Nhà máy điện mặt trời 1MW + pin lưu trữ năng lượng 600 kWh (BESS 600)
Hình 1 – Nhà máy điện mặt trời 1MW + pin lưu trữ năng lượng 600 kWh (BESS 600)
Hình 2 – Sơ đồ khối nhà máy điện mặt trời 1 MW + tích trữ năng lượng 600 kWh (15%)
Vì sao phải tích trữ năng lượng ?
Tham khảo bài viết :
Nhà máy điện mặt trời 1MW + pin lưu trữ năng lượng 400 kWh (BESS 400)
Hình 3 – Đặc tuyến phụ tải của lưới điện và của Solar
Nhìn vào biểu đồ (hình 3) cho thấy phần năng lượng màu vàng tạo ra vào thời điểm bức xạ mặt trời đạt đỉnh (thường từ 11 giờ đến 14 giờ) nó đang bị xem là gánh nặng của lưới điện quốc gia và thường bị EVN cắt giảm lượng công suất này (đối với các nhà máy đã vận hành trước 2020) và sẽ không cho phát vào lưới điện đối với các hệ thống điện mặt trời tự dùng lắp sau năm 2020 bằng giải pháp gọi là zero export.
Cho dù bị cắt giảm công suất hay giải pháp zero export thì đều lãng phí năng lượng cũng đồng nghĩa với lãng phí tiền.
Giải pháp điện mặt trời cộng BESS được thiết kế để giải quyết vấn đề này.
Hệ thống điện mặt trời 1 MW + pin tích trữ 600 kWh (BESS 600)
Thành phần hệ thống bao gồm nhà máy điện mặt trời mái nhà 1 MW và hệ thống BESS 600 kWh.
-
Hệ thống điện mặt trời 1 MWp
Tấm pin hiệu suất cao 575 Wp công nghệ mới nhất của hãng Jinko, dòng Tiger NEO Type N (hầu hết thị trường hiện nay là Type P, theo dự báo Type N sẽ là công nghệ thống trị tiếp theo vì nó đạt hiệu quả vượt trội)
Bảng 1 – Thông số chủ yếu của tấm pin quang điện
Và inverter nối lưới của hãng SMA hoặc FIMER (ABB)
Bảng 2 – Thông số chủ yếu của inverter
2. Hệ thống BESS 600 KWh :
Thành phần hệ thống theo bảng bên dưới :
Bảng 3 – Các thành phần chính của hệ thống BESS 600 KWH
Thuyết minh hệ thống :
Hệ thống điện mặt trời 1 MW + pin tích trữ năng lượng 600 kWh (BESS 600) là sự kết hợp của hệ thống điện mặt trời hoà lưới 1 MWp và hệ thống BESS 600 kWh.
Ý tưởng của giải pháp là sử dụng pin tích trữ năng lượng để tích năng lượng dư thừa vào buổi trưa thay vì cắt giảm công suất và sử dụng vào buổi tối ở thời điểm giá điện cao ví dụ từ 19 giờ đến 22 giờ.
Hệ thống này sẽ giúp sử dụng tối đa điện mặt trời được tạo ra vào ban ngày nhằm tránh việc bị cắt giảm công suất gây lãng phí về mặt kinh tế, đồng thời nhờ việc xả năng lượng từ BESS vào lúc cao điểm (giá điện bậc cao) sẽ giúp chủ đầu tư tiết kiệm thêm chi phí năng lượng.
Trong hình 3) ở phía trên chúng ta có thể thấy phần năng lượng màu vàng do nhà máy điện mặt trời sản xuất ra vào giữa trưa (11 giờ đến 14 giờ) thay vì bị cắt giảm công suất như hiện nay sẽ được tích trữ vào BESS để xả ra sử dụng vào buổi tối 18 giờ đến 22 giờ.
Giải pháp kỹ thuật có thể sử dụng inverter on grid (của PV) cộng với PCS của hệ thống BESS (theo sơ đồ hình 2) hoặc sử dụng inverter hybrid vừa đấu nối PV và vừa đấu nối battery để tiết kiệm chi phí, thí dụ sử dụng STORION 100 KW (10 bộ) của hãng Alpha ESS hoặc bất kỳ hãng nào khác phù hợp. PCS viết tắt của Power Conditioning System tạm dịch là bộ chuyển đổi năng lượng, nó có thể chuyển đổi năng lượng theo hai chiều từ AC sang DC và ngược lại.
