Sản xuất điện mặt trời trên phao nổi made in Vietnam

Sản xuất điện trên mặt nước

Hệ thống phao nổi do Viện Nghiên cứu Cơ khí (Narime) thiết kế và chế tạo là một hướng đi mới trong phát triển năng lượng sạch. Theo đó, thay vì đặt các tấm pin mặt trời trên mặt đất, khi đặt trên mặt nước sẽ cho hiệu suất cao hơn do nước bốc hơi làm mát. Tuy nhiên cách này khó khăn hơn vì khi đặt tấm pin trên mặt nước đòi hỏi độ bền của vật liệu nổi và dao động của mực nước trên các hồ.

Từ thực tế này Viện Nghiên cứu Cơ khí đã tìm ra giải pháp hợp lý phù hợp với điều kiện trong nước. Đến nay nhóm nghiên cứu của Viện đã thiết kế thành công hệ thống neo cho dự án và tự tin để tính toán các hệ thống neo với mức độ dao động lớn mực nước lớn hơn.

Hiện kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng tại Dự án Nhà máy Điện mặt trời nổi hồ Đa Mi có tổng diện tích mặt bằng sử dụng 56,65 ha, quy mô tổng công suất thiết kế 47,5 MWp, sản lượng điện khoảng 70 triệu kWh/năm. Dự án lắp đặt 143.940 tấm pin năng lượng mặt trời trên diện tích 50 ha mặt hồ Thủy điện Đa Mi, thuộc địa bàn xã La Ngâu (huyện Tánh Linh) và các xã Đa Mi, La Dạ (huyện Hàm Thuận Bắc), tỉnh Bình Thuận. Việc thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống phao nổi Việt Nam cho dự án đã đánh dấu mốc mới mà ngành khoa học và công nghệ trong nước thực hiện được. Cụ thể, việc tính toán, thiết kế các phao nổi gặp nhiều khó khăn do các tiêu chuẩn tính toán, thiết kế và thử nghiệm sản phẩm của Việt Nam chưa có. Đặc biệt, các tính toán thiết kế liên quan đến độ bền sản phẩm của dự án đến 25 năm trong điều kiện khắc nghiệt.

Theo TS Nguyễn Hà An, Trung tâm Cơ điện thuỷ, Viện Nghiên cứu Cơ khí, theo đánh giá của Hiệp hội Năng lượng sạch, Việt Nam là một trong những quốc gia có ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong bản đồ bức xạ mặt trời thế giới. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở nước ta dao động từ 4,3-5,7 triệu kWh/m2. Ở các tỉnh Tây Nguyên, Nam Trung bộ, số giờ nắng khá cao, đạt từ 2.000-2.600 giờ/năm. Bức xạ mặt trời trung bình 150 kcal/m² chiếm khoảng 2.000-5.000 giờ/năm. Quy hoạch Điện VII điều chỉnh đưa ra triển vọng và đặt kế hoạch sản xuất được khoảng 850MW điện mặt trời vào năm 2020, nâng lên 4.000MW vào năm 2025 và 12.000MW vào năm 2030. 

Giải bài toán mặt bằng cho sản xuất năng lượng sạch

Theo TS Nguyễn Hà An, điện mặt trời cần diện tích để chứa các tấm pin tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, các tấm pin đặt trên mặt đất thường chiếm diện tích đất lớn và được cho là khó khăn trong đầu tư phát triển điện mặt trời bởi chi phí giải phóng mặt bằng, quỹ đất tại các địa phương. Để khắc phục các khó khăn trên, thế giới đã nghiên cứu tận dụng hồ thủy điện, thủy lợi để đặt nhà máy. Hiện theo thống kê đã có đến 70 nhà máy điện mặt trời nổi công suất phát điện từ 5 đến 20000 KW. Một ưu điểm nữa là đặt các tấm pin trên mặt nước hiệu suất cao hơn trên mặt đất do nước bốc hơi làm mát. Khó khăn khi đặt tấm pin trên mặt nước là độ bền của vật liệu nổi và dao động của mực nước trên các hồ nên cần có các nghiên cứu về vật liệu nổi, phương án kết bè nổi, phương án neo bè trong lòng hồ.

Viện Nghiên cứu cơ khí đã nghiên cứu hệ thống phao nổi, hệ thống neo: Vật liệu chế tạo phao nổi, các tiêu chuẩn, phương pháp kiểm tra độ bền cơ lý hoá, độ bền theo thời gian; Phương án sản xuất, kết nối, lắp phao tại hiện trường; Máy móc, thiết bị chế tạo, lắp đặt phao; Tính toán, thiết kế hệ thống neo, các tiêu chuẩn áp dụng,…  Nghiên cứu tấm PV, hệ thống kết nối, truyền tải điện, Inverter, hệ thống đo lường, điều khiển,…để tạo ra hệ thống sản xuất điện mặt trời nổi trên nước.

Kết quả của dự án cho thấy hướng đi của Viện trong lĩnh vực phát triển các sản phẩm năng lượng mới, năng lượng tái tạo. Theo thống kê, cả nước hiện có hơn 30 dự án điện mặt trời nổi được các nhà đầu tư trong và ngoài nước xúc tiến. Các dự án điện mặt trời công suất từ 20MW đến trên 300MW tập trung chủ yếu ở miền Trung, Tây Nguyên và miền Nam.