Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ, xây dựng và chuyển giao mô hình khai thác và sử dụng hợp lý nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở Tây Nguyên
Tây Nguyên có vị trí chiến lược đặc biệt quan trọng về kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh và môi trường sinh thái của Việt Nam. Kết luận số 12-KL/TW của Bộ Chính trị khóa XI (Kết luận 12) về tiếp tục thực hiện Nghị quyết số 10-NQ/TW của Bộ Chính trị, khóa IX phát triển vùng Tây Nguyên thời kỳ 2011-2020 xác định rõ: “Phát triển vùng Tây Nguyên phải kết hợp đồng bộ cả về kinh tế, văn hóa, xã hội, quốc phòng, an ninh và xây dựng hệ thống chính trị vững mạnh…”; và “…xây dựng Tây Nguyên trở thành vùng kinh tế trọng điểm, có lực lượng sản xuất phát triển ở mức trung bình của cả nước, có tốc độ tăng trưởng và chuyển dịch cơ cấu kinh tế vững chắc…; sớm đưa nông thôn Tây Nguyên thoát khỏi tình trạng nghèo nàn, lạc hậu, phát triển bền vững…”.
Để thực hiện được mục tiêu này, với sự hỗ trợ của khoa học và công nghệ, Tây Nguyên hướng đến phát huy sức mạnh, tiềm năng về con người, sự ưu đãi của thiên nhiên theo hướng bền vững. Với tiềm năng về mặt trời và gió được đánh giá tương đối cao từ các chuyên gia trong và ngoài nước, Tây Nguyên có nhiều lợi thế để phát triển công nghiệp điện gió, điện mặt trời nhằm phát triển kinh tế, cũng như là ứng dụng khoa học công nghệ để khai thác tận dụng nguồn năng lượng gió, mặt trời phục vụ sản xuất nông, lâm sản cũng như nhu cầu sinh hoạt thường ngày của người dân.
Hiện nay tình hình nghiên cứu trong nước về các công nghệ điện mặt trời và điện gió mới là ở bước đầu so với thế giới. Các nghiên cứu về pin mặt trời còn khá tản mạn và mới chỉ dừng lại ở việc chế tạo mẫu linh kiện pin có kích thước nhỏ và đo đạc khảo sát một số tham số, tính chất đặc trưng của linh kiện, chưa đi sâu nghiên cứu bài bản để có thể nâng cao hiệu suất và độ bền của pin. Đặc biệt chưa nghiên cứu phát triển thành các tổ hợp pin mặt trời kích thước lớn có khả năng tạo thành nguồn điện có thể sử dụng được trong thực tế. Hiện nay Việt Nam đã có nhà máy sản suất tấm pin mặt trời, thiết bị và công nghệ đều được nhập khẩu từ nước ngoài.
Đối với hệ thống phát điện mặt trời phân tán, Việt Nam đã nghiên cứu, phát triển và chế tạo được các hệ thống ắc quy và điều khiển ắc quy. Các inverter chuyển đổi DC/AC cũng đã được nghiên cứu chế tạo, nhưng chủ yếu tập trung điều khiển dòng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q với các điều kiện ràng buộc như tần số, điện áp lưới không thay đổi hay điện áp DC của bộ invecter (nghịch lưu) không thay đổi, tuy nhiên, trong thực tế, các giá trị này thay đổi đáng kể. Đây là nhược điểm của bộ nghịch lưu truyền thống, không có khả năng tự động ổn định và điều khiển dòng điện bơm vào lưới với công suất Q hợp lý, khi tần số lưới và điện áp đặt vào bộ nghịch lưu thay đổi. Bộ nghịch lưu và giải thuật điều khiển truyền thống cũng khó có khả năng tránh được hỏng hóc khi ngắn mạch nguồn áp DC.
Về điện gió, chúng ta cũng mới bắt đầu nghiên cứu phát triển tuabin gió công suất cỡ 10 kW, tuy vậy vẫn đang hoạt động chưa ổn định do hệ thống điều khiển và chuyển đổi DC/AC chưa được nghiên cứu phát triển hoàn thiện.
Việc nghiên cứu, phát triển các tổ hợp khai thác điện mặt trời và điện gió trên phạm vi toàn quốc nói chung và vùng Tây Nguyên nói riêng hiện nay cũng còn tản mạn. Các kết quả nghiên cứu cho đến hiện nay cho thấy, khu vực Tây Nguyên là một vùng có tiềm năng năng lượng tái tạo khá dồi dào gồm các nguồn tài nguyên năng lượng tái tạo có nhiều ưu thế như năng lượng mặt trời, năng lượng gió nhưng chưa được quan tâm khai thác.