Trong phương án của sơ đồ (hình 2) chúng tôi đang thiết kế 1 PCS 100 KW và hệ pin (battery) 600 kWh nó có nghĩa là thời gian lưu trữ hay thời gian xả hết 600 kWh này mất 6 tiếng. Bởi vì nếu PCS có công suất 100 KW thì tối đa mỗi giờ chỉ xả được 100 kWh.
Muốn thời gian xả này nhanh hơn ví dụ 3 tiếng xả hết 600 kWh thì chúng ta chọn 2 PCS 100 KW.
Hệ thống có thể được mở rộng dễ dàng theo nhu cầu sử dụng, hệ thống này phù hợp cho các nhà máy điện mặt trời hiện hữu đã và đang vận hành hoặc các nhà máy điện mặt trời xây dựng mới.
Tuổi thọ và bảo hành hệ thống BESS :
Hầu hết các BESS hiện nay sẽ được bảo hành 5 năm tiêu chuẩn hoặc 6000 chu kỳ, một số ngoại lệ có thể bảo hành 8000 hoặc 10000 chu kỳ tương đương với hơn 10 năm bảo hành cho các thiết bị chính như PCS và Battery (pin Lithium).
Tại LITHACO các sản phẩm của chúng tôi sẽ được bảo hành 10 năm.
Bảng giá hệ thống Nhà máy điện mặt trời 1MW + pin lưu trữ năng lượng 600 kWh (BESS 600)
Giá trọn gói tại LITHACO là 17 tỷ.
Bảng 4 – Bảng giá gói của hệ thống ĐMT 1MW + BESS 600
Giá trên là giá trọn gói (EPC) bao gồm thiết kế, cung cấp, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống.
Quý khách có nhu cầu vui lòng liên hệ với chúng tôi để báo giá chi tiết tốt hơn giá niêm yết trên.
Thời gian hoàn vốn của hệ thống Nhà máy điện mặt trời 1MW + pin lưu trữ năng lượng 600 kWh (BESS 600):
Hệ thống điện mặt trời mái nhà tự dùng cho nhà máy sản xuất đều là các hệ thống điện mặt trời nối lưới. Sau khi các nhà máy được lắp đặt hệ thống điện mặt trời thì các máy móc, thiết bị của nhà máy được công suất từ 2 nguồn năng lượng là năng lượng từ lưới điện quốc gia và năng lượng từ hệ thống điện mặt trời.
Trong bài viết này chúng tôi đang thiết kế hệ thống điện mặt trời 1 MWp + BESS 600 kWh tương đương với khả năng tích trữ 15%, và đang được tính toán điển hình cho khu vực miền nam. Tại sao hệ thống điện mặt trời 1 MWp tích trữ năng lượng 600 kWh lại tương đương tỷ lệ lưu trữ 15%? vì một hệ thống điện mặt trời 1 MWp lắp đặt ở miền nam thì trung bình mỗi ngày sẽ tạo ra 4000 kWh điện, tích trữ 600 kWh sẽ tương đương với 15% năng lượng mà hệ thống tạo ra.
Dĩ nhiên bạn có thể chọn tỷ lệ lưu trữ 5%, 10% hoặc một tỷ lệ khác, trong phạm vi bài viết này chúng tôi đang chọn tỉ lệ lưu trữ 15% theo đặc thù của lưới điện Việt Nam và đặc thù của đặc tuyến sử dụng của các nhà máy sản xuất.
Ở Trung Quốc, Ấn Độ, và một số nước đã có quy định bắt buộc việc kết hợp nhà máy điện mặt trời, điện gió với lưu trữ năng lượng, tỷ lệ lưu trữ có khác nhau theo chính sách của mỗi quốc gia và mỗi địa phương. Tỉnh Hồ Nam, bắt buộc các tua-bin gió và quang điện phân phối phải có ESS với ít nhất 15% và 5% công suất và thời gian lưu trữ hai giờ.
Tại tỉnh Thiên Tân, hệ thống PV với công suất hơn 50 MW sẽ được tích hợp với ESS với 10% công suất và thời gian lưu trữ liên tục ít nhất một giờ. [1]
Để tính thời gian hoàn vốn của BESS chúng ta cần biết giá điện áp dụng cho loại hình doanh nghiệp hoặc sản xuất, và giá điện ở thời điểm thấp điểm và cao điểm, như bảng dưới đây là giá điện đang áp dụng cho đối tượng sản xuất sử dụng cấp điện áp từ 22 KV đến dưới 110 KV :
Bảng 5 – Bảng giá điện các ngành sản xuất [2]
Thời gian hoàn vốn bằng tổng chi phí đầu tư chia cho tổng số tiền tiết kiệm hàng năm mà hệ thống tạo ra.
