày của các ngôi nhà,
Lắp thiết bị quản lý năng lượng thông minh đồng thời với việc cải tạo lại bảng điện của ngôi nhà có thể giúp chúng ta đặt lịch sử dụng các thiết bị điện theo ý muốn một cách dễ dàng.
Thiết kế hệ thống điện mặt trời phù hợp : việc thiết kế một hệ thống phù hợp giúp các chủ nhà không cần bỏ ra quá nhiều chi phí đầu tư đồng thời tối ưu sử dụng năng lượng mặt trời nhiều nhất. Để thực hiện việc này thì các chủ nhà cần tìm hiểu mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị trong ngôi nhà của mình và liệt kê các thiết bị có thể hoạt động vào ban ngày để lựa chọn công suất hệ thống vừa đủ, bạn có thể nhờ một công ty chuyên môn tư vấn giúp bạn vấn đề này.
Lắp đặt hệ thống tích trữ năng lượng : đây chính là giải pháp của mọi giải pháp để một ngôi nhà có thể tự sản, tự tiêu thậm chí tiến tới độc lập với lưới điện trong tương lai. Hệ thống điện mặt trời kết hợp với pin tích trữ năng lượng là chìa khoá của chuyển đổi xanh, với những ưu điểm rất rõ ràng như giúp sử dụng tối đa năng lượng mặt trời, nguồn dự phòng khi cúp điện, giúp ổn định hệ thống điện của ngôi nhà. Hệ thống này hoạt động theo nguyên tắc là điện mặt trời do hệ thống sinh ra sẽ cung cấp cho các thiết bị điện trong ngôi nhà hoạt động, nếu năng lượng do hệ thống sinh ra nhiều hơn mức năng lượng mà các thiết bị cần thì năng lượng dư thừa này sẽ được sạc vào hệ thống pin tích trữ để cung cấp cho ngôi nhà vào buổi tối.
Khi lưới điện bị cúp điện bất kể ngày đêm thì ngay lập tức hệ thống pin tích trữ sẽ xả ra và cấp điện cho ngôi nhà, nó phản hồi một cách hoàn toàn tự động và rất nhanh chóng, thông thường chỉ vài chục mili giây.
Nhược điểm duy nhất là chi phí đầu tư của hệ thống điện mặt trời có pin tích trữ năng lượng sẽ cao hơn hệ thống điện mặt trời không có pin tích trữ.
Để dễ hình dung, bạn có thể quan sát biểu đồ minh hoạ ở hình – 2 . Vùng màu xanh biểu thị mức tiêu thụ điện của hộ gia đình, trong khi vùng màu hồng biểu thị quá trình sản xuất điện của hệ thống năng lượng mặt trời (trong trường hợp này là hệ thống năng lượng mặt trời 3kW ). Các vùng màu hồng phía trên các đường màu xanh biểu thị năng lượng mặt trời được xuất vào lưới điện nếu có gắn điện kế hai chiều, trong khi vùng màu xanh là năng lượng được mua từ lưới điện. Khu vực màu hồng và xanh lam chồng lên nhau là nơi năng lượng mặt trời đáp ứng nhu cầu năng lượng của nhà bạn.
Tóm lại, hệ thống điện mặt trời tự sản, tự tiêu sẽ là một xu thế phát triển phổ biến trên thế giới và ở Việt Nam. Việc lựa chọn cơ chế chính sách như thế nào sẽ do chính phủ của các quốc gia quy định và cơ chế này rất quan trọng trong việc thúc đẩy người dân sử dụng điện năng lượng mặt trời, nếu không hiểu đúng có thể sẽ ban hành các chính sách thiếu tính đột phá và sẽ không đủ sức hấp dẫn để thúc đẩy người dân lắp đặt điện mặt trời.
Còn lựa chọn giải pháp nào cho hệ thống điện mặt trời tự sản, tự tiêu cho ngôi nhà của mình để nó hoạt động một cách hiệu quả nhất sẽ tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng điện và điều kiện của từng chủ nhà.
Tuy nhiên trong mọi giải pháp đã nêu ở trên thì giải pháp điện mặt trời có pin lưu trữ năng lượng sẽ là giải pháp tối ưu nhất. Để giảm chi phí đầu tư pin tích trữ năng lượng cần cho phép hệ thống được nối lưới thông qua đồng hồ hai chiều, khi đó năng lượng mặt trời do hệ thống sản xuất ra sẽ được ngôi nhà sử dụng trực tiếp một phần, một phần tích trữ vào pin để sử dụng buổi tối, và một phần điện thừa sẽ được gởi vào lưới điện quốc gia người dân sẽ được thanh toán hoặc được bù trừ lượng điện thừa này. Cơ chế này sẽ hài hoà lợi ích của nhà nước và lợi ích người dân….hãy chờ và hy vọng.
Bài Viết Liên Quan