Xuất phát từ thực tiễn trên, TS. Nguyễn Quang Ninh cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Năng lượng thực hiện “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ, xây dựng và chuyển giao mô hình khai thác và sử dụng hợp lý nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở Tây Nguyên” với mục tiêu: Đánh giá, lựa chọn được công nghệ và quy mô khai thác hợp lý nguồn năng lượng mặt trời, năng lượng gió phù hợp với điều kiện đặc thù của Tây Nguyên; Lựa chọn, hoàn thiện công nghệ, xây dựng, chuyển giao mô hình ứng dụng công nghệ tiên tiến nhằm khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng gió và mặt trời ở Tây Nguyên; Đề xuất giải pháp kỹ thuật công nghệ, tổ chức quản lý, nhân rộng mô hình.
Nhằm hiện thực hóa mục tiêu: Đánh giá, lựa chọn được công nghệ và quy mô khai thác hợp lý nguồn năng lượng mặt trời, năng lượng gió phù hợp với điều kiện đặc thù ở Tây Nguyên, Chương này tính toán tiềm năng lý thuyết, tiềm năng kỹ thuật và tiềm năng thương mại của điện mặt trời ở Tây Nguyên dựa trên số liệu bức xạ mặt trời được tổng hợp từ các nguồn khác nhau. Các số liệu về bức xạ mặt trời ở Tây Nguyên được lựa chọn trên cơ sở so sánh, đối chiếu dữ liệu do các tổ chức quốc tế ban hành, Dự án do EVN thực hiện với dữ liệu được các nhà nghiên cứu Viện Khoa học năng lượng thu thập trực tiếp từ hiện trường, từ các trạm quan trắc đặt trên địa bàn Tây Nguyên. Dựa trên bản đồ địa hình, bản đồ quy hoạch đất đai, bản đồ quy hoạch hệ thống điện của các tỉnh thuộc Tây Nguyên, các bản đồ tiềm năng kỹ thuật, tiềm năng thương mại điện mặt trời trên địa bàn Tây Nguyên đã được các tác giả xây dựng. Từ bản đồ có thể xác định chính xác vị trí các khu vực có khả năng xây dựng các Nhà máy điện mặt trời, thuận lợi về mặt bằng quỹ đất, đấu nối lưới điện, không bị trùng vào quy hoạch đất đai, rừng phòng hộ hay những khu vực có độ dốc quá cao.
Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:
Đề tài đã tiến hành đánh giá chi tiết tiềm năng kinh tế, kỹ thuật và thương mại của nguồn năng lượng tái tạo gió và mặt trời ở khu vực Tây Nguyên. Đây là kết quả đánh giá toàn diện, đầy đủ, chi tiết đầu tiên ở Việt Nam cho riêng khu vực Tây Nguyên. Các kết quả được so sánh, đối chiếu với kết quả do các tổ chức quốc tế như Worlbank và do Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã thực hiện cho toàn Việt Nam. Bản đồ tiềm năng kỹ thuật và thương mại của các nguồn năng lượng gió và mặt trời cũng đã được xây dựng. Bản đồ chỉ rõ khu vực có khả năng khai thác xây dựng các dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời đáp ứng tiêu chí về mặt bằng và đường dây truyền tải điện, hiệu quả sử dụng đất và mức độ ảnh hưởng đến người dân và các ngành kinh tế khác. Trên cơ sở đó, các công nghệ điện gió, điện mặt trời phù hợp cho khu vực Tây Nguyên cũng đã được phân tích và đề xuất.
Đề tài đã xây dựng và chuyển giao 03 mô hình ứng dụng công nghệ tiên tiến nhằm khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng tái tạo gió và mặt trời phục vụ đời sống nhân dân ở Tây Nguyên. Trong đó Mô hình thứ 3: mô hình nhà sấy nông, lâm sản sử dụng năng lượng mặt trời quy mô 100m2, thiết kế của lò sấy đã được cấp giấy chấp nhận đơn Sáng chế. Trong Mô hình 1 và 2, ngoài các công nghệ về điện mặt trời thông dụng được áp dụng, công nghệ tái cấu trúc kết nối các tấm pin năng lượng mặt trời khi có hiện tượng mất cân bằng bức xạ cũng đã được ứng dụng. Cùng với đó, giải pháp tuabin trục đứng phù hợp với quy mô công suất bé, hộ gia đình, gió quẩn cũng đã được sử dụng trong mô hình 2.
Đề tài cũng đã tính toán và đề xuất giải pháp phát triển lưới điện truyền tải đến năm 2030 để đáp ứng khả năng hấp thụ các nhà máy điện tái tạo gió, mặt trời quy mô công suất trên 200MW trên địa bàn Tây Nguyên vào lưới điện quốc gia. Cùng với các buổi hướng dẫn vận hành, sử dụng mô hình, các giải pháp về cơ chế, chính sách, quản lý cũng được kiến nghị để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển năng lượng tái tạo với quy mô hợp lý đến năm 2030 trên địa bàn tỉnh Tây Nguyên nhằm giúp tăng khả năng ứng dụng và nhân rộng các mô hình.
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19691/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