Tổng chi phí đầu tư bao gồm tổng chi phí EPC (thiết kế, tư vấn mua sắm, cung cấp, lắp đặt) lắp đặt hệ thống và chi phí vận hành, bảo trì, chi phí thay thế thiết bị, chi phí lãi suất ngân hàng (bao gồm lãi vay hoặc lãi tiền suất tiền gởi của vốn tự có).
Tổng tiền tiết kiệm bao gồm số tiền điện tiết kiệm được quy đổi từ sản lượng điện do hệ thống sinh ra.
Tiền tiết kiệm khác như thuế các bon tránh được (nếu có), tiền bán tín chỉ các bon (nếu có), ưu đãi thuế môi trường….
Tiền tiết kiệm khác khó tính chính xác, giống như tiền tiết kiệm do phòng vệ tăng giá điện tương lai cũng rất khó đo lường vì vậy hai khoản tiết kiệm này có thể bỏ qua trong phép tính vì giả sử rằng nó bù trừ với chi phí lãi vay, chi phí O&M, chi phí suy thoái hệ thống….
Vì vậy chúng ta hoàn toàn có thể áp dụng cách tính đơn giản như sau :
T = (Tổng tiền đầu tư)/(Tổng tiền tiết kiệm)
Trong đó : Tổng tiền đầu tư của hệ thống BESS 600 KWH theo Bảng 4 là 4,000,000,000 VNĐ (4 tỷ VNĐ).
Tổng tiền tiết kiệm từ BESS gồm hai khoản, thứ nhất do tích trữ (sạc) năng lượng dư thừa buổi trưa (thay vì cắt giảm công suất hoặc zero export) và xả ra sử dụng vào buổi tối lúc giá điện bậc cao (3158 đ/kWh – theo Bảng 5). (1)
Khoản tiết kiệm thứ hai từ việc sạc vào BESS khi giá điện thấp điểm (22 giờ đến 4 giờ sáng, giá điện 1,108 đ/kWh theo Bảng 5) và xả vào giờ cao điểm ban ngày (9 giờ đến 11 giờ), đây là hình thức kinh doanh chênh lệch giá điện. (2)
Ta tính được :
(1) = 600 kWh x 3158 đ/kWh x 90% (DoD) x 365 (ngày) = 622,441,800 VNĐ.
Khoản tiết kiệm do chênh lệch giá điện giữa thấp điểm và cao điểm :
(2) = 600 kWh x 2050 đ/kWh x 90% (DoD) x 365 (ngày) = 404,055,000 VNĐ.
Cộng ( 1 ) và ( 2 ) ta có được tổng khoản tiết kiệm do BESS 600 này mang lại là
( 1 ) + ( 2 ) = 622,441,800 + 404,055,000 = 1,026,496,800 VNĐ.
Vậy thời gian hoàn vốn bằng :
T = (4,000,000,000)/(1,026,496,800) = 3,896 năm.
Từ cách tính trên chúng ta thấy rằng thời gian hoàn vốn sẽ được rút ngắn khi chi phí đầu tư giảm xuống. Trong một bài viết tiếp theo chúng tôi sẽ so sánh thời gian hoàn vốn của hệ thống điện mặt trời 1 MWp nối lưới không có pin tích trữ và hệ thống 1 MWp + pin tích trữ năng lượng, điều tuyệt vời là thời gian hoàn vốn của hệ thống điện mặt trời có pin tích trữ ngắn hơn hệ thống điện mặt trời không có pin tích trữ.
Tóm lại hệ thống điện mặt trời cộng pin tích trữ năng lượng sẽ là chìa khoá thành công trong công cuộc chuyển đổi năng lượng, về kỹ thuật nó giúp nâng cấp lưới điện lên một tầm cao mới (theo cách nói của IEA và bộ năng lượng Hoa Kỳ) thì nó còn mang lại lợi ích kinh tế vô cùng to lớn.
By Lithaco
Tham khảo :
[ 1 ] ESS in China: Supportive policy to accelerate market growth
[ 2 ] biểu giá điện của EVN
https://www.evn.com.vn/c3/evn-va-khach-hang/Bieu-gia-ban-le-dien-9-79.aspx
Tìm hiểu thành phần của hệ thống pin lưu trữ năng lượng BESS tại đây
Link bài viết
Nhà máy điện mặt trời 1MW + pin lưu trữ năng lượng 400 kWh (BESS 400)