Xác định các thông số thiết kế cơ bản cho hệ thống 100% năng lượng tái tạo (20/03/2017)
 

Công suất lắp đặt các nguồn điện, tỷ lệ công suất lắp đặt giữa các nguồn năng lượng tái tạo, quy mô hệ thống tích trữ năng lượng là những thông số quan trọng cần được nghiên cứu chi tiết để có được một hệ thống đảm bảo an ninh cung cấp điện và hiệu quả chi phí.

Dưới đây phân tích các thông số thiết kế cơ bản của hệ thống:

     1. Công suất lắp đặt hệ thống

Đối với hệ thống điện tái tạo, điện năng sản xuất được phụ thuộc rất lớn vào điều kiện thời tiết (vận tốc gió, mật độ không khí, và diện tích rotor đối với sản xuất điện gió; cường độ ánh nắng mặt trời, nhiệt độ, độ ẩm, và vật liệu của tấm pin đối với sản xuất điện mặt trời, các yếu tố thuộc vào tự nhiên là yếu tố con người không thể kiểm soát được, chúng ta chỉ có thể dự báo nhưng cho đến hiện tại vẫn chưa có phương pháp để dự báo chính xác tiềm năng sản xuất điện từ các nguồn này tại từng thời điểm.

Đối với hệ thống 100% năng lượng tái tạo, công suất lắp đặt yêu cầu lớn hơn nhu cầu điện năng cực đại. Tỷ lệ dự phòng là bao nhiêu phụ thuộc vào sự ổn định của nhu cầu phụ tải và sự ổn định của tiềm năng sản xuất điện, mức độ chính xác của dự báo nhu cầu phụ tải.

A Bai 2-1.JPG

Rõ ràng là có những thời điểm cung hệ thống lớn hơn cầu, tại những thời điểm này chúng ta có thể tích trữ lượng dư cung đó để dùng vào thời điểm cầu lớn hơn khả năng sản xuất. Tuy nhiên, tùy vào hiệu suất sạc và xả của hệ thống tích trữ mà yêu cầu công suất lắp đặt hệ thống khác nhau. Tổng quát, tổng công suất lắp đặt hệ thống phải lớn hơn tổng nhu cầu hệ thống chia cho hiệu suất hồi (tích của hiệu suất sạc và hiệu suất xả).

A Bai 2-2.JPG

     2. Tỷ lệ công suất lắp đặt giữa các nguồn điện tái tạo

Bỏ qua giới hạn về tiềm năng năng lượng tái tạo, tỷ lệ công suất lắp đặt giữa các nguồn điện (gió, mặt trời) được chọn sao cho chi phí đầu tư cho cơ sở hạ tầng (lưới điện, hệ thống tích trữ) là nhỏ nhất. Sự tối thiểu hóa này phụ thuôc rất lớn vào sự tương quan giữa tổng nguồn điện cung cấp và phụ tải. Tóm lại, tỷ lệ công suất lắp đặt giữa các nguồn điện có thể xác định dựa vào bài toán tối ưu dưới đây

               :AB2-3.JPG

3.    Quy mô hệ thống tích trữ

Hệ thống tích trữ tốt nhất là hệ thống vô hạn, nghĩa là có khả năng tích trữ vô hạn. Tuy nhiên, đầu tư cho hệ thống lưu trữ rất tốn kém, việc tính toán quy mô hệ thống lưu trữ là cần thiết đảm bảo quy mô đủ lớn để dự trữ lượng điện cần thiết nhưng không lãng phí, nói cách khác hệ thống đảm bảo an ninh cung cấp điện và tối thiểu hóa chi phí. Cụ thể hơn, tính toán quy mô hệ thống lưu trữ phải dựa vào việc đánh giá tần suất và quy mô lượng điện được tích trữ và được xả, ngoài ra đánh giá phân tích sự biến động của thời tiết trong dài hạn cũng cần được đưa vào là một trong các yếu tố đầu vào của thiết kế hệ thống lưu trữ.

Giới hạn trên của lượng điện năng sạc vào hệ thống tích trữ được xác định theo công thức dưới đây:

AB2-2.JPG

Công suất sạc tối đa cũng chính là lượng dư thừa công suất tối đa tại thời điểm t. Tuy nhiên, xác định giá trị này không hề dễ vì từng giá trị ở vế bên phải luôn thay đổi theo thời gian.

Bài viết giới thiệu một cách tổng quan về việc xác định các thông số cho hệ thống 100% năng lượng tái tạo và mở ra gợi ý nghiên cứu chi tiết hơn vấn đề này. Bài viết tiếp theo chúng ta cùng tìm hiểu cơ cấu biểu giá bán lẻ điện cho hộ sinh hoạt của Đức và biết người Đức đóng góp như thế nào cho sự phát triển của hệ thống nguồn điện tái tạo.

-Đỗ Thị Hiệp NCS ĐH Kassel,CHLB Đức-


Tin mới
Giới thiệu GV khoa QLNL
Đăng ký môn học trực tuyến
Công ty cổ phần Giải pháp Công nghệ Việt Nam
Giới thiệu Khoa QLNL
facebook sinh viên QLNL
Chương trình mục tiêu quốc gia sử dụng Năng lượng Tiết kiệm Hiệu quả
Cơ sở dữ liệu và mạng lưới công trình xanh châu Á